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最早采用定向大爆破筑坝工程

2010-11-18 14:51:53.0 责任编辑:朱亮亮

     

      完成时间:19591

工程地点:河北省邢台县东川口水库

完成单位:水利部北京勘察设计院 、河北省邢台县水利局

项目主持人及参加人员:张深帮等

撰稿人:霍永基

 

工程概况:

东川口水库拦河大坝是国内首次采用定向大爆破法修筑蓄水坝的开创性工程。炸药用量193吨,于1959113爆破成功。该坝位于河北邢台县境内滏阳河支流七里河上。坝址控制流域面积84km2。水库的任务是防洪、灌溉并结合发电,总库容1300m3。灌溉面积5万亩,水电站装机容量125kw,年发电量45000kw.h

该水电枢纽总体布置包括,定向爆破堆石坝一座,设计坝高29,爆破成功后实际加高为33.5。坝顶长112,坝体防渗机构采用黏土斜强与沙卵石地基的截水槽相连接形式。堆石坝体方量为72000m3;坝址左岸原设计泄洪洞一条,后改建成发电引水洞兼灌溉放水洞之用。导洞宽×高为2.2×2.2,顶部用1.2半径圆弧与长方形相接。洞长145,由于延时较为完整,除进出口洞脸外,洞身不做衬砌。隧洞开挖石方650m3;水库溢洪原设计为坝顶溢流的方案和在右岸设溢洪道的方案。爆破成功后,地方水利部门取消溢洪道,改用浆砌石重力墙,将坝加高到33.5,用作挡水。

定向爆破设计方案:

由于坝址地形条件处于河道弯曲处,右边凹岸高约80,高度在30以下,岸坡约为1130以上趋于直立,顶部为平台地形。左岸为凸岸,高约40,河流在下游坝坡脚附近向左急转90°。河谷U形,河底宽约4050米。

坝址区两岸为裸露的厚层石英砂岩,结构致密,性质坚硬。岩层走向为北东40°,倾向东南130°,倾角8°~10°,节理发育,主要节理有北东50°和北西40°,为陡倾角。因此。爆破设计采用右岸单边定向抛掷堆积设计方案。布置两排单层集中药包。前排设了3个辅助药包,最小抵抗线W1711.8,n=1.25;后排主药包布置两个集中药包。W27.3n=1.5。炸药量的计算,针对不同的最小抵抗线长度,采用不同的计算公式。爆破抛掷堆积计算访法,设计中采用弹道理论方法计算。

定向爆破坝体堆积结果:

①坝轴线基本上与原设计符合,仅向下游偏移23米。

②爆破总方量(虚方)约135000m3,坝体堆积有效填方量85000m3

③堆积坝体上游坡度平均13.5;下游坡平均约14.5.比原设计缓很多。

④坝体纵剖面最低马鞍形处的堆高为18.5

爆破效应科研观测项目包括:

爆破地震相应观测,通过爆破地震仪记录分析计算得知,此次爆炸所产生的地震总量E604Jlerg=10-7J,本次炸药用量为192.5吨。如果按照单位炸药的潜能为4×105kg.m/kg计算,约可释放总能量为75.5J,与实测结果相比较可知,爆破产生的地震能量约占炸药能量的8%左右。相当于地震的震级为2.7级。

爆破影响区地质观测。根据爆破前后对岩体裂缝变化观测结果,得知东川口爆破对后山的破坏距离约为50。同时还对爆破空气冲击波,爆破坝体堆石块度级配进行了观测。

主要经验与问题:

根据坝址地形地质条件,选择山高坡陡的右岸为爆破抛掷区,采用前排布置辅助药包先响,为后排主药包创造略带凹形临空面,使主药包能准确定向爆破,将大量岩石抛掷堆积于坝体区内,这是定向爆破筑坝成功的技术关键;本次定向爆破的设计方法和爆破参数选择正确合理,为我国定向爆破筑坝成功开了先河,为后来定向爆破设计施工和科研观测提供了宝贵的经验。爆破坝体质量良好,证明爆破填筑坝能够蓄水灌溉、发电。

定向爆破堆石坝同样属于土石坝类,必须按土石坝的挡水安全运用条件设计施工。但东川口水库建库后期,取消了原设计溢洪道方案,改用浆砌石重力墙加高坝体挡水,以增大库容取代溢洪道的设计方案是不符合设计原则的。19638月该地连下暴雨,遇特大洪水,水库开始蓄洪,由于导流洞泄洪能力很低,因此水库水位超过坝顶而造成溃坝。这个教训应引以为戒。

 

摘自《中国典型爆破工程与技术》


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