中緬原油碼頭近距離水下爆破安全防護

劉慶亮

摘 要：針對中緬原油碼頭近距離水下爆破安全防護要求高、水位深、巖層厚等問題，在兼顧工期和成本的情況下，綜合采用氣泡帷幕、預(yù)裂控制爆破、微差爆破、分層爆破、漸近爆破等安全防護措施，有效的降低了爆破振動對周邊建筑物的影響，解決了本工程近距離深水爆破在施工過程中遇到的難題。

關(guān)鍵詞：水下鉆孔爆破 氣泡帷幕 預(yù)裂控制爆破 微差爆破 安全防護 爆速

工程簡介

1、工程概況

原油碼頭全長482m，前沿水深-25m，碼頭通過引橋與后方陸域連接。炸礁區(qū)域包括6個系纜墩基礎(chǔ)，2個靠船墩基礎(chǔ)和一個卸油平臺基礎(chǔ)，其中的1號系纜墩基槽距離一期工作船碼頭的最近距離僅有40.24m，且過往小漁船較多。1號系纜墩與已建工作船碼頭位置關(guān)系圖如圖1：

2、工程地質(zhì)

原油碼頭位于馬德島東邊，本區(qū)域揭露有流泥、淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、殘積土、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖、微風(fēng)化泥巖和未風(fēng)化泥巖。

施工工藝

1、炸礁設(shè)備的選用

該工程考慮工程地質(zhì)和巖層深度等因素采用深孔鉆孔爆破施工工藝，鉆孔爆破是通過機械鉆孔成孔，裝藥堵塞，引爆破巖，以達到設(shè)計基槽的效果。本工程為深水爆破，壓力大，考慮鉆孔作業(yè)問題，采用三航202多功能駁作為鉆爆作業(yè)平臺，在作業(yè)平臺上配備2臺CQGN165的全液壓軌道潛孔鉆和2臺美國壽力高風(fēng)壓空壓機，平面孔位采用在作業(yè)船上安裝美國天寶公司生產(chǎn)的RTK-DGPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，精確控制達厘米級，不受場地和天氣的影響。一次鉆孔爆破至設(shè)計要求高程（包括超深），鉆孔直徑為115mm。

2、火工品的選擇

普通乳化炸藥因深水壓力大和水的滲溶作用，會降低乳化炸藥的起爆敏感度，同時由于爆速和猛度的降低，衰減了炸藥的爆炸威力。本工程選用裝藥密度、爆速、猛度和密封抗壓度都較高的ZYΦ85-5-G型震源藥柱。

近距離安全防護措施

1、爆破震動安全距離和一次爆破起爆藥量控制

2、采用預(yù)裂控制爆破技術(shù)降低爆破震動

預(yù)裂爆破是在主爆區(qū)爆破之前，在爆破開挖邊界布置密集炮孔采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥起爆，從而在建筑物和爆破區(qū)之間形成一道人為的巖石裂縫，爆破地震波在傳播至預(yù)裂縫時，由于預(yù)裂縫空氣帷幕的阻隔，會形成地震波屏蔽區(qū)，以降低地震波的傳播，極大的降低了爆破振動對周圍建筑物的影響，提高功效。

3、采用多排孔微差爆破技術(shù)

在進行水下爆破時，采用孔間、排間延時微差爆破，根據(jù)波在介質(zhì)中的傳播原理，利用微差使各波造成干擾消能，各質(zhì)點通過疊加從而減弱波的能量，有效的降低爆破地震波。

4、設(shè)置氣泡帷幕降低水中爆破沖擊波峰值

通過改變供氣壓力和供氣量來檢測帷幕的防振作用。試驗表明，氣泡帷幕所吸收的能量的對數(shù)與吸收介質(zhì)的密度成反比。單位長度供氣量越大，帷幕越寬；介質(zhì)密度越小，防護效果也就越好（如圖3）。

該工程氣泡帷幕設(shè)計是在爆破基槽區(qū)域與已建工作船碼頭之間距離工作船碼頭1m的位置鋪設(shè)2排Φ50mm的鋼管作為噴氣管，每根管鉆兩排Φ1.5mm，間距60mm的噴氣孔，兩排噴氣孔之間呈90°的發(fā)射角布置，使各排噴氣孔噴出的氣泡相互碰撞，形成氣液兩相流的噴射錐帷幕。噴氣管的噴氣孔與加固措施如圖4、圖5：

5、采用漸近爆破措施減震

采用由海側(cè)向岸側(cè)漸近的爆破方法可以通過檢測控制爆破振動波，發(fā)現(xiàn)超出控制安全允許范圍時及時調(diào)整一次齊爆藥量；該工程地質(zhì)資料揭示巖層由海向岸有增高的趨勢，漸近爆破可以增大爆破臨空面，破碎的塊石向海側(cè)拋擲，減小巖石的夾持作用，進而達到減震目的。

6、全過程振速檢測控制

為了安全有效的實時監(jiān)控每次爆破對周圍建筑物的影響，本工程采用IDT3850便攜式爆破振動記錄儀（如圖6），對爆破產(chǎn)生的地震波、機械振動和各種沖擊信號進行記錄、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果輸出、顯示打印和數(shù)據(jù)存儲。

結(jié)束語

中緬原油碼頭全長482m，設(shè)計炸礁工程量為121269m3，炸礁巖層厚度從0～17m厚度不等，為深水爆破，施工中共起爆444次，檢測到振速426次，其中最大振速2.678cm/s，最小振速0.266 cm/s。該工程在水下爆破施工應(yīng)用了預(yù)裂控制爆破、多排孔微差爆破、漸近爆破、氣泡帷幕、爆破振動儀檢測等防護技術(shù)，取得了成功，解決了近距離水下爆破對周邊建筑物的安全防護問題，達到了預(yù)期的防護效果

參考文獻：

[1]吳文秀，楊金俠，夏斌等.GB18095-200《乳化炸藥》，2000.

[2]《水下工程爆破技術(shù)規(guī)范》JTS204-2008.中華人民共和國交通運輸部，2009.

[3]劉殿中，工程爆破適用手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[4]楊光煦，水下工程爆破[M]. 北京：海洋出版社.1992.

張志毅，王中黔，《交通土建工程爆破工程師手冊》. 人民交通出版社.2002.

（作者單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司）

摘 要：針對中緬原油碼頭近距離水下爆破安全防護要求高、水位深、巖層厚等問題，在兼顧工期和成本的情況下，綜合采用氣泡帷幕、預(yù)裂控制爆破、微差爆破、分層爆破、漸近爆破等安全防護措施，有效的降低了爆破振動對周邊建筑物的影響，解決了本工程近距離深水爆破在施工過程中遇到的難題。

關(guān)鍵詞：水下鉆孔爆破 氣泡帷幕 預(yù)裂控制爆破 微差爆破 安全防護 爆速

工程簡介

1、工程概況

原油碼頭全長482m，前沿水深-25m，碼頭通過引橋與后方陸域連接。炸礁區(qū)域包括6個系纜墩基礎(chǔ)，2個靠船墩基礎(chǔ)和一個卸油平臺基礎(chǔ)，其中的1號系纜墩基槽距離一期工作船碼頭的最近距離僅有40.24m，且過往小漁船較多。1號系纜墩與已建工作船碼頭位置關(guān)系圖如圖1：

2、工程地質(zhì)

原油碼頭位于馬德島東邊，本區(qū)域揭露有流泥、淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、殘積土、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖、微風(fēng)化泥巖和未風(fēng)化泥巖。

施工工藝

1、炸礁設(shè)備的選用

該工程考慮工程地質(zhì)和巖層深度等因素采用深孔鉆孔爆破施工工藝，鉆孔爆破是通過機械鉆孔成孔，裝藥堵塞，引爆破巖，以達到設(shè)計基槽的效果。本工程為深水爆破，壓力大，考慮鉆孔作業(yè)問題，采用三航202多功能駁作為鉆爆作業(yè)平臺，在作業(yè)平臺上配備2臺CQGN165的全液壓軌道潛孔鉆和2臺美國壽力高風(fēng)壓空壓機，平面孔位采用在作業(yè)船上安裝美國天寶公司生產(chǎn)的RTK-DGPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，精確控制達厘米級，不受場地和天氣的影響。一次鉆孔爆破至設(shè)計要求高程（包括超深），鉆孔直徑為115mm。

2、火工品的選擇

普通乳化炸藥因深水壓力大和水的滲溶作用，會降低乳化炸藥的起爆敏感度，同時由于爆速和猛度的降低，衰減了炸藥的爆炸威力。本工程選用裝藥密度、爆速、猛度和密封抗壓度都較高的ZYΦ85-5-G型震源藥柱。

近距離安全防護措施

1、爆破震動安全距離和一次爆破起爆藥量控制

2、采用預(yù)裂控制爆破技術(shù)降低爆破震動

預(yù)裂爆破是在主爆區(qū)爆破之前，在爆破開挖邊界布置密集炮孔采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥起爆，從而在建筑物和爆破區(qū)之間形成一道人為的巖石裂縫，爆破地震波在傳播至預(yù)裂縫時，由于預(yù)裂縫空氣帷幕的阻隔，會形成地震波屏蔽區(qū)，以降低地震波的傳播，極大的降低了爆破振動對周圍建筑物的影響，提高功效。

3、采用多排孔微差爆破技術(shù)

在進行水下爆破時，采用孔間、排間延時微差爆破，根據(jù)波在介質(zhì)中的傳播原理，利用微差使各波造成干擾消能，各質(zhì)點通過疊加從而減弱波的能量，有效的降低爆破地震波。

4、設(shè)置氣泡帷幕降低水中爆破沖擊波峰值

通過改變供氣壓力和供氣量來檢測帷幕的防振作用。試驗表明，氣泡帷幕所吸收的能量的對數(shù)與吸收介質(zhì)的密度成反比。單位長度供氣量越大，帷幕越寬；介質(zhì)密度越小，防護效果也就越好（如圖3）。

該工程氣泡帷幕設(shè)計是在爆破基槽區(qū)域與已建工作船碼頭之間距離工作船碼頭1m的位置鋪設(shè)2排Φ50mm的鋼管作為噴氣管，每根管鉆兩排Φ1.5mm，間距60mm的噴氣孔，兩排噴氣孔之間呈90°的發(fā)射角布置，使各排噴氣孔噴出的氣泡相互碰撞，形成氣液兩相流的噴射錐帷幕。噴氣管的噴氣孔與加固措施如圖4、圖5：

5、采用漸近爆破措施減震

采用由海側(cè)向岸側(cè)漸近的爆破方法可以通過檢測控制爆破振動波，發(fā)現(xiàn)超出控制安全允許范圍時及時調(diào)整一次齊爆藥量；該工程地質(zhì)資料揭示巖層由海向岸有增高的趨勢，漸近爆破可以增大爆破臨空面，破碎的塊石向海側(cè)拋擲，減小巖石的夾持作用，進而達到減震目的。

6、全過程振速檢測控制

為了安全有效的實時監(jiān)控每次爆破對周圍建筑物的影響，本工程采用IDT3850便攜式爆破振動記錄儀（如圖6），對爆破產(chǎn)生的地震波、機械振動和各種沖擊信號進行記錄、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果輸出、顯示打印和數(shù)據(jù)存儲。

結(jié)束語

中緬原油碼頭全長482m，設(shè)計炸礁工程量為121269m3，炸礁巖層厚度從0～17m厚度不等，為深水爆破，施工中共起爆444次，檢測到振速426次，其中最大振速2.678cm/s，最小振速0.266 cm/s。該工程在水下爆破施工應(yīng)用了預(yù)裂控制爆破、多排孔微差爆破、漸近爆破、氣泡帷幕、爆破振動儀檢測等防護技術(shù)，取得了成功，解決了近距離水下爆破對周邊建筑物的安全防護問題，達到了預(yù)期的防護效果

參考文獻：

[1]吳文秀，楊金俠，夏斌等.GB18095-200《乳化炸藥》，2000.

[2]《水下工程爆破技術(shù)規(guī)范》JTS204-2008.中華人民共和國交通運輸部，2009.

[3]劉殿中，工程爆破適用手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[4]楊光煦，水下工程爆破[M]. 北京：海洋出版社.1992.

張志毅，王中黔，《交通土建工程爆破工程師手冊》. 人民交通出版社.2002.

（作者單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司）

摘 要：針對中緬原油碼頭近距離水下爆破安全防護要求高、水位深、巖層厚等問題，在兼顧工期和成本的情況下，綜合采用氣泡帷幕、預(yù)裂控制爆破、微差爆破、分層爆破、漸近爆破等安全防護措施，有效的降低了爆破振動對周邊建筑物的影響，解決了本工程近距離深水爆破在施工過程中遇到的難題。

關(guān)鍵詞：水下鉆孔爆破 氣泡帷幕 預(yù)裂控制爆破 微差爆破 安全防護 爆速

工程簡介

1、工程概況

原油碼頭全長482m，前沿水深-25m，碼頭通過引橋與后方陸域連接。炸礁區(qū)域包括6個系纜墩基礎(chǔ)，2個靠船墩基礎(chǔ)和一個卸油平臺基礎(chǔ)，其中的1號系纜墩基槽距離一期工作船碼頭的最近距離僅有40.24m，且過往小漁船較多。1號系纜墩與已建工作船碼頭位置關(guān)系圖如圖1：

2、工程地質(zhì)

原油碼頭位于馬德島東邊，本區(qū)域揭露有流泥、淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、殘積土、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化泥巖、微風(fēng)化泥巖和未風(fēng)化泥巖。

施工工藝

1、炸礁設(shè)備的選用

該工程考慮工程地質(zhì)和巖層深度等因素采用深孔鉆孔爆破施工工藝，鉆孔爆破是通過機械鉆孔成孔，裝藥堵塞，引爆破巖，以達到設(shè)計基槽的效果。本工程為深水爆破，壓力大，考慮鉆孔作業(yè)問題，采用三航202多功能駁作為鉆爆作業(yè)平臺，在作業(yè)平臺上配備2臺CQGN165的全液壓軌道潛孔鉆和2臺美國壽力高風(fēng)壓空壓機，平面孔位采用在作業(yè)船上安裝美國天寶公司生產(chǎn)的RTK-DGPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，精確控制達厘米級，不受場地和天氣的影響。一次鉆孔爆破至設(shè)計要求高程（包括超深），鉆孔直徑為115mm。

2、火工品的選擇

普通乳化炸藥因深水壓力大和水的滲溶作用，會降低乳化炸藥的起爆敏感度，同時由于爆速和猛度的降低，衰減了炸藥的爆炸威力。本工程選用裝藥密度、爆速、猛度和密封抗壓度都較高的ZYΦ85-5-G型震源藥柱。

近距離安全防護措施

1、爆破震動安全距離和一次爆破起爆藥量控制

2、采用預(yù)裂控制爆破技術(shù)降低爆破震動

預(yù)裂爆破是在主爆區(qū)爆破之前，在爆破開挖邊界布置密集炮孔采取不耦合裝藥或裝填低威力炸藥起爆，從而在建筑物和爆破區(qū)之間形成一道人為的巖石裂縫，爆破地震波在傳播至預(yù)裂縫時，由于預(yù)裂縫空氣帷幕的阻隔，會形成地震波屏蔽區(qū)，以降低地震波的傳播，極大的降低了爆破振動對周圍建筑物的影響，提高功效。

3、采用多排孔微差爆破技術(shù)

在進行水下爆破時，采用孔間、排間延時微差爆破，根據(jù)波在介質(zhì)中的傳播原理，利用微差使各波造成干擾消能，各質(zhì)點通過疊加從而減弱波的能量，有效的降低爆破地震波。

4、設(shè)置氣泡帷幕降低水中爆破沖擊波峰值

通過改變供氣壓力和供氣量來檢測帷幕的防振作用。試驗表明，氣泡帷幕所吸收的能量的對數(shù)與吸收介質(zhì)的密度成反比。單位長度供氣量越大，帷幕越寬；介質(zhì)密度越小，防護效果也就越好（如圖3）。

該工程氣泡帷幕設(shè)計是在爆破基槽區(qū)域與已建工作船碼頭之間距離工作船碼頭1m的位置鋪設(shè)2排Φ50mm的鋼管作為噴氣管，每根管鉆兩排Φ1.5mm，間距60mm的噴氣孔，兩排噴氣孔之間呈90°的發(fā)射角布置，使各排噴氣孔噴出的氣泡相互碰撞，形成氣液兩相流的噴射錐帷幕。噴氣管的噴氣孔與加固措施如圖4、圖5：

5、采用漸近爆破措施減震

采用由海側(cè)向岸側(cè)漸近的爆破方法可以通過檢測控制爆破振動波，發(fā)現(xiàn)超出控制安全允許范圍時及時調(diào)整一次齊爆藥量；該工程地質(zhì)資料揭示巖層由海向岸有增高的趨勢，漸近爆破可以增大爆破臨空面，破碎的塊石向海側(cè)拋擲，減小巖石的夾持作用，進而達到減震目的。

6、全過程振速檢測控制

為了安全有效的實時監(jiān)控每次爆破對周圍建筑物的影響，本工程采用IDT3850便攜式爆破振動記錄儀（如圖6），對爆破產(chǎn)生的地震波、機械振動和各種沖擊信號進行記錄、數(shù)據(jù)分析、結(jié)果輸出、顯示打印和數(shù)據(jù)存儲。

結(jié)束語

中緬原油碼頭全長482m，設(shè)計炸礁工程量為121269m3，炸礁巖層厚度從0～17m厚度不等，為深水爆破，施工中共起爆444次，檢測到振速426次，其中最大振速2.678cm/s，最小振速0.266 cm/s。該工程在水下爆破施工應(yīng)用了預(yù)裂控制爆破、多排孔微差爆破、漸近爆破、氣泡帷幕、爆破振動儀檢測等防護技術(shù)，取得了成功，解決了近距離水下爆破對周邊建筑物的安全防護問題，達到了預(yù)期的防護效果

參考文獻：

[1]吳文秀，楊金俠，夏斌等.GB18095-200《乳化炸藥》，2000.

[2]《水下工程爆破技術(shù)規(guī)范》JTS204-2008.中華人民共和國交通運輸部，2009.

[3]劉殿中，工程爆破適用手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

[4]楊光煦，水下工程爆破[M]. 北京：海洋出版社.1992.

張志毅，王中黔，《交通土建工程爆破工程師手冊》. 人民交通出版社.2002.

（作者單位：中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司）