舉世矚目的三峽工程因大壩全線封頂和三期圍堰爆破拆除成功，再次成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　6月6日，三峽工程三期圍堰爆破拆除現(xiàn)場(chǎng)， 191噸炸藥，化作961響，圍堰部分在12秒鐘內(nèi)拆除成功。被事先安放的炸藥切割成12塊堰體，如巨大的積木有序朝上游方向倒下，離圍堰爆破僅有114米的三峽大壩紋絲不動(dòng)。剛剛?cè)€貫通的三峽樞紐大壩現(xiàn)在終于除去上游右岸的最后一塊“襁褓”——上游圍堰，以他偉岸的身軀擋住了長(zhǎng)江上游的來水。專家認(rèn)為，三峽工程三期圍堰爆破拆除難度在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例。

　　長(zhǎng)江委作為三峽工程設(shè)計(jì)總成單位，圍繞三峽工程論證、建設(shè)，廣泛開展勘測(cè)、規(guī)劃、科研、設(shè)計(jì)，為長(zhǎng)江上這一防洪骨干關(guān)鍵性工程奉獻(xiàn)了一代又一代的智慧和心血。三峽工程三期圍堰爆破拆除成功，標(biāo)志著三峽工程可提前發(fā)揮其防洪效益，也標(biāo)志著長(zhǎng)江委在大型水利水電工程中，勘測(cè)規(guī)劃科研設(shè)計(jì)等綜合技術(shù)水平已經(jīng)走在世界前列。僅從爆破拆除技術(shù)的科研設(shè)計(jì)水平就可見一斑。

　　高強(qiáng)度快速“增高”的三期碾壓混凝土圍堰功不可沒

　　作為三峽工程設(shè)計(jì)總成單位，長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院圍繞三峽工程三期圍堰作了大量的勘測(cè)、科研、設(shè)計(jì)工作，精心設(shè)計(jì)，不斷創(chuàng)新。

　　三期圍堰建設(shè)面對(duì)的主要難題是，要在短短５個(gè)月時(shí)間內(nèi)澆筑１１０萬(wàn)立方米碾壓混凝土，修建起高達(dá)１４０米的碾壓混凝土圍堰，有兩個(gè)非常突出的技術(shù)難題——一個(gè)是施工工期緊，另一個(gè)是快速施工強(qiáng)度高，施工難度在水電建設(shè)史實(shí)屬罕見。面對(duì)如此高強(qiáng)度短時(shí)間快速“增高”的三期碾壓混凝土圍堰建設(shè)要求，只有采取多種手段，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，才能達(dá)到目標(biāo)。

　　據(jù)長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院副總工程師王小毛介紹，長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院主要采用了四種方式，保證三期圍堰高強(qiáng)度快速“增高”。一是采用分期建設(shè)。二是盡量簡(jiǎn)化堰體結(jié)構(gòu)。三是簡(jiǎn)化溫控防裂措施。四是在施工中對(duì)模板從設(shè)計(jì)、制作、安裝各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化等。

　　三峽工程三期上游碾壓混凝土圍堰最大堰高124米，碾壓混凝土總量167.3萬(wàn)立方米，為降低導(dǎo)游明渠截流后的施工難度，設(shè)計(jì)經(jīng)過多種方案的技術(shù)論證，提出了將圍堰施工分兩個(gè)階段進(jìn)行。其中，第二階段施工部分圍堰最大堰高90米，混凝土量110.6萬(wàn)立方米，施工時(shí)間只有短短的4個(gè)月，施工強(qiáng)度仍然很大。圍堰于2002年12月至2003年4月建成，創(chuàng)造了月澆筑47.5萬(wàn)立方米、日澆筑21066萬(wàn)立方米、日上升高度1.2米、連續(xù)上升57.5米的世界紀(jì)錄。實(shí)踐證明，三期圍堰建設(shè)與設(shè)計(jì)論證基本一致，且略有提前。作為三峽三期工程重要的臨時(shí)擋水建筑物，三期圍堰與左岸大壩、縱向圍堰一起，將三峽水庫(kù)蓄水到139高程，實(shí)現(xiàn)了124億立方米的攔蓄庫(kù)容，與縱向圍堰及其以左的大壩共同保障了永久船閘通航和左岸電站的發(fā)電，在三期圍堰爆破拆除之前，三峽左岸電站已實(shí)現(xiàn)發(fā)電1130多億千瓦時(shí)。同時(shí)與下游土石圍堰和縱向混凝土圍堰形成三期基坑，為右岸廠房壩段及電站廠房干地上施工創(chuàng)造了條件，保證了三峽工程三期工程安全施工。由此看來，三峽工程三期圍堰在三峽工程建設(shè)中“功不可沒”。

　　長(zhǎng)江委三峽工程設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人、長(zhǎng)江委總工鄭守仁在去年6月接受記者采訪時(shí)曾提到，三期碾壓混凝土的圍堰是按135米水位設(shè)計(jì)，按139.8米水位校核，現(xiàn)在由校核水位提到設(shè)計(jì)正常蓄水位，這表明圍堰的設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量是好的。通過安全監(jiān)測(cè)資料分析，可以確保工程安全運(yùn)行。

　　5月20日，三峽大壩壩高澆筑達(dá)185米，大壩全線封頂，已具備擋水要求，可在2006年汛期運(yùn)行發(fā)揮部分防洪效益，并向初期運(yùn)行期過渡，三期上游碾壓混凝土圍堰已完成其使命，按設(shè)計(jì)安排應(yīng)在2006年汛前部分拆除。

　　未雨綢繆——圍堰未建已考慮拆除方案

　　據(jù)有關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，早在2001年，在圍堰還未建設(shè)時(shí)，長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所就開始了圍堰拆除的設(shè)計(jì)科研工作，首先提出了“圍堰待建部分可采用預(yù)埋藥室（孔）傾倒爆破方案”，并進(jìn)行了相應(yīng)的爆破拆除設(shè)計(jì)研究。在圍堰修建前期，三峽總公司又委托長(zhǎng)江科學(xué)院、長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院對(duì)該方案進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并成立了以長(zhǎng)江委總工鄭守仁牽頭，長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)鈕新強(qiáng)、長(zhǎng)江科學(xué)院總工程師林紹忠為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、張正宇教授和蔣乃明教授為技術(shù)顧問的三峽工程三期圍堰爆破拆除領(lǐng)導(dǎo)小組，將爆破拆除方案融進(jìn)圍堰建設(shè)施工中，這是圍堰爆破拆除理念的轉(zhuǎn)變。正因這一理念的轉(zhuǎn)變，才有了后來圍堰建設(shè)中，設(shè)計(jì)預(yù)留埋設(shè)炸藥的藥室，以及為此而建相關(guān)的廊道。原先設(shè)計(jì)為鉆孔炸碎爆破，但是該方案用藥量大，爆破不完全，清碴難度大。于是設(shè)計(jì)了現(xiàn)在所采用“圍堰中段380米預(yù)埋藥室（孔）傾倒爆破與兩端深孔爆破相結(jié)合”的爆破方式。不僅節(jié)省了炸藥量，而且減少了爆炸時(shí)產(chǎn)生的巨大震動(dòng)。這在國(guó)內(nèi)大型水利工程圍堰拆除中是第一次，這是一次科研設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。為此鄭守仁院士多次組織長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院、長(zhǎng)江科學(xué)院有關(guān)技術(shù)人員召開專題論證會(huì)。其間要克服的幾個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題，如能否傾倒？?jī)A倒后圍堰在水下的形狀？爆破將產(chǎn)生哪些影響？如何保證對(duì)大壩及其它正常地段施工不受影響等等，都曾做了周密的論證研究。

　　據(jù)長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院副總工王小毛介紹，既要保證爆破成功，又要保證大壩的安全，爆破設(shè)計(jì)必須保證萬(wàn)無(wú)一失。王小毛將三期圍堰爆破拆除的技術(shù)難點(diǎn)歸納為四個(gè)方面：一、圍堰拆除工程量大，為減少爆破后水下清渣工作量，選擇了“爆破傾倒法”和“深孔臺(tái)階爆破法”相結(jié)合的爆破方式，這在國(guó)內(nèi)外屬首次應(yīng)用。二、圍堰爆破拆除在水位139.5米以下進(jìn)行，所埋設(shè)的炸藥、雷管、導(dǎo)爆索等火工材料最大水深達(dá)45米，相應(yīng)選擇的火工材料必須具有很好的抗水、抗壓性能。三、圍堰與大壩軸線距離僅114米，實(shí)際距大壩上游面最近的爆破孔只有91米，爆破總裝藥量達(dá)191.3噸，如何確保爆破時(shí)大壩等建筑物的安全是本次爆破的最大難點(diǎn)。因此，對(duì)起爆段數(shù)、間隔時(shí)間進(jìn)行了充分論證，選擇了安全可靠、獨(dú)立并可任意設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)起爆時(shí)間的網(wǎng)路，即數(shù)碼微差起爆網(wǎng)路，防止了重段、串段等情況發(fā)生，保證起爆精確。四、圍堰拆除施工工期短，施工場(chǎng)地狹小，爆破藥室、炮孔布置類型多、數(shù)量大，作業(yè)面間高差大，網(wǎng)絡(luò)安全制約因素多，施工難度大。

　　既要確保爆破成功，又要確保大壩安全，長(zhǎng)江科學(xué)院、長(zhǎng)江設(shè)計(jì)院多次參加國(guó)內(nèi)跨行業(yè)的爆破技術(shù)學(xué)術(shù)交流及有關(guān)咨詢活動(dòng)，不斷優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)方案，長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所對(duì)爆破方案、爆破過程中產(chǎn)生的震動(dòng)、水擊波、飛石、噪音等開展研究，此外，設(shè)計(jì)還對(duì)爆破監(jiān)測(cè)作出細(xì)致要求，其中監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有震動(dòng)波、燥聲、沖擊波、爆破運(yùn)行中船閘閘門的動(dòng)應(yīng)變監(jiān)測(cè)、涌浪的影響、震動(dòng)對(duì)帷幕灌漿造成的聲波和壓水監(jiān)測(cè)等。

　　根據(jù)爆破后的監(jiān)測(cè)資料初步分析，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和帷幕壓水試驗(yàn)均在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，涌浪、水擊波未對(duì)大壩、閘門產(chǎn)生不利影響。

　　兩個(gè)模型實(shí)施多次爆破試驗(yàn)

　　成立于1951年的長(zhǎng)江科學(xué)院，圍繞三峽工程的論證及正式開工建設(shè)，進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)50年的科學(xué)研究，是三峽工程科研的主力軍。圍繞三峽工程建設(shè)，他們承擔(dān)了一系列重大科研課題，提出了近2000份科研成果，尤其是在泥沙、水力學(xué)、巖石力學(xué)等重大技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目中，以其超前性及同步性等多種研究方式，為精確設(shè)計(jì)和優(yōu)質(zhì)施工掃清了障礙，為今天三峽工程的輝煌成就奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2003年5月曾被中華全國(guó)總工會(huì)授予了五一勞動(dòng)獎(jiǎng)狀，成為建國(guó)以來唯一一家獲此殊榮的水電科研單位。

　　長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所一直把三峽工程一些特殊爆破技術(shù)問題作為他們攻關(guān)的目標(biāo)。他們?cè)?996年的三峽左岸廠房壩段鋼管槽爆破開挖施工過程中，運(yùn)用塑料導(dǎo)爆管微差順序起爆技術(shù)及光面爆破技術(shù)，確保了槽壁及各巖石隔墩的成型，為今后類似工程的開挖積累了珍貴經(jīng)驗(yàn)。同年，爆破所承擔(dān)了三峽二期工程開挖爆破地震波傳播規(guī)律及廠壩基巖開挖爆破控制標(biāo)準(zhǔn)研究課題。通過對(duì)二期土石圍堰、巖石邊坡、中隔墩以及爆破對(duì)新澆大體積混凝土影響的研究，提出了二期土石圍堰安全爆破控制標(biāo)準(zhǔn)、巖石邊坡及隔墩安全爆破控制標(biāo)準(zhǔn)、新澆大體積混凝土安全爆破控制標(biāo)準(zhǔn)、建基面驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，這些成果均被設(shè)計(jì)采納并編入施工技術(shù)規(guī)范。

　　長(zhǎng)江科學(xué)院爆破研究所副所長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師趙根告訴記者，圍繞三峽工程三期上游碾壓混凝土圍堰的拆除工作，長(zhǎng)江科學(xué)院做了大量的科學(xué)試驗(yàn)，獲得了極其寶貴的參考數(shù)據(jù)，為爆破的成功實(shí)施提供了決策依據(jù)。

　　據(jù)了解，長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所圍繞三期圍堰拆除工作從去年便開始分別做了1：100的模型定向傾倒試驗(yàn)和1：10模型爆破可靠性試驗(yàn)。對(duì)水下混凝土爆破進(jìn)行了小試塊試驗(yàn)，確認(rèn)水體作用將減小爆破破裂半徑、爆破漏斗體積及水下爆渣拋擲距離，可采用增加裝藥量、選用高性能炸藥、選用高性能起爆器材等來改善爆破效果。對(duì)爆破產(chǎn)生的涌浪進(jìn)行了試驗(yàn)，確認(rèn)爆破涌浪不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響。此外還對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生的振動(dòng)、水擊波及動(dòng)水壓力分別進(jìn)行了測(cè)試。

　　2005年5月，長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所開始在長(zhǎng)江科學(xué)院宜昌前坪試驗(yàn)基地制作了兩個(gè)1：10的圍堰模型，10月、11月分別進(jìn)行了兩次爆破可靠性試驗(yàn)，試驗(yàn)要解決的問題是：能否形成傾倒缺口；是否能順利傾倒；爆破時(shí)的震動(dòng)對(duì)大壩及發(fā)電機(jī)組的影響；水中沖擊波會(huì)有多大等。為觀察爆破對(duì)長(zhǎng)江生物的影響，還投放了長(zhǎng)江壩區(qū)附近常見的肥魚等魚類，圍堰前后分別布設(shè)了不同的觀測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果基本如預(yù)測(cè)結(jié)果：不存在水下清理除碴，為埋設(shè)炸藥所需的鉆孔工作量也相對(duì)減少，以及采用較少的藥量便可實(shí)施整體爆破拆除。對(duì)爆破100米以外的水生生物沒有影響，爆破后壩前最大浪只有2.3米，離壩頂還有50多米，因涌浪爬高作用，涌浪到達(dá)岸邊最大浪高將達(dá)4.5米，為確保安全，將提醒有關(guān)區(qū)域設(shè)置安全警戒區(qū)域。

　　在橫向圍堰1：10模型爆破試驗(yàn)中，他們對(duì)傾倒的可靠性進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，還進(jìn)行了爆破參數(shù)試驗(yàn)、振動(dòng)測(cè)試、水擊波測(cè)試，通過對(duì)實(shí)測(cè)波形分析，確定了合理的藥室間起爆的時(shí)差等等。此外還開展了爆破器材試驗(yàn)，由于對(duì)三峽工程三期碾壓混凝土爆破拆除要求，一次性爆破后不留痕跡，要求炸藥的抗水壓及耐水性能好，藥性要能在水中保證7天后爆炸性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，第一次在如此大規(guī)模的水電工程中采用數(shù)碼雷管，因此，長(zhǎng)江科學(xué)院爆破與振動(dòng)研究所還對(duì)數(shù)碼雷管進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其實(shí)用性。此外，還對(duì)試驗(yàn)中發(fā)生的一些個(gè)別現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，如采用DDA分析軟件對(duì)圍堰的傾倒過程進(jìn)行數(shù)值仿真分析，并與模型試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析，以對(duì)原型爆破傾倒時(shí)間進(jìn)行預(yù)報(bào)。

　　爆破拆除技術(shù)的市場(chǎng)前景

　　6月5日，有消息說，三峽工程三期圍堰爆破拆除之際，中日韓等國(guó)爆破專家齊聚三峽，開展爆破學(xué)術(shù)交流。

　　中國(guó)是火藥的發(fā)明地，爆破技術(shù)在中國(guó)歷史悠久。三峽工程三期圍堰爆破技術(shù)的成功實(shí)施，再次使我國(guó)的工程爆破技術(shù)走在世界前列。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利水電工程建設(shè)中的爆破技術(shù)將得到更大的發(fā)展。

　　據(jù)長(zhǎng)江委設(shè)計(jì)院施工處主任工程師陳敦科介紹，爆破拆除技術(shù)在未來的水電工程建設(shè)中還將得到廣泛運(yùn)用。例如運(yùn)行多年的水庫(kù)由于淤死而不再發(fā)揮效益的，以及一些需要改建、擴(kuò)建、重建的水利水電工程等都會(huì)運(yùn)用到爆破拆除技術(shù)。

　　據(jù)了解，已有的水電工程中就有大量涉及爆破拆除技術(shù)的，如荊江分洪閘南閘的加固工程，還有南水北調(diào)中線工程中的丹江口大壩加高，贛撫大堤泉港閘的重建，目前新修的水電工程及即將修建的水電工程圍堰拆除都會(huì)涉及到爆破拆除，特別是長(zhǎng)江上游，以及一些支流水電設(shè)施的建設(shè)中，導(dǎo)流洞的洞口將運(yùn)用巖塞爆破技術(shù)等等。

　　長(zhǎng)江科學(xué)院爆破研究所副所長(zhǎng)、教授級(jí)高級(jí)工程師趙根說，未來我國(guó)的基礎(chǔ)建設(shè)中都將運(yùn)用到爆破拆除技術(shù)，水電行業(yè)的爆破拆除技術(shù)主要以控制爆破為主。三峽工程三期圍堰爆破拆除的成功實(shí)施就證明我國(guó)圍堰爆破拆除技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，當(dāng)然今后在爆破器材上還會(huì)學(xué)習(xí)引進(jìn)國(guó)外的一些先進(jìn)技術(shù)。就水電工程的爆破科學(xué)實(shí)驗(yàn)來講，正如不同的河流有其不同的特點(diǎn)，爆破拆除技術(shù)也需要結(jié)合水電工程的具體條件，做好科學(xué)實(shí)驗(yàn)和論證工作，不斷進(jìn)一步加大技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用的力度，不斷總結(jié)深孔爆破、硐室爆破、水下工程爆破等科研技術(shù)成果，既使我國(guó)的水電工程爆破技術(shù)能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)，又能不斷的使我國(guó)的水電工程爆破技術(shù)始終處在領(lǐng)先水平。

　　來源：中國(guó)水利網(wǎng)站　2006年6月12日