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安全防护设计

futao 爆破拆除 2019-06-05 518 0
川渝拆除17713551981

安全防护设计

1重要保护对象

根据爆区周边环境分析,围堰拆除时重要保护对象有:

(1)大坝结构,重点部位为上游坝和坝顶。

(2)大坝深层抗滑稳定,重点部位为左厂1~5号坝段、右厂24~26号坝段坝基和基础的锚固区。

(3)大坝基础帷幕灌浆区。

(4)电站厂房结构,重点部位为厂房基础。

(5)电厂机电设备,重点为左岸厂房正常运行的机组和中控室设备、右岸厂房正在安装的机电设备。

(6)电站引水管进口,重点部位为钢闸门及门槽。

(7)爆区附近过往船只、车辆、人员及其他相关建筑、设施。

2重点安全防护项目

根据爆区周边环境及重要保护对象特性分析,围堰拆除时的重点安全防护项目主要有:

(1)爆破振动安全防护。

(2)堰体冲击振动安全防护。

(3)堰体触地振动安全防护。

(4)爆破水击波(动水压力)安全防护。

(5)爆破涌浪安全防护。

(6)爆破飞石安全防护。

3安全防护设计

3.1爆破振动安全防护

(1)严格控制爆破最大单段起爆药量。本工程拆除爆破最大装药单元为河床段的2号药室,其单药室药量近700kg,且难以在药室内再分段,所以2号药室的药量控制是控制单段起爆药量的关键。

对2号药室,只能一个药室作为一段起爆。

对其他药室各装药炮孔,最大单段起爆药量按不大于700kg控制。其中对右岸5号堰块最大单段起爆药量按不大于450kg控制,网路设计时按孔校核。

(2)采用合理的起爆网路。本工程由于爆破区长、单段起爆药量控制严格、分段多,故需采用毫秒延期起爆网路。

在起爆顺序以先爆部位为后爆部位提供临空面为原则,以减少夹制和约束。

为保证单段起爆药量得到控制,避免重段或串段现象,使爆破网路处于可控状态,特选用高精度系列雷管:深孔爆破堰段采用高精度塑料导爆管雷管和数码雷管混合网路;倾倒爆破堰段采用数码雷管网路。

(3)合理选取微差起爆的间隔时间。在确保网路传爆通畅的前提下,合理选择各部位相继起爆的间隔延时,避免重段或串段,以避免振动叠加。

3.2堰体冲击振动安全防护

(1)控制最大倾倒单元。由于回落冲击振动的大小与冲击体的质量成正比,故冲击体的质量便成为重要的控制因素。深孔爆破堰段爆破块度小,不存在此问题,倾倒部分上部堰体体积大,需采取措施控制最大倾倒单元。

以每个堰块为一个倾倒单元(15号堰块较短,与14号堰块合为一个倾倒单元),在倾倒单元间布置切割炮孔。

(2)控制断裂孔单段起爆药量。从控制单孔装药量和齐爆断裂孔数量入手,以控制断裂孔单段起爆药量,在保证断裂效果的前提下以减少上抬能量。

(3)选取断裂孔合适起爆网路。为防止围堰上部结构上抬过高,需避免整个倾倒单元的断裂孔一次起爆,而应分成若干段,分段起爆,利用混凝土的抗拉强度抑制一部分上抬力。

3.3堰体触地振动安全防护

(1)控制最大倾倒单元。此措施与堰体冲击振动防护一并考虑。

(2)在底面设置缓冲垫层。根据最新测量资料(2006年3月),堰前明渠淤积高程在62~64m左右,淤积层厚度约6~12m。围堰拆除实施前,需对淤积层厚不足8m的部位进行补抛土垫层。垫层平面范围为倾倒堰块堰前平行于堰轴线向400m、垂直于堰轴线向40m。

另因可能出现的高程130m以上堰块拉裂后反向落入堰内,为减小此部分触地振动,在基坑充水前,需在堰后道路上设置砂袋垫层,按平行于堰轴线向400m范围堆高2m考虑。

3.4爆破水击波(动水压力)安全防护(1)严格控制最大单段起爆药量。本工程药室爆破水击波作用方向主要为围堰上游向;倾倒爆破堰段的断裂孔及深孔爆破堰段的大量下游坡面水下炮孔爆破时的水击波作用方向主要为基坑内大坝、电站进水口钢闸门等方向。

同爆破振动控制措施,对各药室及各装药炮孔,严格最大单段起爆药量。

(2)加强药室(孔)封堵。对装药廊道入口及盲端通风孔,在充水前采用砂袋封堵,封堵长度按5m考虑。

加强对下游坡面水下炮孔特别是河床段水平断裂孔的孔口封堵,使炸药能量最大限度地用于破碎混凝土体,而不致过早或过多地逸出至水中形成水击波或动水压力。

(3)设置缓冲屏障。

1)堰体下游。主要防护对象有电站进水口钢闸门、排沙孔钢闸门、排漂孔钢闸门和大坝上游立面。

在距坝轴线上游20m基坑底部沿右非2号坝段至右厂排坝段共570m沿线布置双排气泡帷幕。

发射管采用450mm无缝钢管,管上以90°发射角、间距50mm钻设两排1.5mm的发射孔。以高强度软管连接至右岸空压机。采用中压(大于2MPa)大排量(大于100m3/min)空压机供压缩空气。经试验可行后在爆前5min启动。

2)装药廊道内。主要为2号和3号药室爆破创造好的临空面条件、改善爆破效果,以及防护先爆药室(孔)在廊道内产生的水击波(动水压力)对后爆药室(孔)的破坏影响。紧贴廊道底板和下游壁面布置高强泡沫垫层。垫层厚80cm,沿廊道防护长380m,底部防护宽2.5m,下游壁防护高1.5m,呈L形布置,并用锚筋、铁丝等固定使之紧贴防护面。

也可在廊道内布置缓冲气囊,提供缓冲空间,以减小水压破坏。缓冲气囊用绳索连成串,并保证各倾倒单元内的缓冲气囊串相对固定和独立。

3.5爆破涌浪安全防护

(1)人、机转移。附近人群、牲畜等需转移至高程145m以上;高程145m以下的机械设备、设施等转移至高程145m以上。

(2)设置防浪排。对于需保护的近岸建筑、暂时无法转移的施工设备、设施等,可在临岸水面设置防浪木排或竹排并用钢丝绳固定。

(3)船只停泊。对于水面船只,应停放在警戒水域之外,在远岸水域抛锚停泊。

(4)基坑充水平压。为防护爆破实施时堰前江水下泻对大坝和电站进水口闸门的冲击问题,爆前将基坑充水至139m水位。

3.6爆破飞石防护

(1)减弱孔口药量。一般水深在于6m时,水下爆破飞石很难飞出水面。本工程药室爆破在深水下进行,不考虑其飞石破坏。堰后斜坡上的炮孔孔口水深均大于9m,也可不考虑其飞石破坏。由于堰前水位为135m,对孔口在堰顶的钻孔,上部有5m处于水上。对此部分炮孔,从距孔口孔深10m处开始减少装药量,到孔深距孔口5m处(堰前水位以上)再减少装药量。

(2)加强孔口封堵。对深水炮孔,孔口封堵可稍短,但对堰顶钻孔,必须保证一定的孔口封堵长度,并严格控制封堵质量,所有封堵段必须采用特制堵塞材料。

(3)孔口覆盖及被保护体表面覆盖。采用砂袋、竹跳板、钢丝网等材料对采用深孔爆破法的区域进行覆盖。对近岸建筑、暂时无法转移的设备、设施等,可在迎飞石方向采用钢板、竹跳板、废胶管帘等作立体遮护。

3.7人员、设备等安全防护范围

除采取上述防护措施外,还需综合各项爆破有害效应,确定出安全防护范围如下:

(1)水域安全防护范围。水域安全防护范围主要根据水击波效应、爆破涌浪效应等因素确定。本工程爆破实施时堰外水位为135m,最大水深约90m,药包(2号药室)以上水深约33.5m。

根据《爆破安全规程》(GB6722一2003)规定,在水深大于30m的水域内进行水下爆破时,水中冲击波安全允许距离应通过实测和试验研究确定;在水深不大于30m的水域内进行水下爆破时,对钻孔或药室爆破,水中冲击波安全允许距离应按表4.15确定。

表4.15水中冲击波安全允许距离

表4.15水中冲击波安全允许距离

本工程采用毫秒微差爆破,总药量大于160t,水中冲击波安全允许距离如按表4.15中“Q>1000kg”项目确定:水中人员安全距离为8735m;施工船舶安全距离为1365m;

客船安全距离为1500m。

本工程由于不具备合适的90m水深实测和试验条件,只能根据上述参考值并考虑一定安全裕度确定爆破时水域安全防护范围:水中人员为大坝坝前库区上游10km范围的江段水域;水中船舶为大坝坝前库区上游3km范围的江段水域。考虑爆破涌浪效应,对于水面船只,应在远岸水域抛锚停泊。

(2)陆域安全防护范围。陆域安全防护范围主要根据空气冲击波(噪音)、涌浪、飞石、炮烟、粉尘等因素确定。

从安全角度出发,综合其他爆破有害效应的防护,本工程陆域安全防护范围暂定为距爆区500m范围,警戒范围为距爆区1000m。

图4.9三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全防护及安全警戒范围示意图

图4.9三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全防护及安全警戒范围示意图

注:1.水中人员的安全防护范围为坝前库区上游10km范围内的江段水域;水中船舶的安全防护范围为坝前库区上游3km范围内的江段水域;坝前闸区上游10km范围内的江段库岸高程145m以下为涌浪警戒范围。

2.陆域上距爆区500m范围内须采取安全防护措施,距爆区1000m范围内设警戒。

另外根据模型试验成果,并考虑安全保证,如爆破实施时,库水位为135m,则涌浪防护高程暂定为145m,即爆区上游10km以内陆域高程145m以下仍为警戒范围。

三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全防护及安全警戒范围见图4.9。


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