鉆爆船在水下爆破工程硬式掃床中的應(yīng)用

李紅勇

（長江重慶航道工程局，重慶 400011）

硬式掃床方式是對航道、港口水下爆破開挖施工范圍進行質(zhì)量驗收檢測的一種手段，水下硬式掃床分橫掃和順掃兩種方式，近年來，在長江航道工程中直接利用鉆爆船設(shè)備組裝掃床架進行橫掃方式檢測，配置衛(wèi)星定位系統(tǒng)實時監(jiān)測掃床軌跡，其掃床精度、掃床軌跡控制和掃床效率比采用機動船組裝掃架進行順掃方式有較大提升。

1 鉆爆船硬式掃床方式及應(yīng)用范圍

1.1 橫掃方式

鉆爆船在施工水域上游進行船舶定位，完成掃床架組裝并下放掃架到設(shè)計底高，通過船上錨纜設(shè)施控制船位上下和左右移動，掃床時采用沿水流方向橫向絞移船位，對施工區(qū)域進行掃床檢測，完成一個斷面后，下移一個斷面繼續(xù)進行，掃完縱向100m 左右范圍后，對船舶定位的橫纜重新拋設(shè)，直至所有需掃測范圍全覆蓋為止，該方式為橫掃方式（如圖1 所示）。

圖1 橫掃方式示意圖

1.2 應(yīng)用范圍

鉆爆船掃床應(yīng)用工況范圍廣，滿足流速3.5m/s、10m 以內(nèi)掃床水深檢測，流速較低時掃床水深可增大，流速小于1.0m/s 時，可進行最大20m 水深以內(nèi)掃床檢測。

2 掃床架制作及結(jié)構(gòu)

2.1 掃床架制作

利用船上自有兩臺鉆機的鉆架為主骨架組裝掃床架，以沿鉆架可升降的主鉆桿為豎掃桿，設(shè)置橫桿和斜撐桿加固掃架強度，用前后左右四個方向的拉繩控制掃架在水下的方位，水深超過10m 在船艏方向增設(shè)1 根前拉繩，左右方向在掃架各設(shè)2 根拉繩，確保掃架豎桿軸線傾斜角度小于3°，鉆爆船組裝掃床架如圖2 所示。

圖2 鉆爆船組裝掃床架示意圖

2.2 掃床架主要材料

表1 掃床架材料

3 掃床技術(shù)要求

3.1 掃床平面控制

采用1+2 衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行掃床軌跡的控制和定點。把衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收機固定于掃床船，建立掃床船掃架船形文件，并將其與配套的導(dǎo)航測量軟件相聯(lián)來測定掃桿位置坐標，在電腦上實時顯示掃床軌跡。

3.2 掃床高程控制

掃床高程控制采用黃海高程或吳淞高程，在掃床河段岸邊設(shè)立水尺，并指派專人精確觀讀水位，根據(jù)水位變化通過鉆機升降掃架，及時調(diào)整掃床架的入水深度。

掃床架入水深度由下式計算：

H=h -h1

式中：H—掃床架入水深度（m）；h —水位（m）；h1—設(shè)計河床底高（m）。

3.3 掃床寬度及搭接控制

掃床寬度根據(jù)橫掃桿長度確定，一般橫掃桿長度為12m，為了保證掃床效果，前后兩條橫掃斷面搭接2m，避免漏掃，水下有效掃床斷面寬度為10m，掃床軌跡成圖的重疊寬度不小于1m，確保無漏掃區(qū)域，掃床軌跡搭接如圖3 所示。

圖3 掃床軌跡搭接示意圖

3.4 掃床過程掃桿控制

在掃床過程中專人全程觀察掃桿，發(fā)現(xiàn)因掃架碰撞水下淺點出現(xiàn)傾斜、上抬、異響等情形后，應(yīng)停止掃床并將掃架提出水面，觀察掃架有無變形和碰撞痕跡，并及時測量碰點坐標，為后續(xù)清淺施工提供位置。

4 鉆爆船掃床方式特點及應(yīng)用

4.1 鉆爆船掃床方式特點

（1）鉆爆船掃床架組裝，充分利用了船上現(xiàn)有的設(shè)備，快速安裝掃架，掃架結(jié)構(gòu)牢固，掃桿升降方便，鉆爆船組裝掃架如圖4 所示。

圖4 鉆爆船組裝掃架現(xiàn)場圖

（2）掃床軌跡通過船上錨機的勻速絞纜，能按計劃斷面線有效進行，掃床軌跡平面精度和防掃架碰撞邊坡安全性控制高于機動船順式掃床方式。

（3）鉆爆船掃床方式滿足高流速、深水等機動船順掃方式無法掃床的水域檢測。

4.2 鉆爆船掃床方式應(yīng)用

（1）長江三峽水庫變動回水區(qū)礙航礁石炸除一期工程黃果梁灘點，炸礁設(shè)計底部高程為149.73m，掃床驗收時為三峽庫區(qū)蓄水期，施工水位170.8m，掃床水深20.27m，流速0.5m/s，為長江航道整治工程首次超過20m 水深硬式掃床，為了確保掃床質(zhì)量，采用鉆爆船綁扎駁船組成深水雙拼掃床船進行掃床，通過駁船增大掃架一側(cè)水下拉繩角度，增加一層左右側(cè)拉繩各2 根，避免掃床過程水下掃桿過長出現(xiàn)傾斜，雙拼船掃床如圖5所示。

圖5 深水雙拼船掃床架立面圖

（2）長江三峽水庫銅鑼峽至婁溪溝河段航道炸礁工程門閂子灘點。炸礁設(shè)計底部高程157.51m，掃床驗收時正值長江汛期漲水，水位變化大，施工水位167.87～168.47m，掃床最大水深10.96m，流速3.5m/s，為長江航道整治工程水深超過10m、流速超過3.5m/s 的首次水下硬式掃床，掃床現(xiàn)場圖如圖6 所示。

圖6 鉆爆船掃床現(xiàn)場圖

5 結(jié)束語

近年鉆爆船水下硬式掃床方式在長江河段和三峽庫區(qū)航道掃床檢測中使用，滿足水運工程水下爆破開挖質(zhì)量檢驗要求，尤其面對急流和深水工況，在掃床精度控制、掃架結(jié)構(gòu)強度、船舶作業(yè)安全等方面優(yōu)于其它掃床方式，具有較好的推廣應(yīng)用前景。