水下爆破施工技術(shù)在航道中的應(yīng)用

摘要：本文主要針對水下爆破施工技術(shù)在航道中的應(yīng)用展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，對爆破方案及參數(shù)確定作了闡述和分析，并提出了一系列相應(yīng)的防護(hù)措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：水下爆破；施工技術(shù)；航道；應(yīng)用

所謂的水下爆破，是指在水中、水底或臨時(shí)介質(zhì)中進(jìn)行的爆破作業(yè)，而水下爆破常用的方法有裸露爆破法、鉆孔爆破法以及洞室爆破法等。此種施工技術(shù)在航道的施工中有著廣泛的應(yīng)用，但是由于存在著一定危險(xiǎn)度，還是仍然需要做好相關(guān)的施工措施?；诖耍疚木退卤剖┕ぜ夹g(shù)在航道中的應(yīng)用進(jìn)行了探討，相信對有關(guān)方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

新建福平鐵路FPZQ--3標(biāo)橋區(qū)航道工程位于海壇海峽北口海域，范圍自海壇島西北至松下港區(qū)山前作業(yè)區(qū)海域。橋址處海域?qū)挾燃s14km，由于眾島嶼、礁石分布，將海域分割成多個(gè)狹長水道，且呈北東向狹長狀。目前除北側(cè)元洪航道為5萬噸級航道外，其他各水道均為習(xí)慣航路或天然狀態(tài)，船舶利用天然水深乘潮通航。

2 爆破方案及參數(shù)確定

2.1 爆破方案的確定

炸礁船在對每塊區(qū)域施工時(shí)，采取如圖1所示的平面布置方式，采用平行航道軸線、梅花狀布孔的施工方法進(jìn)行施工。由于工程各礁區(qū)炸礁厚度不大，施工時(shí)，無須分層鉆爆施工。

圖1 炸礁施工平面布置示意圖

孔網(wǎng)參數(shù)為：孔距a=2.7m；排距b=2.4m；船位距c=1.0m；鉆孔超深Δh=1.5m；裝藥孔口堵塞長度ΔL=1.5m，裝藥直徑d=90cm。

由于炸礁區(qū)分布比較零散，河道狹窄，且兩岸建筑分布情況較為復(fù)雜：

（1）由于炸礁區(qū)離大橋鋼管樁和鑫祥碼頭較近（約80m左右），施工時(shí)要嚴(yán)格控制炸藥量，采用孔內(nèi)微差爆破或選擇碎巖棒碎巖等其他辦法進(jìn)行施工；

（2）鼓嶼門航道3#和4#礁石以南有海底電纜，施工時(shí)，采用非電起爆網(wǎng)路起爆以確保施工安全；

（3）為確保電纜安全，在施工過程中，船上工作人員嚴(yán)格注意船舶拋設(shè)錨位，以免切斷電纜。

在施工過程中，要充分明確周圍環(huán)境并做好相應(yīng)的保護(hù)措施，爆破時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制藥量，使震速在允許的范圍內(nèi)，確保建筑物安全。

根據(jù)各塊礁區(qū)炸礁工程量和各船舶施工能力，分別安排在航道一側(cè)（從上游至下游）逐個(gè)區(qū)域（即從A1～B5）逐個(gè)船位施工，每個(gè)船位由南向北逐排施工，施工時(shí)，炸礁船平臺向北，放炮時(shí)向北移船警戒。一班作業(yè)，計(jì)劃每天放炮1～2次，每次起爆4～10排。鉆爆完成后，船起錨調(diào)頭重新移船拋錨進(jìn)入航道另一側(cè)鉆爆施工。

2.1.1 炸礁船拋錨就位

各炸礁船均為平行水流布設(shè)，拋錨四具（設(shè)錨標(biāo)），首、尾各兩具，拋錨長約120m。

左邊錨長約70m（加錨鏈沉底，以免礙航），右邊錨長約120m。平臺向北，由東向西逐個(gè)船位進(jìn)行鉆爆，中錨勿拋過航道中心線，放炮時(shí)向北移船。

2.1.2 測量定位

建立高精度的RTK-DGPS專用測量系統(tǒng)。

RTK-DGPS是一種高精度實(shí)時(shí)相位差分動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，由基準(zhǔn)臺、移動(dòng)臺及RTK差分?jǐn)?shù)據(jù)鏈組成。移動(dòng)臺無需在已知點(diǎn)上做初始化，而直接在動(dòng)態(tài)環(huán)境下確定整周模糊度，實(shí)時(shí)接收GPS定位信息，并按基準(zhǔn)臺發(fā)送的RTK差分改正數(shù)進(jìn)行修正，獲得厘米級精度的三維坐標(biāo)，它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了極高的外業(yè)作業(yè)效率，具有精度高、效率高、全天候、數(shù)據(jù)處理高度自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。

RTK-DGPS系統(tǒng)的特點(diǎn)：

（1）全球，全天候工作：能為用戶提供連續(xù)，實(shí)時(shí)的三維位置，三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響。

（2）定位精度高：單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。

（3）功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量，導(dǎo)航，測速，測時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

2.1.3 鉆孔

（1）在測量的同時(shí)，各機(jī)長（包括空壓機(jī)）做好準(zhǔn)備工作，空壓機(jī)熱機(jī)。臺班長接到測量員定位完畢報(bào)告后，通知各機(jī)長下鉆，各機(jī)長接到通知后組織機(jī)員（鉆工）按《鉆工操作規(guī)程》開機(jī)鉆孔。

（2）鉆孔完成后，炮工用測深繩測量孔底標(biāo)高，檢驗(yàn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)深度。可通過下式計(jì)算孔深：

h：孔深（m）；

h0：鉆孔前鉆桿剩余長度（可由鉆架上的刻度讀出，單位m）；

h1：潮水高度（可由測量軟件直接讀出，單位m）；

h2：基準(zhǔn)面到設(shè)計(jì)底標(biāo)高的高度（已知，單位m）

H：鉆桿長度（已知，單位m）。

2.1.4 裝藥、連接網(wǎng)路

（1）量孔合格后，由炮工將加工好的藥柱裝入炮孔，要求嚴(yán)格裝藥到孔底，各炮孔裝藥完畢，重新移船定位鉆孔。

（2）每4～10排放炮一次，爆破網(wǎng)路采用并簇聯(lián)方式連接，如圖2所示。

圖2 起爆網(wǎng)路連接示意圖

2.1.5 警戒

起爆網(wǎng)路連接并檢查合格后，通知海事部門啟動(dòng)封航程序，待接到海事部門允許放炮指令后，炸礁船移船放炮，發(fā)出放炮警戒信號（吹連續(xù)短聲哨子），警戒船舶加強(qiáng)警戒（電話通知警戒船），嚴(yán)禁一切船只進(jìn)入爆破危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)，同時(shí)禁止有人下水游泳。

2.2 質(zhì)量控制措施

鉆爆船船舶施工時(shí)將采取如下質(zhì)量控制措施：

（1）鉆爆船配備RTK-DGPS進(jìn)行施工定位，控制鉆孔定位誤差在±10cm范圍內(nèi)。

（2）施工前，對參加施工人員進(jìn)行技術(shù)、安全交底（工程概況、工程要求、施工避讓，測量工/鉆工/炮工操作程序等）。

（3）嚴(yán)格按照施工任務(wù)書、施工圖紙和施工設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆爆施工，未經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人同意，不得擅自更改。

（4）嚴(yán)格按照炸礁過程質(zhì)量技術(shù)要求對各工序進(jìn)行嚴(yán)格控制。

（5）嚴(yán)格按照《爆破安全規(guī)程》進(jìn)行爆破作業(yè)。

（6）按照GB/T9002/ISO9002標(biāo)準(zhǔn)，對施工全過程進(jìn)行質(zhì)量管理和控制。

3 爆破安全防護(hù)措施

3.1 警戒

嚴(yán)格按照2.1.5條執(zhí)行。

3.2 爆破有害效應(yīng)的控制

炸礁施工過程中主要爆破有害效應(yīng)為地震波和水下沖擊波。其主要通過控制一次起爆藥量和單響藥量進(jìn)行控制，即采用小藥量分段微差起爆技術(shù)來進(jìn)行控制。

3.3 爆破作業(yè)安全措施

嚴(yán)格執(zhí)行《爆破安全規(guī)程》以及《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定》；

嚴(yán)格執(zhí)行當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)港航監(jiān)部門對爆破施工的有關(guān)規(guī)定，在爆破施工前制定爆破作業(yè)安全警戒防護(hù)措施，提交業(yè)主工程師代表審查；嚴(yán)格管理好爆破器材，爆破器材臨時(shí)貯存時(shí)要求炸藥和雷管分倉貯存；嚴(yán)格做好爆破器材的運(yùn)輸工作，運(yùn)輸過程中要求由專職人員押運(yùn)；爆破器材的領(lǐng)用和退料要做好詳細(xì)的記錄工作，每班每天核對數(shù)量做到物帳相符；嚴(yán)禁在雷天霧天進(jìn)行裝藥放炮作業(yè)；臨時(shí)炸藥存放點(diǎn)（船）必須按公安部門和港航監(jiān)督部門批準(zhǔn)的地點(diǎn)設(shè)立，保證24小時(shí)有人值班；起爆前要保證安全距離內(nèi)的水下作業(yè)人員或游泳人員離開水面；嚴(yán)格按照環(huán)保部門的要求，做好環(huán)境保護(hù)工作。

3.4 施工避讓

（1）嚴(yán)格執(zhí)行國際海上避碰規(guī)則、港章和施工航行通告以及國家和有關(guān)部門的相關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)現(xiàn)場施工人員與設(shè)備的施工安全管理，對施工現(xiàn)場的防臺風(fēng)、防火、防爆、防汛和防盜等做好嚴(yán)格的安全防護(hù)措施，并承擔(dān)由于措施不力造成的事故責(zé)任和因此發(fā)生的費(fèi)用。

（2）自航泥駁及各種輔助船舶在航行時(shí)應(yīng)加強(qiáng)了望，注意周圍船舶動(dòng)態(tài)，采用安全航速，及早采取避讓措施，防止出現(xiàn)緊迫局面。

（3）按規(guī)定施工作業(yè)區(qū)域作業(yè)。

（4）往返傾倒區(qū)按擬定航線航行。

（5）工地調(diào)度室應(yīng)與當(dāng)?shù)氐臐O政等部門保持通信聯(lián)系。

（6）所有在作業(yè)的船舶應(yīng)配備甚高頻（VHF）無線電話一臺，另配備對講機(jī)若干臺，做為與工地調(diào)度室和施工船舶之間通訊之用。

（7）所有施工作業(yè)船舶須加強(qiáng)了望，主動(dòng)用高頻電話、聲號、燈號與對方來往船舶聯(lián)系。

（8）采取一切措施，防止施工船舶、設(shè)備及材料的沉沒，若發(fā)生沉沒時(shí)，設(shè)防礙指示燈，直到打撈工作完成為止，所發(fā)生的費(fèi)用由責(zé)任方承擔(dān)。

3.4 爆破效果

爆破后滿足8方抓斗清挖，效果極好，完全滿足施工要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，水下爆破施工是一項(xiàng)工程巨大的特殊水運(yùn)工程，在施工時(shí)，嚴(yán)格與準(zhǔn)確執(zhí)行相關(guān)的工程技術(shù)規(guī)范，還要在施工試驗(yàn)中，根據(jù)各施工現(xiàn)場地質(zhì)、水文等不同條件，不斷總結(jié)與修正，只有這樣才能獲得有真正價(jià)值的參數(shù)與技術(shù)措施，以保障相關(guān)工程的施工質(zhì)量和安全。

參考文獻(xiàn)：

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