淺談喀麥隆克里比炸礁工程施工方法

李方勇+曾昊

摘 要：對于疏浚工程來講，當疏浚土質特別堅硬、鑿巖工藝已無法滿足施工需要的時候，水下炸礁作為一種特殊施工工藝，其意義就顯得尤為重要。通過對喀麥隆克里比深水港項目炸礁工程實際施工中遇到的問題以及所采取的措施進行分析、總結，以對類似工程的安全、工期以及成本控制等提供參考。

關鍵詞：喀麥隆克里比；水下爆破；鉆孔排距；炸藥用量；振動檢測

1 工程概況

1.1 工程概述

喀麥隆克里比深水港工程位于非洲中部西岸喀麥隆克里比（Kribi）南部約30km處的莫伯羅（Mboro）村，向西面向大西洋和幾內亞灣，大概位置：2°43′20″N，9°51′40″E。本項目擬建設一個5萬噸級集裝箱泊位（結構按7萬噸級通用泊位預留設計）、一個4萬噸級通用泊位（結構按7萬噸級通用泊位預留設計），按L型布置。疏浚工程包括碼頭基槽、泊位、調頭圓、航道的疏浚開挖，工程量約218萬方（不含超挖）。

水下炸礁工程范圍：基槽東側JE0+000～JE0+150段（需炸礁面積約4300m2，范圍見圖1）及基槽JE0+530～JE0+630段礁石區域范圍。炸礁面積總計約4900m2，設計底標高分別為-17m、-19m（海圖基準面）。

圖1 基槽東側JE0+000～JE0+150段炸礁區域示意圖

由施工區土質最不理想區域的橫斷面圖可知，礁石層最大厚度超過6m，其橫斷面圖如下圖2所示。

圖2 炸礁區域JE0+100處橫斷面示意圖

1.2 土質情況

基槽東側JE0+000～JE0+150段開挖區域由抓斗船"金建"累計鑿巖4次后取出的巖石樣品（見圖3）經過現場試驗室檢驗，其抗壓強度最高為102MPa，見表1。

圖3 基槽基槽東側JE0+000～JE0+150段所挖巖石樣品

表1 巖石抗壓強度檢驗報告

1.3 工程特點

本工程炸礁區域距離已安放沉箱最近約22m，而且周圍各類施工船舶多達數十艘，安全保障相當重要。水下炸礁作業實施前，業主、咨工和施工方召開專門會議，討論水下爆破的安全措施，業主要求爆破期間要檢測其相關數據，重點保證炸礁區域周圍建筑、結構物的安全，并且火工用品的存儲和運輸安全保障計劃必須措施落實到位。

基槽開挖作為節點分項工程，工期由于客觀原因已經滯后，業主要求炸礁施工進度必須盡快完成（要求7月10日前完成全部基槽水下炸礁），以最大限度降低對整個工程的工期影響。

喀麥隆當地沒有生產火工用品的廠家，即使銷售也必須擁有政府發放資質證書的當地公司，而且用以水下爆破的乳化炸藥屬于特殊類型火工用品，所以銷售此類型火工用品的公司很少。通過中港喀麥隆辦事處提供的參考信息，決定采購一家西班牙公司在當地的代理商的產品，其火工用品全部從西班牙進口，價格比較昂貴。

2 水下爆破施工

2.1 施工工藝流程圖

圖4 水下爆破施工工藝流程圖

2.2 施工方法

2.2.1 鉆孔

經過對施工現場工況以及土質（其巖石較脆）分析，并根據所用火工用品供貨商所提供的產品信息資料，決定對鉆孔布置間距以及單孔藥量進行適當調整，以加快施工進度和降低施工成本。

據《水運工程爆破技術規范》和以往經驗，理論鉆孔間距為2.5m，排距為2.0m，一次性鉆至設計標高，呈梅花形排布，見下圖5。

圖5 鉆孔設計布置圖

在實際炸礁鉆孔作業實施之前，于2013年6月1～2日進行試炸，炮孔間距和排距均取2.5m，之后通過取樣觀察（見圖6），可以滿足抓斗船施工要求，試炸效果較為理想。按照此排孔布置進行實施作業，使炸礁整體施工進度加快20%，工期由原計劃的40工作日縮短至32工作日。實際鉆孔布置圖見圖7。

圖6 試炸后基槽土質取樣

2.2.2 鉆孔炸藥藥量確定

根據作業船設備以及西班牙進口炸藥性能的情況，選用90mm直徑藥包的乳化炸藥作為施工使用，鉆孔直徑為105mm至110mm左右，鉆頭直徑為110mm。雷管采用防水電雷管和非電導爆雷管。

由《水運工程爆破技術規范》，炮孔裝藥量計算公式為

Q=qbaH0 （1）

式中：Q──炮孔裝藥量，kg；

q──炸藥單耗，kg/m3，取q=1.8-2.0kg/m3；

a、b、H0──孔距、排距、孔深，m。

藥量與孔深的關系見下表2

表2 藥量-孔深關系表

水下炸礁前，基槽東側JE0+000～JE0+150段實際縱斷面示意圖如下圖9。

由圖9可以看出，所需清除礁石層最厚區域在JE0+100附近，厚度約為6.4m。根據公式（1）和表2，可知藥量和孔深在一定范圍內（2～7m）呈線性關系。采用內插法可以算出理論最大單個炮孔藥量為57.6kg。再結合藥包規格以及前期"金建"對已炸區域基槽JE0+530～JE0+630段的清礁效果（見圖10），在對基槽JE0+000～JE0+150段水下炸礁作業中，實際最大單個炮孔裝藥量減小至32kg（即8個藥包）。

根據上圖10可以看出，“金建”抓斗船基槽清礁效果良好，實際水深達到設計要求，說明炸礁作業取得理想效果，為后期炸礁作業（約占總工程量的90%，經200方抓斗船"東祥"清礁后達到設計要求并已通過驗收）鉆孔藥量的調整提供可靠參考信息，并使施工成本得到有效控制。

2.2.3 引爆

鉆孔引爆采用排間微差爆破，每排間隔2個段位，微差爆破時間按照25毫秒每段計（由相應規格導爆索控制），爆破時炮孔逐排順序起爆。由于前排炮孔爆破后的巖塊對后排巖塊的爆破拋出起了阻礙作用，使前后排爆起的巖塊相互發生碰撞，增加巖塊破碎度，也避免了爆破引起地震波迭加，有利于減小震動效應。

引爆前的安全措施：區段引爆實施前1～2天，通知施工區其他參建單位；引爆前4小時與其他各單位之間保持甚高頻溝通，根據總工程施工安排的實際情況調整引爆時間；引爆前由1艘交通船設置安全警戒區；岸基安全專項負責人員以及工程人員全程跟蹤安全措施落實情況，在確定不存在安全隱患之后，通知炸礁船開啟警報在炸礁作業實施區域外圍安全距離水域進行巡航，直至水下爆破完成。

引爆前的鉆孔深度、裝藥量的檢查：測量技術人員將施工設計圖導入船舶電腦后制作每日施工作業示意圖。鉆孔員根據當日鉆孔區域水深確定鉆孔深度，利用刻有標度的鉆桿完成鉆孔后，由測量人員用鋼尺再次校核鉆桿刻度以確認深度。裝藥人員根據測量人員提供的每日作業區域鉆孔數量和孔深，確定每孔藥包數量；在完成炸藥藥包捆扎后，由鉆孔人員檢查藥量，最后由施工作業負責人根據測量人員和鉆孔人員提供的數據再次確認藥量，各種數據無誤后進行實施引爆。

另外，火工用品儲存在專門倉庫（位于距離施工區約12km的采石場）內，施工期間每日安排專門人員負責領取炸藥和導爆材料，并租用廂式貨車進行運輸，途中由2名BIR（喀麥隆總統派駐工地的快速反應部隊）人員護送。當天水下炸礁作業完成后，材料如有剩余，按照領取程序如數返還倉庫。根據喀麥隆當地法律法規的要求，施工方須積極配合地礦部人員定期進行火工用品檢查。以上安全措施的落實到位，保證了水下炸礁作業安全、順利進行。

3 爆破震動檢測

3.1 爆破振動安全允許標準

跟據《水運工程爆破技術規范》，主要建、構筑物安全震動速度見下表3。

表3 主要類型建、構筑物地面質點的安全振動速度

在建碼頭為重力式沉箱結構，故安全振動速度取5～8cm/s，由于沉箱還未進行填沙，可以按7cm/s考慮。

3.2 沉箱振動檢測

基槽東側JE0+000～JE0+150段實施水下爆破作業試炸期間，主要對離此區域最近的沉箱進行了振動檢測，使用儀器為WS-5926-1（見圖11）便攜數據采集儀。

根據6月1～2日（爆破距離沉箱最近的區域，單孔最大裝藥量為24kg）試炸期間對沉箱檢測采集的數據結果（見圖12），得到最近沉箱的水平和垂直振動速度最大為2.64 cm/s，小于安全振動速度7cm/s，在安全范圍以內。

4 炸礁效果

基槽炸礁作業于2013年7月8號全部完成，經過抓斗船“東祥”清礁后，于7月31號進行水深測量。根據測圖結果，基槽水深滿足設計要求（見圖13，14），并順利通過驗收，本次炸礁施工作業取得理想效果。

5 結束語

水下炸礁作為一種特殊施工作業，其安全尤為重要。在施工前要認真分析工況，積極溝通以熟悉當地各種制度、法規，制定完善的安全保障措施，并嚴格落實到位。

在依據相關規范的同時，要結合施工實際情況，靈活調整施工方法，以便為工程進度和成本控制創造有利條件。

參考文獻

[1]JTS204-2008.水運工程爆破技術規范[S].

[2]Method Statement of the Underwater Blasting for Dredging Works of Kirib Deep Sea Port Project.

[3]Monitoring Report of Underwater Blasting Vibration of Kirib Deep Sea Port Project.

[4]喀麥隆克里比深水港工程基槽水域炸礁工程施工方案[Z].

[5]喀麥隆克里比深水港工程基槽疏浚巖石抗壓強度檢測報告[R].

引爆前的安全措施：區段引爆實施前1～2天，通知施工區其他參建單位；引爆前4小時與其他各單位之間保持甚高頻溝通，根據總工程施工安排的實際情況調整引爆時間；引爆前由1艘交通船設置安全警戒區；岸基安全專項負責人員以及工程人員全程跟蹤安全措施落實情況，在確定不存在安全隱患之后，通知炸礁船開啟警報在炸礁作業實施區域外圍安全距離水域進行巡航，直至水下爆破完成。

引爆前的鉆孔深度、裝藥量的檢查：測量技術人員將施工設計圖導入船舶電腦后制作每日施工作業示意圖。鉆孔員根據當日鉆孔區域水深確定鉆孔深度，利用刻有標度的鉆桿完成鉆孔后，由測量人員用鋼尺再次校核鉆桿刻度以確認深度。裝藥人員根據測量人員提供的每日作業區域鉆孔數量和孔深，確定每孔藥包數量；在完成炸藥藥包捆扎后，由鉆孔人員檢查藥量，最后由施工作業負責人根據測量人員和鉆孔人員提供的數據再次確認藥量，各種數據無誤后進行實施引爆。

另外，火工用品儲存在專門倉庫（位于距離施工區約12km的采石場）內，施工期間每日安排專門人員負責領取炸藥和導爆材料，并租用廂式貨車進行運輸，途中由2名BIR（喀麥隆總統派駐工地的快速反應部隊）人員護送。當天水下炸礁作業完成后，材料如有剩余，按照領取程序如數返還倉庫。根據喀麥隆當地法律法規的要求，施工方須積極配合地礦部人員定期進行火工用品檢查。以上安全措施的落實到位，保證了水下炸礁作業安全、順利進行。

3 爆破震動檢測

3.1 爆破振動安全允許標準

跟據《水運工程爆破技術規范》，主要建、構筑物安全震動速度見下表3。

表3 主要類型建、構筑物地面質點的安全振動速度

在建碼頭為重力式沉箱結構，故安全振動速度取5～8cm/s，由于沉箱還未進行填沙，可以按7cm/s考慮。

3.2 沉箱振動檢測

基槽東側JE0+000～JE0+150段實施水下爆破作業試炸期間，主要對離此區域最近的沉箱進行了振動檢測，使用儀器為WS-5926-1（見圖11）便攜數據采集儀。

根據6月1～2日（爆破距離沉箱最近的區域，單孔最大裝藥量為24kg）試炸期間對沉箱檢測采集的數據結果（見圖12），得到最近沉箱的水平和垂直振動速度最大為2.64 cm/s，小于安全振動速度7cm/s，在安全范圍以內。

4 炸礁效果

基槽炸礁作業于2013年7月8號全部完成，經過抓斗船“東祥”清礁后，于7月31號進行水深測量。根據測圖結果，基槽水深滿足設計要求（見圖13，14），并順利通過驗收，本次炸礁施工作業取得理想效果。

5 結束語

水下炸礁作為一種特殊施工作業，其安全尤為重要。在施工前要認真分析工況，積極溝通以熟悉當地各種制度、法規，制定完善的安全保障措施，并嚴格落實到位。

在依據相關規范的同時，要結合施工實際情況，靈活調整施工方法，以便為工程進度和成本控制創造有利條件。

參考文獻

[1]JTS204-2008.水運工程爆破技術規范[S].

[2]Method Statement of the Underwater Blasting for Dredging Works of Kirib Deep Sea Port Project.

[3]Monitoring Report of Underwater Blasting Vibration of Kirib Deep Sea Port Project.

[4]喀麥隆克里比深水港工程基槽水域炸礁工程施工方案[Z].

[5]喀麥隆克里比深水港工程基槽疏浚巖石抗壓強度檢測報告[R].

引爆前的安全措施：區段引爆實施前1～2天，通知施工區其他參建單位；引爆前4小時與其他各單位之間保持甚高頻溝通，根據總工程施工安排的實際情況調整引爆時間；引爆前由1艘交通船設置安全警戒區；岸基安全專項負責人員以及工程人員全程跟蹤安全措施落實情況，在確定不存在安全隱患之后，通知炸礁船開啟警報在炸礁作業實施區域外圍安全距離水域進行巡航，直至水下爆破完成。

引爆前的鉆孔深度、裝藥量的檢查：測量技術人員將施工設計圖導入船舶電腦后制作每日施工作業示意圖。鉆孔員根據當日鉆孔區域水深確定鉆孔深度，利用刻有標度的鉆桿完成鉆孔后，由測量人員用鋼尺再次校核鉆桿刻度以確認深度。裝藥人員根據測量人員提供的每日作業區域鉆孔數量和孔深，確定每孔藥包數量；在完成炸藥藥包捆扎后，由鉆孔人員檢查藥量，最后由施工作業負責人根據測量人員和鉆孔人員提供的數據再次確認藥量，各種數據無誤后進行實施引爆。

另外，火工用品儲存在專門倉庫（位于距離施工區約12km的采石場）內，施工期間每日安排專門人員負責領取炸藥和導爆材料，并租用廂式貨車進行運輸，途中由2名BIR（喀麥隆總統派駐工地的快速反應部隊）人員護送。當天水下炸礁作業完成后，材料如有剩余，按照領取程序如數返還倉庫。根據喀麥隆當地法律法規的要求，施工方須積極配合地礦部人員定期進行火工用品檢查。以上安全措施的落實到位，保證了水下炸礁作業安全、順利進行。

3 爆破震動檢測

3.1 爆破振動安全允許標準

跟據《水運工程爆破技術規范》，主要建、構筑物安全震動速度見下表3。

表3 主要類型建、構筑物地面質點的安全振動速度

在建碼頭為重力式沉箱結構，故安全振動速度取5～8cm/s，由于沉箱還未進行填沙，可以按7cm/s考慮。

3.2 沉箱振動檢測

基槽東側JE0+000～JE0+150段實施水下爆破作業試炸期間，主要對離此區域最近的沉箱進行了振動檢測，使用儀器為WS-5926-1（見圖11）便攜數據采集儀。

根據6月1～2日（爆破距離沉箱最近的區域，單孔最大裝藥量為24kg）試炸期間對沉箱檢測采集的數據結果（見圖12），得到最近沉箱的水平和垂直振動速度最大為2.64 cm/s，小于安全振動速度7cm/s，在安全范圍以內。

4 炸礁效果

基槽炸礁作業于2013年7月8號全部完成，經過抓斗船“東祥”清礁后，于7月31號進行水深測量。根據測圖結果，基槽水深滿足設計要求（見圖13，14），并順利通過驗收，本次炸礁施工作業取得理想效果。

5 結束語

水下炸礁作為一種特殊施工作業，其安全尤為重要。在施工前要認真分析工況，積極溝通以熟悉當地各種制度、法規，制定完善的安全保障措施，并嚴格落實到位。

在依據相關規范的同時，要結合施工實際情況，靈活調整施工方法，以便為工程進度和成本控制創造有利條件。

參考文獻

[1]JTS204-2008.水運工程爆破技術規范[S].

[2]Method Statement of the Underwater Blasting for Dredging Works of Kirib Deep Sea Port Project.

[3]Monitoring Report of Underwater Blasting Vibration of Kirib Deep Sea Port Project.

[4]喀麥隆克里比深水港工程基槽水域炸礁工程施工方案[Z].

[5]喀麥隆克里比深水港工程基槽疏浚巖石抗壓強度檢測報告[R].