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​爆破安全复核

futao 爆破拆除 2019-06-05 581 0
川渝拆除17713551981

爆破安全复核

1爆区附近重点保护对象

爆破时爆区附近主要保护对象有大坝坝体、电站厂房、主控室机电设备、电站进水口钢闸门、大坝基础帷幕灌浆区、闸门启闭机、右岸高架桥、附近高架施工设备等。各保护对象至爆源距离见表4.12。

表4.12各保护对象允许质点振动速度复核表

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2爆破安全控制标准

根据规程、规范规定,参考以往工程经验,结合三峡工程实践,拟出各保护对象允许质点振动速度见表4.12。

对大坝混凝土和钢闸门在爆破作用下的动水压力允许值按0.40MPa考虑(只考虑了与设计工况相比较的静水压力差,故此安全标准是偏安全的);拦污栅排架动水压力允许值按0.1MPa考虑。

3爆破振动安全复核

由于最大装药单元为河床部分的2号药室,故主要以2号药室为爆源,根据各保护对象至爆源的距离及各自的安全允许振动速度进行分析,重点复核帷幕灌浆区、左岸厂房内机电设备(已运行)和岸厂房内机电设备(未运行)的质点振动速度。对于个别保护对象如右岸高架桥等另根据右岸深孔药量进行复核。

爆区平行于大坝轴线,爆区距需保护部位的距离大体相同。依据压重块预拆除爆破振动实测成果以及前期研究成果(具体见《长江三峡水利枢纽三期上游围堰拆除爆破安全防护研究报告》)选用以下公式进行安全复核。

纵堰压重块下层预拆除爆破统计公式:

V=202.2(Q/3/R)2:.03(4.2)纵堰压重块上层预拆除爆破统计公式:

V=83.8(Q/3/R)141(4.3)纵堰上纵段头部拆除爆破统计公式:

V=208(Q2V3/R)153(4.4)常规经验公式:

V=150(Q/3/R)1.50(4.5)上各式中V——质点振动速度,cm/s;Q——单段起爆药量,kg;R——爆心距,m。

围堰拆除爆破时的最大单响药量为690.4kg,爆破振动预报值见表4.13。

表4.13三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破振动预报

表4.13三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破振动预报

右岸5号堰块和6号堰块深孔爆破时,根据5号堰块和6号堰块实际最大单段起爆药量407kg(对应水平距离90m),取三峡混凝土纵堰上纵段头部拆除爆破振动衰减规律计算,其对应右岸高架桥基础质点振速为3.6cm/s;根据最小水平距离75m(对应单段起爆药量342kg),其对应右岸高架桥基础质点振速为4.1cm/s。上述复核值均在安全允许振速5cm/s范围内。

左连接段深孔爆破时,最大单段起爆药量475kg,取三峡混凝土纵堰上纵段头部拆除爆破振动衰减规律计算,对应大坝帷幕灌浆区质点振速为1.5cm/s在安全允许振速

2.5cm/s范围内。

上述分析表明,爆破振动预报值均小于各复核对象相应设计允许振速,因此,爆破振动不会对需保护对象产生危害。

4.5.4爆破水击波(动水压力)安全复核

三峡工程三期上游RCC横向围堰预埋药室集中在上游侧,均为内部药包,对模型试验成果及大量的类似工程实测资料统计分析,本次爆破产生的水击波(动水压力)约为按库尔公式计算的水下裸露药包爆破水击波压力的3%~5%。

依据前期的研究成果,选用以下公式进行安全复核。

密云岩塞爆破统计公式:

修正库尔公式:

p=0.05×53.3(QV3/R)113(4.7)式中p——水击波(动水)压力,MPa;其余符号意义同前。

预埋药室爆破最大单响药量为690.4kg,断裂孔爆破最大单响药量253.66kg。水击波压力预报值见表4.14。

从表4.14可以看出在上游坝面及钢闸门处产生的水击波(动水压力)运小于允许值,但在拦污栅排架上产生的水击波(动水压力)值大于设计允许值,因此,需采用气泡帷幕进行防护,按已有的实测成果双层气泡帷幕可消减水击波峰值压力90%以上,只要按设计要求进行了安全防护,爆破产生的水击波(动水压力)不会对需保护对象产生有害影响。

表4.14三峡工程三期上游RCC围堰拆除水击波压力预报值

表4.14三峡工程三期上游RCC围堰拆除水击波压力预报值


对于深孔爆破,最大单段起爆药量475kg,则在上游坝面、钢闸门、拦污栅排架处产生的最大水击波(动水压力)值为0.18MPa,对上游坝面和钢闸门均是安全的,但在拦污栅排架处大于设计允许值,因此,采用气泡帷幕防护措施是必需的。

5爆破涌浪安全复核

模型试验成果表明,爆破时产生的涌浪在坝前最大值为2.33m,在爆区前方岸坡最大爬高为4.2m,爆破设计高程警戒线为145m,因此,爆破产生的涌浪不会对警戒线外的需保护对象产生危害。

6堰体倾倒触地振动安全复核

定向倾倒爆破部位的堰体在爆破后约10s触地,因此,触地振动与爆破振动、冲击振动不会产生叠加,模型试验成果也表明只要将堰块进行合理切割,保证上游有一定厚度的淤沙垫层,触地振动将不会对需保护的水工建筑物产生危害。

由于15号堰块仅20m长,为防止切割爆破时产生侧翻,因此,14号和15号堰块间未进行切割。14号和15号堰块最先起爆,将最早触地,产生的振动峰值不会与其他堰块触地振动进行叠加,设计要求上游淤积(或叠沙)厚度在8m以上,较试验成果考虑了一定的安全系数,设计的堰块间爆破延期时间满足触地振动不产生叠加的时间间隔要求,不会对需保护物产生危害。

7围堰上部结构上抬后回落冲击振动安全复核

在1:10围堰爆破模型试验时发现,围堰拆除爆破时不仅产生爆破振动和触地振动,还产生了较大的冲击振动。由于爆破时只能考虑几何相似,而炸药爆破产生的爆轰压力差别不大,使得爆破时堰块抬高达5~15cm。数值仿真计算原型爆破在坝踵处产生的振动水平振速为1.01cm/s,竖直振速为1.10cm/s。如果该值与爆破振动2.5cm/s(按帷幕灌浆的设计允许振动值控制)产生峰峰叠加,叠加后的振动仍小于帷幕灌浆允许振动的校核值。数值计算结果也表明:3种荷载(静力水位135m,爆破振动2.5cm/s和冲击振动上抬12cm下落撞击)产生的应力叠加后在坝踵处产生的主拉应力小于允许值,大坝及帷幕灌浆区是安全的。此外爆破设计时还考虑以下措施:①水平断裂孔进行多分段起爆;②在水平断裂孔爆破后,再对相应堰块进行切割。由于相邻堰块的牵扯和夹制作用,爆破产生的冲击振动将更小,因此,冲击振动将不会对需保护建筑物产生危害。

8爆破飞石、空气冲击波和噪声安全复核

整体倾倒堰段爆破除切割孔部分减弱装药段露出水面外,其余均在水下,特别是集中装药部位大多处于水下35m左右,而水下爆破水深超过6m时,即可不考虑爆破飞石和爆破噪声的有害影响,因此,该部位爆破产生的飞石、空气冲击波和噪声不会对需保护对象产生有害影响。深孔爆破堰段由于控制了高程135m以上孔段的装药单耗不大于0.4kg/m3,且减弱高程129~135m孔段的装药,加强孔口封堵和孔口覆盖,故其飞石、空气冲击波和噪声不会对需保护对象产生有害影响。

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