水下炸礁整治內(nèi)河航道的施工技術(shù)與機具選配

魯智勇

(湖南省航務(wù)工程公司)

1 水下炸礁技術(shù)研究

1.1 航道整治工程水下爆破的特點

(1)爆破材料必須具有良好的防水和耐壓性能。否則，需采取防水處理，試驗合格后才能加工。

(2)在水層厚度達(dá)到相當(dāng)?shù)那闆r下，水可以作為鉆孔的堵塞物或裸露藥包堵塞物。

(3)在整治天然河流航道的時候，水下爆破的地點通常選擇在淺灘處，如果選擇急流坡陡，泡漩、橫流的處，則船舶定位、鉆孔和裝藥的操作難度相當(dāng)大，從而造成成本相對提高。

(4)水下爆破的起爆線路要多加保護(hù)，因為急流、雜草等因素均會對起爆線路產(chǎn)生較大影響。

(5)由于在水下作業(yè)，導(dǎo)致鉆孔定位準(zhǔn)確度差，很難發(fā)現(xiàn)鉆孔的偏差、爆破后的破碎情況以及有無盲炮。

(6)由于水中爆破產(chǎn)生的地震波和沖擊波相對陸地上爆破產(chǎn)生破壞力要大得多，因此水下爆破點的選擇必須遠(yuǎn)離建筑、船舶，要保證具有一定的安全距離。

(7)施工前要考慮到不要影響通航，有些施工區(qū)船舶較多，鉆孔爆破施工中要做好與挖泥船清渣和船舶航行之間的協(xié)調(diào)工作。

(8)有些水下爆破工施工處，流急坡陡，深槽遍布下游，可以借助水流將爆炸產(chǎn)生的碎石帶入深槽。

1.2 水中炸礁的類型與其相應(yīng)的條件

航道水中炸礁的類型主要包括裸露、鉆孔和洞室爆破。

(1)裸露爆破：是指在水深覆蓋達(dá)到一定條件的情況下，直接將炸藥包擺放在河床或物體表面進(jìn)行爆破的方法。

在航道整治或維護(hù)工程中，水下裸露爆破主要使用在下面幾種情況下：流急坡陡，水流紊亂，無法使用鉆孔、洞室爆破的地方;水下礁或面積小、炸層薄的零星礁石需要進(jìn)行爆破的，采用裸露爆破;采用鉆孔爆破或洞室爆破后，由于塊度過大需要進(jìn)行再次破碎的，采用裸露爆破;對清炸爆破后殘留的淺點淺埂進(jìn)行裸露爆破;采用裸露爆破的方法松動緊密卵石、風(fēng)化巖石;采用裸露爆破來清除水中沉船、殘留樁墩等障礙物;通過裸露爆破對盲炮進(jìn)行清理;采用裸露爆破對沙質(zhì)淺灘爆破疏浚。

(2)鉆孔爆破：是指通過鉆機或手持風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔完成后根據(jù)爆破設(shè)計把所需要炸藥填裝在鉆孔，通過引爆器進(jìn)行引爆的爆破方法。在航道整治或維護(hù)工程中，只要具備鉆孔作業(yè)的條件，都可以采用鉆孔爆破，因此鉆孔爆破這種方法得到了廣泛的應(yīng)用。

(3)洞室爆破：是指根據(jù)爆破點有利地形來開挖導(dǎo)洞和藥室，開挖完成后在藥室內(nèi)裝填所需炸藥一次起爆的爆破方法。在山區(qū)河流用于炸除突嘴和孤礁時通常采用洞室爆破。在流急水淺的山區(qū)河流，需要采用小藥包多次爆炸擴(kuò)大爆炸坑，然后在擴(kuò)大的爆炸坑中裝填炸藥一次起爆的爆破方法也歸類為洞室爆破。這種情況下，采用洞室爆破需要做好特別防護(hù)，主要因為水淺覆蓋厚度不夠?qū)е卤óa(chǎn)生的飛石無法控制。

2 水下炸礁整治內(nèi)河航道施工技術(shù)

2.1 工程概況

某內(nèi)河航道長約為11.6 km，該河段情況比較復(fù)雜，主要體現(xiàn)在河道沒有什么曲折迂回的情況，淺灘和深槽交錯分布，兩岸邊灘還沒有完全發(fā)育，航槽礁石密布，自下而上還存在許多礙航礁石主要包括雙魚石、獨櫴石、沉船區(qū)石、下典石、北贊石、黃安石、上鉸剪石、下鉸剪石、橫欄石、牛牯石等?？菟谂c洪水期的平均坡降相差不大，分別為0.044‰和0.041‰，但最大局部坡降相差較大，分別為 0.12‰和0.06‰。河面束窄處發(fā)生在灘頭上游4 km處，主要是由于左岸有磯頭白沙角，枯水期河寬約600 m左右，往下漸漸放寬至1 000～1 100 m。淺灘發(fā)生在放寬順直段，低于3.5 m水深的淺段長大概為 2.7 km，該河段目前航道維護(hù)尺度為2.5 m ×80 m ×500 m。

2.2 施工工藝流程

炸礁施工工藝如圖1所示：

圖1 炸礁施工工藝流程圖

2.3 各工序具體施工方法

應(yīng)用GPS定位法來定位炸礁船的位置，其頭部與船尾的方向平行于岸線方向，采用四纜或六纜定位炸礁船展布的位置。左邊纜拋出150～200 m的距離，右邊纜也拋出同樣的距離，前后錨纜可稍微長于200 m。利用拖船或錨艇完成船舶拋錨工作，如果移位范圍不是很大，炸礁船可以通過攪錨帶動移動。

2.3.2 鉆孔

鉆爆平臺船鉆孔作業(yè)時(見圖2)，首先下套管在孔位上，鉆頭是在套管內(nèi)進(jìn)行鉆孔，礁巖中鉆孔深度符合計算的鉆孔深度要求時停止鉆孔;其次提出鉆頭，對鉆孔進(jìn)行檢查，滿足要求在套管內(nèi)填裝爆破設(shè)計所需要的炸藥柱，整理好導(dǎo)爆管，進(jìn)行堵孔;最后拔出套管，便完成一個鉆孔的全部作業(yè)，繼續(xù)下一個鉆孔的作業(yè)，在完成設(shè)計要求的所有鉆孔后，將每孔導(dǎo)爆管集結(jié)在一起，連接好起爆母線，鉆爆船撤離到安全距離之外的水域，做好周邊的安全警戒后，采用起爆器起爆整個爆破網(wǎng)絡(luò)。

圖2 炸礁船鉆孔施工示意圖

2.3.3 爆破參數(shù)

(1)據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》及工況、施工經(jīng)驗確定。

①炮孔直徑：D=125 mm

②藥筒直徑：d=100 mm

③孔距：a=2.5 m

個人標(biāo)簽指人們對自己的一貫評價，包括對自我的看法和對自身事件的歸因，通常將其總結(jié)為關(guān)鍵詞概括。在教師實踐性知識的表征形式中，個人標(biāo)簽類表征最能呈現(xiàn)帶有教師個人特質(zhì)的實踐性知識，這也是教師教學(xué)成熟的一種表現(xiàn)。個人標(biāo)簽類表征形式包括教學(xué)風(fēng)格、教育信念和個人哲學(xué)三個方面。

④排距：b=2.0 m(中風(fēng)化)

⑤超深：△H=1.2 ～1.5 m

⑥炸藥單耗：q=1.6 ～1.8 kg/m3

(2)鉆孔：一次性鉆至設(shè)計標(biāo)高，炮孔沿水流方向，呈方形排布。

(3)裝藥及藥量計算：

鉆孔完成后，炮工應(yīng)按如下程序操作：

①重復(fù)交叉鉆孔和用測深繩檢查炮孔的深度，直到達(dá)到要求。

②炸藥和起爆體時嚴(yán)格遵循規(guī)定藥量。

③用測深繩檢查孔底是否存在炸藥，如果沒有，應(yīng)用炮棍壓送。

④炮孔采用泥沙塞住。

⑤通知鉆工吊起套管，聯(lián)接炮線。

(4)裝藥量計算

裝藥量可按照Q=q0×b×a×H0來進(jìn)行計算。

式中：Q為單孔裝藥量，kg;q0為單位炸藥消耗量，kg/m3，為經(jīng)驗值，結(jié)合本工程的實際條件取1.6 kg/m3;b為炮孔排距，m;H0為炸礁巖層厚度，包括超深量。

本工程 H0=1.1+0.4=1.5 m，經(jīng)計算設(shè)計裝藥量 Q=9 kg。

實際裝藥量Q=6×2.5=13 kg＞9 kg，滿足要求。(平均鉆孔深度為3 m，裝藥長度取孔深的2/3～4/5;藥卷規(guī)格為6.0 kg/m。)

2.3.4 電爆網(wǎng)路的聯(lián)接

用并聯(lián)接的方式連接起爆網(wǎng)路，每個起爆體內(nèi)裝兩發(fā)并聯(lián)雷管。采用交流電源起爆時，應(yīng)保證流經(jīng)每發(fā)電雷管的電流強度大于2.5 A。

2.3.5 起爆

(1)作業(yè)船停泊好后，爆破指揮員聯(lián)系警戒艇，巡察行船的動態(tài)，確保船道處于安全狀態(tài)后立即將預(yù)備信號發(fā)送出去。

(2)爆破員應(yīng)在預(yù)備信號發(fā)出后不超過5 min完成終端引爆裝置的鏈接工作，指揮員第二次聯(lián)系警戒艇，發(fā)出起爆通知。

(3)將引爆裝置鏈接好以后，爆破員立即將準(zhǔn)備完畢報告給指揮員;

(4)指揮員指令爆破員起爆時采用三聲長哨音，當(dāng)爆破員聽到第三聲長哨音后，便按動引爆裝置起爆。

(5)監(jiān)炮員待起爆后則向指揮員報告其所監(jiān)測到的狀況，如瞎炮情況沒有出現(xiàn)，則向指揮員發(fā)出信號：可以解除警戒，航道開放。

2.3.6 爆破安全

每段安全起爆所需的藥量由爆破點與被保護(hù)物的距離決定：分段進(jìn)行實際起爆時，每段起爆的最大用藥量要嚴(yán)格控制。為安全考慮，剛開始爆破時起爆藥的用量應(yīng)控制在較少范圍內(nèi)。當(dāng)證實了建筑物不會受到爆破的影響時，便可增加用量進(jìn)行起爆。根據(jù)炸藥使用量的差異，計算出來如表1的各種安全距離。

表1 安全距離與裝藥量關(guān)系

3 水下炸礁施工機具的選配

在本航道實施水下炸礁工程中，鉆機船、挖泥船大都不是自航式船舶，因此必須安裝拖輪配套設(shè)施，就拿當(dāng)前的廣西河流來說，其以山區(qū)河流為主。為此最好使用 270～320 hp動力拖輪，用來為航隊轉(zhuǎn)移調(diào)遷和其他用途。此外還可考慮運用80～120 hp的動力拖輪來拖帶泥駁，或者用機動型的泥駁取代非機動型泥駁來降低投資和動力船數(shù)量，同時應(yīng)有2艘不少于40 m3的對開泥駁，一艘錨艇和一艘交通艇配備在每艘挖泥船上;炸藥、雷管加工船等也應(yīng)和起錨艇、交通艇一樣配備到鉆機船上;一般在40～60位為提供職工生活和娛樂的住宿船之間需配一艘交通艇。此外，每條工作船應(yīng)配不少于φ15.5 mm的主纜和不少于φ12 mm的附纜，錨最好采用單齒的錨，以便同時進(jìn)行一些通航河床的工作和通航。挖泥船的附纜沉入水下0.8～1.2 m時工作最佳，與此同時，給通航和泥駁停留進(jìn)出提供了便利。

著重提示，在今天的科技如此快速地更新?lián)Q代中，內(nèi)核航道的整治定位早已用前站儀或GPS全球衛(wèi)星取代了原來的經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀的交會測量定位，但先進(jìn)的GPS定位只適用于沒有什么障礙的海上測量定位，而前站儀定位法則為有很多測量參照物的內(nèi)河航道提供了經(jīng)濟(jì)實惠的方法。

4 結(jié)語

水下炸礁是一項具有大工程量的特殊水運工程，在實際的施工過程中，依照每個工地的工程地質(zhì)、水文等相異的條件來嚴(yán)格控制施工過程，是獲得項目工程高質(zhì)高效的重要保證。

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［1］張曉明，安利，文岑.重慶九龍坡河段航道整治措施［J］.中國港灣建設(shè)，2005，(4).

［2］王秀英，李義天，孫昭華.長江中下游航道整治線寬度確定方法研究［J］.泥沙研究，2005，(6).

［3］西江航道整治工程可行性研究報告［R］.廣東省航道勘察設(shè)計研究院，2006.