蘇洼龍水電站建設(shè)對(duì)土登尼夏林寺的影響分析

郭興王潤(rùn)冬海顯麗

(中國(guó)電建集團(tuán)北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100024)

【摘要】蘇洼龍水電站左岸壩肩上部現(xiàn)有土登尼夏林寺，由于該工程引水發(fā)電系統(tǒng)位于左岸，主要開挖工作面距離寺廟較近，因此，需要開展工程施工對(duì)寺廟的影響分析。本文通過(guò)對(duì)寺廟與樞紐工程的相對(duì)位置關(guān)系分析，從爆破振動(dòng)、爆破飛石和爆破沖擊波三個(gè)方面提出工程爆破控制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)提出了施工期對(duì)寺廟需要采取的保護(hù)措施。

【關(guān)鍵詞】工程施工；寺廟保護(hù)；爆破控制標(biāo)準(zhǔn)；保護(hù)措施

中圖分類號(hào)：TV542

Analysis on influence of Suwalong Hydropower Station construction on

Tudengnixialin Temple

GUO Xing, WANG Rundong, HAI Xianli

(PowerConstructionCorporationofChinaBeijingEngineeringCorporationLimited,Beijing100024,China)

Abstract:Tudengnixialin Temple is located in the upper portion of left bank dam of Suwalong Hydropower Station currently. Since water diversion power generation system of the project is located in the left bank, the main excavation work surface is closer to the temple, the influence of project construction on the temple should be analyzed. In the paper, project blasting control standard of the project is proposed from three aspects of blasting vibration, blasting flying rock and blasting shock wave by analyzing the relative location relationship between the temple and hub project. Meanwhile, protection measures necessary for temple during construction are proposed.

Key words: project construction; temple protection; blasting control standard; protective measures

蘇洼龍水電站位于金沙江上游河段四川巴塘縣和西藏芒康縣的界河上，水庫(kù)正常蓄水位2475m，電站額定水頭84m，設(shè)置了4臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量1200MW，樞紐建筑物主要由瀝青混凝土心墻堆石壩、右岸開敞式溢洪道、右岸泄洪放空洞、左岸引水系統(tǒng)、左岸地面廠房等建筑物組成。目前，左岸壩頂上方的山坡上建有土登尼夏林寺，需要原址保護(hù)。

蘇洼龍水電站工程施工需采用爆破方式開挖，而左岸樞紐建筑物距寺廟建筑最近點(diǎn)距離不足300m，工程施工中需要嚴(yán)格控制爆破產(chǎn)生的振動(dòng)效應(yīng)、爆破飛石距離和爆破沖擊波，避免工程施工對(duì)土登尼夏林寺帶來(lái)危害，為此，有必要對(duì)給土登尼夏林寺帶來(lái)的影響及防護(hù)措施進(jìn)行專題研究與論證。

1保護(hù)對(duì)象概況

土登尼夏林寺地面高程約2600m，地表以下主要為冰積覆蓋層，由碎石土和碎塊石層組成，基巖巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)花崗巖。蘇洼龍水電站引水隧洞進(jìn)水口、攔河壩左壩肩和地面廠房后邊坡開挖邊線距寺廟水平距離分別約為270m、270m和310m，高差分別為0m、100m和110m；同時(shí)，引水隧洞進(jìn)水口與寺廟之間存在山脊線遮擋，兩者之間山脊線處高程約為2655m。

2爆破振動(dòng)影響分析

2.1控制標(biāo)準(zhǔn)

土登尼夏林寺寺廟主體建筑物為木石結(jié)構(gòu)，高兩層，使用年限較久，總體抗爆破振動(dòng)能力較差，因此，應(yīng)嚴(yán)格確定土登尼夏林寺建筑結(jié)構(gòu)的爆破振動(dòng)控制指標(biāo)，按國(guó)家爆破安全規(guī)程中土坯房、毛石房屋的安全允許標(biāo)準(zhǔn)來(lái)考慮，同時(shí)結(jié)合相關(guān)工程，土登尼夏林寺建筑結(jié)構(gòu)允許震速取0.5cm/s，其附屬建筑物允許震速取1.0cm/s。

2.2最大單響藥量估算

由薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，最大單響藥量為

式中Qmax——最大單響起爆藥量,kg；

R——被保護(hù)物到爆源中心距離,m；

[v]——被保護(hù)物質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度控制指標(biāo)，cm/s；

k、a——與爆源至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。

參考《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2003)表5，爆區(qū)不同巖性的k、a值見表1。部分項(xiàng)目通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，得到的參數(shù)見表2。

表1　爆區(qū)不同巖性的 k、 a值

表2　不同巖性爆破監(jiān)測(cè)的 k、 a值

土登尼夏林寺地表以下基巖巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)花崗巖，與以上工程巖石條件較為相似。參考以上工程，結(jié)合表1，考慮土登尼夏林寺的特殊性，嚴(yán)格爆破振動(dòng)控制指標(biāo)，地面工程取堅(jiān)硬巖石平均值進(jìn)行計(jì)算，即k=100，a=1.7。則

不同部位最大單響藥量計(jì)算成果見表3。

表3　不同部位最大單響藥量計(jì)算成果

3爆破飛石距離控制

集中藥包內(nèi)部爆破的飛石距離計(jì)算公式為

(1)

式中k——系數(shù)，人員取1.5，建筑物取1.0；

n——最大藥包的爆破作用指數(shù)，取0.7；

w——最大藥包的最小抵抗線。

瑞典德湯尼克研究基金會(huì)提出的估算臺(tái)階深孔爆破的飛石距離計(jì)算公式為

(2)

式中RFmax——飛石的分散距離，m；

Kφ——安全系數(shù)，取15～16；

D——炮孔直徑，cm。

對(duì)于電站梯段深孔爆破，一般孔徑為110mm，最小抵抗線小于10m，由式(1)計(jì)算的爆破飛石最大距離小于150m，由式(2)計(jì)算的爆破飛石最大距離小于180m。同時(shí)，《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2003)也給出，露天巖土淺孔爆破個(gè)別飛散物的最小安全允許距離為300m，深孔爆破為200m。

電站左岸進(jìn)水口與寺廟最小距離已達(dá)270m，同時(shí)中間存在山脊遮擋；左岸壩肩與寺廟最小距離同樣為270m，但是兩者之間高差達(dá)100m左右。個(gè)別飛石要在這樣的距離和高差條件下，克服重力影響和空氣阻力的作用到達(dá)土登尼夏林寺還是較為困難的，但施工期適當(dāng)采取防護(hù)措施仍是必要的。

4爆破沖擊波控制

根據(jù)薩道夫斯基公式，炸藥在地面爆炸時(shí)，產(chǎn)生的空氣沖擊波壓力值為

(3)

式中Δp——空氣沖擊波壓力值，105Pa；

R——測(cè)點(diǎn)至爆心的距離，m；

Q——一次爆破的TNT炸藥當(dāng)量，kg。

空氣沖擊波壓力值核算成果見表4。

表4　空氣沖擊波壓力值核算成果

地表建筑物破壞狀況與超壓Δp對(duì)應(yīng)關(guān)系見表5，不同超壓值對(duì)人的損傷程度見表6。

表5　建筑物破壞程度與超壓關(guān)系

表6　超壓與人員傷害等級(jí)對(duì)照關(guān)系

按照式(3)的計(jì)算成果，同時(shí)根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，確定工程施工時(shí)距寺廟不同距離處的爆破規(guī)模，見表7。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，在工程施工中，優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)方案是可以將爆破振動(dòng)、爆破飛石和爆破空氣沖擊波控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)的；為減少工程爆破施工帶來(lái)的社會(huì)影響，建議還需采取以下措施：

a.考慮土登尼夏林寺的重要性和其建筑年代較長(zhǎng)的特點(diǎn)，施工期間應(yīng)以被動(dòng)防護(hù)為主，同時(shí)也應(yīng)進(jìn)行必要的主動(dòng)防護(hù)，以使雙方相互支持和理解。

b.考慮土登尼夏林寺在當(dāng)?shù)夭刈迦罕娭械闹匾裕瑸榉婪豆こ瘫剖┕r(shí)因個(gè)別炮孔堵塞質(zhì)量不好或其他偶發(fā)事件的發(fā)生，保證土登尼夏林寺的安全和正常運(yùn)行，可參考相關(guān)工程，除采用工程爆破減震措施外，對(duì)土登尼夏林寺的建筑結(jié)構(gòu)另采取必要的防護(hù)加固處理。

c.施工初期需要進(jìn)行專門的爆破試驗(yàn)和檢測(cè)研究，根據(jù)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提出具體的爆破施工規(guī)模和藥量；并在施工過(guò)程中進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整爆破施工，確保土登尼夏林寺的安全和正常運(yùn)行。

d.保護(hù)僧人及當(dāng)?shù)厝罕娙松戆踩┕て陂g應(yīng)建立嚴(yán)格的爆破預(yù)警措施，定時(shí)爆破，爆破時(shí)要求僧人及當(dāng)?shù)厝罕娂皶r(shí)進(jìn)入房屋躲避，不在戶外逗留，以免意外爆破飛石損傷。

e.在一定范圍建立圍墻，嚴(yán)禁僧人及當(dāng)?shù)厝罕娺M(jìn)入施工區(qū)，保證人員安全，減少施工對(duì)當(dāng)?shù)厝罕姷母蓴_。

參考文獻(xiàn)

[1]盧文波,賴世驤,朱傳云,等.三峽工程巖石基礎(chǔ)開挖爆破振動(dòng)控制安全標(biāo)準(zhǔn)[J].爆炸與沖擊，2001(1).

[2]龍?jiān)?婁建武,徐全軍,等.爆破振動(dòng)對(duì)民房的振動(dòng)破壞作用分析[C]∥第七屆全國(guó)工程爆破學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.北京：中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)，2001.