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為了這“驚天一爆”

—長(zhǎng)甸改造工程水下進(jìn)水口巖塞爆破設(shè)計(jì)歷程側(cè)記

發(fā)布日期：2015-02-10來(lái)源：中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司編輯：靳明偉

[摘要]

　　這是一個(gè)會(huì)讓很多人記憶一輩子的壯觀(guān)場(chǎng)景：一陣春雷似的低沉轟鳴從水下40米處傳出，頓時(shí)，大地顫抖、空氣振蕩，水面升起近20米高的水柱，恰似蛟龍騰躍吐水，水體上下振蕩，不斷交換，一朵直徑數(shù)百米的巨大水花如蘑菇云一般，簇?fù)碇?、推擠著，一環(huán)環(huán)的波浪不斷地向外擴(kuò)散，水面久久不能平靜……

　　時(shí)間：2014年6月16日上午10：26

　　地點(diǎn)：遼寧省丹東市寬甸滿(mǎn)族自治縣水豐水庫(kù)

　　事件：長(zhǎng)甸電站改造工程水下進(jìn)水口巖塞爆破

　　無(wú)盡的喜悅

　　2014年6月16日，臨近夏至的一天，是中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)華東院)長(zhǎng)甸改造工程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)永遠(yuǎn)無(wú)法忘懷的一天。

　　凌晨3：30，位于祖國(guó)東北部邊境的遼寧省丹東市寬甸滿(mǎn)族自治縣水豐水庫(kù)卻已天色大亮，水庫(kù)右岸的長(zhǎng)甸電站改造工程水下進(jìn)水口巖塞爆破指揮所內(nèi)，忙碌了一個(gè)通宵的人們并沒(méi)有一絲的倦意。在經(jīng)過(guò)連續(xù)10天不分晝夜的裝藥、聯(lián)網(wǎng)、撤退、充水后，華東院、中水六局、長(zhǎng)江科學(xué)院等各參建單位工作人員正在緊張地進(jìn)行著爆破前的最后準(zhǔn)備工作。

　　水下進(jìn)水口巖塞爆破對(duì)大部分人來(lái)說(shuō)是第一次，在場(chǎng)的華東院副院總胡賽華和長(zhǎng)甸項(xiàng)目巖塞設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)黃東軍、陳煒旻、范振飛、沈明、王瑞貴等人一夜未眠，一顆心一直提在嗓子眼上，激動(dòng)、擔(dān)憂(yōu)、焦慮種種情緒在心中翻騰，他們時(shí)而緊盯顯示屏顯示的水位、氣壓等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，時(shí)而在電腦上根據(jù)這些數(shù)據(jù)推算最佳爆破時(shí)機(jī)。東北電網(wǎng)公司董恩伏副總經(jīng)理，中水六局揚(yáng)成文總工一大早就來(lái)到現(xiàn)指導(dǎo)、觀(guān)摩。

　　上午9：30開(kāi)始，長(zhǎng)甸改造建設(shè)處、中水六局、中水二局、長(zhǎng)江科學(xué)院、東勘院監(jiān)理等負(fù)責(zé)人陸續(xù)代表本單位在巖塞爆破確認(rèn)單上簽字，確認(rèn)本單位負(fù)責(zé)的項(xiàng)目已準(zhǔn)備完畢。上午10：00整，華東院長(zhǎng)甸項(xiàng)目經(jīng)理黃東軍代表華東院最后在巖塞爆破確認(rèn)單上鄭重簽字。隨即，爆破總指揮、長(zhǎng)甸改造建設(shè)處李伯君處長(zhǎng)宣布爆破進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。10分鐘、5分鐘、1分鐘……隨著爆破時(shí)刻的不斷臨近，大家的心越揪越緊，他們幾乎是屏住呼吸，眼睛一眨不眨盯著顯示屏上不同方向顯示的巖塞掌子面。

　　“5、4、3、2、1，起爆!”爆破總指揮一聲令下，10：26整，工作人員啟動(dòng)爆破按鈕，一瞬間，2840公斤炸藥分毫秒順利起爆，在爆破強(qiáng)有力的沖擊波作用下，顯示屏上巖塞掌子面在1秒鐘內(nèi)十?dāng)?shù)道紅光連續(xù)閃過(guò)，隨后距掌子面最近的監(jiān)視儀被炸毀、信號(hào)消失。布置在集渣坑內(nèi)距巖塞稍遠(yuǎn)的另外2臺(tái)監(jiān)視儀則清晰完整記錄了爆破產(chǎn)生的全過(guò)程，只見(jiàn)飛石四濺，翻騰的水浪呼嘯而來(lái)，瞬間填滿(mǎn)了整個(gè)集渣坑的畫(huà)面。

　　成功了!成功了!!

　　長(zhǎng)甸電站改造工程水下進(jìn)水口巖塞爆破成功了!!!

　　那一刻，無(wú)盡的喜悅充塞所有在場(chǎng)所有人的心房，他們激動(dòng)地不能自己，相互擊掌、歡呼、擁抱，這些年屆不惑，平素嚴(yán)謹(jǐn)穩(wěn)重的各單位負(fù)責(zé)人，此刻似乎都回到天真的少年時(shí)代，如此不加掩飾的表達(dá)情感，如此情不自禁的歡呼雀躍……

　　“為了這驚天一爆，華東院長(zhǎng)甸設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)整整等待、戰(zhàn)斗了10多年啊!”華東院項(xiàng)目經(jīng)理黃東軍不無(wú)感慨地這樣對(duì)記者說(shuō)。

　　十年磨一劍

　　時(shí)光倒回到2001年前后。當(dāng)時(shí)，華東院在華東地區(qū)浙閩皖贛可開(kāi)發(fā)的常規(guī)水電站幾乎殆盡，西部市場(chǎng)還看不到前景，華東院的發(fā)展進(jìn)入最為艱難的時(shí)期。

　　2001年10月，華東院院通過(guò)投標(biāo)取得長(zhǎng)甸改造項(xiàng)目，這成為華東院首次真正意義上走出華東，進(jìn)入東北市場(chǎng)具有標(biāo)志性意義的項(xiàng)目。院領(lǐng)導(dǎo)高度重視，下決心要將長(zhǎng)甸項(xiàng)目做好，樹(shù)立起華東院的品牌，藉此擴(kuò)大華東院在東北市場(chǎng)的知名度。院成立了以副院長(zhǎng)曹春江為項(xiàng)目經(jīng)理，何世海為設(shè)總的項(xiàng)目班子。

　　拿到長(zhǎng)甸項(xiàng)目不易，要把長(zhǎng)甸項(xiàng)目做成功更難。根據(jù)工程目標(biāo)和當(dāng)?shù)匾延械慕ㄖ锊贾煤偷匦螚l件，長(zhǎng)甸改造工程引水系統(tǒng)的總體布置方案幾乎是唯一的。擬定的發(fā)電引水進(jìn)水口位于水豐水庫(kù)正常蓄水位以下數(shù)十米，且位于水豐水庫(kù)建庫(kù)前主河道上，庫(kù)水深達(dá)90多米，水庫(kù)總庫(kù)容將近150億立方米，不可能大幅度降低庫(kù)水位。因此，不可能按常規(guī)的方式通過(guò)修建施工圍堰形成干地條件進(jìn)行進(jìn)水口施工。

　　擺在華東院設(shè)計(jì)人員面前的唯一選擇是：采用一種特殊的設(shè)計(jì)方案，將引水隧洞開(kāi)挖至庫(kù)底，預(yù)留一定厚度的巖體(即巖塞)，待下游隧洞完建后，一次性爆除預(yù)留的巖塞，使隧洞與水庫(kù)貫通，即巖塞進(jìn)水口。巖塞進(jìn)水口在國(guó)內(nèi)工程實(shí)例很有限，從事過(guò)巖塞爆破的單位和人員也屈指可數(shù)。

　　項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)必須要解決華東院從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)的巖塞爆破問(wèn)題，這些問(wèn)題包括了要保證巖塞進(jìn)水口地形測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤、進(jìn)水口要布置在地質(zhì)條件良好的區(qū)域、巖塞爆破之前要確保巖塞體穩(wěn)定、巖塞體要保證一次起爆成功、進(jìn)水口成型必須滿(mǎn)足電站永久運(yùn)行、爆渣不能抵達(dá)閘門(mén)底檻、進(jìn)水口上方巖體不能坍塌堵塞進(jìn)水口等等。

　　這是華東院第一次開(kāi)展巖塞進(jìn)水口設(shè)計(jì)，無(wú)數(shù)的困難擺在設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面前。沒(méi)有巖塞進(jìn)水口設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就從零開(kāi)始邊學(xué)邊做。他們一邊查閱資料，借助當(dāng)時(shí)剛剛興起的互聯(lián)網(wǎng)追蹤國(guó)際技術(shù)前沿，一邊向從事過(guò)巖塞爆破的單位學(xué)習(xí)請(qǐng)教，不放過(guò)任何一次學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，就是來(lái)華東院做客的外國(guó)專(zhuān)家也不放過(guò)，聽(tīng)說(shuō)有一位專(zhuān)家從事過(guò)巖塞爆破，設(shè)計(jì)人員抓住機(jī)會(huì)貼身緊逼，請(qǐng)教、索取資料，了解掌握了國(guó)外氣墊式爆破原理和基本計(jì)算原理、計(jì)算方法;派出技術(shù)人員專(zhuān)程到長(zhǎng)江科學(xué)院爆破所學(xué)習(xí)過(guò)程中，提出帶中導(dǎo)洞的全排孔爆破方案(該方案也是最終采用的爆破方案)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以最大的努力和堅(jiān)持投入到水下巖塞進(jìn)水口設(shè)計(jì)研究工作中。他們一點(diǎn)一滴積累相關(guān)知識(shí)，逐漸弄懂掏槽孔、主爆孔、氣墊、氣泡帷幕等等一系列他們?cè)灸吧母拍?，并系統(tǒng)分析了靴式集渣坑和斜坡式集渣坑的優(yōu)缺點(diǎn)，了解了藥室爆破和全排孔爆破的關(guān)鍵所在……

　　侯靖、何世海、周垂一等技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)頂層設(shè)計(jì)、大膽決策，決定采用國(guó)際上最先進(jìn)的氣墊式聚渣爆破、集渣坑采用斜坡式布置，巖塞采用全排孔爆破方案。長(zhǎng)甸巖塞平均直徑達(dá)12.3米，巖塞平均厚度達(dá)到12米以上，國(guó)內(nèi)之前采用全排孔爆破方案的巖塞最大直徑只有6米，華東院提出的這個(gè)設(shè)計(jì)方案，一下子將國(guó)內(nèi)全排孔巖塞爆破的直徑提高了2倍多，面積擴(kuò)大了4倍多，就是國(guó)外文獻(xiàn)資料上也沒(méi)有查閱到這么大的巖塞采用全排孔爆破的工程報(bào)道。

　　2011年長(zhǎng)甸改造項(xiàng)目主體工程開(kāi)工后，引水隧洞開(kāi)挖逐步向水庫(kù)底部挺進(jìn)，巖塞問(wèn)題迫在眉睫，必須解決!院領(lǐng)導(dǎo)立下軍令狀，一定要使項(xiàng)目取得突破性進(jìn)展。為此，不惜成本加大投入，依托長(zhǎng)甸改造項(xiàng)目，華東院花費(fèi)幾百萬(wàn)元巨資組織開(kāi)展《水電站水下巖塞進(jìn)水口關(guān)鍵技術(shù)研究》科技攻關(guān)，并多方尋求支持和幫助。從委托協(xié)作單位再次開(kāi)展氣墊式斜坡集渣坑巖塞爆破水工模型試驗(yàn)、開(kāi)展集渣坑開(kāi)挖及巖塞體穩(wěn)定分析，再到?jīng)Q定組團(tuán)到北歐某巖塞爆破工程經(jīng)驗(yàn)豐富的國(guó)家取經(jīng)(這次取經(jīng)由于國(guó)外公司苛刻的條件和傲慢的態(tài)度未能成行)……這一系列的舉措都為了一個(gè)共同的目標(biāo)——論證巖塞爆破設(shè)計(jì)方案的可行性和可靠性。

　　以黃東軍、陳煒旻、鄔志、王瑞貴、吳澤錦、徐江濤等為骨干的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一頭扎進(jìn)項(xiàng)目中。長(zhǎng)甸團(tuán)隊(duì)博采眾長(zhǎng)、匯集雄厚的專(zhuān)業(yè)力量和集體智慧進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新;他們不放過(guò)任何細(xì)節(jié)，一再精益求精，從不避諱觀(guān)點(diǎn)的交鋒，常常為一個(gè)問(wèn)題爭(zhēng)得面紅耳赤，在爭(zhēng)論和理解中前進(jìn)和深入;他們一邊創(chuàng)新設(shè)想，一邊謹(jǐn)慎論證，以科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度推進(jìn)項(xiàng)目的實(shí)施。先后提出將巖塞地質(zhì)探硐改建為錨固灌漿洞，對(duì)巖塞體圍巖進(jìn)行預(yù)灌漿加固，利用預(yù)應(yīng)力錨索加固巖塞上方不穩(wěn)定巖體，提出在調(diào)壓井內(nèi)布置攔污柵技術(shù)方案。2011年11月，長(zhǎng)甸巖塞設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)充分的論證，完成的《長(zhǎng)甸改造工程水下巖塞進(jìn)水口設(shè)計(jì)專(zhuān)題報(bào)告》順利通過(guò)了水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院的審查，標(biāo)志著推薦的進(jìn)水口設(shè)計(jì)方案和巖塞爆破方案可以付諸實(shí)施。

　　從2001年到2011年，整整十年時(shí)間里，華東院長(zhǎng)甸項(xiàng)目設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)付出的艱辛和努力終于為巖塞爆破的實(shí)施迎來(lái)希望的曙光。

　　那些日日夜夜

　　2012年～2013年，承擔(dān)巖塞爆破施工的中水六局和分包巖塞爆破專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)江科學(xué)院，對(duì)華東院巖塞爆破整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化。期間還進(jìn)行了多次爆破材料試驗(yàn)，在引水隧洞內(nèi)完成全斷面巖塞爆破模擬試驗(yàn)。并先后完成巖塞體圍巖預(yù)灌漿、巖塞體上方不穩(wěn)定巖體錨固、集渣坑開(kāi)挖襯砌和巖塞連接段開(kāi)挖襯砌，為最終實(shí)施巖塞爆破鋪平了道路。

　　2014年3月26日，從巖塞爆破第一個(gè)爆破孔開(kāi)始施工，到6月16日巖塞爆破成功，華東院長(zhǎng)甸設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在黃東軍的帶領(lǐng)下，和中水六局、長(zhǎng)江科學(xué)院、東勘院監(jiān)理等參建單位，經(jīng)歷了終生難忘的80個(gè)日日夜夜!

　　巖塞爆破對(duì)水庫(kù)水位有要求，水位越低越有利，加上巖塞體連接段在年初已挖除，剩下的12m厚巖塞體不足以抵擋水庫(kù)高水位的壓力，巖塞體無(wú)法安全渡汛。因此，巖塞爆破必須在鴨綠江的主汛期來(lái)臨之前完成，留給巖塞爆破施工的時(shí)間只有3個(gè)月左右。

　　巖塞體像一個(gè)傾斜放置的圓臺(tái)，在庫(kù)岸上投影有160多平方米，地形凹凸不平，每個(gè)爆破孔的方向和長(zhǎng)度都不一致。華東院發(fā)揮三維設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，建立了掌子面、地形和爆破孔三維模型，把每個(gè)爆破孔的參數(shù)準(zhǔn)確無(wú)誤地提供給施工單位，并根據(jù)每天的鉆孔進(jìn)展，將有關(guān)參數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整提供給參建各方。

　　由于爆破鉆孔是24小時(shí)不停頓進(jìn)行的，為確保巖塞爆破孔鉆孔質(zhì)量，滿(mǎn)足巖塞爆破要求，華東院、業(yè)主、監(jiān)理、長(zhǎng)江科學(xué)院、中水六局技術(shù)人員組織巖塞爆破鉆孔驗(yàn)收組，24小時(shí)值班待命，隨時(shí)驗(yàn)收開(kāi)鉆前鉆桿方位角和鉆孔完成后各項(xiàng)指標(biāo)。布置在引水隧洞事故閘門(mén)井后的巖塞爆破臨時(shí)堵頭澆筑完成后，人員只能從檢修閘門(mén)井進(jìn)入，閘門(mén)井垂直高度達(dá)98米，只能通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)易吊藍(lán)上下。從巖塞掌子面涌出的是水庫(kù)深處的庫(kù)水，溫度只有7、8度，倒懸的掌子面下人員幾乎無(wú)處可躲，即使穿著雨衣，時(shí)間一長(zhǎng)，身上也慢慢濕透了。長(zhǎng)甸項(xiàng)目的設(shè)代人員沈明、鄔志、范振飛、任朱和、孔德帥等沒(méi)有一個(gè)人面對(duì)這樣的境況露出怯意，每次鉆孔驗(yàn)收時(shí)，要在巖塞掌子面呆上1到2個(gè)小時(shí)，有時(shí)一個(gè)晚上要下去2、3次，每下去一次，都是對(duì)每個(gè)人的心理和生理的考驗(yàn)，但沒(méi)有人因此推卻。

　　5月18日，經(jīng)歷時(shí)50多天的不分日夜的奮戰(zhàn)，巖塞爆破孔終于施工完成。隨即開(kāi)始中導(dǎo)洞開(kāi)挖，此時(shí)巖塞體以上庫(kù)水仍有40多米深，在僅有12米厚的巖塞體上，再開(kāi)挖4米深的中導(dǎo)洞，無(wú)疑是在虎口上拔牙。此時(shí)掌子面滲水量已逐步增大，80多平方米倒懸43度巖塞掌子面開(kāi)挖暴露已有半年多了，無(wú)任何支護(hù)措施，常常有掉塊現(xiàn)象。在這種狀態(tài)下，還能否按設(shè)計(jì)要求在巖塞體上繼續(xù)按開(kāi)挖中導(dǎo)洞?不開(kāi)挖中導(dǎo)洞，巖塞爆破能否成功?

　　參建各方心里都沒(méi)底，專(zhuān)門(mén)請(qǐng)到工地咨詢(xún)的專(zhuān)家誰(shuí)都不下明確的結(jié)論。項(xiàng)目經(jīng)理黃東軍、地質(zhì)負(fù)責(zé)人范振飛憑他們多年來(lái)對(duì)這個(gè)巖塞體觀(guān)測(cè)了解，力排眾議，堅(jiān)持按設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖中導(dǎo)洞施工，并擬定了具體的施工步驟和要求，提交參建各方實(shí)施。

　　4米深的中導(dǎo)洞開(kāi)挖共放了7炮，每放一炮后，不管的是白天還是深夜，黃東軍、范振飛都下到巖塞施工工作面，觀(guān)測(cè)掌子面地質(zhì)條件、漏水情況，決定下一炮能否繼續(xù)放。開(kāi)挖到一半時(shí)，掌子面出現(xiàn)一條裂隙，部分參建單位認(rèn)為將出現(xiàn)重大險(xiǎn)情，不宜繼續(xù)開(kāi)挖。范振飛、黃東軍立即進(jìn)入掌子面查看，根據(jù)掌子面呈現(xiàn)的現(xiàn)象，結(jié)合前期地質(zhì)勘探結(jié)果，判斷這是節(jié)理帶松弛引起的表面裂縫，他們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)提出利用已有的爆破孔，安放炸藥將有裂隙的巖體爆破清除。果然，爆破后掌子面并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的裂縫，中導(dǎo)洞開(kāi)挖得以繼續(xù)進(jìn)行。

　　6月4日，巖塞爆破開(kāi)始試裝藥，裝藥歷時(shí)5天4夜;6月11日凌晨，爆破網(wǎng)絡(luò)連線(xiàn)結(jié)束，開(kāi)始撤退;晚上19：40集渣坑開(kāi)始充水。

　　華東院后方總部時(shí)刻關(guān)心長(zhǎng)甸巖塞設(shè)計(jì)與施工進(jìn)展，院總工程師吳關(guān)葉、副院長(zhǎng)侯靖多次聽(tīng)取項(xiàng)目匯報(bào)，提出重要決策意見(jiàn)。院生產(chǎn)技術(shù)管理部也多次組織專(zhuān)家到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡視。6月13日，副院總胡賽華率院工作組來(lái)到工地參與巖塞爆破最后工作。

　　在4天5夜集渣坑充水、補(bǔ)氣過(guò)程中，項(xiàng)目部組織設(shè)代人員全程跟蹤觀(guān)測(cè)。黃東軍、陳煒旻更是時(shí)刻提著一顆心，后半夜還多次到現(xiàn)場(chǎng)查看充水情況，根據(jù)充水進(jìn)展，反復(fù)推算合適的爆破水位，組合工況和爆破時(shí)機(jī)……

　　6月16日上午10：26，鴨綠江畔終于響起了“驚天一爆”!

　　這是一次完美的爆破。經(jīng)檢查，爆破形成的進(jìn)水口體型與設(shè)計(jì)體型相符;集渣坑內(nèi)堆渣形態(tài)與水工模型相符;事故閘門(mén)前沒(méi)有爆渣，閘門(mén)在爆破后順利下底;臨時(shí)堵頭拆除后閘門(mén)底檻沒(méi)有明顯漏水……

　　這更是一次終生難忘的經(jīng)歷。在爆破現(xiàn)場(chǎng)，巨大的喜悅，讓很多參與該項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)成員眼眶濕潤(rùn)了，成功的喜悅和幸福的體驗(yàn)交織在心底。他們說(shuō)，能參與到這樣的項(xiàng)目來(lái)，能親歷這樣的場(chǎng)面，所有的辛勞和努力都值得了!

　　2014年7月10日，長(zhǎng)甸改造工程引水系統(tǒng)充水驗(yàn)收工作會(huì)議在沈陽(yáng)召開(kāi)。曾在2011年主持巖塞專(zhuān)題報(bào)告審查的老總，碰巧擔(dān)任此次驗(yàn)收委員會(huì)主任。驗(yàn)收會(huì)上，他用了一句“這是中國(guó)人值得驕傲的事”來(lái)表達(dá)對(duì)巖塞成功爆破的贊譽(yù)。2014年9月2日，長(zhǎng)甸改造工程首臺(tái)機(jī)組順利并網(wǎng)發(fā)電。

　　長(zhǎng)甸電站改造工程水下進(jìn)水口巖塞爆破的成功，標(biāo)志著這一具有世界級(jí)水平的水下巖塞進(jìn)水口順利完成，也標(biāo)志著我國(guó)水下巖塞進(jìn)水口技術(shù)水平進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平，將成為華東院水電建設(shè)史上又一個(gè)嶄新的亮點(diǎn)!