復(fù)雜工況條件下水下爆破施工的安全問題與應(yīng)對(duì)策略

王江偉 青島國(guó)際航運(yùn)服務(wù)中心

1.工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

本工程位于青島市膠州灣海域，工程由5萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船雙向、10萬(wàn)噸級(jí)船舶單項(xiàng)乘潮航道，擴(kuò)建為10萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船舶全天候雙向航道，該工程航道疏浚長(zhǎng)度1641m，有效寬度由280m疏浚到490m，底標(biāo)高由-15m（青島港理論最低潮面）疏浚到-16.5m，炸巖邊坡1:1，超深0.5m，超寬1m，炸巖方量34萬(wàn)m3。施工工藝采用水下鉆孔爆破施工，投入船舶包括鉆機(jī)船1艘及輔助船舶、挖泥船1艘、泥駁船2艘。

1.2 施工工況分析

（1）青島港的集裝箱裝卸作業(yè)主要集中在該港區(qū)，而工程所處區(qū)域是出入港區(qū)的唯一通道，根據(jù)2013年第一季度的船舶流量統(tǒng)計(jì)，每日在該水域及其附近通航的船舶約為127艘次，通航密度較大，且船舶進(jìn)出港航次和出入港時(shí)間不確定，航道施工與碼頭營(yíng)運(yùn)同時(shí)進(jìn)行，這給水下爆破施工帶來(lái)很大困難，大大影響施工效率，增加施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）施工區(qū)南北兩側(cè)皆有碼頭設(shè)施，距離最近的僅有81m，且施工期間，碼頭裝卸、船舶停靠等均要求不能受到影響，這給水下爆破施工帶來(lái)很大風(fēng)險(xiǎn)。

2.水下爆破施工的安全問題分析

2.1 水下爆破施工自身安全問題

水下爆破施工作業(yè)條件比較艱苦，施工中大量使用炸藥、起爆器材，危險(xiǎn)性較大，且水下爆破作業(yè)施工通過鉆孔船來(lái)實(shí)現(xiàn)，海上作業(yè)施工本身受風(fēng)、浪等自然條件影響較大，更加增加了施工的安全風(fēng)險(xiǎn)，事故一旦發(fā)生將會(huì)造成重大人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失。

2.2 水下爆破施工對(duì)周邊建筑物、船舶等的安全影響

水下爆破施工對(duì)周圍環(huán)境的影響，較陸上爆破作業(yè)具有更復(fù)雜的作用機(jī)理，危險(xiǎn)性更大，水下爆破施工產(chǎn)生的沖擊波、地震波、爆炸地震效應(yīng)、爆破涌浪等都會(huì)對(duì)周邊環(huán)境及建筑物產(chǎn)生不利的影響，而本工程周邊環(huán)境復(fù)雜，碼頭設(shè)施、裝卸作業(yè)的船舶和附近航行的船舶較多，周邊也可能出現(xiàn)潛水作業(yè)人員，不少漁船也穿梭于航道，水下爆破作業(yè)施工產(chǎn)生的危害可能對(duì)上述設(shè)施、船舶、人員的安全造成威脅，必須高度重視。

3.水下爆破施工安全的應(yīng)對(duì)策略

3.1 強(qiáng)化施工安全管理

安全管理是預(yù)防事故的基本方法，是整個(gè)工程管理的最重要環(huán)節(jié)之一，由于水下爆破作業(yè)施工危險(xiǎn)性較大，本工程在開工前制定了完善的安全管理體系，安全管理體系的內(nèi)容包括：建立安全組織機(jī)構(gòu)，制定安全規(guī)章制度，建立安全安全生產(chǎn)責(zé)任制，制定安全管理目標(biāo)，人員的安全教育和培訓(xùn)，日常安全生產(chǎn)檢查，應(yīng)急預(yù)案的制定和演練，生產(chǎn)安全事故的調(diào)查處理等等，施工中嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行，有效的遏制了安全事故的發(fā)生。

3.2 合理確定爆破參數(shù)

爆破參數(shù)的確定要根據(jù)周邊環(huán)境條件、地形地貌、巖土特性、施工設(shè)備和爆破器材性等綜合因素考慮確定，鑒于本文主要討論水下爆破施工的安全問題，所以本節(jié)重點(diǎn)闡述如何計(jì)算水下爆破施工對(duì)碼頭設(shè)施、船舶、人員等的安全影響。確定爆破安全距離。

3.2.1 爆破地震安全距離

依據(jù)《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS204-2008）的規(guī)定，爆破振動(dòng)安全允許距離計(jì)算公式為式1：

式中 R-爆破振動(dòng)安全允許距離（m）；K-與爆破點(diǎn)至計(jì)算保護(hù)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)，本工程取值為250；V-保護(hù)對(duì)象所在地質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)安全允許速度（cm/s），本工程取值為5；a-衰減指數(shù)，本工程取值為1.8；Q-炸藥量（kg）。

本工程爆破作業(yè)區(qū)距最近的碼頭距離為81m，根據(jù)公式一反算，允許安全炸藥量為783 kg。因此在距離碼頭81m位置處爆破施工允許的最大使用炸藥量為783 kg，隨著施工的推進(jìn)，施工區(qū)域逐漸遠(yuǎn)離碼頭，考慮工程的進(jìn)度等因素，炸藥量可逐漸增大，但不允許超出安全炸藥量，確保碼頭設(shè)施的安全。

3.2.2 爆破水中沖擊波對(duì)船舶的安全距離

依據(jù)《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS204-2008）規(guī)定，水中沖擊波對(duì)船舶航行時(shí)的安全距離為1000m，水下爆破水中沖擊波對(duì)施工船舶、停置船舶的安全允許距離（m）見表1。

一次起爆藥量大于1000kg時(shí)，水中沖擊波對(duì)施工船舶和人員的安全距離可按式2計(jì)算：

式中 RH-水中沖擊波的最小安全允許距離（m）；K0-系數(shù)，取值見表2；Q-一次起爆的炸藥量（kg）。

為保證施工過程中的周邊船舶安全，可以通過發(fā)布海上航行通告，讓過往船舶在本工程爆破時(shí)段避開施工水域，同時(shí)起爆前利用警戒船對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的各類船舶進(jìn)行勸離，確保安全；對(duì)于不能離開的船舶，應(yīng)按照其停置位置進(jìn)行計(jì)算，控制一次爆破藥量。

3.2.3 爆破水中沖擊波對(duì)人員安全距離

依據(jù)《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS204-2008）規(guī)定，水中沖擊波對(duì)人員安全允許距離（m）見表3。一次起爆藥量大于1000kg時(shí)，參照公式（2）進(jìn)行計(jì)算。

本工程附近海域無(wú)海水浴場(chǎng)，偶爾出現(xiàn)潛水員水下作業(yè)，施工中應(yīng)根據(jù)炸藥用量測(cè)算安全距離，對(duì)影響安全區(qū)域內(nèi)的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查，確保潛水人員的安全。

3.3 制定周密的施工方案

工程開工前，建設(shè)單位邀請(qǐng)海事、引航、港口企業(yè)、航標(biāo)等相關(guān)單位的業(yè)務(wù)骨干組成專家組，共同研究?jī)?yōu)化施工方案，經(jīng)過研討，最終確定采用分幅分區(qū)施工與封航施工相配合的施工方案，根據(jù)施工作業(yè)對(duì)港區(qū)運(yùn)營(yíng)安全的影響程度，將施工區(qū)劃分為全天候施工區(qū)、封航施工區(qū)、安全緩沖區(qū)，全天候施工區(qū)內(nèi)施工單位可24小時(shí)進(jìn)行施工作業(yè)，封航施工區(qū)內(nèi)利用每日兩次低潮，各4小時(shí)，共8小時(shí)的封航時(shí)間開展施工作業(yè)，在全天候施工區(qū)與封航施工區(qū)中間設(shè)置安全緩沖區(qū)，該區(qū)域主要是考慮到爆破引爆時(shí)產(chǎn)生的沖擊波以及炸礁船拋錨等因素對(duì)航行安全產(chǎn)生影響而設(shè)置的，安全緩沖區(qū)的施工作業(yè)主要是通過采取一些臨時(shí)性的安全措施完成的，例如掌握進(jìn)港船舶的計(jì)劃安排，合理控制每天爆破引爆時(shí)間點(diǎn)，利用施工警戒船進(jìn)行警戒等等。

通過制定完善的施工計(jì)劃，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，根據(jù)各個(gè)施工區(qū)的特點(diǎn)，制定針對(duì)性的安全管控措施，達(dá)到了安全施工的目的。

3.4 暢通溝通聯(lián)系機(jī)制

工程所處位置為通航水域，船舶流量較大，涉及管理部門較多，因此做好各單位的溝通聯(lián)系至關(guān)重要。開工前，施工單位編制通航安全宣傳手冊(cè)，包括工程概況、施工船舶、施工及通航方案、各相關(guān)單位聯(lián)系方式等內(nèi)容，并通過海事、引航站、港口企業(yè)等單位及時(shí)分發(fā)各相關(guān)單位，做好宣傳工作。施工期間，充分利用青島海事VTS系統(tǒng)，及時(shí)關(guān)注掌握船舶動(dòng)態(tài)，并嚴(yán)格遵守船舶定線制、船舶報(bào)告制。為方便管理，實(shí)現(xiàn)信息互通，建立了由各管理部門及港口企業(yè)參與的工作群，每天發(fā)布施工船舶錨位、封航施工的時(shí)間段等相關(guān)信息，便于各單位及時(shí)掌握施工信息。

表1 安全允許距離

表2 系數(shù)K0取值

表3 安全允許距離

4.結(jié)論

水下爆破施工作業(yè)雖然危險(xiǎn)性比較高，而且又遭遇復(fù)雜的工況條件，但是本工程通過采取有效的安全管理手段，創(chuàng)新安全管理的方式、方法，最終完成了制定的安全管理目標(biāo)，確保了施工安全，值得類似工程借鑒和參考。