三溪水库

第１２卷

２０１２住

第ｚ１期

５月

Ｖｏ１．１２

Ｍａｙ

Ｎｏ．Ｚ１

２０１２

爆破作业对大坝及溢洪道安全稳定性影响分析

郑光明 ，昌禄柱。

（１宁波东钱湖投资开发有限公司，浙江宁波３１５１２１；２浙江省隧道Ｚ－程受戒汪曾祺 公司，浙江杭州３１０００５）

摘要：文中介绍宁波市自溪水库引水工程与三溪浦水库沟通工程隧道、竖井爆破对已建三溪浦大坝、溢洪道坝的

影响。通过沉降观测、控制爆破等技术措施减小因爆破地震波对大坝溢洪道坝的稳定性带来的影响。为类似工程提

供参考。

关键词：爆破；地震波；变形观测

中图分类号：ＴＶ６５１．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７９７３（２０１２）ＯＺＩ一００７４—０３

一

、工程概况

本工程输水线路总长１，２３７．８ｍ，主要包括：输水隧洞、

竖井式进水闸、进水口段岩塞爆破、出水口管道安装等内容。

拟建工程竖井式进水闸竖井高度为２７．５ｍ，距溢洪坝平

面距离为９０ｍ；距大坝距离３５０ｍ。进水口岩塞段距溢洪坝

２３３ｍ，距大坝３７９ｍ。

出露的地层主要是上侏罗统的中酸性、酸性火山碎屑岩，

主要岩性为灰紫色、浅灰绿色变余玻屑塑变结构、次平行构

造粗晶屑玻屑熔结凝灰岩、含晶屑玻屑凝灰岩、流纹（斑）

岩、假流纹质浆屑熔结凝灰岩等。

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图１ 竖井、溢洪坝平面位置图

从上图１可以看出竖井爆破作业距溢洪坝的距离较短为

９０ｍ，爆破作业时得考虑爆破地震波对大坝的影响。根据 爆

破安全技术规程 按爆破地震安全距离公式Ｒ＝（Ｋ／Ｖ）１／ａ

Ｑ ／来计算不同距离时的一次（段）起爆的最大炸药量。

Ｑ＝Ｒ。（Ｖ／Ｋ）３／ａ

式中：Ｑ一一次（段）起爆的允许最大炸药量，ｋｇ；

Ｒ＿一爆破地震安全距离，１ＴＩ；

ｖ＿一地震安全速度，大坝取Ｖ＝１０ｃｍ／ｓ；

Ｋ一与爆破点地形、地质等条件有关的系数，取

Ｋ＝１００：

ａ—衰减指数，取ａ＝１．５．

计算结果：当Ｒ＝９０时，Ｑ＝７，２９０ｋｇ

根据上述分析，要求施工中一次起爆的最大药量必须小

于７，２９０ｋｇ，才能预防地震波对大坝的影响；并在施工过程

中加强对大坝变形观测。

二、施工预防控制措施

１．选择合理的施工方案

竖井开施工采用中导洞施工。表层土方开挖完成后，用

ＸＵ一６００地质钻机钻孔，爆破先行贯通２ｍ２ｍ竖井导洞，

再由上而下扩挖，通过隧洞内的ｓ。梭车将石碴运输至洞外弃

碴场。扩挖采用ＹＴ一２８型气腿式凿岩机，乳化炸药，非电毫

秒雷管进行控制爆破。

竖井施工工艺如下：测量放样一打眼一装药一连线一堵

塞一警戒一起爆

２．加强一次起爆药量控制

（１）第一阶段竖井导洞开挖

①导洞预裂爆破

竖井正导井炮孔布置及网路图

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隧洞

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Ａ－Ａ剖面图

图２竖井一正导井炮孔布置及网路图 图３隧洞Ａ—Ａ剖面图

炮孔直径￣ｏ９０ｍｍ，孔距０．６￣０．４ｍ，眼深２５ｍ，采用

２＃岩石乳化炸药，预留保护层爆破采用ｑ）２５ Ｘ ３００ｒａｍ光爆

小药卷，非电毫秒导爆雷微差起爆。

②导洞爆破

炮孔直径（ｐ９Ｏｍｍ，孔距０．６￣０．４ｍ，眼深２５ｍ，分层

起爆，层高为５ｍ，采用２＃岩石乳化炸药，非电毫秒导爆雷

微差起爆炮眼数目共计２２只。

每个炮眼的装药量：

预裂孔：Ｑ＝Ｉ１・Ｌ・ｒ＝Ｏ．７２５０．７８＝Ｉ３．６５ｋｇ取

收稿日期：２０１２—０３—１ １

作者简介：郑光明（１９８１一），男，宁波东钱湖投资开发有限公司从事现场管理工作。

昌禄柱（１９８０一），男，浙江省隧道工程公司工程师。

第ｚ１期 郑光明等：爆破作业对大坝及溢洪道安全稳定性影响分析 ７５

Ｑ １３ｋｇ

导洞辅助孔：Ｑ＝ｒｌ・Ｌ・ｒ＝Ｏ．７ ｘ ５．００．７８＝２．７３ｋｇ取

Ｑ＝２ ｋｇ

经计算一次起爆最大药量为：１３ ｋｇｘ １２个＝１５６ｋｇ＜

７０２９ｋｇ，符合要求。

（２）第二阶段竖井扩挖

炮孔直径￣４２ｍｍ，孔距１．０－２．０ｍ菠菜鸡蛋汤 ，眼深１．８－２．１ｍ，

采用２＃岩石乳化炸药，预留保护层爆破采用 ２５ Ｘ ３００ｍｍ

光爆小药卷，非电毫秒导爆雷微差起爆。

竖井一周边扩挖爆破设计网路图

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图４竖井一周边扩挖爆破设计网路图

炮眼数目Ｎ＝ｑ・ｓ／ｒｒｌ，按下式计算：Ｎ＝３０只

每个炮眼的装药量：

Ｑ＝ｒｌ￣Ｌ ｏｒ＝０．７Ｘ２．００．７８＝１．０９ ｋｇ取Ｑ＝ｌｋｇ

式中：ｒ１一炮眼装药系数，取ｒｌ＝０．７；

Ｌ一眼深，Ｌ＝２．０ｍ；

ｒ—每米长度炸药量，ｒ＝０．７８ｋｇ／ｍ；

一炸药单耗，ｑ取０．８ｋｇ／ｍ。。

经计算一次起爆最大药量为：ｌｋｇ ｘ ３０个＝３０ｋｇ＜

７，０２９ｋｇ，符合要求。

（３）进水口段爆破施工

采用中心掏槽，周边扩挖。因隧洞取水口部断面较小（断

面面积为：５．５８ｍ ），中心掏槽空仅８只，空深２ｍ，每空

装药仅为ｌ０节（即１．５Ｋｇ），合计１．５８＝１２Ｋｇ＜７，０２９ｋｇ，

符合要求。

三、大坝变形观测

爆破作业地震波可能对三溪浦水库溢洪道坝及大坝变形

参生影响，爆破期间对大坝的水平位移观测及垂直位移观测。

大坝水平位移观测的经纬仪为ＤＪ １型经纬仪，而大坝垂直位

移观测的水准仪为ＤＳ１型水准仪。

水平位移观测按一级控制测量的方法观测，一般水平位

移变形观测要求：点位测量中误差△ｍ≤２ｍｍ。

１．大坝水平位移观测 云南抚仙湖

观测方法：视准线法

用视准线法观测溢洪道坝、大坝的水平位移（见图）首

先在观测断面两端的山坡上设置工作基点Ａ和Ｂ，然后将经

纬仪安置在Ａ点（或Ｂ点），瞄准Ｂ点（或Ａ点），构成视

准线ＡＢ。由于Ａ、Ｂ两点位于观测断面两端的山坡上，不受

大坝变形的影响，并设置检测点ｃ，构成小三角网，对控制

网的观测按四等控制测量的要求进行观测下角标 。根据施工工期，

分三次检测。开始检测一次，中间检测一次，最后在观测结

束后再检测一次。

表１ 大坝、溢洪道坝工作基点检测成果表

点位测量中误差：Ａｍ＝＋、／ｎ ＋ｍ 。≤２ｒａｍ；环线闭合

差：ｆｈ容许 ｌ０．３、／／Ｎ（Ｎ为测站数）

大坝Ａ点：ｒｅｘ＝０．３，ｍ ＝Ｏ．５，Ａｍ＝０．５８ ｍｒｒｌ≤２ｒａｍ，

符合要求；

环线闭合差：ｔｈ容许＝１．３７ ｍｍ，测站数为２１；ｆＡ＝１ ｍｍ

≤１．３７ｒａｍ，符合要求；

大坝Ｂ点：ｍｘ＝０．２，ｍｖ＝Ｏ．５，Ａｍ＝０．５４ ｍｍ≤２ｍｍ，

符合要求；

环线闭合差：ｆｈ容许＝１．５ｍｍ，测站数为２５；ｆＢ＝１ １Ｔｉｍ≤

１．５ｒａｍ，符合要求；

大坝Ｃ点：ｍｘ＝０．２，ｒｆｌ ＝Ｏ．５，Ａｍ＝０．５４ ｍｍ≤２ｒａｍ，

符合要求；

环线闭合差：ｆｈ容许＝１．４４ｍｍ，测站数为２３；ｆｃ＝１ ｍｍ

≤１．４４ｒａｍ，符合要求；

溢洪道坝Ａ点：ｍ ＝０．３，ｍ ＝Ｏ．４，△ｍ＝Ｏ．５ ｍｍ≤

２ｒａｍ，符合要求；环线闭合差：ｆｈ容许＝１．３１ｒａｍ，测站数为

１９；ｆＡ＝１ｍｍ≤１．３１ｒａｍ，符合要求；

溢洪道坝Ｂ点：Ｉｎｘ＝Ｏ．２，１ＴＩ ＝Ｏ．２，Ａｍ＝０．２８ ｍｍ≤

２ｒａｍ，符合要求；

环线闭合差：ｆｈ￣＝１．４４ ｍｍ，测站数为２３；ｆＢ＝１ Ｉｎｍ

≤１．４４ｍｍ，符合要求；

溢洪道坝Ｃ点：ｎｌ ＝０．２，ｍ ＝０．４，Ａｍ＝０．４４ ｍｍ≤

２ｒａｍ，符合要求；

环线闭合差：ｆｈ容许＝１．４４ｒａｍ，测站数为２３；ｆｃ＝１ｒａｍ≤

１．４４ｍｍ，符合要求；

７６ 中国水运 第１２卷

图５三溪浦水库大坝变形观测平面布置示意图

２．大坝垂直位移观测

大坝垂直位移观测主要测定大坝沿铅垂方向的变动情

况，采用精密水准测量的方法进行大坝垂直位移观测。垂直

位移的测点和工作基点与坝顶水平位移合用，采用水准测量

往返测量，并在坝顶附近设有二等水准点以备检核。

（１）测点的布设

用于垂直位移观测的测点分为水准基点、工作基点和垂

直位移标点三种。

（２）垂直位移标点

垂直位移标点的观测是从工作基点出发，测定各位位移

标点的高程，再附合到另一工作基点上（也可往返施测或构

成闭合环形）。三溪浦水库土石坝，按二等水准测量的精度腮腺炎有什么症状 要

求施测。

（３）工作基点Ａ、Ｂ

工作基点是垂直位移观测的基准点，埋设在大坝两侧地

基坚实稳固且不受大坝变形影响和便于引测的地方，本工程

工作基点设在大两侧基岩上。

（４）观测方法

进行垂直位移观测时，首先校测工作基点的高程，然后再由

工作基点测定各位移标点的高程。将位移标点首次测得的高程与

本次测得的高程相比较，其差值即为两次观测时间间隔内位移标

点的垂直位移量。一般规定垂直位移向下为正，向上为负。

３．位移分析

（１）坝顶水平位移分析

因爆破控制措施合理，对坝顶水平位移的影响很小。向

坝顶下游最大位移发生在溢洪道坝２＃、１０＃坝段，位移量

为２ｒａｍ，当时气温为２。Ｃ和一２。ｃ，向上游最大位发生

较多坝段，位移量为ｌｍｍ。当时气温较高为１５。Ｃ左右、

当水位上升时坝顶向下游方向位移，当气温上升时坝顶向上

游方向位移。

（２）坝顶垂直位移分析

垂直位移量过程和气温过程几乎同步，呈现出明现的周

期性变化，低温时坝顶下沉，高温时上抬。下沉最大值发生

在溢洪道坝４＃、１１＃坝段，下沉量为２ｍｍ，当时气温为４。

ｃ和１ ５。Ｃ，除此之外，大部份测点的累计最大下沉值和最

大上抬值较小为１ｍｍ。可以看出，坝顶的垂直位移受温度

影响显著，库水位的变化对垂直位移的影响不明显。

四、结语

上述分析结果表明：选择合理的控制爆破方案，对土石

坝坝顶水平位移和垂直位移的影响很大，因选择爆破方案合

理，使本次爆破地震波对大坝坝体的水平位移和垂直位移的

影响很小，达到了预期的目标。经变形监测分析：大坝的水

平位移主要受气温的影响，其次是受水位的影响，大坝的垂

直位移主要受温度控制，受水位的影响不明显。综上所述认

为三溪浦水库溢洪道坝和大坝坝体位移符合一般土石坝的变

形规律，没有发现坝体滑动、坝体位移持续增大等异常现象。

大坝在位移方面的工作性态较为正常。

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『６】国家三角测量规范【ｓ】．ＧＢ／Ｔ １７９４２－２０００．

ｆ７】国家一、二等水准测量规范［ｓ１．ＧＢ／Ｔ １２８９７－２００６．

ｆ８１国家三、四等水准测量规范【ｓ】．ＧＢ／Ｔ １２８９８—２００９．

１９Ｉ９精密工程测量规范【Ｓ】．ＧＢ／Ｔ １５３１４．

ｆ１０１工程地质手册（第四版）》【Ｍ】．北京：中国建筑工业出

版社．２００７．

（上接第２８页） 设计就有了明确的方向和切实可行的措施。

以上分析可以看出，作为测量单位进行ＧＰＳ控制测量，首

先需要考虑的是质量合格，即符合现行规范或规程；其次应该

考虑等待着你回来 通过优化设计，达到减少工作量、提高经济效益的目的。

在具体进行ＧＰＳ网的布设原则及优化设计时，则需要考虑两个

方面的内容，一是进行ＧＰＳ网基准化的优化设计；二是进行

ＧＰＳ网图形结构强度的优化设计，其中包括：网的精度设计、

网的抗粗差能力的设计、网的发现系统差能力的强度设计；根

据ＧＰＳ网的特点，在布设ＧＰＳ网时经典控制网的优化设计不再

完全适用于ＧＰＳ网；增加基线数目、时段数、点数、异步环的

个数有利于提高ＧＰＳ网的精度和可靠性；不改变基线向量连接

关系的情况下，只在小范围内移动点位，对点位的精度和可靠

性基本没有影响。弄清楚这些问题，ＧＰＳ控制网的布设和优化

参考文献

［１】李征航，黄敬松．ＧＰＳｉ．￣４量原理与数据处理ｆＭ｝Ｉ武汉：

武汉大学出版社，２００５．

【２】魏二虎，黄敬松．ＧＰｓ测量操作与数据处理 １．武汉：武

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