深水厚覆盖大型岩塞爆破关键技术

该关键技术在爆破网络检测、岩塞爆破施工及地质勘察等方面已获得5 项发明专利和7项实用新型专利，获2017年度大禹水利科学技术二等奖、2018年度吉林省优秀工程勘察设计二等奖，制定团体标准1部。

▲技术原理

该技术创建了岩塞爆破与冲水排沙相结合的新理论，攻克了复杂条件下水下岩塞爆破技术。发明了深水厚覆盖下的大型岩塞爆破陀螺分布式药室布置、爆破计算理论和方法，首创了为岩塞爆破创造自由面的爆破成腔理论及爆破成腔测试技术，填补了国际空白。揭示了爆渣、沙、水和气等四相流在岩塞爆破冲击瞬间下泄状态和长隧洞（管道）运动机理和规律，破解了多渣、多泥沙、少水等复杂多相混合流在长隧洞中易淤堵的难题。创建了高精度三维钻孔迹线定位法、岩塞体壳体灌浆、岩塞爆破检测等成套技术，破解了岩塞体爆破渗漏逸气、岩塞精准成型、高精度准爆及岩塞口长期运行安全等难题。

▲技术特点

（1）首次提出了“首先爆破扰动覆盖形成岩塞顶面空腔，后经岩塞周圈超深预裂孔爆破成型，再通过陀螺型分布式药室爆除岩塞，再次爆破扰动覆盖后、结合冲水下泄”，攻克了深水、厚覆盖、高密度的大直径岩塞爆通技术，最终实现了爆通岩塞、精准成型、集渣稳定、振动可控、下泄顺畅。本理论可妥善解决因放空水库或降低水位带来对生态和环境的极大影响问题，巨大的经济效益损失和社会影响问题，以及施工难度大等一系列难题。

（2）成功应用于刘家峡洮河口排沙洞进水口水下岩塞爆破。根据对国内外水下岩塞爆破工程的对比分析，同时具备75m高水头、40m厚淤积、2.0t/m³高密度覆盖，粘粒含量63%以上，10m直径大的刘家峡洮河口排沙洞进水口水下岩塞爆破工程为世界首例。

（3）首次提出的岩塞爆破与冲水排沙相结合的新理论，填补了国内外相关理论体系的空白，为解决多泥沙河流水库严重淤积问题提供了一套切实可行的技术方案，确保受泥沙困扰的水库、河流、湖泊的生态环境修复，恢复其防洪、发电、供水、灌溉等综合功能，带来潜在的经济和社会效益。

（4）发明了“深水高密度厚淤积覆盖的水下岩塞药室药量计算”及“水下岩塞爆破陀螺分布式药室布置”两项新方法，以及岩塞爆破空腔现场检测新技术，解决了深水、高密度厚淤积覆盖等复杂条件下岩塞爆破药室、药量计算和爆破空腔实地检测等技术难题。

▲技术指标

（1）75m高水头、40m厚覆盖、10m直径岩塞爆破技术。

（2）岩塞综合难度HD（等效水头×直径）值为1150。

（3）世界首项2.0t/m³高密度厚覆盖、粘粒含量大于63%的复杂条件下的岩塞爆破工程技术。

▲应用范围及前景

适用于引水、发电、灌溉、泄水、放空水库、防洪等水利水电技术领域。

案例1：2015年9月，该技术成功应用于黄河刘家峡洮河口排沙洞及扩机工程。实施水深75m，淤积覆盖厚40m,10m大直径，成功一次爆通以来满足了工程泄洪排沙、发电的功能，有效缓解了刘家峡水库历年来的泥沙淤积问题，保证了大坝和电站的运行安全。恢复了水库的各项综合功能，实现了“一洞二用、排浑发清”，体现了“绿水青山就是金山银山”的绿色环保理念。2018年7月15日，受持续降雨影响，刘家峡水库已达到汛限水位，按照黄河防总调度要求，刘家峡水库排沙洞和溢洪道交替进行排沙泄洪作业，排出机组进水口前的泥沙淤积，确保下游河道安全度汛，为黄河平稳度汛提供有力保障。

案例2：2019年1月22日，该技术成功应用于黄河上第二个大型水下岩塞爆破项目­——兰州市水源地供水工程进口岩塞爆破工程，实现一次爆通成型。随着各行业对水的需求日益增长，岩塞爆破技术在引（供）水、发电、灌溉、泄洪、排沙、防洪和应急抢险等水利水电技术领域均有较好的应用，应用前景广阔。

案例3：自2019年3月起，该技术陆续应用于吉林中部引水取水口岩塞爆破工程，为本工程的顺利开展起到了积极促进作用。

▲持有单位信息