大源渡航電樞紐炸礁工程淺點成因分析及控制措施

周志江,張韓濤,黃海軍

(1.湖南省航務工程有限公司， 湖南 長沙 410201；2.長沙市公安局治安支隊危爆大隊， 湖南 長沙 410002)

水下炸礁工程施工難度大，受水文地質、天氣、施工條件等多種因素影響。施工質量難以把控，最主要的問題就是水下炸礁施工后，挖泥船清挖時發現炸礁產生淺點，由于淺點處的巖堤仍高于設計高程，從而需要對淺點進行二次甚至多次爆破，直到達到設計標高，這無疑將加大施工成本并且延誤工期。因此，本文結合大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程施工實際經驗，分析了產生淺點的主要原因，并提出了相應的防治措施。

湘江二級航道二期工程大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程，依最新變更設計，挖槽寬度60 m，縱坡采用 5?，挖槽上游開口處控制高程為37.00 m，挖槽長度約為1150 m，每200 m作為一級階梯，挖槽下游開口處與原河床 36.5 m高程銜接。施工范圍以炸礁為主，設計工程總量為187253 m3，其中炸礁工程量為163621 m3，挖槽區域上層砂卵石覆蓋層疏浚量為23632 m3。

1 水下炸礁淺點成因分析

水下炸礁產生淺點的原因有很多,根據大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程實際情況,總結為以下幾點。

1.1 施工水位控制不當

為了保證礁石爆破施工區河底標高達到設計要求,在爆破施工中通常以鉆孔深度為主要控制值，即：

鉆孔深度=施工水位?設計高度?該孔位水深+孔深超深值

通過上式可以看出，鉆孔深度控制的關鍵就是施工水位，鉆孔深度隨施工水位的變化而變化。大源渡航電樞紐工程施工區緊鄰大源渡航電樞紐下游，施工水位對于樞紐下泄流量的變化十分敏感。由于施工期間為汛期，大源渡樞紐流量變化頻繁，水位極不穩定，日波動大，不確定性大。在水下鉆爆過程中，如果水位變化沒有及時觀測到，未根據水位變化調整鉆孔深度，則鉆孔深度將超過或低于設計深度，這時就會造成爆破淺點。

1.2 水下鉆孔平面位置與設計出現偏差

1.2.1 定位出現偏差

根據水下鉆爆施工技術，通過拉索和鋪設鋼絲繩控制鉆機船的運動和位置，根據測量儀器的定位判斷鉆機船的位置。換句話說，定位精度直接關系到鉆孔位置是否滿足設計要求。影響測量和定位精度的主要因素是施工放樣控制點的坐標是否正確、儀器是否按規范使用等。

如果鉆孔位置偏差過大，則實際孔距大于設計孔距的位置會出現淺點，錯誤的鉆孔位置會導致漏炸或炸不到設計邊線位置。

1.2.2 外界環境影響引起的偏差

本工程施工區域位于湘江大源渡樞紐下游洣河匯入口處，此處水流湍急且橫流水較大，當水流和橫流水的沖擊力過大，系泊設備的錨固力不足以與之相抗時，鉆機船的位置會在當前推力作用下發生變化，若船組技術人員不及時進行糾偏，會造成實際鉆孔位置與設計有所偏差。

1.3 施工技術的影響

1.3.1 炮孔深度不夠

（1）超深值選取不當。超深值應綜合考慮巖石性質、水深、爆破質量、清渣效率等幾個因素，但由于水下炸礁爆破施工環境的復雜性和特殊性，無法準確對水下爆破漏斗的類型進行量化分析，只能依靠現場施工人員的實踐經驗進行判斷，這就容易造成炮孔超深取值過小，從而導致藥包中心位置過高，炸藥能量無法有效地克服水下礁石底盤抵抗力，最終形成爆破淺點。

（2）鉆孔深度不到位。造成這種情況有兩種：一是在鉆孔施工中水位基準高程的控制不準確，造成鉆孔深度不夠或超鉆；二是在裝藥前孔內的沉積物和碎屑未被吹凈或鉆孔完成后未立即裝藥，導致泥沙和石渣淤孔，這也會導致鉆孔深度小于設計孔深。

1.3.2 裝藥不到底

水下鉆孔爆破宜一次鉆孔至設計要求深度，然后來回提鉆數次，如若操作不當容易造成孔壁不夠光潔，裝藥時易造成藥包卡塞，致使裝藥深度不夠，產生爆破淺點。

1.4 水下炸礁產生盲炮

盲炮是產生淺點最主要的原因之一。水下鉆孔爆破由于是在水下進行施工，受水文、地質、爆破材料和爆破技術等多方因素的影響，水下施工的質量難以控制，這樣不可避免會產生盲炮。如果爆破施工中出現盲炮，將會改變原設計的爆破參數，增加了孔間距離,使相鄰炮孔間爆破漏斗切線在河底設計標高處無法相切，致使爆破后碎石塊度過大，清挖機械無法進行開挖，從而留下淺點。產生盲炮的常見原因有以下幾個方面：

（1）導爆管質量差,連接中打結、受彎以及破損進入水或雜質，或導爆管綁扎處松動、脫落，發生拒爆。

（2）采用孔外微差時，間隔時間選擇不合理，使先爆炮孔的有害效應把后爆炮孔的導爆管打斷，從而不能正常傳爆產生拒爆。

（3）技術不熟練，操作又不謹慎，裝填中搞破導爆管，導爆管打結或在流速大時移船將導爆管拉細造成斷藥，由于斷藥長度達15 cm以上而產生拒爆。

（4）當起爆藥包進入孔內時遇到卡塞現象，反復提拉導爆管雷管，導致導爆管雷管從起爆藥包中脫落，造成起爆時導爆管雷管無法順利引爆藥包。

（5）裝入炮孔的導爆管在水流較急或鄰孔作業風壓作用反復擺動時，被鋒利的孔口巖石和管腳磨破而發生拒爆。

（6）在起爆網路的連接過程中，如果雷管的聚能穴指向與導爆管傳播方向相同，也會產生盲炮，因為導爆管在尚未傳爆前容易被雷管破片擊穿或切斷而使傳爆中斷。

2 水下炸礁淺點控制方法

2.1 嚴格控制施工水位

施工前應嚴格檢查水準點標高，按四等水準精度確定施工水準儀的位置和控制范圍，并按規定檢查施工水準儀的零點標高。當水位變化時，應重新測量水準，以確保零點高程的準確性。

鑒于大源渡工程施工區域水位對下泄流量變化極為敏感，項目部安排專職人員密切關注未來2～3 d的天氣、降水預報和水位預報。實時關注上游閘壩蓄排水通知，認真記錄水位變化，隨時通知施工現場相關人員。從而及時調整鉆孔深度和清挖深度，確保工程質量。

2.2 嚴格控制施工工藝

為了防止淺點的產生，最重要的是要做好施工工藝的控制，確保按設計進行施工。

2.2.1 優化爆破參數

（1）施工前選擇有代表性的施工區域進行試爆，通過對試爆后的爆堆高度、巖石塊度進行分析，合理優化炸藥單耗、孔網參數。

（2）加大鉆孔超深值，寧可開挖深度超出設計值也不能減超深值，充分利用炸藥能量，以防止淺點的產生，提高生產效率。

（3）合理安排各施工船的施工位置，在設計邊線及巖石密集處多布置炮孔，做到不漏爆。

2.2.2 保證鉆孔質量

鉆孔質量包括滿足設計要求的鉆孔深度和孔徑。鉆孔前應復核巖石表面高度，成孔后用風壓機將孔內泥沙、沉淀物吹凈并用標尺進行驗孔，確保實際鉆孔深度。

2.2.3 裝藥質量

裝藥質量包括根據設計單位消耗進行裝藥，保證單孔裝藥量，另一方面,裝藥應到達孔底。水下礁石爆破施工區地形復雜，無法看到實際鉆孔深度，應根據實測水深確定鉆孔深度，然后計算鉆孔裝藥量。裝藥是否到達孔底，應根據裝藥前后用標尺探測的裝藥深度、裝藥長度進行計算和判斷，裝藥時用藥桿壓住藥包頂部，拉穩藥包提繩，配合藥桿順進，通過套管緩慢地送人孔內。

2.3 預防盲炮的產生

（1）使用前對火工品性能進行檢測，禁止使用不合格產品；選擇具有優異爆炸性能的防水火工品，杜絕使用不合格火工品。外觀檢查有明顯缺陷的導爆管雷管不得使用(如有破損、折斷、壓扁、死結、斷藥長度大于15 cm等)。

（2）提高爆破設計水平，避免因設計誤差而發生拒爆。制作起爆藥包時必須將雷管插入一次藥包中心并用尼龍繩將導爆管與炸藥固定好。當水流速過快時，需對導爆管進行保護，將麻繩一端與藥包進行捆綁，麻繩另一端引出水面，塑料導爆管松弛的綁扎在麻繩上，由麻繩承受水流的沖擊力和拉力，確保網路安全、準爆。

（3）提高操作人員的施工技術水平，防止操作失誤造成拒爆；裝藥后，應小心取出套管。盡量將雷管保持在炮孔的中心位置，并固定好套管不讓其左右擺動，避免套管管腳和孔口鋒利的巖石割斷導爆管。

（4）綁扎雷管時，雷管的聚能穴朝向應與導爆管傳爆方向相反，導爆管應均勻地纏繞在擊發雷管周圍，然后用電膠帶牢固地纏繞。電膠帶捆扎層數應大于3層。每組導爆管雷管數量不超過20個。每 5～10個導爆管雷管使用 1個擊發（或過橋）雷管。

（5）鉆機船移位時不得返回越過己裝藥的爆區，以免船底和河床接觸時磨斷導爆管。造成炮孔全拒爆。移船及漲潮、落潮時，應適當收放導爆管；導爆管上附有漂浮物時，應及時清理。

2.4 嚴格控制鉆孔位置精度

由于水下礁石爆破作業是在水面上進行，外部因素對施工有很大的影響。由于水力、風力和波浪對鉆孔設備的影響，往往會使布孔位置產生偏差,影響爆破效果。在施工過程中，要保證船位、鉆機位置和孔位能夠固定在設計位置，才能保證孔網參數的精度。施工前，對所使用測量儀器、控制點坐標進行反復校核，測量過程中技術員應嚴格按照相關技術要求進行操作，發現測量數據有問題時應及時向現場負責人報告，并及時糾偏。

3 結 語

水下炸礁施工受施工條件的影響不可避免地會產生淺點，淺點過多將極大地影響工程的質量、進度、成本及企業的經濟效益。在大源渡航電樞紐炸礁工程施工過程中，根據施工現場條件，分析淺點產生的原因，不斷優化施工方案，調整爆破參數，逐步改進施工工藝，在一定程度上控制了淺點的產生，部分炸礁區域甚至未發現淺點，從而減少了二次爆破、降低了施工成本、加快了施工進度，提高了經濟效益，為類似工程提供了寶貴經驗。