內河港水工項目水陸結合爆破工程關鍵施工技術

秦曉峰 張洪濤

摘 要：文章以柳州港鹿寨港區江口作業區一期工程為例，針對施工難點提出應對措施，通過對水下、陸地爆破工程施工技術可行性的研究及實踐，得出水陸結合爆破工程關鍵施工技術總結，并取得了良好的社會效益。

關鍵詞：水下爆破 石方爆破 內河港

1.工程概況

柳州港鹿寨港區江口作業區一期工程位于柳州市鹿寨縣江口鄉附近的柳江左岸、紅花水電樞紐下游約17.6km。項目碼頭港池、錨地水域炸礁以及陸域炸礁總工程量為21萬m3。

2.施工方案選擇

（1）水下控制爆破

本工程可選用的爆破方法有水下鉆孔爆破和水下裸露爆破。結合現有設備及項目臨近居民區的實際情況，為更好的控制爆破危害對周邊環境的影響，臨近居民區計劃采取鉆孔控制爆破施工工藝，其余礁石區采取常規鉆孔爆破方案。

（2）陸地控制爆破

根據工程地質勘察報告，巖石種類主要為中風化灰巖，平均巖厚1.1m左右，計劃采用淺孔爆破方法進行施工。先由陸上施工設備開挖至巖面，根據實際巖層厚度進行爆破參數設計。為了降低飛石、噪音等爆破危害產生的影響，爆區采用鐵絲網、竹排板覆蓋等防護措施。

3.施工工藝

3.1水下爆破施工

3.1.1爆破設計

根據地質勘探資料，本工程的爆破巖石為軟巖石及中等硬度巖石8級，為了爆破不留石埂，按中等硬度巖石8級并結合其他因素綜合確定爆破設計參數，確定合理的裝藥量。參照規定和相關經驗，選取合理的相關參數：

炮孔直徑：選用裝備100型潛孔鉆機的鉆爆船，鉆頭直徑100mm，故D=115mm。

炮孔間距：現有鉆機設備孔距為2.5m，故a=2.5m。

炮孔排距：b=2.0m。

鉆孔超深：根據經驗，水下鉆孔和爆破的超深為1.8～2.5m，本項目暫定為2.2m。

藥卷尺寸：選擇防水性能較好的2號巖石乳化炸藥，藥卷用塑料袋包裝，直徑Φ=90mm，每節長度為0.4m，每節的藥卷重量為3.0kg。

雷管：選擇導爆管長度10m的防水型毫秒延期塑料導爆管雷管作為引爆元件，段別1～15段，實際裝藥是雷管采取隔段使用的方式，起爆用擊發槍直接擊發塑料導爆管。

單孔裝藥量：本工程單耗取q0=0.97×2.09=2kg/m3。

爆破后通常形成爆破漏斗，產生疊加效應。施工中根據爆破后清礁效果，及時調整孔距、排距參數。

3.1.2水下爆破施工工藝

（1）鉆爆船舶定位。根據鉆機施工的定位要求（橫搖擺動≤0.3m），鉆爆船通常采用錨泊定位方法。船體采用6根鋼索固定船舶的位置，即前后一條主纜，左右兩側設置兩根邊纜。采用1.0～3.0t左右錨塊拋錨定位。在施工船靠近航道側的兩邊纜上設有下沉鏈條，確保鉆爆船穩定的同時，可使邊纜下沉水底滿足過往施工船舶的通行要求。

（2）鉆孔施工。本項目采用水下鉆孔爆破施工方法。鉆孔布局基于設計圖紙確定平面控制參數。在鉆孔之前，根據設計基準高度，實時水位，水深和超深度，計算出鉆深和孔深，然后根據孔深計算出裝藥量。

（3）藥包的加工、裝藥、堵塞。藥包的加工在鋪有木板的房間內進行，將條形藥卷對接，并用竹片把藥卷夾好綁緊每條藥包長度控制在2m以內。加工方法如下：

用竹片夾住藥柱并系緊，安裝雷管時，注意雷管的段別區分，裝藥時，慢慢將藥袋放入外殼并擰緊吊繩安裝藥物后，檢查包裝的頂部標記是否應低于設計標高（誤差范圍0～20cm）。否則，重新鉆孔和再裝藥，殘留的孔回填粗砂，以防止藥袋從炮孔中漂浮出來。裝藥完成后，如果檢查裝料不合格，則將船重新移位到孔旁邊≥0.5m的位置補鉆孔，重新裝藥。

根據類似工程的經驗和結合本工程的特點，由于前排爆碴對后排巖塊的拋出起了阻礙作用，選擇合適的微差爆破時間，可以使前排炮孔的爆破為后排炮孔提供了臨空面，加強后排爆起的巖塊與前排爆起的巖石相互碰撞，增加巖石破碎度。而且前排孔爆破后，為后排孔提供了自由面，提高了爆破效果。此外，選擇合適的爆破時間間隔，有利于巖石的拋擲，同時避免了爆破引起地震波疊加，有利于減小震動效應。非電雷管一般選用1～15段的雙數段，裝藥時根據控制爆破要求，核算單段起爆最大裝藥量，分段別使用時雷管選用隔段安裝的方式。延期雷管的布置順序為從深水到淺水依次為低段到高段。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。

（5）爆破網絡聯接及起爆。根據工程施工條件，為避免爆破地震對周圍建筑物造成的破壞，減少沖擊波，爆轟網絡采用“并聯”方式連接。爆破網絡每排單孔齊發，孔與孔、排與排之間采用非電毫秒雷管延時起爆，起到減少爆破震動的作用。當裝藥量接近安全起爆藥量時，進行起爆網路連接，檢查起爆電纜的導通電阻，安排好爆破前的安全警戒工作。確認船舶、水中人員、陸上人員設備等都在危險區以外，無安全隱患后起爆。

（6）補爆清點。水下清點采用兩種方式，對大面積淺區，用鉆爆船鉆孔爆破，挖泥船清渣。對水下孤點，因套管繞度較大，套管不容易定位在淺點處，下套管后潛水員沿套管方向下水，摸測淺點后，人工投藥裸爆清點。

3.2陸上石方爆破

3.2.1爆破設計

根據地質勘察資料，陸上石方爆破采取淺孔爆破方式，依據“多眼、淺孔、密炮、少藥”原則，采用Y20型氣動鑿巖機進行鉆孔施工。爆破參數的選取和裝藥量的計算應符合規范要求，并應根據微差爆破取最大一段藥量復核爆破安全距離和爆破震動速度，在實施過程中，不斷修正爆破參數，以確保周圍建筑物的安全。

3.2.2爆破施工安排

根據地質勘察資料，本工程的中風化灰巖全部按堅硬巖石核算，以確保爆破后的巖石破碎滿足開挖要求。采取排間微差爆破方法，采用復式起爆網絡，孔內安裝1發7段毫秒延時引爆管雷管，排間采用3級毫秒延時引爆管雷管傳輸，每排孔通過導爆管四通進行連接。一次爆破總藥量根據現場情況實際確定，排間微差爆破起爆網路圖如圖1所示。

3.2.3爆破施工工藝

（1）裝藥和堵塞方法。裝藥前，去除炮眼中的石粉和泥漿，清理炮眼周圍雜物，將藥卷逐一送入炮孔，并輕輕下壓，爆破孔中炸藥的位置應準確。裝藥后，將堵塞物與1份粘土，2份粗砂和松散的土壤混合，并加入適量的水，及時堵塞爆破孔。

（2）爆破防護。陸上爆破容易產生飛散物，需采取措施控制爆破的有害影響。本次陸上爆破區域與民房等建筑物有一定的距離，為進一步確保施工安全，對爆破區進行加蓋防護。在爆破的區域內蓋壓2mm厚的竹排板，竹排板頂部蓋壓鐵絲網，在鐵絲網頂部蓋壓沙袋，減少爆破飛散物的產生。另外，在居民區附近設立警示牌，張貼爆破公告，必要時對居民區設立防護網。

3.3爆炸安全距離驗算

港池區域西南方向距離民房140m，西北方向110m，錨地區域北面距離民房74m，南面距離白沙學校350m。通過爆破地震安全振動速度對周邊民房等建筑物的最大一段容許起爆藥量進行計算。根據規范，爆破安全距離按式（2）計算。

根據相關數據計算出R值。為了避免本工程爆破施工所產生的地震波對周邊建筑物的影響，施工中嚴格控制炸藥裝量在保證建筑物安全的最大單段容許起爆的控制藥量范圍內，并采用設置減震孔及減震溝槽的方法嚴格控制爆破振動對建筑物的危害。

4.結束語

綜上所述，本工程針對柳州港鹿寨港區周邊復雜的施工環境，精細組織水下、陸地爆破施工，有效降低了爆破施工的風險，工程進度符合業主要求，安全事故發生率0%，取得良好的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]GB 50201-2012，土方與爆破工程施工及驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2]JTS 204-2008，水運工程爆破技術規范[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3]劉勝林.水下基槽炸礁施工技術的應用[J].中國水運（下半月），2014（05）：362-363.