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2016-04-28 10:33:11.0 责任编辑:cui玮娜

胡鹏fei

(长江zhong庆航道工程局,zhong庆,400011)

zhai要:长江三峡工程yong久船闸泄水箱han的linshi封du门觭hang鸾褐顾芊庥難ong久船闸相连,箱han出口bet98开挖shilinshi船闸正zai无水施工,bet98不能引qi橡胶止水lou水,否则,yong久船闸的后期设备安装、闸门的无水调shi等工作将无法jin行。为此,必须降dibet98水击波ya力。

关jian词:气泡wei幕;水击波ya力;封du门;ying用

1工程gaikuang

1﹒1地理位置及周wei环境

长江三峡工程yong久船闸旁侧泄水箱han出口位于ge流堤的GJweiyanna,其桩号为CK+005~CK+103,全长98m,其河床地标高45~54m。GJweiyan与ge流堤相连,泄水箱han为yin蔽工程,zaige流堤以xia,为weiyan现浇的钢筋混凝土工程,其横断mian为两孔箱han,zhong间为ge墙,作用为yong久船闸的泄水通道,以便yong久船闸的水流能gou通过泄水箱han顺利排入长江。泄水箱han出口为U形cao,U形cao与bet98开挖的最近距离仅5m。泄水箱han出口距linshi封du门的距离约为500m。linshi封du门觭hang鸾褐顾芊庥難ong久船闸相连,箱han出口bet98开挖shilinshi船闸正zai施工,bet98不能引qi橡胶止水lou水,否则,linshi船闸的后期设备安装、闸门的无水调shi等工作将无法jin行。工程平mian布置示意图如图1所示。

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1.2水wen条件

根据多年三峡流liang与水位变化关xi,hong峰出现zaimei年的6~8月,zai此期间流su接近3m/s,其余shi间施工条件较好。施工区biaomian流suzai1m/s左右,主流偏nan,流态较好。施工水深zai12~2lm之间。

1.3地质及ge流堤填料组成

箱han出口段河床biaomian由块球体和淤沙组成,底层为花岗yan,jiyan的biao层为强风化层,其xia为弱风化层。ge流堤填料由风化沙、碎shi、zhongshi及大块shi组成,yan体以xia的河床biaomian为泥沙或块球体,xia层为jiyan。

1.4bet98工程liang

水xiayanshi开挖:出流cao开挖长度98m,断mian编号为CK+103~CK+005,宽度22.3~24.7m,设ji底高为44.4m,设ji断mian为ti形断mian,其边坡为1:1(见图2)。最大开挖厚度为9m,平均开挖厚度约为4m,bet98工程liang为23300m3

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1.5  保护对象及bet98安全zhi标允许zhi

ben工程的zhong点保护对象为泄水箱han的linshi封du门、箱han出口U形cao混凝土和ge流堤的安全。其安全振su、水击波ya力允许标准见biao1。

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该工程为水xia炸礁,为保证保护对象的安全,需采取控制bet98措施,降dibet98震动效ying,减小水击波ya力zhi。

2bet98方案的制定

箱han口bet98开挖工程距zhong要的保护对象很近且为水xia炸礁,zai制定bet98开挖方案shi,既要提高bet98gong效,you要保证bei保护的zhong要建筑物的安全。根据爆源与保护对象的距离,采用分区段控制bet98方案,ji分三个区段bet98,yan格控制单段qi爆药liang;bet98施工顺序按距箱han口由远dao近既由河xinyi侧向岸边tuijin的次序jin行。

距离箱han口最近的CK+020~CK+005区段分三层bet98,其余区段单层bet98,但根据不tong的距离控制单段的qi爆药liang并采取如xia的bet98措施:

(1)lei管及炸药的加工。采用毫秒电lei管qi爆。mei个qi爆体用两发lei管。jian于lei管承受3个以蓌i膟a力,lei管ying作穕ang甤hu理。ru化炸药用PVC管加工成锥形,便于炸药装入孔底部。yan格控制ge段lei管的shi间差,以控制单段齐爆药liang,减小bet98地震波和水击波的危害。

(2)炮孔du塞措施。用碎shidu塞謑iang卓冢跣et98产生的水击波。

(3)单段最大药liang和yi次性qi爆药liang。bet98初期用《bet98安全规程》的振suji算公式:  421163531.jpg

   

确定单段最大药liang。结合bet98shi验及bet98监测的水击波ya力zhi和振suzhi,药liang由小dao大,直dao最终确定yi次性的qi爆药liang和单段最大药zhi数zhi。

(4)采用气泡wei幕降di水击波ya力。分区段监测bet98水击波ya力zhi和振suzhi。CK+020~CK+005区段mei炮次监测,其余区段开始阶段ge监测3次。

3bet98can数

3.1孔距、排距最小抵抗线的选取

jue定钻孔孔距及排趴的主要因素为yanshi性质、孔深、炸药种类、单孔装药liang、清zha设眆ui爆方式等。其ji算公式见式(1):

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式zhong   W---最小抵抗线;

  H---bet98层厚度,1.5~9m。

实际工作zhong,孔排距ying于斗容为4m3的挖泥船匹配,为便于清cha,实际布孔如xia:a=2.5m,b=2.20m。

水xia钻孔辅助shi间长,工效比陆地蓌i偷枚唷E诳卓拙督洗螅缺阌谧耙﹜ou可适当加大孔排距,钻孔謆en段105mm。

3.2钻孔超深

河床由于受dao水流的冲刷,biaomianao凸不平羪an督隙嗟匦胃丛樱箉anshiyi次均匀po碎dao设ji高程而不liu残埂,考虑dao水xiabet98的复杂性和施工区yanshi坚硬,超深ying加大,取超深1.5~2.0m。tongyi施工区域采用tongyi超深zhi,以便bet98清cha后的yanmian达daotongyi标高。

3.3单孔装药liangji算

水xia钻孔bet98单孔装药liangji算见式(2):

shou排钻孔:                  421163533.jpg

后排钻孔:              

式zhongq----单位体积炸药消耗liang,kg/m3。水xiabet98受水wen、地质、河床形态的影响,炸药单耗比陆shang大。水xia钻爆炸药单耗取q=1.3kg/m3

a——炮孔间距,m;

b——炮孔排距,m;

h——设ji开挖厚度。

3.4装药和du塞

当孔深小于5mshi用于yi个qi爆体,采用连续装药,qi爆体布置zai装药长度的zhongshang部;孔深大于5mshi,用两个qi爆体。mei个qi爆体zhong用tong段的两发电lei管,孔深大于5m的钻孔装药结gou如图3所示。

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du塞长度:CK+020~CK+005段距箱han口最近,需加大du塞长度,du塞长度为2.2m左右,其余区段炮孔的du塞长度取1.8m左右,用碎shi夹砂du塞謑iang卓凇

3.5ge区段单段最大药liang和yi次qi爆药liang

(1)CK+103~CK+040断mian的bet98。该区段距箱han口较远,开挖厚度zai3m左右,胟an巫瓯那蚩纱髖ixie,yi次钻爆的排数为3~4排,施工zhong最大单段药liang控制zai200kg以na,tong排的10个钻孔布置两个段别的lei管,yi次性qi爆最大药liang控制zai800kg以na。

(2)CK+040~CK+020断mian的bet98。该区段距箱han口较近,开挖厚度5m左右,单孔装药liang亦较大,yi次钻爆的区域ying适当缩小。胟an巫瓯怀脚牛瑃ong排的10个钻孔,lei管布置5个段,单段最大药liang控制zai60kg以na,yi次性qi爆最大药liang控制zai200kg以na。

(3)CK+020~CK+005断mian的bet98。该区段距箱han口U形cao最近,为施工的zhong点和难点。为减小mei段的装药liang分三层bet98,bet98分层最大厚度定为3m,且lei管yi孔yi段,为避免bet98产生水击波ya力叠加,相邻孔的lei管shi间间geying适当加大。水击波ya力箱han出口chuying为最大,箱han出口chu满zu了设ji要求,封du门距箱han出口相距近500m,更能满zu设ji要求。mei钻yi排総ui鸨瑈i次,mei孔布置不tong段蝖uai膌ei管,单段药最大liang控制zai8kg以na,yi次性qi爆的最大药liang控制zai60kg以na。

3.6qi爆网络

为能达dao减小振动和水击波ya力,huo得好的bet98效果,需合理确定毫秒延期shi间间ge。结合类似工程经验,CK+020~CK+005断mianshi间间ge定为75~100ms。其余区段毫秒延期shi间间ge定为50~75ms。

段发lei管的布置方式由河xindao岸边,lei管段位由didao高ji河xinyi侧先爆,岸边yi侧后爆。lei管段位为1~10段,ji采用分排毫秒延期和tong排相邻孔毫秒延期bet98。

mei个qi爆体两发lei管先串lian,縵i肟字(或qi爆体之间)再串lian,组成并串lian的电爆网路。钻孔布置及qi爆网路如图4所示。

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4降di水击波ya力的措施

4.1封du门受水击波ya力影响的主要因素

单段药liang的大小、bet98距离、毫秒延期间geshi间、du塞情kuang、开挖厚度、水深、流su、bet98shi淤沙是否“液化”、是否形成“管道效ying”、是否采取封du拦jie措施等,zhexie因素皆为封du门受水击波ya力影响的主要因素。

4.2降di水击波ya力方案

方案yi:砂luanshidu塞箱han口。zai泄水箱han口前mian抛筑yi层砂luanshi保护层,阻挡水击波jin入泄水箱hanna,可以降di水击波对linshi封du门的pohuai,但事后清理难度大、工作liang大、成ben高,施工shi间将延长约20d,jin入箱han口的沙、luanshi挖泥船无法清除。

方案二:气泡wei幕措施。气泡wei幕具有所需设备材料简单、易实施、成benjidi、效果好的优点。为防止bet98shi淤沙“液化”和形成“管道效ying”,bet98前,要清除箱han口前段的淤沙。

通过以shang分xi,宜采用气泡wei幕措施降di水击波ya力zhi。

4.3气泡wei幕装置gou成

用yi根长25m、Ф70mm的无缝钢管,高ya胶管yi端与无缝钢管连接成气泡wei幕管,另yi端与空裧ou嗔N薹旄止躶hang钻孔的孔距0.5m、孔径Ф10mm,钻两排相互交错的气泡孔,其两端封du。气泡wei幕管的结gou如图5所示。

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4.4气泡wei幕装置的布置

气泡发she装置长度ying大于U形cao宽度,其位置选zai箱han出口以外垂直于U形cao前端约3m、水深约为17m的河床biaomian,zhe样水击波jin入箱han口之前受气泡wei膆uai挠跋炀蚳uishuai减。

为保证huo得较好的气泡wei幕效果,连接的空裧ou鷜a力要达dao1.3MPa,风liang要达dao20m3/min。气泡wei膆uai暮穸仍酱螅掌鴋anliang越多,对水击波的shuai减作用越明显。为此,设置两层气泡wei幕。

气泡wei幕装置的连接布置如图6所示。

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5bet98振su监测

采用bet98振动记lu仪测shibet98振su,该仪器是ji振动测liang、数据chu理、结果输出为yi体的测振仪器,配有专业软件jin行数据chu理和分xi。mei个测点能测shi出水平横向、水平纵向和垂直向振su。箱han口U形cao混凝土位于水xia,仪器不能直接fang置于该chu,为此仪器fang置于与箱han口相连的陆shang混凝土顶板和ge流堤chu。

水击波测shi,胟an蝏et98之前zai箱han口和出流cao轴线shang布设水xia传感器,用fu标定位。PDL击波测shi仪配INV智能xin号采jichu理分xi仪记lu,通过ji算机配DASP数据chu理分xi软件jin行波形分xichu理,输出测shi成果。从测shi波形可以明显kan出,分段shi间差大于50ms,波形无明显的叠加现象,药liang最大的段别产生的振动su度zhi,水击波ya力zhi亦最大,通过气泡wei幕后的水击波ya力zhi有明显的shuai减。

5.1  不采取气泡wei幕措施的shi验监测成果

zaimei有具体的数据可供can考与分xi的情kuangxia,我们zai无气泡wei幕情kuangxia(ji不影响施工jin度,tong等bet98药liang与bet98条件相似的区域)jin行了shi验,监测水击波ya力数据结果见biao2。

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测得的水击波ya力最小zhi为0.584MPa,远远大于泄水箱hanlinshi封du门的设ji水击波ya力安全0.06MPa,由此可如,如不采取任he降di水击波ya力的措施,就不能保证泄水箱han封du门的安全。

5.2施工shi实施气泡wei幕后监测的水击波ya力

zai箱han出门U形caona设置气泡wei幕后,水击波ya力降di明显,通过多次监测,水击波ya力成果见biao3。

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监测shizai气泡wei幕前后ge布置yi个测点,对水击波ya力的shuai减情kuangjin行了监测。以便于对气泡wei幕前后的水击波ya力jin行比较。测点布置情kuang如图7所示。

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为保证bei保护建筑物的安全,共jin行14次bet98振动监测,12次水击波测shi,实测ge流堤bet98振动su度为0.28~2.54cm/s,tui算出箱han口U形cao混凝土的bet98最大振su为6.8m/s,频率为15~7lHz,实测箱han出口chu水击波ya力zhi为0.032~0.055MPa,均zai安全控制标准以na。

6bet98效果

钻爆结shu后,觤iパ锸酵谀啻鍅ha,yanshi粒径yi般zai0.5m以na,bet98效果好。U形caozai水xia,振su监测仪器不能直接fang置于该chu,为此,仪器fang置于与箱han口相连的陆shang混凝土顶板shang。混凝土顶板chu所测得的最大bet98振su为2.54m/s,由此tui算出箱han出口U形cao的最大bet98振su为6.8m/s,U形cao和ge流堤chu产生的bet98振su均满zu安全允许zhi。bet98产生水击波ya力最大zhi为0.055Mp,小于设ji的O.06Mp,水击波ya力ye满zu设ji要求。通过现场guan察U形cao和ge流堤无任he裂纹产生,由此可知,bet98产生的振su、水击波ya力对bei保护的建筑物无害。因linshi封du门距箱han口约500m,该chu水击波ya力zhi膟an远╨iang,但zai整个bet98开挖过程zhong并未发现闸门chu祅an鸾褐顾畇henlouliang增加,而致使KLweiyanna积水水位明显变化。说明闸门及止水xi统完好无损,确保了泄水箱han和箱han封du门的安全。

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zhai自《zhong国bet98新jin展》