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三峡围堰爆破 12秒创世界之最(图)

日期:2006-06-09 11:02   作者:综合   来源:《中华合作时报·安全时讯》2006年第21期A4/生活

    2006年6月6日下午4点,长江三峡工程三期碾压混凝土围堰成功爆破,三峡三期碾压混凝土围堰是重要的临时挡水建筑物,围堰全长580米,堰顶高程140米,顶宽8米。随着三峡大坝的全线到顶,围堰已完成挡水历史使命。 国新图库 供图

    2006年6月6日,按人们的传统观念来看,这是个六六大顺的好日子。就在这一天下午16时,三峡大坝三期上游围堰被成功爆破拆除。

三峡围堰爆破成功

□ 大 山

    2006年6月6日下午4时,三峡大坝围堰成功爆破,引来全国人民的关注和喝彩。

准备阶段

    验收
    5月23日,国务院三峡三期工程验收委员会枢纽工程验收组正式通过了三期工程上游基坑进水前验收鉴定,认为三峡大坝已具备全线挡水条件,三期上游碾压混凝土围堰可按预定计划爆破拆除。
    充水和装药
    5月26日,三峡工程三期上游围堰堰内第一次充水。同日,三峡工程三期上游围堰爆破所需炸药开始运抵现场,围堰爆破进入实施阶段。爆破专家和工人已全部抵达爆破现场,按照预定方案,进行爆破准备工作。
    26日10时许,江水开始通过12根虹吸管涌入三峡工程三期上游基坑。基坑充水标志着三峡工程三期上游碾压混凝土围堰(RCC围堰)爆破拆除工作正式展开。
    27日开始装药。
    28日,当堰内充水至98米高程时,由于等待装药,充水一度暂停。
    5月31日,填装炸药已超过装药总量的一半。
    6月3日零时,三峡工程三期上游围堰堰内再次充水,至上午10时水位已达107.3米。由于堰内药室最低的炮孔位于101.5米高程,从3日起,填装炮药逐渐没入水下,接受水下考验。
    6月4日16时,三峡工程三期上游围堰堰内水位达到135.8米。6月6日,堰内水位到达139.5米,围堰将正式爆破拆除。

爆破进行

    6月6日15时30分,长江西陵峡谷警报声起。
    16时整,两名工程师在接到启爆指令后迅速按下按钮,一连串震耳欲聋的爆炸声依次响起。
    围堰左端迅速与纵向围堰分开,中段堰块从左至右分段向上游倒去,右端堰块随后炸得粉碎。
    巨大的冲击波在堰前掀起10多米高的巨浪,随即转为涌浪猛烈传播。
    12.888秒,18万多立方米混凝土顷刻消失在江水中。
    10分钟后,中国长江三峡工程开发总公司总经理李永安宣布:“三峡工程RCC围堰爆破成功。”从此,世界上最大的混凝土大坝开始全线挡水。


深度报道

五个难度大考围堰爆破

□ 大 山

    三峡工程三期上游围堰是三峡三期工程重要的临时挡水建筑物,围堰全长580米,堰顶高程140米,顶宽8米。由于其爆破难度、时间长等因素,而被专家称为“天下第一爆”。为什么这么称呼?是因为其难度之大、技术之高都堪称世界之最。难度主要有以下5点。
    1、水下爆破。3个爆破药室位置位于水下35米深处。
    2、建筑物体积大。围堰拆除部分混凝土方量大约是18万立方米。
    3、爆破时间长。爆破过程费时大约是12.888秒,包含延时爆破约2000多次。
    4、炸药量多。爆破大概需要高性能炸药约192吨。
    5、技术难度大。围堰必须分段炸倒;定向爆破与微秒差延时爆破技术相结合;爆破点与大坝距离近。
    围堰爆破后,将为今年10月三峡大坝蓄水至156米作准备。如此的深度,如此多的炸药,如此大的爆破强度,在同类施工中也属罕见。而要保证安全,自然是必须一丝不苟,有备无患。
    “这是一次高科技含量、高技术难度的深水爆破作业”,葛洲坝集团三峡工程施工指挥部副指挥长易作成说,“装填炸药最大水深达45米,总装药量近192吨,爆破拆除规模和难度均开创国内外先河。”
    正在此间出席国际爆破会议的日本、韩国爆破专家,也参加了观摩。韩国爆破专家昔哲基说:“中国的爆破技术水平是我没有想到的。现场爆破工作从准备、实施到结束,良好的工作协调能力令人吃惊。”

192吨炸药未影响生态环境

□ 本报记者 李彩琴

    在实施爆破之前,必须采取一系列措施来保证大坝及周围环境的安全。为确保爆破时的堰体碎块远离大坝,要采取多种方式减震,同时为了保护三峡里水生物的安全,要及时驱走鱼儿。
    6日16时,三峡工程三期围堰爆破成功。中国长江三峡工程开发总公司科技与环境保护部主任孙志禹说,监测显示爆破未对生态环境造成大的影响。
    据悉,三峡库区分布着白鳍豚、白鲟、中华鲟、长江鲟、江豚和胭脂鱼等长江珍稀鱼类。为了防止爆破时水下冲击波对鱼类产生伤害,早在爆破前2个小时,就进行了专门的驱鱼作业,将危险区内九成以上的鱼群赶至围堰前500米外。事后监测显示,坝区上游水域未出现鱼类死亡,驱鱼作业比预期的效果还好。
    另一方面,由于本次爆破所采用的是环保炸药,是葛洲坝集团自己研制并生产的高威力乳化炸药和国内生产的卷装炸药。所用的2534发雷管则全部是从德国澳瑞凯公司进口的数码雷管。
    此次爆破所用炸药本身不含有毒成分,并且爆炸后不产生固体物质,全部燃烧,是真正的环保炸药。同时,这种炸药爆破产生的气体无毒,不溶于水,浮出水面后直接进入空气。
    另外,爆破前工程环保人员还对上游江面上的垃圾进行了多次清理,有效地避免垃圾积聚污染环境。同时,在保护环境的同时,工作人员也力争保证大坝及周围环境的安全。
    他们采用气泡帷幕、数码雷管、安全网等技术来保证爆破成功,同时为了保证过往船只的安全,还进行了2个小时的禁航。
    5月31日下午,三峡三期围堰内首次进行了气泡帷幕实验,已安装到位的13组气泡帷幕发射管工作正常。
    爆破时在围堰与大坝之间形成的16组气泡帷幕,如同安全气囊一样护住大坝,可以防止爆破所产生的冲击波给大坝带来过大影响。气泡帷幕的重点防护部位是12个进水口闸门和4个排沙底孔。
    泡帷幕的保护原理是,围堰爆破时,气泡帷幕能形成一道空气隔墙,使爆破震波和水击波不能直接作用于大坝。试验证明,震波和水击波挤破气泡,穿过帷幕到达大坝时,能量已衰减50%左右。
    此次爆破使用的2534发雷管里都装有微型电脑芯片,能设定各自不同的爆破响应时间,让它精确爆破。而且每发雷管都有身份采集,如有问题就会明显显示。
    将沙袋覆盖在堰顶,可防止围堰爆破时的飞石。堰顶铺设了两层沙袋,中间用橡胶分隔,再在最上层压上钢丝网。
    6月4日开始在大坝基础部位、电厂、围堰内坝前区段水面等位置安放的监测设备,用于监测爆破对大坝及周围建筑物及环境的影响。除了对水击波、涌浪监测外,还将进行震动、动力应变、噪声、声波等监测。爆破结束后,专家还要对大坝及周围建筑物进行宏观调查。最后将监测数据和宏观调查结果共同作为评价爆破效果的依据。
    为确保围堰拆除爆破前后过往船舶的通航安全,6月6日15:00~17:00,对坝上水域实施安全维护,实行临时交通管制。禁止木船进入,所有船舶不得航行、作业,禁止捕鱼,禁止人员下河游泳等,保证船只和人员的安全。


■ 相关链接

三峡三期围堰功成身退

    围堰是水利工程中的一种临时挡水建筑物,通过将河床截断保证建筑物在干地施工。三峡工程12年建筑期间,共建筑了三期围堰,这些临时建筑为工程立下汗马功劳。
    1993年10月,三峡工程一期围堰在右岸开始施工。在中堡岛右侧及后河上下游修筑一期土石围堰,形成基坑。在围堰保护下挖除中堡岛,扩宽后河修建导流明渠和混凝土纵向围堰。1997年7月,一期围堰拆除。
    1997年11月大江截流后,三峡工程二期上、下游横向围堰在左岸动工,此围堰将长江主河床截断,与一期形成的混凝土纵向围堰共同形成二期基坑。在基坑内建起了泄洪坝段、左岸厂房坝段及电站厂房等主体建筑物。此时,江水由一期挖成的导流明渠通过,船舶则从导流明渠和左岸临时船闸通航。
    在2002年5月和7月先后拆除二期上、下土石横向围堰后,同年12月在导流明渠内进行了第三次截流,修建三期上游碾压混凝土围堰(RCC围堰)并形成右岸基坑。基坑内建起右岸厂房坝段和右岸电站厂房。之后,三峡工程顺利实现蓄水、通航、发电。完成任务的三期上游围堰于2006年6月6日爆破拆除。

围堰爆破关键词

    深水爆破
    三期围堰堰体大部分处于水下,所有起爆均在水下进行,炸药需在水中浸泡7天而主要性能不发生改变。拆除工程主要的3个爆破药室均位于深度超过35米的水下,且装药完成后,并不是立即引爆,必须考虑深水对火工材料爆炸性能与传爆性能的影响。

    毫秒微差爆破网络
    尽管此次爆破炸药总量近192吨,但为了对如此巨大的爆破量进行减震,施工人员将整个堰体分解成971段,使爆破的猛度降到最低,并采用“毫秒微差爆破网络”,非常严密地控制了炸药的安装密度和每一响的药量,避免震动叠加。整个爆区爆破网络由三个子网络组成:左连接段起爆网络、右岸坡段起爆网络和河床段起爆网络。两端为破碎性爆破,中间床段为倾倒性爆破。

    气泡帷幕
    气泡帷幕是采用直径50mm无缝钢管,管上以90°发射角、间距50mm钻设两排直径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)空压机提供压缩空气,形成气泡帷幕。它可以有效地缓冲爆破水击波对大坝的影响。

4度“地震”不影响大坝

    191.3吨烈性炸药一起爆炸,为什么不会对三峡大坝有影响?
    如此巨量的炸药如果不分先后全炸响,产生的震动波将约等于一场3~4度地震,三峡大坝势必受到损伤。正因为如此,190多吨炸药被高精度数码雷管分解成了971响,这样,爆炸震动波也相应大幅减轻。最响的那声爆炸只有690公斤炸药,也奈何不了大坝。

爆破一堰段未倒不影响大坝挡水

    三峡三期围堰爆破完成后,编号为15号的堰段没有倾倒。负责此次爆破方案设计总成的长江勘测规划设计研究院高级工程师陈敦科说,这一堰块未倾倒,在临爆破时就有所预料。
    他介绍说,在爆破前一小时,施工人员在检测数码雷管网络时发现,有40多发雷管没有入网,无法激活引爆炸药。经现场技术人员分析,预计有一个堰块不会倾倒。指挥部考虑到这不会影响大坝全线挡水,因而按预定计划准时实施爆破。
    他透露说,目前,三峡总公司正组织专家进行现场勘查,研究解决方案。
    陈敦科说,由于炸药与雷管性能稳定,能在水下浸泡7天以上,实施补充爆破的难度并不大,激活雷管即可完成爆破拆除。他预计补充爆破可在一周内实施。 (安 安


■ 知识课堂

爆破的一般禁忌禁

    止进行爆破器材加工和爆破作业的人员穿化纤衣服。
    在大雾天、黄昏和夜晚,禁止进行地面和水下爆破。需在夜间进行爆破时,必须采取有效的安全措施,并经主管部门批准。
    遇雷雨时应停止爆破作业,并迅速撤离危险区。
    爆破工作开始前,必须确定危险区的边界,并设置明显的标志。
    地面爆破应在危险区的边界设置岗哨,使所有通路经常处于监视之下。每个岗哨应处于相邻岗哨视线范围之内。
    地下爆破应在有关的通道上设置岗哨。回风巷应使用木板交叉钉封或设支架路障,并挂上“爆破危险区,不准入内”的标志。爆破结束,巷道经过充分通风后,方可拆除回风巷的木板及标志。
    煤矿在爆破空气冲击波危险范围外的回风巷道设置岗哨,必须经矿山总工程师批准。岗哨应配带自救器。
    爆破前必须同时发出音响和视觉信号,使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。

地下爆破

    地下爆破可能引起地表陷落和山坡滚石时,必须在通往陷落区和滚石区的道路上设置警戒,树立醒目的标志,防止人员误入。
    工作面的空顶距离超过设计(或作业规程)规定的数值时,不准爆破。
    电力起爆时,爆破主线、区域线、连接线必须悬挂,不得同金属管物等导电物体接触,也不得靠近电缆、电线、信号线等。

露天爆破

    露天爆破需设人工掩体时,掩体应设在冲击波危险范围之外,其结构必须坚固严密,位置和方向应能防止飞石和炮烟的危害。
    通往人工掩体的道路不得有任何障碍物。
    在同一地区同时进行露天和地下开采,或在露天开采场地附近地下有排水或运输巷道时,每次进行露天(或地下)硐室、深孔大爆破的单位都应提前向有关单位发出通知。通知中应说明爆破时间、地点、方法、规模、危险范围和采取的安全措施。
    露天爆破后,须经安全人员认真检查工作面安全情况,确认爆破地点安全,才准恢复作业。
    雷雨季节宜采用非电起爆法。
    在爆破危险区域内有两个以上的单位(作业组)进行露天爆破作业时,必须统一指挥。
    同一区段的二次爆破,应采用一次点火或远距离起爆。
    为防止人员陷入松软土岩或砂矿床爆后空穴,爆区必须设置明显标志并经安全检查,确认无塌陷危险后,方准恢复作业。

水下爆破

    爆破工作船及其辅助船舶,必须按规定悬挂信号(灯号)。
    进行水下爆破前,应做好下列各项工作:
    爆破指挥机构和爆破人员的组织分工;爆破工作船技术性能的检查;爆破器材的运输和储存;危险区的船舶、设备、管线及建筑物的安全防护; 危险边界上警告标志、禁航信号、警戒船舶和岗哨等的设立; 爆破区内的安全检查(含崩岩、危房、滑坡及水域中遗留的爆炸物和水中带电情况)。
    水下爆破段(班)长,还应根据爆破区的水位、流速、流态、风浪等情况布置爆破作业。
    水下爆破必须使用抗水的或经防水处理的爆破器材,用于深水区的爆破器材,还必须具有足够的抗压性能,或采取有效的抗压措施。
    水下爆破的药包和起爆药包,应在专用的加工房内或加工船上制作。
    起爆药包,只准由爆破员搬运。搬运起爆药包上下船或跨船舷时,应有必要的防滑措施。用船只运送起爆药包时,在航行中,应避免剧烈的颠簸和碰撞。
    现场运输爆破器材和起爆药包,宜用非机动的专船装运。如用机动船装运,必须采取防电、防震及隔热措施。 (安 集



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