水下爆破施工技術在航道中的應用

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

關鍵詞：水下爆破；施工技術；航道；應用

所謂的水下爆破，是指在水中、水底或臨時介質中進行的爆破作業，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。此種施工技術在航道的施工中有著廣泛的應用，但是由于存在著一定危險度，還是仍然需要做好相關的施工措施。基于此，本文就水下爆破施工技術在航道中的應用進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

新建福平鐵路FPZQ--3標橋區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山前作業區海域。橋址處海域寬度約14km，由于眾島嶼、礁石分布，將海域分割成多個狹長水道，且呈北東向狹長狀。目前除北側元洪航道為5萬噸級航道外，其他各水道均為習慣航路或天然狀態，船舶利用天然水深乘潮通航。

2 爆破方案及參數確定

2.1 爆破方案的確定

炸礁船在對每塊區域施工時，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行施工。由于工程各礁區炸礁厚度不大，施工時，無須分層鉆爆施工。

圖1 炸礁施工平面布置示意圖

孔網參數為：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。

由于炸礁區分布比較零散，河道狹窄，且兩岸建筑分布情況較為復雜：

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

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

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

在施工過程中，要充分明確周圍環境并做好相應的保護措施，爆破時應嚴格控制藥量，使震速在允許的范圍內，確保建筑物安全。

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

2.1.1 炸礁船拋錨就位

各炸礁船均為平行水流布設，拋錨四具（設錨標），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，由東向西逐個船位進行鉆爆，中錨勿拋過航道中心線，放炮時向北移船。

2.1.2 測量定位

建立高精度的RTK-DGPS專用測量系統。

RTK-DGPS是一種高精度實時相位差分動態定位技術，由基準臺、移動臺及RTK差分數據鏈組成。移動臺無需在已知點上做初始化，而直接在動態環境下確定整周模糊度，實時接收GPS定位信息，并按基準臺發送的RTK差分改正數進行修正，獲得厘米級精度的三維坐標，它的出現為工程放樣、地形測圖，各種控制測量帶來了極高的外業作業效率，具有精度高、效率高、全天候、數據處理高度自動化等優點。

RTK-DGPS系統的特點：

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

（2）定位精度高：單機定位精度優于10米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。

（3）功能多，應用廣：隨著人們對GPS認識的加深，GPS不僅在測量，導航，測速，測時等方面得到更廣泛的應用，而且其應用領域不斷擴大。

2.1.3 鉆孔

（1）在測量的同時，各機長（包括空壓機）做好準備工作，空壓機熱機。臺班長接到測量員定位完畢報告后，通知各機長下鉆，各機長接到通知后組織機員（鉆工）按《鉆工操作規程》開機鉆孔。

（2）鉆孔完成后，炮工用測深繩測量孔底標高，檢驗是否達到設計深度。可通過下式計算孔深：

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：基準面到設計底標高的高度（已知，單位m）

H：鉆桿長度（已知，單位m）。

2.1.4 裝藥、連接網路

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

（2）每4～10排放炮一次，爆破網路采用并簇聯方式連接，如圖2所示。

圖2 起爆網路連接示意圖

2.1.5 警戒

起爆網路連接并檢查合格后，通知海事部門啟動封航程序，待接到海事部門允許放炮指令后，炸礁船移船放炮，發出放炮警戒信號（吹連續短聲哨子），警戒船舶加強警戒（電話通知警戒船），嚴禁一切船只進入爆破危險區內，同時禁止有人下水游泳。

2.2 質量控制措施

鉆爆船船舶施工時將采取如下質量控制措施：

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

（2）施工前，對參加施工人員進行技術、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）嚴格按照施工任務書、施工圖紙和施工設計要求進行鉆爆施工，未經項目部技術負責人同意，不得擅自更改。

（4）嚴格按照炸礁過程質量技術要求對各工序進行嚴格控制。

（5）嚴格按照《爆破安全規程》進行爆破作業。

（6）按照GB/T9002/ISO9002標準，對施工全過程進行質量管理和控制。

3 爆破安全防護措施

3.1 警戒

嚴格按照2.1.5條執行。

3.2 爆破有害效應的控制

炸礁施工過程中主要爆破有害效應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行控制，即采用小藥量分段微差起爆技術來進行控制。

3.3 爆破作業安全措施

嚴格執行《爆破安全規程》以及《水運工程爆破技術規范的有關規定》；

嚴格執行當地公安機關港航監部門對爆破施工的有關規定，在爆破施工前制定爆破作業安全警戒防護措施，提交業主工程師代表審查；嚴格管理好爆破器材，爆破器材臨時貯存時要求炸藥和雷管分倉貯存；嚴格做好爆破器材的運輸工作，運輸過程中要求由專職人員押運；爆破器材的領用和退料要做好詳細的記錄工作，每班每天核對數量做到物帳相符；嚴禁在雷天霧天進行裝藥放炮作業；臨時炸藥存放點（船）必須按公安部門和港航監督部門批準的地點設立，保證24小時有人值班；起爆前要保證安全距離內的水下作業人員或游泳人員離開水面；嚴格按照環保部門的要求，做好環境保護工作。

3.4 施工避讓

（1）嚴格執行國際海上避碰規則、港章和施工航行通告以及國家和有關部門的相關規定，加強現場施工人員與設備的施工安全管理，對施工現場的防臺風、防火、防爆、防汛和防盜等做好嚴格的安全防護措施，并承擔由于措施不力造成的事故責任和因此發生的費用。

（2）自航泥駁及各種輔助船舶在航行時應加強了望，注意周圍船舶動態，采用安全航速，及早采取避讓措施，防止出現緊迫局面。

（3）按規定施工作業區域作業。

（4）往返傾倒區按擬定航線航行。

（5）工地調度室應與當地的漁政等部門保持通信聯系。

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

（7）所有施工作業船舶須加強了望，主動用高頻電話、聲號、燈號與對方來往船舶聯系。

（8）采取一切措施，防止施工船舶、設備及材料的沉沒，若發生沉沒時，設防礙指示燈，直到打撈工作完成為止，所發生的費用由責任方承擔。

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 結束語

綜上所述，水下爆破施工是一項工程巨大的特殊水運工程，在施工時，嚴格與準確執行相關的工程技術規范，還要在施工試驗中，根據各施工現場地質、水文等不同條件，不斷總結與修正，只有這樣才能獲得有真正價值的參數與技術措施，以保障相關工程的施工質量和安全。

參考文獻：

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[2]蘇孝敏.水下鉆孔爆破在內河航道疏浚中的應用[J].水利建設與管理.2011（10）.