内河水下炸礁施工技术

内河水下炸礁施工技术

植成友

中核港航工程有限公司510000

摘要：随着我国工程建设的不断发展，港口与航道工程的建设中很大范围的使用水下炸礁爆破施工技术，本文对西南水运出海通道工程的水下炸礁施工技术进行了细致的探讨，简要的论述了安全控制的内河航道水下炸礁施工技术以及施工时需要注意的问题，为今后内河航道水下炸礁工程提供一定的参考。

关键词：内河航道；水下炸礁；施工技术

某内河整治工程水下炸礁施工，施工区域水深约4.5米，施工总面积越1.6万平米，岩层平均厚度约1.1米，炸礁方量约1.76万立方。钻孔地质资料显示，该施工区域底层主要为第四系冲洪积层与燕山期花岗岩。该区域内地质构造较为稳定，没有不良地质构造情况。另外，该施工点距离城镇较远，周围没有重要的建筑物等，只零星的分布着一些民房，这给水下爆破施工提供了非常好的安全环境。

一、施工工艺流程

1．炸礁施工顺序

滚装码头区和A区炸礁，调遣炸礁船驳17在不进行覆盖层清除的情况下先对滚装码头区进行炸礁，滚装码头炸礁完成后随即进行A区覆盖层清除完成区域的炸礁施工，直至A区炸礁完成；B区炸礁在对滚装码头和疏浚A区施工将近1个月左右后，并保证抓斗船已经对B区炸礁区覆盖层清除有一定范围的情况下，调遣驳35对B区进行炸礁工作，直至B区炸礁完成，其施工顺序流程如图1所示。

图1施工流程

2.炸礁施工工艺

图2炸礁施工工艺流程图

3.水下炸礁施工方法比选

3.1爆破方法的比选

通常水下爆破施工的方法有水下钻孔爆破法与裸露药包爆破法两种。水下钻孔爆破具有爆破效率高、炸药用量小、节省爆破器材、岩石炸碎均匀、水中冲击波较小等优点；其缺点为：施工工序繁多复杂、需要投入的人力物力、机械设备较多。主要适用于炸礁区域面积大、炸层较厚；水下沟槽、基槽的开挖；拆除水下构筑物；要求岩层破碎均匀、对断面形状要求高、对水中冲击波有较高要求等等爆破施工。

水下裸露药包爆破法施工具有施工简单方便、需要投入的人员、机械设备少的有点，但是其用药量大、爆破声音大、对环境的影响较大；爆破引起的水中冲击波大、岩石炸碎不均匀。主要适用于以下条件的施工：1）炸层较薄、炸礁区域面积较小；2）破冰及冰下炸礁；3）水下障碍物的清除；4）零星的礁石或者炸礁后残余的浅点消除以及巨大块石的二次爆破；5）钻孔施工困难的施工点。

根据该炸礁工程的规模、工程地质情况以及施工具体的施工环境与安全要求，经过认真仔细的必选，最终选用水下钻孔爆破法进行施工。采用钻机船进行水下钻孔爆破，利用抓斗挖泥船清碴；采用分断面、分带的方式进行爆破施工，钻孔采用梅花形布置。爆破施工采用非电导爆管起爆系统，电力引爆方式。采用8#导爆管雷管作为击发元件，利用非电导爆管雷管作为传爆体，将主炸药引爆。

3.2机械设备的选用

根据本工程具体的施工条件以及施工方法与设计的要求，该工程采用两条钻爆船（各配备三台CQ100中风压钻机）与两条13方抓斗船进行施工，另外还配备锚艇、拖轮、交通船等。

3.3爆破控制要求

考虑到本工程控制爆破区域的地质、地形和周围环境的因素，结合施工现场具体情况，本工程的控制爆破主要采用水下毫秒微差爆破方法。通过毫秒微差控制起爆药量并及时通过爆破试验时爆破震动监测调整平时最佳施工参数来保证建构物安全。对于毫秒微差爆破，可以有以下效应：（1）增加了自由面。岩石夹制作用减小，提高了岩石的破碎程度及均匀性；（2）两段炮孔产生的应力场相互叠加，加强了岩石的破碎效果；（3）两段炮孔爆破后的岩块相互碰撞，产生补充破碎，提高爆堆集中程度；（4）由于两段孔先后起爆，每段用药量变小，爆破产生地震和水下冲击波分散，有害效应降低。（5）毫秒微差爆破可使一次大药量起爆分成多个小药量以毫秒间隔起爆，扩大了一次爆破的规模，特别适合对存在较近建筑物的爆区采用较大药量爆破。毫秒微差爆破可改善岩石破碎质量，提高装卸率，从而增大工程经济效益。毫秒微差爆破可增大一次爆破量而减少爆破次数，提高大型设备的利用率。

4.内河航道水下炸礁的各道工序的施工技术

4.1钻孔施工

在进行平台船钻爆的钻孔施工时，首先将套管安装于孔位上，处于套管内的钻头则开始往礁岩做好钻孔施工，根据孔深度的相关计算将钻孔钻到一定的深度，每次钻孔完成后，则要马上将钻孔的工具取出，对炮孔的合格情况进行全面检查，同时将药柱往钻孔内进行装填，将导爆管理顺并且将钻孔堵住，然后将套管提出，则能够完成在钻孔内进行装药的工序。稳当的集结好每个钻孔的导爆管后，将起爆母线完整的进行连接，然后撤离钻爆船到安全区域，并且在爆破工程的区域要做好安全警示。

4.2选取爆破施工的主要参数

通过了解本工程施工的实际情况，在水下炸礁施工时选择的乳化炸药为90mm的直径药包，选择施工用的钻头的直径大小为105mm，选择的雷管为非电导爆以及防水导爆管雷管等类型的。与水下炸礁工程的实际地质情况在大部分岩土的地质范围内进行试验试爆的施工时则要选择参数不相同的孔网，而具体爆破参数的选择则要通过抓斗船实际的试挖施工获得的数据来确定。选择具体参数时将炮孔与炮孔之间的距离设置为3.0m，钻孔的平均深度为2.0m，炮孔与炮孔之间相隔的的距离为3.2m，布孔方式采用梅花形状的排列形式。

4.3爆破设计以及操作过程

4.3.1爆破技术和钻孔形式选择

为了能够更好的保障整个河道周围的建筑物以及人群的安全，同时起到更好的爆破作用，使工程质量得到最大程度的保障，本工程使用在深水下进行逐排微差装药的爆破技术。同时，由于河道爆破区属于较深水域，因此条件相对比较恶劣，若在改区域使用普通的钻孔定位技术进行钻孔，就会造成无法正常定位或定位失准以及无法进行很好的装药堵塞，因此为了解决这些问题，更好的做到定位和装药，本工程使用垂直式的钻孔方式

4.3.2布孔和起爆方式

为了爆破效果更大，采用梅花形状的排列形式，每个孔排之间的距离为2.2m×2.5m，能够更好的实现连续性的爆破。使用直流电起爆器激发导爆管雷管的方式起爆。

4.3.3爆破操作过程

工程的爆破结构选择非电爆的网路方式，由于在水下爆破因此选择防水的雷管，且雷管属于毫秒导管型。爆破网络的联接方式为簇联式的接连形式，即整个结构处在一个紧密相连的状态，且为了起到最大的爆破效果，将导爆管雷管以并联式的方式装在起爆器内部。在电雷管的引爆下，并联的导爆管雷管迅速燃起，然后才开始使整个炸药得到全方位的引爆。

4.4爆破安全监测

在爆破施工过程中，用爆破振动测试仪器对附近建筑物布控测控点，对其振动速度进行测量，对所得数据进行回归分析求出K、α值，对装药量进行适当调，以指导此后的爆破施工。在测试过程中应记录尽量多的数据，以保证记录数据能说明复杂地质条件下被保护目标的震动特征。将对爆破进行测试，包括采用减震措施技术后的爆破都进行震动测试，然后根据测试的结果分析制定本地区被保护目标的最大安全药量以及和检验所采用减震技术方法是否达到预定要求。

结论

水下炸礁施工是一项安全风险较大、施工技术含量较高、尤其是布孔、药量的控制具有相当大的技术难度，若控制不好，将会产生地震波、冲击波给人们的生命财产安全造成影响。但是只要我们事先经过准确的计算，选用合理的施工方案，通过试验爆破小区域的方法来确定最佳的爆破方法，采取恰当的安全技术管理措施，水下炸礁施工便能顺利的进行。

参考文献：

[1]符朝辉，蒋继来，谢桃生.水下炸礁工程施工工艺[J].中国水运（下半月），2011，10（09）：172-173.

[2]张天辉.内河水下炸礁施工工艺[J].珠江水运，2007，11（12）：166-167.