复杂环境下大体积混凝土精细爆破拆除关键技术
获奖名称: 复杂环境下大体积混凝土精细爆破拆除关键技术
获奖等级: 一等奖
获奖类别: 中国工程爆破协会科学技术奖
授奖单位: 中国爆破行业协会
完成单位: 中国长江三峡集团公司向家坝工程建设部、 、中国水利水电第三工程局有限公司、长江三峡技术经济发展有限公司
获奖年度: 2012
获奖人员: 樊启祥、王毅、刘国平、朱莅、王宏民、杨根录、谢锟、王嵬、操建国、李志、尹思全、陈群山、贾高峰、黄跃文、赵根
成果简介:项目背景情况 向家坝水电站是金沙江水电资源梯级开发的最末一个电站，也是国家实施西部大开发和“西电东送”战略的骨干工程。电站二期纵向围堰在二期工程施工中发挥了重要作用，由于过流和通航需要，需要将厂房导墙段围堰实施快速拆除。因拆除方量大、工期紧，只能采用爆破拆除的方法。围堰毗邻冲沙孔坝段、左岸厂房安装间、水轮机蜗壳与帷幕灌浆区，周边环境十分复杂。围堰爆破拆除的质量直接影响到大坝及厂房等永久结构物的长期安全。因此，保证围堰爆破拆除能够优质、安全、快速地实施是本工程的一大技术难题。课题围绕向家坝水电站厂房导墙段围堰爆破拆除的工程实际，贯彻精细爆破理念，建立了复杂环境下大体积混凝土精细爆破技术体系，成功实现了复杂环境下大体积混凝土精细爆破拆除。 主要技术创新 （1）首次将有限元离散元耦合算法应用于工程爆破领域，对爆破方案进行定量评估，并对爆堆形状进行了预测计算，最终爆破效果与预测结果基本一致。 （2）采用有限元离散元耦合算法对不同工况下块体冲击混凝土底板产生的应力进行计算分析，根据计算成果采用铺设缓冲垫层进行防护，有效控制了冲击对混凝土底板的有害影响。 （3）建立了定量化的大体积混凝土条精细爆破设计技术，综合运用单孔单响，部分孔内分段，底部水平预裂加光爆，数码电子雷管起爆等技术措施，并研究了精确选择时差降低群孔爆破振动技术，实现了防止出现峰值叠加，有效降低了群孔爆破振动。 （4）在国内首次采用了爆破远程动态监测信息系统对爆破产生的振动效应进行安全监测。做到了对工程爆破进行无线网路化监控，在线实时获取爆破数据，开创了爆破安全监控信息化的新方法。 推广应用情况 通过向家坝厂房导墙段围堰爆破拆除工程的理论研究与工程实践，在爆堆形状预测、爆破块体冲击计算与防护、精确选择时差降低群孔爆破振动技术以及爆破远程动态监测信息系统的研究等方面取得了一定成果，为精细爆破技术的发展提供有用的理论基础与实践依据，对于今后类似工程的爆破设计与施工具有较高的借鉴与参考价值。通过爆堆形状预测与精细爆破控制以及块体对混凝土的冲击与防护的研究工作，减小了爆破与清挖、出渣的工程量，降低了爆破防护难度和工程量，缩短了施工工期1个月，节约了工程投资约6000万元。 通过精确时差选择降低群孔爆破振动技术研究，最大限度减弱了爆破振动的危害，确保了大坝、冲沙底孔、灌浆区等周围保护对象的长期安全。首次将工程爆破远程动态监测技术应用于大体积混凝土拆除爆破工程，为爆破设计、安全防护和质量监督评价提供了技术支撑，对爆破振动的安全控制具有重要的意义。
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