硬質基槽鑿巖挖礁施工技術

范國娟

（福建寧德市港航設計有限責任公司， 福建 寧德 355200）

1 工程概況

本工程新建4萬噸級通用泊位1個，碼頭為重力式沉箱結構，泊位岸線總長200m，碼頭前方作業地帶寬30m，高程+9.1m，前沿設計底標高-13.7m。基槽總長為106.36+67.3m，基槽底寬41.85m，設計底標高-29m，兩側坡比1：3，頂層設計坡比1：5。基槽開挖方量共計約46.01萬方，其中開挖Ⅰ類土約30.25萬方，Ⅱ類土約11.5萬方，Ⅳ類土約1.97萬方。

硬質基槽開挖區域主要位于系纜墩，緊鄰泊位東側已有山體。清礁設計底標高-13.7m，約1.99萬方，開挖地質為中風化花崗巖層。清礁前沿線區域與港池設計底標高齊平。

圖1 ：基槽挖礁設計斷面圖

2 挖礁工藝

由于距離本工程水上約700m范圍為大片養殖漁排，且工程緊鄰已建8號、9號泊位，為確保工程周邊養殖魚類和已建8號、9號泊位的安全，并保證錘夯施工質量和工期，本工程基床夯采用分層錘夯工藝，將標高-29m至-17.7m拋石厚度每層提高為3.0m，以減少拋石船組移船、定位時間，減少各工序之間的干擾，同時提高拋石基床施工工效。

由于采用常規鉆孔爆破工藝，勢必會產生較大的水下沖擊波，對周邊養殖漁類將造成較大影響，后果不堪設想。為保證工程順利進行，該區域硬質基槽采用鉆孔船進行水下鉆孔，鉆孔深度按超深0.5m考慮，然后采用抓斗船配55t重型鑿巖棒進行水下碎巖，最后采用斗容15m3抓斗進行清礁工藝，每次開挖厚度約0.8m，如此分層循環作業，直至設計底標高。

3 施工方法

3.1 挖礁參數確定

根據地質、水深及施工環境因素考慮，確定鉆孔孔徑：φ130mm，孔距0.5米×排距0.5米，鉆孔超深0.5m，每次鑿巖厚度0.8m。

3.2 船機設備選擇

本工程鉆孔船采用長37.4m寬12m的“中海工58”炸礁船鉆孔作業，炸礁船從東側往西側鉆孔，海側往岸側進行施工。

鉆孔采用清礁平臺上6臺潛孔鉆，各臺鉆機采用21m3高風壓空壓機供風，單臺鉆機鉆孔能力15m/h能滿足本工程鉆孔需要。

抓斗船采用長45m寬19m的“恒強7”抓斗船碎巖與清礁作業，“恒強7”配備專用的碎巖設施（55噸的重型鑿巖棒）確保清礁效率。

由于工作面較狹小，每次碎巖完成一定面積后，抓斗船隨即對碎巖區域進行清礁。炸礁船則在不影響抓斗船施工的情況下鉆孔作業。

另配備一艘1000m3的泥駁船用于裝卸石碴。

3.3 施工順序

根據本工程的施工特點和總體施工布置原則，先進行鉆孔施工，待鉆孔覆蓋面積達1000m2時，在不干擾炸礁船鉆孔作業的情況下則按排抓斗船進場用碎巖棒破碎石頭，然后再進行清礁施工作業，抓斗船碎巖與清礁按0.8米分層循環施工。

3.4 鉆孔施工

施工時鉆孔船的船位布置平行航道中心線方向，每個船位的布孔圖見下圖2。施工前將施工區域的布孔圖用電子版的形式輸入定位軟件中，移船定位時，打開定位軟件直接在屏幕上顯示船舶的位置，直到實際位置和設計位置在誤差范圍內為止。

為保證施工效率，鉆孔船一次性鉆孔至設計底標高，并超深0.5m，按照要求鉆完孔后，鉆孔船退場，及時為抓斗船提供足夠作業空間。

3.5 鑿巖施工

根據地質勘察資料，本工程系纜墩處巖層從上至下依次為卵石、散體狀花崗巖、中風化花崗巖、微風化花崗巖。巖石強度較高，單軸飽和抗壓強度達50～80MPa。待鉆孔船鉆孔后，采用重約55t劈裂斧直接沖砸巖面，巖層沿鉆孔方向分裂成塊狀，然后采用重型抓斗進行清礁。

圖2 ：鉆孔孔位布置示意圖

圖3 ：鉆孔船就位鉆孔施工圖

圖4 ：挖礁船水上鑿巖棒實物圖

圖5 ：挖礁船鑿巖及鉆孔現場施工圖

正式沖砸前，先采用不同沖程試砸，然后通過抓斗開挖難易程度、巖層碎裂程度等進行后續糾正，以選擇合適的沖程，提高作業效率。

3.6 清礁施工

基床面碎巖后，更換重型抓斗負責水下清渣。

在施工中，根據每個清碴區域的實際范圍劃定條數，每兩條之間保證有一定的重疊部分(一般為2米)，斗與斗之間亦要重疊，保證基床面清理徹底，無孤石存在，便于下層的碎巖施工。每層清礁厚度0.8m，逐層施工。

此外，在開挖深水區域，抓斗受潮流流速的影響，會產生“漂斗”，開挖時應考慮抓斗的漂移，并通過測試確定下斗的位置。

圖6 ：挖礁船重型抓斗實物圖

圖7 ：挖礁船重型抓斗配泥駁清礁施工圖

根據設計及規范要求，清碴工程結束后，應對施工區域進行掃床，不允許有淺點存在。對于抓斗式挖泥船漏清的淺點，用DGPS精確定位后，直接進行沖砸處理，然后由重型抓斗清除，直到測深儀測量結果滿足設計水深為止。

3.7 功效分析

結合本工程的特點及船機設備施工功效分析，鉆孔船平均每天鉆孔約120個，碎巖與清礁方量的理論日產量約為200m3/天，則完成鉆孔共需12000/120/0.8=125天；清碴需要天數：20000/200/0.8=125天。鉆孔船與抓斗船平行施工作業天數為60天，總工期為6個月。雖然較鉆孔爆破施工周期長，但該工藝有效解決了爆破對周邊養殖的影響，保證了工程順利完工。

4 結束語

福州港三都澳港區漳灣作業區10號泊位工程硬質基槽采用鉆孔+鑿巖+清礁組合工藝，很好地解決了鉆孔爆破對周邊漁排的影響，為今后類似工程施工提供了經驗。