松動(dòng)控制爆破技術(shù)在航道水下施工的應(yīng)用

安彪

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，探索松動(dòng)控制爆破方法、步驟及實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：爆破技術(shù) 水下 施工 控制

1.前言

在貴州航道整治工程暗礁水下工程施工中，地質(zhì)結(jié)構(gòu)受貴州巖溶喀斯特地質(zhì)影響，且多為基巖，在工程實(shí)施中必然進(jìn)行大量的爆破施工。由于地質(zhì)情況復(fù)雜，爆破效果，將受多方面因素影響，難度較大。

本文將介紹松動(dòng)控制爆破技術(shù)在航道整治工程炸暗礁施工的應(yīng)用，該工程為烏江航運(yùn)建設(shè)HD04標(biāo)航道整治工程，系國家“十二·五”重點(diǎn)建設(shè)工程項(xiàng)目，位于思林電站大壩下游1.5km～3.2km。電站每天于22：00左右關(guān)閘，本灘段大約23：30左右水位低于設(shè)計(jì)水位以下，到凌晨0：30達(dá)到最枯水位，持續(xù)至次日7：00左右，7：30上漲高于設(shè)計(jì)水位2m左右，之后逐步達(dá)到最高水位。

2.工程概況

該標(biāo)段工程量主要集中在江口灘段，灘段全長約1700m，新開航槽，暗礁工程量為125900m3。分為上、中、下三段，對應(yīng)為江口、魚磬盆、下魚磬盆。江口灘灘頭水深不足，左岸石盤伸向河心，壓縮河床，曲度半徑不夠，右岸為一砂卵石邊灘，岸線遭沖刷極不穩(wěn)定；上魚磬盆是在原生基巖石盤上新開航槽，開挖深度高低不平；下魚磬盆灘左岸石盤侵占三分之二河床，且航槽中零星礁石錯(cuò)綜復(fù)雜，航寬不夠。

3.爆破方案的選定

本工程工期短，工程量大，且上游電站發(fā)電下泄水流暴起暴落，受其影響給爆破施工作業(yè)鉆孔、裝藥、填塞、安全等增加了難度。根據(jù)本工程特點(diǎn)，從施工方案、鉆孔設(shè)備、成孔工藝、爆破施工工藝等進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最佳的爆破效果。為此針對本工程特點(diǎn)及施工要求，確定采用松動(dòng)控制爆破技術(shù)進(jìn)行水下炸暗礁施工作業(yè)。

4.采用方法及步驟

4.1鉆孔機(jī)械選用考慮的因素：

1）地質(zhì)因素：其巖石為石灰?guī)r，為典型的喀斯特巖溶地質(zhì)，鉆孔機(jī)械在鉆進(jìn)過程中易產(chǎn)生卡鉆等，因而需選用高風(fēng)壓鉆孔設(shè)備，風(fēng)壓高，克服了卡鉆的問題。

2）鉆進(jìn)效率：工程量大、集中，航道施工季節(jié)時(shí)水位影響其工期短，且受電站下泄水流影響，因此要求鉆孔設(shè)備鉆進(jìn)效率高。

3）自行機(jī)動(dòng)能力：由于水位暴漲暴跌，水位變幅3～5m，甚至超過8m；且水位上漲迅猛，最快上漲約30分鐘達(dá)2m左右。因此在水位上漲時(shí)迅速的撤離作業(yè)現(xiàn)場，確保設(shè)備安全。

4）孔徑：結(jié)合施工工藝以及機(jī)械設(shè)備，選用120mm的孔徑。

本工程選用機(jī)械為：鉆機(jī)TY370GN，其工作壓力為：1.05～2.46MPa；空壓機(jī)為1150RH，其主要性能參數(shù)：流量30.3m3/min，工作壓力0.97～2.41MPa，額定輸出壓力24.1bar（2.41MPa）。

4.2鉆孔工藝

充分利用電站關(guān)閘時(shí)特枯水位的特點(diǎn)，此時(shí)水位低于設(shè)計(jì)水位約1m，退水前將通過船舶將鉆孔設(shè)備調(diào)動(dòng)至作業(yè)現(xiàn)場，水位退至適合作業(yè)時(shí)，將設(shè)備行駛至作業(yè)點(diǎn)，進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)。

現(xiàn)場出露水面的作業(yè)點(diǎn)，適合或滿足鉆機(jī)作業(yè)，即可按布設(shè)的孔位進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)；不便行駛及鉆機(jī)作業(yè)的，采用挖掘機(jī)破碎頭輔助作業(yè)，為鉆機(jī)創(chuàng)造作業(yè)條件，開辟通道、鋪設(shè)施工作業(yè)平臺。

對于水面以下的作業(yè)點(diǎn)，采用筑島施工工藝進(jìn)行鉆孔作業(yè)。即運(yùn)用挖掘機(jī)以及挖掘機(jī)破碎頭反填，將作業(yè)點(diǎn)填出水面，以進(jìn)行鉆機(jī)作業(yè)。

4.3爆破參數(shù)

采用微差分排起爆，分別從前沿分排向后推進(jìn)。其炮孔排距為2.5m，間距為3.5m，為梅花形分布。鉆孔深度確定：作業(yè)點(diǎn)至設(shè)計(jì)河底高程加鉆孔超深，鉆孔超深為1.2～1.5m。

4.4裝藥量計(jì)算及校核

爆破用炸藥選用2#巖石乳化炸藥，藥卷直徑為Φ80，起爆采用導(dǎo)爆管非電起爆。

單位耗藥量（單位用藥量系數(shù)）K，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場的實(shí)際情況，K取0.25～0.40Kg/m3，最終通過進(jìn)行1～2次試爆而確定合理的系數(shù)K值；最小抵抗線W根據(jù)所需控制飛石方向而定，取 W=2～2.5（m）；鉆孔深度h，設(shè)計(jì)河底高程（以圖示位置為C2498斷面為例計(jì)算）為359.15m，施工超深0.3m。則該斷面鉆孔深度為2.8m～6.8m，以其中一排h=5.5m進(jìn)行計(jì)算；孔網(wǎng)參數(shù)為2.5m×3.5m；單孔裝藥量Q的計(jì)算公式：Q=Khaw（Kg）或Q=Khab=19.25（Kg），按19Kg計(jì)算。本工程裝藥結(jié)構(gòu)均采取連續(xù)柱狀裝藥結(jié)構(gòu)，連續(xù)柱狀裝藥結(jié)構(gòu)是將設(shè)計(jì)計(jì)算炸藥量直接連續(xù)裝入炮孔內(nèi)，在炸藥中放入起爆雷管。堵塞必須按要求堵塞，以保證其爆破效果。堵塞材料采用細(xì)沙粒裝入孔內(nèi)用木質(zhì)或竹桿炮棍搗密實(shí)即可，堵塞長度L≥0.6W。本次裝藥孔數(shù)共155個(gè)，總裝藥量為2860kg，其中裝藥量最大一排為28孔。

裝藥量：Q=28×19=532kg，V=K（Q1/3/R）α，中等堅(jiān)硬巖石，K=150～250，取200；α=1.5～1.8，取1.7。

地面質(zhì)點(diǎn)安全振動(dòng)速度為：V=2～3cm/s，取V=3cm/s。

安全振動(dòng)距離經(jīng)計(jì)算為R=95.83m。

普通民房輕微破壞，V=10～15cm/s，取V=12cm/s。其振動(dòng)距離R=51.6m。

爆破個(gè)別飛石距離校核，d：炮孔直徑，d=12cm，RF（max）=40d/2.54=189m。

4.5網(wǎng)路設(shè)計(jì)及起爆

藥包起爆采用導(dǎo)爆管雷管，為了獲得最佳爆破效果，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，同時(shí)減少地震波，避免地震波疊加，其網(wǎng)路設(shè)計(jì)采用微差起爆。

導(dǎo)爆管的選用：為了確保傳爆線路可靠，傳爆時(shí)間小于最小起爆時(shí)間。孔內(nèi)導(dǎo)爆管采用高段別8段，其延時(shí)秒差為300毫秒，孔外導(dǎo)爆管采用低段別1段和2段，其延時(shí)分別為12毫秒和25毫秒。

傳爆網(wǎng)絡(luò)：1排2段、2排2×2段、3排3×2段、4排4×2段、5排5×2段。

網(wǎng)絡(luò)傳爆時(shí)間計(jì)算：1排25毫秒，2排2×25毫秒，……，5排5×25毫秒。

起爆時(shí)間計(jì)算：1排325毫秒（25+300），2排350毫秒（2×25+300），……，5排425毫秒（5×25+300）。

起爆：采用電雷管作為導(dǎo)爆管起爆元件，起爆器材采用YJ—新600型高能起爆器，電雷管連接采用串聯(lián)電路。網(wǎng)路連接無誤后，作好起爆前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，利用水位上漲趕到爆破覆蓋作用，及時(shí)起爆。

注意事項(xiàng)：

1）為了確保傳爆可靠，以及避免個(gè)別導(dǎo)爆管拒爆，采用雙導(dǎo)爆管進(jìn)行連接。

2）特別強(qiáng)調(diào)在連接導(dǎo)爆管時(shí)，必須綁扎牢固，導(dǎo)爆管不能破損折斷。

3）孔外導(dǎo)爆管必須采用多點(diǎn)綁扎在不易拉伸變長的繩索上，且導(dǎo)爆管留有一定的富余長度，再行固定，以防止導(dǎo)爆管被水流沖刷變形或折斷。

4）網(wǎng)絡(luò)傳爆導(dǎo)爆管雷管盡量懸空，以免炸壞其它導(dǎo)爆管，影響傳爆。

5.爆破效果

本次爆破一次成功，達(dá)到了預(yù)期目的，爆破巖石完全松動(dòng)，藥包破壞范圍符合設(shè)計(jì)要求。爆破振動(dòng)小，無飛石。實(shí)踐證明，松動(dòng)控制爆破技術(shù)，爆破后巖石松動(dòng)而不飛散，開裂而不滑塌。在爆破設(shè)計(jì)時(shí)控制裝藥量，炮孔布置合理，節(jié)省了施工費(fèi)用。同時(shí)采用孔外延時(shí)起爆網(wǎng)路，孔內(nèi)使用高段別導(dǎo)爆管，不易出錯(cuò)和便于操作，確實(shí)在施工中值得推廣和學(xué)習(xí)。endprint