最早采用定向大爆破筑壩工程

      完成時間：1959年1月

工程地點：河北省邢臺縣東川口水庫

完成單位：水利部北京勘察設計院 、河北省邢臺縣水利局

項目主持人及參加人員：張深幫等

撰稿人：霍永基

工程概況：

東川口水庫攔河大壩是國內首次采用定向大爆破法修筑蓄水壩的開創性工程。炸藥用量193噸，于1959年1月13日爆破成功。該壩位于河北邢臺縣境內滏陽河支流七里河上。壩址控制流域面積84km²。水庫的任務是防洪、灌溉并結合發電，總庫容1300萬m³。灌溉面積5萬畝，水電站裝機容量125kw，年發電量45000kw.h。

該水電樞紐總體布置包括，定向爆破堆石壩一座，設計壩高29米，爆破成功后實際加高為33.5米。壩頂長112米，壩體防滲機構采用黏土斜強與沙卵石地基的截水槽相連接形式。堆石壩體方量為72000m³；壩址左岸原設計泄洪洞一條，后改建成發電引水洞兼灌溉放水洞之用。導洞寬×高為2.2×2.2米，頂部用1.2米半徑圓弧與長方形相接。洞長145米，由于延時較為完整，除進出口洞臉外，洞身不做襯砌。隧洞開挖石方650m³；水庫溢洪原設計為壩頂溢流的方案和在右岸設溢洪道的方案。爆破成功后，地方水利部門取消溢洪道，改用漿砌石重力墻，將壩加高到33.5米，用作擋水。

定向爆破設計方案：

由于壩址地形條件處于河道彎曲處，右邊凹岸高約80米,高度在30米以下，岸坡約為1：1；30米以上趨于直立，頂部為平臺地形。左岸為凸岸，高約40米，河流在下游壩坡腳附近向左急轉90°。河谷U形，河底寬約40～50米。

壩址區兩岸為裸露的厚層石英砂巖，結構致密，性質堅硬。巖層走向為北東40°，傾向東南130°，傾角8°～10°，節理發育，主要節理有北東50°和北西40°，為陡傾角。因此。爆破設計采用右岸單邊定向拋擲堆積設計方案。布置兩排單層集中藥包。前排設了3個輔助藥包，最小抵抗線W為17～11.8米，n=1.25；后排主藥包布置兩個集中藥包。W為27.3米，n=1.5。炸藥量的計算，針對不同的最小抵抗線長度，采用不同的計算公式。爆破拋擲堆積計算訪法，設計中采用彈道理論方法計算。

定向爆破壩體堆積結果：

①壩軸線基本上與原設計符合，僅向下游偏移2～3米。

②爆破總方量（虛方）約135000m³，壩體堆積有效填方量85000m³。

③堆積壩體上游坡度平均1：3.5；下游坡平均約1：4.5.比原設計緩很多。

④壩體縱剖面最低馬鞍形處的堆高為18.5米。

爆破效應科研觀測項目包括：

爆破地震相應觀測，通過爆破地震儀記錄分析計算得知，此次爆炸所產生的地震總量E約604J（lerg=10^-7J）,本次炸藥用量為192.5噸。如果按照單位炸藥的潛能為4×10⁵kg.m/kg計算，約可釋放總能量為75.5J，與實測結果相比較可知，爆破產生的地震能量約占炸藥能量的8%左右。相當于地震的震級為2.7級。

爆破影響區地質觀測。根據爆破前后對巖體裂縫變化觀測結果，得知東川口爆破對后山的破壞距離約為50米。同時還對爆破空氣沖擊波，爆破壩體堆石塊度級配進行了觀測。

主要經驗與問題：

根據壩址地形地質條件，選擇山高坡陡的右岸為爆破拋擲區，采用前排布置輔助藥包先響，為后排主藥包創造略帶凹形臨空面，使主藥包能準確定向爆破，將大量巖石拋擲堆積于壩體區內，這是定向爆破筑壩成功的技術關鍵；本次定向爆破的設計方法和爆破參數選擇正確合理，為我國定向爆破筑壩成功開了先河，為后來定向爆破設計施工和科研觀測提供了寶貴的經驗。爆破壩體質量良好，證明爆破填筑壩能夠蓄水灌溉、發電。

定向爆破堆石壩同樣屬于土石壩類，必須按土石壩的擋水安全運用條件設計施工。但東川口水庫建庫后期，取消了原設計溢洪道方案，改用漿砌石重力墻加高壩體擋水，以增大庫容取代溢洪道的設計方案是不符合設計原則的。1963年8月該地連下暴雨，遇特大洪水，水庫開始蓄洪，由于導流洞泄洪能力很低，因此水庫水位超過壩頂而造成潰壩。這個教訓應引以為戒。

摘自《中國典型爆破工程與技術》