船塢圍堰一次性整體爆破拆除安全控制措施

摘要：近幾年，隨著我公司經營范圍的拓展，逐漸涉及船塢施工和爆破施工，長白船塢圍堰一次性爆破拆除既涵蓋了爆破方面的施工內容又涉及到了船塢圍堰施工方面的施工內容，是一個非常典型的成功施工案例，本文探討船塢圍堰一次性爆破拆除施工過程中危險有害因素的辨析與安全控制措施的落實。

關鍵詞：船塢圍堰 爆破拆除 安全控制

1 工程概況

本工程位于舟山市長白島西側，除船塢基本建成外其他基礎設施均未建。1#船塢尺寸為380m（長）×80m（寬）×13.7m（深），2#船塢尺寸為400m（長）×106m（寬）×13.7m（深），1#、2#船塢之間為B翼墻。B翼墻前端為水泵房。兩塢均未安裝塢門。1#、2#船塢的圍堰連為一體，圍堰呈折線形，長度為318m。圍堰南面臨海，北面為已建塢體，東北側約100m外為山體，西側為距圍堰較近的1#塢。1#塢門檻距離最近圍堰體24m；水泵房前端基巖經破碎機破碎到-10m標高后已被挖運，距離最近的圍堰體僅為5m；2#塢門檻距離最近圍堰體45m，東側A翼墻距離最近圍堰20m，2#船塢前圍堰距離東南面最近民房約350m，環境比較復雜。總爆破工程量約41172m？，土石方清挖146191 m？。

2 工程難特點

2.1 圍堰結構類型多構造復雜

圍堰結構類型多構造復雜圍堰包括土石圍堰、鋼管樁低樁承臺圍堰和沖孔灌注樁低樁承臺圍堰三種類型：土石圍堰段總長111.3m，為直立式拋石堤結構；鋼管樁低樁承臺段總長167m，基礎采用雙排φ938mm鋼管樁共192根；沖孔灌注樁低樁承臺段總長39.8m，基礎采用φ1000mm沖孔灌注樁，共47根。

2.2 圍堰拆除爆破涵蓋內容多

（1）土石圍堰主要為2#圍堰的巖石爆破，采用緩傾斜深孔爆破，沉箱部位的基巖爆破，采用淺孔、深孔及預裂爆破。

（2）高壓旋噴樁爆破：主要有鋼管之間的單排旋噴樁，采用垂直深孔弱松動爆破；2#圍堰上部的雙排旋噴樁采用垂直深孔爆破。

（3）灌注樁爆破：位于圍堰內側，采用垂直深孔單孔松動爆破。

（4）攪拌混凝土位于1#、2#圍堰內側上部，采用垂直深孔實施松動爆破。

（5）鋼筋混凝土梁和板爆破，主要在鋼管樁頂部，采用淺孔爆破。擋浪墻采用淺孔控制爆破或在裝藥前用破碎錘破碎。

3 爆破方案選擇

3.1 分次爆破

分次爆破是指先爆2#圍堰，再爆鋼管樁圍堰頂部梁、板鋼筋混凝土，兩鋼管樁之間的單排旋噴樁及圍堰內側支擋防護的灌注樁。即第一次爆破2#土石圍堰，第二次爆破鋼管樁圍堰。

分次爆破規模小，爆破網路簡單，施工組織簡單，但是對塢口設施需進行多次防護，工作量大、成本高，而且分層分段爆破方案技術要求高，分次爆破后圍堰內側充水后爆部分處于水中作業，基巖變成炸礁爆破，施工困難，爆破效果難以保證。

3.2 一次整體爆破

一次整體爆破是指將所有需爆破的部位實施鉆孔、裝藥、聯網后采用一次毫秒延時爆破。

一次整體爆破防護次數少，工期相對較短，作業環境相對簡單，警戒次數少，安全性好，但是一次爆破規模大，爆破網路復雜。

3.3 一次性整體爆破可行性

一次性整體爆破最大難點是爆破規模大，網路復雜，但也存在較大的解決方法，解決方法之一：爆破規模可采用高精度毫秒延時雷管，有效的控制單響藥量，降低振動有害效應；解決方法之二：有經驗豐富的設計人員進行網路設計；解決方法之三：有多次圍堰施工經驗及有經驗人員進行聯網。

3.4 爆破方案的確定

通過綜合比較，結合本工程特點，總體方案采用不關門堰內不充水，一次性整體拆除爆破方案，爆破施工方法主要是采用淺孔毫秒延時爆破技術為主，深孔毫秒延時爆破為輔的方案。本次爆破單次爆破藥量為32555kg，最大單段藥量為255kg，圍堰水平鉆孔直徑140mm共計236個，裝藥長度4596.9米，共31080kg；高壓旋噴樁1400mm共計184個，裝藥長度827.4米，共計1025kg；水泥承臺直徑40mm鉆孔共1500個，孔深70cm，每孔裝藥量0.3kg，共裝藥450kg。

4 爆破危險有害因素辨析與安全控制

4.1 爆破安全設計原則

圍堰及巖坎拆除爆破的設計核心是：在確保臨近爆區各種已建水工建筑物的安全條件下，使被爆破體一次爆破成功。為此，本工程爆破設計遵循如下原則：

（1）充分論證爆破地震波、水擊波、涌浪和動水壓力、個別飛石等爆破效應對臨近建筑物的影響程度；根據不同類型建筑物的物理特性，制定恰當的爆破安全允許標準；采取必要的安全防護措施，使爆破有害效應控制在允許范圍內。特別注意振動對塢墩、塢底板、塢門檻及水泵房的影響。

（2）設計時因地制宜合理制定爆破總體方案。設計中要考慮圍堰拆除后爆渣對塢門的擠壓，應采用有效的、強有力的安全防護措施。

（3）設計時應保證爆破一次成功。設計中要考慮爆破器材的抗水性、抗海水的腐蝕性；爆破施工過程的安全、可靠及簡易性；起爆網路的安全可靠性；爆破參數設計時，須考慮水因素的影響，一般宜采用高單耗、低單響藥量的設計方法。

4.2 爆破危險有害因素的辨識

爆破危險有害因素主要包括以下內容：

（1）爆破地震效應對臨近爆區已建水工建筑物的影響。根據建筑物抗震性能制定合理的爆破震動安全允許標準，并依據現場試驗成果或類似爆破工程經驗，確定該場地條件下地震傳播規律，通過安全校核計算，決定減震防震措施。

（2）爆破產生的水擊波、脈動水壓力、涌浪及水石流等對臨近爆區已建建筑物的影響，決定采用的安全防護措施。

（3）爆破對于被爆體緊密相連的被保留體的影響。特別注意圍堰兩側和塢體相連部分的分割，在圍堰爆破前采用打減震孔或預裂孔解決。

（4）爆破產生的飛石對臨近水工建筑物的影響。在爆破方案設計中采用相應的措施防范個別飛石的危害。

4.3 爆破危險有害因素控制標準

（1）爆破振動

確定爆區周圍水工建筑物的爆破安全振動標準是圍堰及巖坎成功爆破的最為關鍵的一項內容。本工程參照《爆破安全規程》（GB6722-2011），并結合長江科學院對相關圍堰及巖坎爆破采用的安全振速允許標準和類似工程的實際觀測資料，取水泵房、塢門檻、塢墩和塢底板均采用振速標準20cm/s。本設計采用的安全震速和最大單響藥量計算公式：

R=

式中：Q—最大單響藥量，kg；

v—計算地震波速度，cm/s；

[v]—安全允許震速，cm/s；

R—控制點至爆源的距離，m；

K、α—與爆區地形地形地質有關的系數和衰減系數，參照類似工程實測數據，對塢墩、水泵房及塢底板暫定55和1.7。圍堰爆破前再根據預處理期間的觀測成果和監理單位要求對爆破參數進行適當調整。

表 4-1：爆破震動與保護對象不同距離單響最大藥量計算表

距 離R（m）

5

7

9

11

13

15

單響藥量Q（kg）

21

57

122

223

369

567

根據計算表4-1，按保護對象不同距離控制最大單段藥量，若校核的爆破有害效應超過設定的安全允許標準，則孔內分段裝藥，分段起爆。本工程最大單段藥量為255kg，經計算R=11.5（m）。

（2）爆破飛石

主要考慮圍堰爆破時產生的個別飛石對塢口設施的影響，安全防護設計中通過加強防護措施解決。

Rf=（40/2.54）D

式中：Rf——個別飛石最小距離，m；

D——炮孔直徑，cm；

中深孔爆破時： D=11.5cm， Rf=181m；

D=14cm， Rf=210m；

（3）爆破安全警戒距離

圍堰巖坎爆破時，根據《爆破安全規程》規定，水中沖擊波安全距離見下表 ：

表4-2：對人員和施工船舶水中沖擊波安全允許距離表

保 護 對 象

炸藥量200～1000Kg

游 泳

1100m

潛 水

1400m

客 船

1500m

木 船

250m

鐵 船

150m

根據本工程實際情況，該海域內并無游泳及潛水作業人員，過往客貨船及工程作業船舶較多，爆破作業時應有專門警戒船只巡查海面，確保無關人員及船舶在規定允許的安全區域外。本設計將陸上警戒范圍設置為300m，海上警戒區對船只、人員的警戒范圍為500m。

4.4安全防護控制措施

4.4.1 安全防護對象

船塢圍堰拆除爆破過程中，主要保護對象是塢門檻、水泵房、墩塢及塢底板等。

4.4.2 安全防護控制措施

（1）塢門檻的防護措施

為了保證塢門檻不受破壞，采用雙層輪胎中間夾雙層竹排防護，竹排和輪胎用尼龍繩或鋼絲繩懸掛，懸掛輪胎的底部用沙袋懸垂并固定，并在輪胎外側堆砌沙袋，塢門檻立面防護采用雙層輪胎夾竹排。

（2）塢墩及塢底板的防護措施在塢墩立面上掛單層輪胎，外側再掛竹排保護；塢墩、水泵房頂面采用單層輪胎及竹排防護。

（3）水泵房出水口的防護措施在水泵房出水口立面上懸掛雙層輪胎夾 5mm鋼板防護。

（4）水泵房進水口攔污柵的防護措施采用單層輪胎加單層毛竹片直接覆蓋防護，另用沙袋壓實。

4.5 爆破安全警戒

（1）設置警戒標識和警戒信號，并發布《爆破通告》，明確爆破時間、警戒范圍、警報信號、安全標志等。

（2）爆破警戒和信號

①裝藥警戒由施工單位項目經理確定，裝藥時在警戒邊界設置明顯標志并派出崗哨。

②爆破警戒范圍按照設計要求確定。具體警戒位置在施工組織設計中確定，但應注意在警戒點位置設置明顯標志并派出崗哨。執行警戒的人員應按指令到達指定地點并堅守工作崗位。

③爆破警戒信號包括預警信號、起爆信號和解除信號。

④各類信號均應使得爆破警戒區域及附近人員清楚地聽到或看到。

⑤在海上安排了2艘警戒船，對海上來往船只進行警戒，海事局也出動巡邏艇進行巡邏警戒。

5 爆破作業對環境的影響及控制措施

人類的環境保護意識日益強烈，而爆破技術作為一種有效的施工手段，又經 常運用在人口稠密的城鎮地區。人類不僅關注著爆破噪聲、粉塵對環境的污染，而且也期望著爆破在完成工程目標的同時，減少對生態，對環境的破壞和影響。

5.1 爆破噪聲

一般爆破產生的音響雖然短促，但容易給人造成恐怖的感覺。連續不斷的爆破音響，給人們心理和生理上都將造成不良影響。聯合國世界保健組織（WHO）關于噪聲的一個資料指出，噪聲超過120dB，對人體健康來講，為危險區；90～120dB，為過渡區；小于90dB為安全區。

我國爆破安全規程規定，城鎮爆破作業噪聲控制在120dB以下（裝載機、推土機、鑿巖機的噪聲測試表明，在離作業點10m處，噪聲一般為90dB左右）。本次爆破環境相對較好，爆炸作業時間短，采取相應措施后，爆破噪聲可以得到的控制。

5.2 爆破粉塵

鑿巖、爆破和其它石方開挖生產工序中，都要產生粉塵。工序和防塵措施不同，粉塵的數量亦不相同。國家衛生標準規定，工作面的粉塵濃度，不應超過2mg/m3。

本工程屬于臨水介質爆破和水下爆破。臨水介質大多孔中會有滲水，鑿巖作業處于濕式鑿巖，加之巖體裂隙發育，爆破瞬間灰塵不大。水下爆破作業不產生灰塵。因此，爆破施工灰塵可以得到有效控制。

浙江舟山定海岑港工業園區中交三航光匯項目部 郵編：316000 賴朝暉