白鹤滩水电站尾水围堰群控制爆破拆除关键技术

  • 获奖名称: 白鹤滩水电站尾水围堰群控制爆破拆除关键技术
  • 获奖等级: 三等奖
  • 获奖类别: 中国爆破行业协会科学技术奖
  • 授奖单位: 中国爆破行业协会
  • 完成单位: 中国水利水电第十四工程局有限公司、中国三峡建工（集团）有限公司白鹤滩工程建设部、长江水利委员会长江科学院
  • 获奖年度: 2021
  • 获奖人员: 曾理、杨招伟、石焱炯、周涛、刘美山、彭正良、沈德虎、杨飞
  • 成果简介:本项目属于水利水电工程、爆破工程科学技术领域。 目前我国的大型水电枢纽设施一般都建立在西南深山峡谷地区，受到地形条件的限制，围堰拆除爆破区域附近通常有重要的水工建筑物，如集鱼站（本项目出口明渠集鱼站与1#尾水围堰堰脚最近距离仅5m）、出口明渠边坡新浇混凝土，应严格控制爆破冲击波、爆破飞石及爆渣堆积等方面，如稍有不慎，后果将不堪设想；加上清渣设备能力有限、水下清渣困难、成本高等因素的影响，出渣难度较大，直接影响后续施工作业，容易延误工期，进而影响后续工程进度等。因此，围堰拆除爆破需要对拆除爆破方案选择、参数确定、爆破块度控制、爆破有害效应的安全控制、爆破施工工艺开展详细研究。 本项目以白鹤滩水电站尾水围堰群爆破拆除为工程依托，对“白鹤滩水电站尾水围堰群控制爆破拆除关键技术”进行研究。白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，电站上接乌东德梯级、下邻溪洛渡梯级，枢纽工程主要由混凝土双曲拱坝、二道坝及水垫塘、泄洪洞、引水发电系统等建筑物组成。电站总装机容量16000MW，左、右岸地下厂房各布置8台单机容量1000MW的水轮发电机组。尾水隧洞采用两机一洞的布置格局，左右岸各4条尾水隧洞且在平面上呈近平行布置。 为确保2021年07月白鹤滩水电站蓄水发电，需对左岸1#、右岸7#、8#尾水围堰（岩梗）进行爆破拆除。以出口预留岩埂作为围堰，堰顶高程609.00 m，围堰拆除设计高程为580.00m，采用11月~5月枯水期十年一遇设计标准（流量8446m3/s），为4级建筑物。围堰拆除整体开挖方量超12万m3。项目团队秉承工程爆破的研究科学思想，以白鹤滩水电站尾水围堰群爆破拆除工程为依托，围绕大规模尾水围堰群拆除爆破方案选择、参数确定、爆破块度控制、爆破有害效应的安全控制、爆破施工工艺等方面的关键技术，进行了持续不断的创新和实践，形成了白鹤滩水电站尾水围堰群控制爆破拆除关键技术，推动了爆破工程技术的进步。主要创新成果如下： （1）研究了考虑钻孔扰动荷载作用下尾水围堰经济断面稳定的修正计算方法，保证了高水位条件下经济断面爆破拆除的安全施工。 （2）研究了针对复杂环境尾水围堰群拆除的控制爆破设计准则，确定了合理的爆破参数，实现了尾水围堰群安全高效拆除的同时爆堆形态及爆破块度的精确控制。 （3）通过分析炸药单耗、水位高程与爆破块体抛掷距离的关系，研究了水下爆破时爆破飞石抛掷距离计算公式，实现了爆破飞石的严格控制，确保了尾水围堰群拆除爆破时集鱼站安全防护（出口明渠集鱼站与1#尾水围堰堰脚最近距离仅5m）。 项目研究成果获授权实用新型专利1项，企业工法1项，软件著作权1项，发表学术论文1篇。相关技术已成功应用于白鹤滩水电站重点项目，解决了相关爆破工程的关键技术问题，推动了水利水电行业及爆破工程领域的科技进步，经济与社会效益显著。