內(nèi)河航道水下炸礁工程施工技術(shù)

秦 玲

（貴州遠(yuǎn)航交通工程有限公司，貴州銅仁 554300）

1 工程概況

某航道擴建工程（擴建10 萬t級雙向航道）一期工程航道長10.759 km，拓寬作業(yè)后，航道底標(biāo)高-13.3 m，寬約為360～390 m。由于底質(zhì)存在大量礁石，因此，采用水下炸礁方式疏浚，炸礁面積約56.4 萬m2，巖質(zhì)多為中等風(fēng)化石，設(shè)計炸礁工程量不含超深約61.57 萬m3。

2 爆破參數(shù)設(shè)計

2.1 選擇器材

藥柱密度1.08 g/cm3，爆速≥4.807 m/s，猛度≥17.2 mm，殉爆距離≥6 cm。

其對防水性能要求高，且藥卷采用塑料袋包裝，炸藥直徑為90 mm，藥卷長40 cm，標(biāo)稱重量為3.0 kg。

選擇長度24 m的防水型塑料起爆元件，激發(fā)元件的起爆雷管采用導(dǎo)爆管雷管，導(dǎo)爆管雷管主要參考水位變化、孔深情況，毫秒延期段別1～11段，擊發(fā)塑料導(dǎo)爆管時使用擊發(fā)槍激發(fā)起爆雷管。

2.2 參數(shù)選擇

在工程開工之前，應(yīng)按照《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS 204—2008）要求，結(jié)合現(xiàn)場工況和相關(guān)施工經(jīng)驗進行試爆，以保證排拒、孔距、單耗均為合理方案下的最佳布置方式。

本工程設(shè)計爆破參數(shù)如下：（1）采用梅花形布孔；（2）直徑為115 mm；（3）間距為2.5 m；（4）排距為2.5 m；（5）鉆孔超深為1.5 m。具體可根據(jù)實際的地質(zhì)情況和施工需要進行調(diào)整。

2.3 計算藥量

單孔裝藥量根據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》要求，計算炸藥量：

式中，Q——炸藥量（kg）；q0——單位炸藥消耗量，取值為1.1～1.42 kg/m3；H0——爆破巖層厚度（m）；a——炮孔間距（m）；b——排距（m）。

確定單孔裝藥劑量，藥柱加工時調(diào)整藥柱捆綁的藥量，根據(jù)巖性、巖層厚度、孔深60%～80%裝藥量、藥卷規(guī)格等。

3 水下炸礁施工方法

（1）施工定位。

使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)可幫助水下鉆孔準(zhǔn)確定位船舶位置，可有效減少因疊鉆、漏鉆引起的問題，并將孔位的偏差控制在±40 cm內(nèi)。按照設(shè)計確定的平面控制參數(shù)，將鉆孔布置圖繪于測量軟件中，指揮鉆機船移動時對準(zhǔn)設(shè)計的鉆孔位置，可根據(jù)GPS測定鉆機船的位置。

（2）施工鉆孔。

鉆機船到達(dá)指定位置后，將鋼絲纜繩和套管下沉入水底，同時利用液壓鉗夾住套管調(diào)整位置，以避免孔口位置出現(xiàn)偏差。鉆桿鉆進過程可采用直徑為120 mm的風(fēng)壓潛孔鉆，套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)沖擊巖石成孔時可使用直徑100 mm的鉆頭。

（3）施工驗孔。

鉆孔完成后應(yīng)檢測孔底標(biāo)高，使用專業(yè)的驗孔器測驗，控制裝藥的孔底標(biāo)高在20 cm之內(nèi)，如孔底標(biāo)高不符合要求，需要重新進行鉆、洗孔，確保孔底標(biāo)高符合要求，方可進行裝藥。

（4）加工藥包。

藥包加工需在有木板的場地內(nèi)進行，將每條藥包長度控制在2 m內(nèi)，嚴(yán)格把控藥柱與藥柱的間距在2 cm之內(nèi)。綁緊藥柱時可使用3根竹片，捆扎藥包必須結(jié)實、平直，反方向安裝2個導(dǎo)爆管雷管于藥柱中，最后使用繩子綁扎導(dǎo)爆管與炮繩。采用竹簽插孔藥包時必須輕緩，再用手指緩慢將雷管推進藥包中，最后用手指輕壓回孔。

（5）裝藥。

①可使用深繩檢查炮孔深度是否達(dá)到設(shè)計要求，不達(dá)標(biāo)可借助機手重鉆，裝填炸藥、起爆體時，應(yīng)合理把控藥量。

②使用測深繩檢查炸藥距孔底位置及藥包頂標(biāo)高，將頂標(biāo)高與設(shè)計標(biāo)高偏差控制在±20 cm內(nèi)。

③將藥包裝入套管時，須使用竹竿緩慢放入。為了避免藥包上浮，需要拉緊炮繩，待其達(dá)到孔底標(biāo)高后使用沙土回填，以保證爆破效果。若藥柱無法順利下放，可采用竹竿輕壓或取出藥柱后重新裝藥。

④機手吊起套管后緩慢勾出炮線，連接炮線時，必須保證炮線完好。

（6）堵孔。

工程施工處于較深的水域，水深在7～12 m之間，水流較急。使用沙袋堵孔可保證爆破效果，為了確保藥包不浮起，應(yīng)控制堵孔長度在0.8～1.5 m。

（7）爆破施工流程。

鉆機船平穩(wěn)進入施工區(qū)域，船恢復(fù)定位后再進行施工。鉆機下鉆桿可借助GPS定位鉆孔位置，電動葫蘆下吊套管并固定，鉆孔完成后再進行裝藥、堵孔。起爆前，應(yīng)先連接導(dǎo)爆管雷管和炮線，測驗爆破網(wǎng)絡(luò)是否達(dá)到設(shè)計規(guī)范再警戒，并將鉆爆船移到安全位置。

4 爆破網(wǎng)路設(shè)計

4.1 微差爆破減震

降震效果與微差段數(shù)有關(guān)，段數(shù)越多效果越明顯。為了保證孔內(nèi)或孔間微差爆破達(dá)到設(shè)計要求，導(dǎo)爆管雷管需要采用廠家定制的1～11段。

4.2 預(yù)裂爆破減震

若建筑物對于安全爆破的要求超高，可借助預(yù)裂爆破，可有效降低爆破振動速度，降震率可達(dá)到70%左右。為了保證實現(xiàn)微差網(wǎng)路，本工程采用導(dǎo)爆管雷管串并聯(lián)網(wǎng)路。

爆破網(wǎng)路如圖1所示。

圖1 爆破網(wǎng)路圖

4.3 起爆

（1）起爆前的準(zhǔn)備工作，檢測接近最大起爆藥量時的導(dǎo)爆管雷管網(wǎng)路，若導(dǎo)爆管網(wǎng)路存在錯漏接情況，應(yīng)及時進行調(diào)整，增強接點的牢固性。在起爆前應(yīng)做好警戒工作，警戒船舶到警戒區(qū)進行警戒，應(yīng)與警戒人員發(fā)射范圍安全信號一致，保證安全后起爆船方可起爆。

（2）起爆前應(yīng)確保周邊施工水域沒有潛水人員，保證人員已出水并達(dá)到安全范圍。起爆前須電話通知場地工作人員，必要時可書面確認(rèn)[1]。

（3）起爆時因爆破網(wǎng)路出現(xiàn)的盲炮，可在檢查和處理后再連線起爆，使用裸露藥包誘爆。處理盲炮時，為了保證沒有突發(fā)情況，須做好安全和警戒工作，盲炮解除前，無關(guān)人員不得出現(xiàn)在施工場地。處理人員應(yīng)詳細(xì)記錄具體處理情況，若盲炮未及時進行處理，需要在附近放置引人注目的標(biāo)志，避免出現(xiàn)安全問題。

5 爆破過程的安全管理方法

5.1 計算安全距離

爆破過程的安全應(yīng)嚴(yán)格遵照國家規(guī)定執(zhí)行，計算地震波大小：

式中：R——爆破區(qū)的安全距離（m）；Q——炸藥量（kg）；K——地質(zhì)環(huán)境相關(guān)系數(shù)，取150；c——爆破點條件相關(guān)系數(shù)，取1.5；V——振動速度（cm/s）。

該工程爆破屬于第一次，為了避免爆破對周圍居民產(chǎn)生更多的困擾，爆破時最大炸藥量應(yīng)控制在1 500 kg左右，并控制安裝震點的振動速度為0.2～1.1 cm/s，為了準(zhǔn)確爆破并確保此次爆破不影響周圍環(huán)境，應(yīng)降低噪聲，爆破負(fù)責(zé)單位可使用高精度的爆破測振儀檢測振點。

5.2 爆破水力沖擊波安全距離的計算

施工單位應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范爆破作業(yè)，該工程船舶進出頻繁，且距離居民島較近，須嚴(yán)格把控爆破過程，避免影響人們正常生活。

水下爆破時，炸藥量超過1 000 kg，可計算水中沖擊波：

式中：RH——安全距離（m）；K0——系數(shù)指數(shù)，通常潛水、鐵船、木船、游泳的取值分別為160、15、25、130；Q——炸藥量（kg）。

代入Q值，可計算得出潛水、鐵船、木船、游泳的水沖安全距離分別為1 832、172、286、1 488 m。由于河道爆破點距居民僅960 m，為了避免爆破過程中對游泳和潛水人群的安全造成威脅，爆破前應(yīng)落實居民撤離工作，確保爆破過程中沒有人潛水游泳。

5.3 安全管理措施

（1）安全通知。

爆破前連續(xù)通告10 d，做好安全防范工作，通過廣播、公告欄等方式，通過多種語言保證周圍居民充分了解爆破事件和影響。

（2）調(diào)配人員和爆破。

做好爆破前的準(zhǔn)備工作，保證爆破開始前在爆破區(qū)的人員全部撤離，做好警戒人員的防護。爆破作業(yè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照指揮員的預(yù)告信號進行，信號形式為亂哨聲。指揮員在發(fā)射信號提示爆破員立即爆破時，應(yīng)在接收到信號的前提下，并電鈴三長聲。

（3）爆破檢查。

現(xiàn)場的爆破成員應(yīng)進入爆破點查看情況，保證引爆結(jié)束超過15 min，確保現(xiàn)場無危險情況，再發(fā)出長短各一次的哨聲，以解除警戒。

6 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前我國工程建設(shè)的已得到了較好發(fā)展，水下炸礁爆破施工技術(shù)被廣泛使用于港口與航道工程建設(shè)中，并發(fā)揮了重要的作用，本文對水下炸礁爆破施工技術(shù)進行分析，以提升施工的安全性、穩(wěn)定性。