原定3月29日放响的试验炮,迟迟没有动静。
深知内情的林学圣总设计师望着桌上的地质情况调查报告,眉头拧成了一个“川”字,几十年的爆破生涯中,从未遇到过如此复杂的地质。
从广东地震局提供的资料中,表明三灶岛地区存在着100米~350米四级海水侵蚀台地。炮台山海拔107米,为最低的一级台地,在漫长岁月不断上升的过程中,因受到风化剥蚀及海水侵蚀而形成独立山头。在这不断上升的过程中,又有几次间歇性稳定阶段,形成炮台山上10米、30米、70米等高度的侵蚀或堆积阶地。
为便于对炮台山地质的了解,现将这份报告摘录如下:
在最近一个地质时期以前,海岸线位于老爷仔与涌山口之间的砂岗一带,炮台山是海中孤岛。当时的海平面高于现在约8~10米,在炮台山东南方向面海一侧留下了相当高度的海蚀平台,山的北面也堆积着同样高度的堆积阶地。
在更前一个时期形成的30米侵蚀平台,主要分布于炮台山东部,形成较平坦地形。在山的西北坡,30米高度上还残留着当时的滨海相、砂砾堆积。这些砂砾堆积物中的长石矿物多已风化成高岭土,它们连同坡积残积物一起,形成了山体基岩上的覆盖层,在8号洞口处最厚达25米以上。
原14号洞口开口处,为一近期滑坡体,滑体即为上面所说的覆盖层。在14号洞口与8号洞口间坡道旁,可明显看出滑坡体的界线,一边是粉红色滨海相砂砾层,一边是扰动过的坡残积物,界面直立,平行于滑坡方向。滑坡范围宽80米,长近100米。从滑坡后壁形态及滑坡舌规模来看,该滑坡体发生在覆盖层中,未影响到基岩。由于开口开在滑坡体上,14号洞口塌方严重,不得不另择洞口开挖。
炮台山还有几处因频频塌方,只能加强导洞支撑,或者让导洞绕道。
炮台山附近海域波浪呈60~240度方向延长,由东南向330度方向推进,致使基岩裸露,风化物又稀少,虽利于导洞开口,但海浪对道路的破坏相当严重。
东、北、西三面对抛掷爆破不利,南为有利地形。
炮台山的岩石为黑云母、角闪石的二长花岗岩。岩石的矿物结晶颗粒较细,强度高。
由于炮台山地质构造特殊,将对大爆破地震波的传播产生一定的影响。
根据这份地质报告,林总选择了两个不同的地点进行爆破试验。试验炮由纪永适、顾月兵、徐全军设计,潘龙保、张文津、王述俊担任掘进技术指导。第一试验炮选在炮台山西部采石场与龙王庙间;第二试验炮选在炮台山东部和采石场办公室西北50米处。这两次试验炮设计、规模绝然不同,以获取不同石质的技术参数。
5月3日,一个阳光明媚的日子。三灶岛的居民纷纷涌向炮台山方向,在惊恐又好奇中目睹了一个惊心动魄的场面。许多人都目睹了这一幕,包括三灶的地方行政长官、机场指挥部、公安等部门领导。
下午,炮台山周围350米范围内开始了戒严。距炮台山约800米处,一个临时搭起的指挥台上,挤满了三灶管理区各有关单位的领导,他们屏声静气地等待着一个时刻的到来。
16时30分,随着“轰”的一声巨响,炮台山第一个试验炮放响了。
指挥台上一片欢呼。
此时,三个测震站和一个高速摄影机站,将这次试验炮的各种数据记录了下来。
从试验爆破报告中,不难看出,这次试验是成功的。它进一步确定了参数,以便制定施工组织实施方案。高速摄影机显示了鼓包运动规律,为选定前后排药包、相邻排药包起爆时间间隔提供了依据;获取了地震波传播速度值,为抛掷堆积效果提供了依据。
个别飞石没超出警戒范围,最远抛掷达80米,密集堆积处约40~45米,飞散石块范围都控制在30~50米内……
5月8日,在雷电暴雨中,第二个试验炮再次成功放响。
两个试验炮,使“天下第一爆”的设计者们心里的一块石头落了地。两个试验炮没有超过设计的振速。在距装药轴向58米、38米处的山上小庙,原估汁将遭到严重破坏或倒塌,结果并未受到影响。
唯一美中不足的是第二炮个别飞石达到330米,但未超过警戒范围350米。
经过对比,得出了结论:“相同条件下条形药包抛掷效果比集中药包好,最远抛距与集中抛距都较远些,大爆破设计应多采用条形药包;飞石是可以控制的,但要十分注意校核最小抵抗线及可能逸出方向;爆破振动是可以控制的,原设计安全振动速度2.5厘米/秒值偏于保守,可提高到5厘米/秒;条形药包径向鼓包运动平均速度为19米/秒(n=1),这与爆破作用指数相同的集中药包相仿,为求多抛,前几排可提高n值,但不宜超过1.5;试验爆破施工方法切实可行,可用于大爆破施工。”
根据这两个试验炮的数据,主体工程设计仍需修改完善。
事实上,大爆破方案反复修改了多次。
从地方请来的专家也参与了修改工作,他们是中国科学院力学研究所许连坡研究员和北京有色冶金设计研究总院刘殿中两位高级工程师。