水庫工程擴建管理論文

時間:2022-06-30 04:42:00

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水庫工程擴建管理論文

1、概況

英那河水庫位于遼寧省大連市莊河地區(qū)的英那河中游,是一座以農(nóng)業(yè)灌溉為主的中型水庫。最大庫容6053萬m3。工程始建于1972年,1974年建成蓄水,壩型為漿砌石重力壩,最大壩高28m,壩長276m。為了滿足大連城市供水的需要,大壩于2001年5月進行擴建,在原有的大壩上加高培厚,擴建后壩長346.6m。其中左擋水壩段長123.33m,右擋水壩段長108.27m,溢流壩長115m;擋水壩壩頂高程為83.1m,比原壩增高15.1m,溢流堰頂高程72.60m,比原壩增高13.60m,壩底擴寬11.12m,既由原壩25.54m擴至36.66m??値烊轂?.87億m3,擴建后的水庫為大Ⅱ型水庫。具體剖面如下所示:

擴建工程要在原壩基礎(chǔ)上進行加寬、培厚,所以要對基礎(chǔ)進行擴寬開挖,對老壩原有砼進行拆除。

施工區(qū)巖石為細粒角閃石黑云母花崗閃長巖(T3j)和似斑狀花崗巖(T3Q),壩基除微風(fēng)化~未風(fēng)化外,尚有部分為弱風(fēng)化巖,還有(f1,f2)的斷層破碎帶及斷層影響帶。

2、開挖主要措施

溢流壩擴建基礎(chǔ)開挖采用手風(fēng)鉆淺孔按保護層開挖施工,建基預(yù)留50cm保護層進行風(fēng)鎬或人工撬挖,與老壩結(jié)合部位采取防震措施,并小藥量松動爆破。

下游挑流鼻坎部位大體積砼(樁號0+22-0+26)采取爆破法施工。

2.1.溢流壩擴建基礎(chǔ)開挖

爆破施工采用火花起爆方式,毫秒微差導(dǎo)爆管聯(lián)接,炸藥采用乳化炸藥。為了減輕爆破地震效應(yīng)對老壩體的影響,在擴建基礎(chǔ)開挖時,距老壩下游邊界2米處布設(shè)垂直防震孔一排。(該2米范圍采用人工撬挖);防震孔直徑42mm,間距20cm。施工時先進行距老壩5m以外的下游石方開挖,然后用防震孔做預(yù)裂孔進行老壩下游邊界25m范圍的施工。與老壩體結(jié)合部位采取防震措施,并小藥量松動爆破。爆破分層高度為1.0m。爆破分區(qū)見2-1-1溢流壩段開挖分區(qū)示意圖。

爆破參數(shù)如下表所示:

(1)一般松動爆破參數(shù)

淺孔爆破施工采用手提式手風(fēng)鉆打垂直孔,分層高度1.0m,每一爆區(qū)沿壩橫方向為1m,爆破參數(shù)如下:

表2-1-1

鉆孔深度

(m)

底板抵抗線

(m)

炮孔間距

(m)

炮孔排距

(m)

單孔裝藥量

(kg)

總藥量

(kg)

1.2

1.0

1.0

0.8

0.30

24

(2)淺孔預(yù)裂爆破參數(shù)

淺孔預(yù)裂爆破包括防震孔兼作預(yù)裂孔施工及建基面水平預(yù)裂施工。防震孔間距20cm,作預(yù)裂孔時裝藥孔間距為40cm,中間不裝藥孔作導(dǎo)向孔,按開挖分區(qū)每一預(yù)裂區(qū)預(yù)裂長度沿壩橫方向為10m,為減輕爆破的地震效應(yīng),爆破時分兩段進行。爆破參數(shù)如下:表2-1-2

孔徑

(mm)

炮孔間距

(cm)

不偶合系數(shù)

線裝藥密度

(g/m)

孔口不裝藥長度

(m)

同段預(yù)裂爆破總藥量

(kg)

42

40

2.63

225

0.4

3.69

水平建基面預(yù)裂施工時,設(shè)計水平預(yù)裂孔深為1.0m,為減輕爆破地震效應(yīng),爆破時分兩段進行。爆破參數(shù)如下:

表2-1-3

孔徑

(mm)

炮孔間距

(cm)

不偶合系數(shù)

線裝藥密度

(g/m)

同段預(yù)裂爆破總藥量

(kg)

40

50

2.63

240

2.4

2.2.原溢流壩段挑流鼻坎大體積砼拆除

挑流鼻坎部位砼拆除施工時,先沿拆除輪廓線預(yù)留20cm處布設(shè)防震孔一排,孔距15cm,孔深2.5m,然后進行松動爆破區(qū)切斷鋼筋及鋼筋砼的松動爆破,最后利用防震孔作為切割爆破孔進行切割爆破。拆除施工按兩作業(yè)面分向兩岸方向同時進行施工采用ф38氣腿式手風(fēng)鉆鉆孔,導(dǎo)爆管進行微差爆破控制,炸藥采用乳化炸藥。該爆破如2.2-1圖所示,分為減弱松動爆破區(qū),切割爆破區(qū)及鑿除區(qū)。鑿除區(qū)為20cm,切割爆破區(qū)厚50cm,與鑿除區(qū)共同組成保留砼在松動爆破時的保護層。其爆破參數(shù)如下表:

表2-2-1:

孔號

抵抗線

(cm)

炮孔傾角

孔距

(cm)

孔深

(cm)

裝藥量

(g)

裝藥方式

Ⅰ號

50

70°

65

70

225

一節(jié)

Ⅱ號

50

70°

65

100

300

一節(jié)

Ⅲ號

50

70°

65

140

375

一節(jié)

Ⅳ號

50

60°

65

170

375

二節(jié)

Ⅴ號

50

60°

65

200

400

二節(jié)

切割孔Ⅵ

50

50°

15

250

150

三節(jié)

注:切割爆破時切割孔裝藥間距為30cm。

裝藥:Ⅳ、Ⅵ號孔采用導(dǎo)爆索下孔二節(jié)間隔裝藥方式。因鋼筋處于上部,故上部適當(dāng)多分配一些藥量,由上至下按0.6g、0.4g,堵孔長度為40cm。

聯(lián)線:導(dǎo)爆管聯(lián)接分段起爆,控制最大一響藥量不超過1.2kg。各排炮孔同段導(dǎo)爆管下孔,各排炮孔間分段微差,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排孔每排3孔共9孔為一組,其中Ⅳ、Ⅴ排孔每排2孔共4孔為一組,Ⅵ排孔(切割孔)5孔為一組,組間分段微差。

起爆:爆破施工時,先進行第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三排孔施工,然后進行Ⅳ、Ⅴ排孔施工,最后進行Ⅵ排孔(切割孔)施工。每一爆區(qū)長約30m。

3、安全監(jiān)測

3.1.爆破實驗

為了保證在新建結(jié)構(gòu)的施工過程中不會對原建大壩產(chǎn)生破壞影響,特別是為了重點保護老壩體上游防滲墻不受破壞(防滲墻僅1m,高18m,樁號0+1.0)。爆破施工過程中委托大連理工大學(xué)振動與強度測試中心進行的砼拆除的監(jiān)測工作,以施工期大壩安全,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)。

爆破實驗分別在樁號0+119~0+124、0+124~0+130及0+130~0+135處進行。

3.2.爆破監(jiān)測結(jié)果

在砼爆破拆除過程中進行爆破震動反映實測數(shù)據(jù)如下:

樁號0+119~0+124段挑流面爆破震動反映實測結(jié)果表3-2-1

測點位置

拾振方向

同組最大藥量

(g)

爆心距

(m)

最大反映振速

(cm/s)

挑流面底

水平

2100

10

1.9

挑流面中間

水平

18

1.5

閘門底

水平

25

1.0

閘門底

垂直

25

0.8

樁號0+124~0+130段挑流面爆破震動反映實測結(jié)果表3-2-2

測點位置

拾振方向

同組最大藥量

(g)

爆心距

(m)

最大反映振速

(cm/s)

挑流面底

水平

2700

10

2.4

挑流面中間

水平

18

1.4

閘門底

水平

25

0.8

閘門底

垂直

25

0.6

樁號0+130~0+135段挑流面爆破震動反映實測結(jié)果表3-2-3

測點位置

測振方向

爆心距

(m)

反映振速峰值

(cm/s)

同響最大藥量

(kg)

備注

爆破點下排水孔

水平

5.5

0.94

1.125

共11響

爆破點側(cè)下排水孔

水平

15

0.86

溢洪面頂

水平

18

0.31

溢洪面頂

垂直

18

0.84

3.3爆破監(jiān)測結(jié)論

通過對英那河水庫爆破施工時大壩振動影響的幾次監(jiān)測,大連理工大學(xué)振動與強度測試中心工程質(zhì)量檢測報告得出以下結(jié)論:

1)爆破影應(yīng)速度2.0cm/s的指標(biāo)只相當(dāng)于Ⅴ度地震裂度,按照該振速指標(biāo)控制大壩防滲墻的振動幅度,可以保證心墻結(jié)構(gòu)的安全。

2)監(jiān)測得到的大壩防滲心墻附近最大振動速度響應(yīng)幅值均小于2.0cm/s的設(shè)計限制值。監(jiān)測的幾次爆破方案均為設(shè)計合理方案。

3)按照所提供并進行監(jiān)測爆破方案進行施工不會威脅大壩防滲心墻結(jié)構(gòu)的運行安全。

4、施工質(zhì)量控制

爆破施工中嚴格進行施工質(zhì)量控制,具體措施有:

1).覆蓋層放樣,平面位置點誤差不大于200mm,高程點誤差不大于100mm。

2).基巖放樣,平面位置點誤差不大于100mm,高程點不大于100mm。

3).測量交底,特別重視現(xiàn)場當(dāng)面交底,將拆除范圍、深度及要點交待清楚。

4).專人旁站監(jiān)督,發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

5).對于溢流壩挑流鼻坎大體積砼拆除,先進行砼拆除實驗,取得成果后將詳細方案交監(jiān)理工程師審批后實施。各道質(zhì)量層層把關(guān)。

6).孔位布置、鉆孔角度、孔徑、孔深都嚴格按爆破設(shè)計要求進行。

7).鉆孔完畢后先清除孔內(nèi)巖粉,并保護好孔口,檢查合格后裝藥。

8).炮孔裝藥、堵塞、爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接嚴格按爆破設(shè)計早先,嚴格檢查最磊一響藥量。

5、結(jié)語

1).砼拆除及擴建基礎(chǔ)開挖采用控制爆破工藝,有效地加快了施工進度,提高了工程施工質(zhì)量。

2).在砼拆除實驗中分別進行先預(yù)裂后松動法及先松動后切割法施工。從爆破監(jiān)測及現(xiàn)場爆破效果看,先松動后切割法施工既有利于減輕爆破地震效應(yīng),且施工時易于操作控制。在以后類似工程中當(dāng)優(yōu)先選用。

3).在起爆方式上,同時起爆雖然爆破效果好,但是裝藥量大,爆破震動影響大;該工程采用毫秒微差導(dǎo)爆管聯(lián)接,分段微差起爆,起爆時不斷創(chuàng)造了輔助臨空面,提高能量利用率,起到了減震作用,并且改善破碎塊度,提高了清碴裝車效率。

4).砼拆除施中用斜孔爆破,有效提高了能量的利用率。但在施工過程中一定要嚴格控制孔的斜度,及鉆孔深度。

主要參考文獻:

1、黃河水利校喬有謨主編——水利工程施工

2、大連理工大學(xué)振動與強度測試中心進行的砼拆除的監(jiān)測報告