泉州秀涂港16#泊位炸礁爆破方案設計

■陳志華 ■廣州粵科工程建設監理咨詢有限公司，廣東 廣州 510230

1 概況

泉州港秀涂作業區16#泊位工程位于泉州灣港區北部，惠安縣東園鎮秀涂村東側的近岸海域。該場地屬濱海潮上帶～潮下帶，大部分為泥灘，北面部分為砂灘，東面有巖礁分布，地形起伏變化較大，地面標高為-5.32～8.29m(基準面為理基，下同)，最大水深＞8m。覆蓋層主要由第四系淤泥、粘性土和沖積砂層組成;基底為燕山早期花崗巖，各風化巖土層的厚度、分布不均勻，變化很大。

根據施工要求結合本工程實際，擬投入的主要船機為1 艘800t 鉆爆船進行水下炸礁。

2 爆破施工布置

2.1 方案選擇

(1)炸礁分區。根據泉州港秀涂作業區16#泊位工程平面布置圖分析，炸礁區域分為:基槽炸礁段、港池炸礁段、回旋水域炸礁段。(2)炸礁順序。根據施工進度安排，炸礁順序由北往南，炸礁船首先進入基槽炸礁段施工，然后依次進入港池炸礁段、回旋水域炸礁段進行施工，炸礁施工順序按第一區至第六區順序進行炸礁施工。根據該爆破區地形狀況、開挖深度和周圍環境，結合現場情況，采用水下鉆孔爆破方法進行施工。

水下爆破方案:采用水下鉆孔爆破，采用鉆機作業船鉆孔，一次鉆孔至設計要求標高(包括超鉆)，鉆孔孔徑為165mm。

2.2 設計原則

(1)采用大口徑(φ=165mm)水下鉆孔爆破作業。(2)根據實際巖層厚薄分布情況適當調整排距，盡量避免大塊產生。(3)每次爆破的布孔形式都要根據地形靈活掌握。(4)每次爆破均用非電毫秒導爆管雷管，孔內毫秒差雷管延時，以控制單段齊爆藥量，減小爆破地震波的危害。

3 爆破參數的設計

3.1 水下鉆孔爆破技術參數設計

爆破參數的確定應根據實地爆破試驗進行調整，一次起爆用藥量應滿足爆破震動及水中沖擊波在規范規定的安全范圍之內，保證安全施工、文明施工。

孔距、排距、超深及炸藥量的布置要滿足如下要求:保證安全施工，爆破清渣后盡量一次成型，爆破塊度適中，便于挖泥船清渣。孔網參數設置如下:炮孔直徑d=165mm，炮孔間距a=3.0m，炮孔排距b=2.0m，各排炮孔交錯布置(梅花型布孔)，超鉆深度h=1.5m～2.0m(在鉆爆工作中應根據實際情況作適當調整，以滿足設計底高要求)。

爆破參數選擇及裝藥量確定:藥卷直徑:φ145mm。堵塞長度:0.5m。單孔裝藥量:根據《水運工程爆破技術規范》，(首排炮孔)Q 由下式計算:Q=0.9qabH。首排孔以后的炮孔按公式計算:Q=q0baH0。式中:Q—裝藥量(kg);q0—單位炸藥消耗量(kg/m3)。計算得:Q=q0baH0=2.96 ×3 ×2 ×H0=17.76H0，同時還需考慮裝藥量必須達到鉆孔深度的85%左右。

以上參數為初步確定，在實際施工中，將根據實際情況(爆破效果、挖泥船的性能、鉆孔深度、地質條件等)進行適當調整，以確定最佳值。

3.2 裝藥與堵塞

為防止碎石堵孔及泥沙回淤，鉆孔完成后應立即裝藥，炸藥用裝藥桿將其裝入孔底，堵塞用碎石夾顆粒較大的中沙，起爆體用乳化炸藥，起爆體長0.5m，其直徑為145mm。每個起爆體中用同段號的非電塑料導爆管雷管兩發。

3.3 爆破網絡及起爆方式

(1)起爆網路:采用非電起爆網路，即鉆孔內的每個起爆體用同段號的塑料導爆管雷管兩發。在實際工作中，每組塑料導爆管雷管用兩發起爆導爆管雷管傳爆，每組起爆導爆管雷管傳爆的塑料導爆管雷管的數目控制在20 發以內，每組塑料導爆管雷管均勻纏繞在雷管四周，并用絕緣膠布綁扎牢固。(2)水下傳爆電爆網絡的導線(含主線、連接線)采用足夠強度、防水性和柔韌好的絕緣電線，爆破主線路呈松馳狀態。為了保證每一個孔炸藥準爆，每個起爆體采用兩發同段非電雷管。(3)微差時間及雷管段的劃分。根據類似工程的經驗和結合本工程的特點。非電雷管選用(1 -10 段)，相鄰兩段雷管起爆時間間隔選定為50～75 毫秒左右。段發雷管的布置順序為從深水到淺水依次為低段到高段。這樣，前排炮孔的爆破為后排炮孔提供了臨空面，相鄰的兩排炮孔爆破的巖石相互碰撞后，巖石的塊度減小。合適的微差爆破時間避免了爆破產生的地震波疊加，還可減小爆破地震效應。綜上所述，微差爆破可實現提高爆破效果和達到減震的目的。

3.4 爆破試驗

在巖石爆破開挖施工前，應對初爆破參數進行爆破試驗，根據試驗情況進行參數調整，試驗結果用于指導現場施工，根據本工程施工特點和地形情況，爆破試驗可在施工初始時結合現場施工進行。

(1)樹立“無障礙網絡教育”的理念。政府和教育者要加大對障礙人士的關注。目前在無障礙網絡教育這一塊的研究還相對稀有，這是不利于網絡課程全面化、全民化發展的。

4 爆破網路設計

爆破主要起爆器材采用非電毫秒導爆管雷管及起爆導爆管，起爆網路為非電導爆網路。這一起爆網絡抗擾性強、安全性好、起爆可靠、起爆數量不受限制、使用方便簡單等特點。

4.1 網路聯結形式

采用非電毫秒差導爆雷管的孔內延時起爆網路。每孔裝入兩發毫秒差導爆管雷管，孔內導爆管聯接各個藥卷，以確保爆破的可靠性。

4.2 延期形式

采用孔內毫秒差導爆管雷管延期起爆，以降低每段齊爆的藥量，充分達到延期的減震的目的。

4.3 起爆方式

孔外接起爆導爆管聯接各個孔雷管的導爆管，最終采用非電起爆器引爆起爆導爆管來引爆整個網路。

5 爆破安全技術措施

爆破安全技術措施有三個方面:一是施爆過程中的安全;二是爆破個別飛石、地震波、水中沖擊波、空氣沖擊波、爆破噪音方面的安全;三是爆破施工過程中滲水處理措施。

5.1 個別飛石的控制

由于本工程最淺點水深為-6.0m，按照《爆破安全規程》規定，水下鉆孔爆破水深大于6m，可不考慮飛石對地面或水面以上人員的影響。

5.2 爆破地震波的安全距離

故一次起爆最大單段藥量不超過500kg 時，垂直震動速度對100m以外的建筑物無害。在實際水下爆破施工時，用起爆器起爆，其單段的最大起爆藥量控制在500kg 以內，爆破產生振速可有效地控制在一般建筑物的抗震振速2cm/s 以內。此外，為了保證建筑物的安全，我們在采用多段別導爆管爆破施工減震的同時，在爆破初期對重要建筑物和距爆破源最近的建筑物進行爆破監測(主要監測爆破質點的垂直振動速度和豎直震動速度)，以監測數據來確定單次起爆最大藥量和單段起爆最大藥量，確保施工區周圍建筑物的安全。

5.3 水中沖擊波的安全距離

根據《水運工程爆破技術規范》，水下鉆孔爆破時水中沖擊波對人員、施工船舶的安全距離按下表1 確定。

表1 水中沖擊波安全距離表

上表中所列距離是警戒船必須搜索和警戒的范圍，其安全距離外為人員或船舶需撤離的距離。警戒人員必須按裝藥量來控制警戒區域的安全，爆破員在起爆前必須把安全距離告知警戒人員。

5.4 爆炸空氣沖擊波影響范圍

因本次爆破采用水下鉆孔爆破，因此不考慮空氣沖擊波的影響。

5.5 涌浪的影響范圍

因爆破選擇朝面大海方向，故噴水柱也主要進向大海方向，且爆破單響藥量小，爆區周圍海岸邊坡無需特別保護，可不需要考慮爆破的涌浪效應的影響，但需隨即觀察爆破后岸邊坡的變化情況。

6 小結

爆破施工組織管理工作牽扯面廣，專業知識性強，紀律性要求高，而且具有一定的風險性，根據有關規定建議由有關部門的施工單位聯合組成爆破指揮組，便于組織、管理、協調。

成立爆破指揮部，施工單位負責組建，指揮長由施工單位委派，施工單位負責爆破合同范圍內的現場安全及警戒，協調地方相關人員、設備撤離，爆破的一切指揮由指揮部統一發出。

［1］許建述.淺談北疆某水電站石方爆破開挖控制［M］中國水運，2014.10.

［2］吳金倉.深水海底溝槽爆破開挖技術［M］爆破技術，2010.4.