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。

　　6月6日，三峽工程三期圍堰爆破拆除現(xiàn)場， 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。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江上游的來水。專家認為，三峽工程三期圍堰爆破拆除難度在國內(nèi)外尚無先例。

　　長江委作為三峽工程設(shè)計總成單位，圍繞三峽工程論證、建設(shè)，廣泛開展勘測、規(guī)劃、科研、設(shè)計，為長江上這一防洪骨干關(guān)鍵性工程奉獻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，標志著三峽工程可提前發(fā)揮其防洪效益，也標志著長江委在大型水利水電工程中，勘測規(guī)劃科研設(shè)計等綜合技術(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)計水平就可見一斑。

　　高強度快速“增高”的三期碾壓混凝土圍堰功不可沒

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

　　三期圍堰建設(shè)面對的主要難題是，要在短短５個月時間內(nèi)澆筑１１０萬立方米碾壓混凝土，修建起高達１４０米的碾壓混凝土圍堰，有兩個非常突出的技術(shù)難題——一個是施工工期緊，另一個是快速施工強度高，施工難度在水電建設(shè)史實屬罕見。面對如此高強度短時間快速“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，才能達到目標。

　　據(jù)長江設(shè)計院副總工程師王小毛介紹，長江設(shè)計院主要采用了四種方式，保證三期圍堰高強度快速“增高”。一是采用分期建設(shè)。二是盡量簡化堰體結(jié)構(gòu)。三是簡化溫控防裂措施。四是在施工中對模板從設(shè)計、制作、安裝各個環(huán)節(jié)進行優(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167.3萬立方米，為降低導(dǎo)游明渠截流后的施工難度，設(shè)計經(jīng)過多種方案的技術(shù)論證，提出了將圍堰施工分兩個階段進行。其中，第二階段施工部分圍堰最大堰高90米，混凝土量110.6萬立方米，施工時間只有短短的4個月，施工強度仍然很大。圍堰于2002年12月至2003年4月建成，創(chuàng)造了月澆筑47.5萬立方米、日澆筑21066萬立方米、日上升高度1.2米、連續(xù)上升57.5米的世界紀錄。實踐證明，三期圍堰建設(shè)與設(shè)計論證基本一致，且略有提前。作為三峽三期工程重要的臨時擋水建筑物，三期圍堰與左岸大壩、縱向圍堰一起，將三峽水庫蓄水到139高程，實現(xiàn)了124億立方米的攔蓄庫容，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，三峽左岸電站已實現(xiàn)發(fā)電1130多億千瓦時。同時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”。

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

　　5月20日，三峽大壩壩高澆筑達185米，大壩全線封頂，已具備擋水要求，可在2006年汛期運行發(fā)揮部分防洪效益，并向初期運行期過渡，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)負責人介紹，早在2001年，在圍堰還未建設(shè)時，長江科學院爆破與振動研究所就開始了圍堰拆除的設(shè)計科研工作，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”，并進行了相應(yīng)的爆破拆除設(shè)計研究。在圍堰修建前期，三峽總公司又委托長江科學院、長江設(shè)計院對該方案進行詳細設(shè)計，并成立了以長江委總工鄭守仁牽頭，長江設(shè)計院院長鈕新強、長江科學院總工程師林紹忠為項目負責人、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，而且減少了爆炸時產(chǎn)生的巨大震動。這在國內(nèi)大型水利工程圍堰拆除中是第一次，這是一次科研設(shè)計的創(chuàng)新。為此鄭守仁院士多次組織長江設(shè)計院、長江科學院有關(guān)技術(shù)人員召開專題論證會。其間要克服的幾個關(guān)鍵性技術(shù)問題，如能否傾倒？傾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)長江設(shè)計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)計必須保證萬無一失。王小毛將三期圍堰爆破拆除的技術(shù)難點歸納為四個方面：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“深孔臺階爆破法”相結(jié)合的爆破方式，這在國內(nèi)外屬首次應(yīng)用。二、圍堰爆破拆除在水位139.5米以下進行，所埋設(shè)的炸藥、雷管、導(dǎo)爆索等火工材料最大水深達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，實際距大壩上游面最近的爆破孔只有91米，爆破總裝藥量達191.3噸，如何確保爆破時大壩等建筑物的安全是本次爆破的最大難點。因此，對起爆段數(shù)、間隔時間進行了充分論證，選擇了安全可靠、獨立并可任意設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)起爆時間的網(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，長江科學院、長江設(shè)計院多次參加國內(nèi)跨行業(yè)的爆破技術(shù)學術(shù)交流及有關(guān)咨詢活動，不斷優(yōu)化爆破設(shè)計方案，長江科學院爆破與振動研究所對爆破方案、爆破過程中產(chǎn)生的震動、水擊波、飛石、噪音等開展研究，此外，設(shè)計還對爆破監(jiān)測作出細致要求，其中監(jiān)測的主要內(nèi)容有震動波、燥聲、沖擊波、爆破運行中船閘閘門的動應(yīng)變監(jiān)測、涌浪的影響、震動對帷幕灌漿造成的聲波和壓水監(jiān)測等。

　　根據(jù)爆破后的監(jiān)測資料初步分析，質(zhì)點振動速度和帷幕壓水試驗均在設(shè)計允許范圍內(nèi)，涌浪、水擊波未對大壩、閘門產(chǎn)生不利影響。

　　兩個模型實施多次爆破試驗

　　成立于1951年的長江科學院，圍繞三峽工程的論證及正式開工建設(shè)，進行了長達50年的科學研究，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、巖石力學等重大技術(shù)攻關(guān)項目中，以其超前性及同步性等多種研究方式，為精確設(shè)計和優(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實的基礎(chǔ)。2003年5月曾被中華全國總工會授予了五一勞動獎狀，成為建國以來唯一一家獲此殊榮的水電科研單位。

　　長江科學院爆破與振動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。他們曾在1996年的三峽左岸廠房壩段鋼管槽爆破開挖施工過程中，運用塑料導(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。同年，爆破所承擔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準研究課題。通過對二期土石圍堰、巖石邊坡、中隔墩以及爆破對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準、巖石邊坡及隔墩安全爆破控制標準、新澆大體積混凝土安全爆破控制標準、建基面驗收標準等，這些成果均被設(shè)計采納并編入施工技術(shù)規(guī)范。

　　長江科學院爆破研究所副所長、教授級高級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，長江科學院做了大量的科學試驗，獲得了極其寶貴的參考數(shù)據(jù)，為爆破的成功實施提供了決策依據(jù)。

　　據(jù)了解，長江科學院爆破與振動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和1：10模型爆破可靠性試驗。對水下混凝土爆破進行了小試塊試驗，確認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。對爆破產(chǎn)生的涌浪進行了試驗，確認爆破涌浪不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生有害影響。此外還對試驗產(chǎn)生的振動、水擊波及動水壓力分別進行了測試。

　　2005年5月，長江科學院爆破與振動研究所開始在長江科學院宜昌前坪試驗基地制作了兩個1：10的圍堰模型，10月、11月分別進行了兩次爆破可靠性試驗，試驗要解決的問題是：能否形成傾倒缺口；是否能順利傾倒；爆破時的震動對大壩及發(fā)電機組的影響；水中沖擊波會有多大等。為觀察爆破對長江生物的影響，還投放了長江壩區(qū)附近常見的肥魚等魚類，圍堰前后分別布設(shè)了不同的觀測點。試驗結(jié)果基本如預(yù)測結(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減少，以及采用較少的藥量便可實施整體爆破拆除。對爆破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，涌浪到達岸邊最大浪高將達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模型爆破試驗中，他們對傾倒的可靠性進行反復(fù)試驗，還進行了爆破參數(shù)試驗、振動測試、水擊波測試，通過對實測波形分析，確定了合理的藥室間起爆的時差等等。此外還開展了爆破器材試驗，由于對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天后爆炸性能指標滿足設(shè)計要求，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，長江科學院爆破與振動研究所還對數(shù)碼雷管進行現(xiàn)場試驗，以檢驗其實用性。此外，還對試驗中發(fā)生的一些個別現(xiàn)象進行了數(shù)值仿真分析，如采用DDA分析軟件對圍堰的傾倒過程進行數(shù)值仿真分析，并與模型試驗進行對比分析，以對原型爆破傾倒時間進行預(yù)報。

　　爆破拆除技術(shù)的市場前景

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

　　中國是火藥的發(fā)明地，爆破技術(shù)在中國歷史悠久。三峽工程三期圍堰爆破技術(shù)的成功實施，再次使我國的工程爆破技術(shù)走在世界前列。隨著我國國民經(jīng)濟的發(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)長江委設(shè)計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)中還將得到廣泛運用。例如運行多年的水庫由于淤死而不再發(fā)揮效益的，以及一些需要改建、擴建、重建的水利水電工程等都會運用到爆破拆除技術(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涉及到爆破拆除，特別是長江上游，以及一些支流水電設(shè)施的建設(shè)中，導(dǎo)流洞的洞口將運用巖塞爆破技術(shù)等等。

　　長江科學院爆破研究所副所長、教授級高級工程師趙根說，未來我國的基礎(chǔ)建設(shè)中都將運用到爆破拆除技術(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施就證明我國圍堰爆破拆除技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，當然今后在爆破器材上還會學習引進國外的一些先進技術(shù)。就水電工程的爆破科學實驗來講，正如不同的河流有其不同的特點，爆破拆除技術(shù)也需要結(jié)合水電工程的具體條件，做好科學實驗和論證工作，不斷進一步加大技術(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，既使我國的水電工程爆破技術(shù)能為國民經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻，又能不斷的使我國的水電工程爆破技術(shù)始終處在領(lǐng)先水平。

　　來源：中國水利網(wǎng)站　2006年6月12日