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RCC 围堰拆陈爆破安全监测与评价

futao 爆破拆除 2019-06-10 565 0
川渝拆除17713551981

RCC 围堰拆陈爆破安全监测与评价

工程爆破实践与拆除爆破理论研究表明,理论分析、经验总结和现场监测相结合,是指导水工程设计、施工与管理的正确途径。

对于三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破,无论从其拆除规模角度,还是从其拆除难度角度,它都处于“前无古有,后无来者”的独特处境,尤其是从坚持科学发展观、创建健康长江、人水和谐的新理念视野来看,仅从理论上进行数值模拟、难以获得定量分析;光从经验上进行工程类比,也难以获得合适借鉴。只有通过对拆除爆破的实时监测,并利用积累的大量工程爆破实例以及水力学、岩石力学、土力学、环境工程学、人文社会学、爆炸力学、地球物理学、无损检测、自动化、无线电遥测、控制论和数理分析等理论相结合,才能使水工程尤其是RCC围堰拆除爆破“生命”起到“统合综效”作用,最终达到安全的目的。

所谓RCC围堰拆除爆破安全监测,通常指的是对RCC围堰采用爆破方法诸如钻爆炸碎、爆破倾倒或爆破倾倒加钻爆炸碎相结合进行爆破拆除全过程的实时监视测量。其监测项目主要有:

1)振动效应观测,主要监测爆破振动、倾倒块体触地振动及涌浪引起的地震波对周围建筑物及设施的影响情况。

2)爆破水击波及动水压力观测,主要监测爆破水击波超压及动水压力对周围临水建筑物及设施的影响情况。

3)爆破噪音观测,主要测试拆除爆破周围区域噪音大小,为研究收集资料。

4)块体倾倒涌浪观测,主要监测块体倾倒涌浪爬高情况。

5)爆破应变观测,主要检测金属结构的影响情况。

6)坝底声波及压水检测,主要检测大坝混凝土与基岩结合处的影响情况,及爆破对帷幕灌浆体的影响情况。

7)利用大坝已埋设的永久观测设备进行观测,特别应注意对大坝坝基和坝体,左厂1~5号坝段、右厂24~26号坝段坝基和基础的应力、变形、渗流、渗压、锚索应力等内容的加密观测,通过爆破前后观测资料的对比分析及研究观测数据时程曲线变化趋势,判断拆除爆破对大坝建筑物的影响程度。

8)宏观调查,采取可靠的手段与技术措施,对可见测点及其附近介质进行爆破前后的详细调查,调查资料与测试资料综合分析、判断破坏程度和安全性。

为方便计算,在分析和评价各安全监测成果之前,将其安全控制标准和三种类型的监测断面(测线/测点)分叙如后。

(1)RCC围堰拆除爆破时拟定的各建筑物安全控制标准。根据试验及类似工程经验及《爆破安全规程》(GB6722-2003)的规定,综合表4.5和表5.12拟定建筑物安全控制标准见表7.1。

表7.1三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破各保护对象安全标准

表7.1三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破各保护对象安全标准

(2)安全监测部位及测点布置(见图7.1~图7.4)。

1)安全监测部位及测点的布置原则:①选择与拆除爆破影响关系密切的关键部位布置监测断面;②选择距离爆破区最近的部位布置监测断面;③选择河床最深、大坝最高的部位布置监测断面;④选择基础岩石存在地质缺陷的部位布置监测断面;⑤每种类型坝段至少布置一个监测断面。

2)爆破振动安全监测部位及测点布置(见图7.1)。采用质点振动速度作为振动效应观测的参量。在重要建筑物的关键部位布置振动安全监测测点,每测点设置1个垂直向,

1~2个水平测向,以便综合分析监测成果。RCC围堰拆除爆破区周围的主要建(构)筑物及设施有:右岸厂房坝段、右岸电站厂房、右岸非溢流坝段、纵向围堰、纵向围堰坝段、泄洪坝段、左岸厂房坝段、左岸电站厂房、右岸施工桥、右厂24~26号坝段锚索区及吊车等施工设备。

为了获得较全面的实测资料,设置18个观测断面(或单元)和1条振动衰减规律测线,观测断面(或单元)分别为:右厂24号坝段、右安Ⅲ坝段、右厂17号坝段、右厂19号坝段、纵向围堰坝段、泄洪23号坝段、泄洪2号坝段、右安Ⅲ厂房、右厂19号机组、右厂17号机组、左厂14号机组、左安Ⅲ厂房、左厂3号坝段、左安Ⅱ上游副厂房、右岸施工桥、右厂24~26号坝段锚索区及设备部位。振动衰减规律测线布置在上游纵向围堰堰顶(高程140m)。各断面(单元)测点具体布置如下:①右厂24号坝段(断面I):测点布置在24号坝段中部,从下至上分别为高程84m、高程84m、高程130m及高程152m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计5个测点,10条测线;②右安

Ⅲ坝段(断面Ⅱ):测点布置在右安Ⅲ坝段中部,从下至上分别为高程39m、高程66m、高程94m、高程130m、高程152m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计6个测点,12条测线;③右厂19号坝段(断面Ⅲ):测点布置在19号坝段中部,从下至上分别为高程38.3m、高程72m、高程94m、高程130m、高程152m排水廊道的上游侧及高

图7.1三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测测点(测线)平面布置示意图(单位:m)

说明:1.本图为三期RCC围堰拆除爆破安全监测振动测线(点)和水击波测线(点)布置示意图。

2.除注明外,监测断面(单元)是指振动监测。

图7.1三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测测点(测线)平面布置示意图(单位:m)

图7.2三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测水击波水平测线测点布置示意图(单位:m)

说明:1.水击波测点布置图共2张。

2.测点采用浮筒、铅丝固定。

图7.2三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测水击波水平测线测点布置示意图(单位:m)

图7.3三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测 水击波垂直测线测点布置示意图(单位:m)

图7.3三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破安全监测

水击波垂直测线测点布置示意图(单位:m)

图7.4三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破闸门动应变测点布置示意图(单位:m)

图7.4三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破闸门动应变测点布置示意图(单位:m)

(a)右厂19号(17号)坝段工作闸门动应变测点布置图;

(b)右非1号坝段3号排漂孔弧形闸门动应变测点布置图程185m坝顶上游侧,共计6个测点,12条测线;④右厂17号坝段(断面Ⅳ):测点布置在右厂17号坝段中部,从下至上分别为高程49m、高程72m、高程94m、高程130m、高程152m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计6个测点,12条测线;⑤纵向围堰坝段(断面V):测点布置在右纵1坝段中部,从下至上分别为高程49m、高程72m、高程96m、高程116.5m、高程152m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计6个测点,12条测线;⑥泄洪23号坝段(断面Ⅵ):测点布置在泄23号坝段右端断面,从下至上分别为高程48.7m、高程80.5m、高程116.5m及高程140m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计5个测点,10条测线;⑦泄洪2号坝段(断面Ⅶ):测点布置在泄洪2号坝段底孔轴线断面,从下至上分别为高程15m、高程49m、高程80.5m、高程117.5m及高程140m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计6个测点,12条测线;③右安皿厂房(断面Ⅷ):测点布置在主厂房上游侧墙发电机层(高程75.3m)、大桥机牛腿(高程93.5m)、小桥机牛腿(高程105.5m)和基础高程70.3m、配电盘室(高程75.3m)、保护盘室(高程82m)及载波机室(高程87.8m)上游侧各布置1(或2个)个测点,共计8个测点,16条测线;③右岸19号厂房(断面X):在主厂房上游侧墙发电机层(高程67m)、大桥机牛腿(高程93.5m)、小桥机牛腿(高程105.5m)和上游副厂房高程75.3m、高程82m及高程87.8m上游侧各布置1个测点,共计6个测点,12条测线;①右岸17号厂房(断面X):在主厂房上游侧墙大桥机牛腿(高程93.5m)、小桥机牛腿(高程105.5m)和上游副厂房高程82m及高程93.6m上游侧各布置1个测点,主厂房上、下游高程67m混凝土体各布置1个测点,共计6个测点,12条测线;①

左岸14号厂房(单元I):在厂房上游侧墙发电机层(高程75.3m)、大桥机牛腿(高程93.5m)、小桥机牛腿(高程105.5m)、厂房顶部和配电盘室(高程75.3m)、主变压器室(高程82m)、GIS室(高程93.6m)及副厂房顶部(107.4m)上游侧各布置1个测点,房单元控制室(高程75.3m)及电制动功率柜室(高程75.3m)各布置2个测点,共计12个测点,24条测线;①左厂3号坝段(断面X):测点布置在左厂3号坝段中部,从下至上分别为高程91m、高程94.6m、高程130m及高程152m排水廊道的上游侧及高程185m坝顶上游侧,共计5个测点,10条测线;①左安Ⅲ厂房(单元Ⅱ):在厂房上游侧墙发电机层(高程75.3m)布置3个测点,主厂房屋顶(高程116m)布置1个测点,在上游副厂房高程67m、高程70m、高程75.3m、高程82m及高程93.6m上游侧各布置1个测点,在高程87.8m布置2个测点,共计11个测点,22条测线;左安Ⅱ上游副厂房(单元Ⅲ):左安Ⅱ是左岸厂房中央控制室所在部位,控制单元是必须进行安全监测的。在高程82m层中央控制室控制台等设备附近布置3个测点,在高程89.25m层通信电源室、调度程控交换机室、计算机网络室、计算机测试室及运行室各布置1个测点,共计8个测点,16条测线;①右岸施工桥单元(单元Ⅳ):在距爆区最近的3个桥墩的底部各布置1~2个测点,在桥面布置2个测点,共计7个测点,14条测线;⑥右厂24~26号坝段锚索区单元(单元V):在右厂24号坝段高程84m预应力锚索施工廊道,顺流向每隔10m布置1个测点,共4个测点。在右厂26号坝段高程90.2~96.2m横向交通廊道,顺流向每隔10m布置1个测点,共4个测点。单元V共计布置8个测点,16条测线;①拦污栅柱、梁单元(单元Ⅵ),在右厂排及右厂15号坝段前拦污栅柱顶部及横梁布置6个测点,计12条测线;施工设备随机测点单元(单元Ⅶ)布置20个测点,计40测线。随机测点具体布置见表7.2。部分测点布置2个测向,部分测点布置3个测向;④质点振动衰减规律测线布置:纵向围堰堰顶(高程140m),顺流向从拆除爆破区至纵向坝段前沿,布置1条质点振动衰减规律测线,共计5个测点,10条测线。

3)水击波测试部位及测点布置(见图7.2和图7.3)。三期RCC围堰拆除时,堰内充水至高程139m,拆除爆破时测试了水击波及动水压力沿程衰减规律及对右厂坝段上游迎水面混凝土、金属结构(如闸门等)的影响,在堰内水域布置2条水平测线,在RCC围堰上游水域布置1条水平测线,三期大坝迎水面前布置4条垂直测线,在库区布置了5个随机的动水压力测点。

堰内水平测线分别布置在与坝轴线垂直的右安Ⅲ一1坝段及右厂17号一1坝段的断面上,每条测线布置5个测点,高程106.4m。堰外水平测线布置在与堰轴线垂直的10~11号堰块连接处的断面上,布置5个测点。4条垂直测线分别布置在右安Ⅲ一1坝段(排漂孔中轴线断面)、右厂19号一1坝段(进水口中轴线断面)、右厂17号一1坝段(进水口中轴线轴面)坝前及右厂19号一1坝段迎水面上游15m处(对比观测水击波超压经过气泡帷幕的衰减情况),每测线布置3个测点,右安Ⅲ一2坝段测线测点高程从下至上分别为高程77.5m、高程114.5m及高程130m,右厂17号一1坝段、19号一1坝段及19号一1坝段坝前15m处的测线测点高程从下至上分别为高程85m、高程114.5m及高程130m。

表7.2随机测点布置表

表7.2随机测点布置表

库区5个随机动水压力测点均布在水下30m,高程105m。其中,在紧靠纵向围堰外侧布置1个测点,在凤凰山1号、2号水位计测点部位各布置1个测点,在茅坪港主码头靠近RCC围堰侧及远离围堰侧各布置1个测点。

4)应变测试部位及测点布置(见表7.4)。为了检测爆破作用下金属结构的应变情况,在右非1号坝段3号排漂孔工作闸门(弧形门)及右厂17号和19号坝段电站进水口工作闸门各布置6个应变测点,每测点3个测向(垂直向、水平向和45°方向)。排漂孔弧形闸门在弧形面板背面、左、右支架各布置2个测点。进水口工作闸门在背面高程118.5m、高程114.5m及高程109.5m分别布置2个测点。

5)涌浪爬高测试部位及测点布置。为了检测爆破及块体倾倒的涌浪影响情况,在爆区上游布设2个波浪监测点和1个岸波监测点,进行涌浪爬高观测。①岸波监测断面

(ABL),布设在正对爆破点上游凤凰山外侧岸边;②水面波浪监测点1(BL1),布设在(ABL)外距岸边60m的江面;③水面波浪监测点2(BL2),布设在三峡大坝坝轴线上游的大坝水上警戒线断面右岸,距岸边60m的江面。

6)压水检测孔布置及要求。

①为了检测RCC围堰拆除爆破对大坝与基岩接触面和对帷幕灌浆整体的影响,在右安Ⅲ坝段上游基础灌浆廊道(高程39m)、右厂19坝段上游基础灌浆廊道(高程38.3m)和右厂17坝段上游基础灌浆廊道(高程49m)内各布置两个压水检测孔,进行爆破前后压水检测。

②钻孔布置及间距,同一廊道内的压水观测孔沿帷幕轴线并在两帷幕灌浆孔的中心位置布置,两观测孔间距为1.7~2m,孔径76mm,孔深20m。一次成孔,自下而上分段阻塞。

③压水检测在声波测试后进行。

a)爆破前、后分别对压水检测孔进行自下而上的分段综合的压水检测;b)压水分段阻塞位置,自孔底开始,基岩段阻塞器每提升5m、基岩与混凝土接触段提升至该孔建基面以上1.0m处阻塞,进行综合性分段压水检测;c)压水压力与压水稳定标准,均同于该廊道基础帷幕灌浆检查孔的压力及其稳定标准;d)测记各段漏量,计算透水率[吕荣(Lu)值],进行爆破后的吕荣(Lu)值对比。

7)声波检测布置。声波检测利用在基础灌浆廊道布置的压水检测孔进行爆破前后对比检测。

8)噪声监测测点布置。噪声测点与部分爆破振动测点布置在同一部位。其中,右岸测点布置在右17号坝段工作闸门基础、右岸施工桥桥墩、茅坪民房及茅坪副坝头等部位,共计布置5个测点;左岸测点布置在23号泄洪坝段廊道及坝顶、左厂14号坝段顶、左厂3号坝段廊道及坝顶、左安Ⅲ厂房发电机层等部位,共计布置11个测点,测点部位见表7.3。

表7.3三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破噪声测试布置明细表

表7.3三峡工程三期上游RCC围堰拆除爆破噪声测试布置明细表

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