內河航道水下炸礁工程施工技術

秦 玲

（貴州遠航交通工程有限公司，貴州銅仁 554300）

1 工程概況

某航道擴建工程（擴建10 萬t級雙向航道）一期工程航道長10.759 km，拓寬作業后，航道底標高-13.3 m，寬約為360～390 m。由于底質存在大量礁石，因此，采用水下炸礁方式疏浚，炸礁面積約56.4 萬m2，巖質多為中等風化石，設計炸礁工程量不含超深約61.57 萬m3。

2 爆破參數設計

2.1 選擇器材

藥柱密度1.08 g/cm3，爆速≥4.807 m/s，猛度≥17.2 mm，殉爆距離≥6 cm。

其對防水性能要求高，且藥卷采用塑料袋包裝，炸藥直徑為90 mm，藥卷長40 cm，標稱重量為3.0 kg。

選擇長度24 m的防水型塑料起爆元件，激發元件的起爆雷管采用導爆管雷管，導爆管雷管主要參考水位變化、孔深情況，毫秒延期段別1～11段，擊發塑料導爆管時使用擊發槍激發起爆雷管。

2.2 參數選擇

在工程開工之前，應按照《水運工程爆破技術規范》（JTS 204—2008）要求，結合現場工況和相關施工經驗進行試爆，以保證排拒、孔距、單耗均為合理方案下的最佳布置方式。

本工程設計爆破參數如下：（1）采用梅花形布孔；（2）直徑為115 mm；（3）間距為2.5 m；（4）排距為2.5 m；（5）鉆孔超深為1.5 m。具體可根據實際的地質情況和施工需要進行調整。

2.3 計算藥量

單孔裝藥量根據《水運工程爆破技術規范》要求，計算炸藥量：

式中，Q——炸藥量（kg）；q0——單位炸藥消耗量，取值為1.1～1.42 kg/m3；H0——爆破巖層厚度（m）；a——炮孔間距（m）；b——排距（m）。

確定單孔裝藥劑量，藥柱加工時調整藥柱捆綁的藥量，根據巖性、巖層厚度、孔深60%～80%裝藥量、藥卷規格等。

3 水下炸礁施工方法

（1）施工定位。

使用GPS衛星定位系統可幫助水下鉆孔準確定位船舶位置，可有效減少因疊鉆、漏鉆引起的問題，并將孔位的偏差控制在±40 cm內。按照設計確定的平面控制參數，將鉆孔布置圖繪于測量軟件中，指揮鉆機船移動時對準設計的鉆孔位置，可根據GPS測定鉆機船的位置。

（2）施工鉆孔。

鉆機船到達指定位置后，將鋼絲纜繩和套管下沉入水底，同時利用液壓鉗夾住套管調整位置，以避免孔口位置出現偏差。鉆桿鉆進過程可采用直徑為120 mm的風壓潛孔鉆，套管內旋轉沖擊巖石成孔時可使用直徑100 mm的鉆頭。

（3）施工驗孔。

鉆孔完成后應檢測孔底標高，使用專業的驗孔器測驗，控制裝藥的孔底標高在20 cm之內，如孔底標高不符合要求，需要重新進行鉆、洗孔，確保孔底標高符合要求，方可進行裝藥。

（4）加工藥包。

藥包加工需在有木板的場地內進行，將每條藥包長度控制在2 m內，嚴格把控藥柱與藥柱的間距在2 cm之內。綁緊藥柱時可使用3根竹片，捆扎藥包必須結實、平直，反方向安裝2個導爆管雷管于藥柱中，最后使用繩子綁扎導爆管與炮繩。采用竹簽插孔藥包時必須輕緩，再用手指緩慢將雷管推進藥包中，最后用手指輕壓回孔。

（5）裝藥。

①可使用深繩檢查炮孔深度是否達到設計要求，不達標可借助機手重鉆，裝填炸藥、起爆體時，應合理把控藥量。

②使用測深繩檢查炸藥距孔底位置及藥包頂標高，將頂標高與設計標高偏差控制在±20 cm內。

③將藥包裝入套管時，須使用竹竿緩慢放入。為了避免藥包上浮，需要拉緊炮繩，待其達到孔底標高后使用沙土回填，以保證爆破效果。若藥柱無法順利下放，可采用竹竿輕壓或取出藥柱后重新裝藥。

④機手吊起套管后緩慢勾出炮線，連接炮線時，必須保證炮線完好。

（6）堵孔。

工程施工處于較深的水域，水深在7～12 m之間，水流較急。使用沙袋堵孔可保證爆破效果，為了確保藥包不浮起，應控制堵孔長度在0.8～1.5 m。

（7）爆破施工流程。

鉆機船平穩進入施工區域，船恢復定位后再進行施工。鉆機下鉆桿可借助GPS定位鉆孔位置，電動葫蘆下吊套管并固定，鉆孔完成后再進行裝藥、堵孔。起爆前，應先連接導爆管雷管和炮線，測驗爆破網絡是否達到設計規范再警戒，并將鉆爆船移到安全位置。

4 爆破網路設計

4.1 微差爆破減震

降震效果與微差段數有關，段數越多效果越明顯。為了保證孔內或孔間微差爆破達到設計要求，導爆管雷管需要采用廠家定制的1～11段。

4.2 預裂爆破減震

若建筑物對于安全爆破的要求超高，可借助預裂爆破，可有效降低爆破振動速度，降震率可達到70%左右。為了保證實現微差網路，本工程采用導爆管雷管串并聯網路。

爆破網路如圖1所示。

圖1 爆破網路圖

4.3 起爆

（1）起爆前的準備工作，檢測接近最大起爆藥量時的導爆管雷管網路，若導爆管網路存在錯漏接情況，應及時進行調整，增強接點的牢固性。在起爆前應做好警戒工作，警戒船舶到警戒區進行警戒，應與警戒人員發射范圍安全信號一致，保證安全后起爆船方可起爆。

（2）起爆前應確保周邊施工水域沒有潛水人員，保證人員已出水并達到安全范圍。起爆前須電話通知場地工作人員，必要時可書面確認[1]。

（3）起爆時因爆破網路出現的盲炮，可在檢查和處理后再連線起爆，使用裸露藥包誘爆。處理盲炮時，為了保證沒有突發情況，須做好安全和警戒工作，盲炮解除前，無關人員不得出現在施工場地。處理人員應詳細記錄具體處理情況，若盲炮未及時進行處理，需要在附近放置引人注目的標志，避免出現安全問題。

5 爆破過程的安全管理方法

5.1 計算安全距離

爆破過程的安全應嚴格遵照國家規定執行，計算地震波大小：

式中：R——爆破區的安全距離（m）；Q——炸藥量（kg）；K——地質環境相關系數，取150；c——爆破點條件相關系數，取1.5；V——振動速度（cm/s）。

該工程爆破屬于第一次，為了避免爆破對周圍居民產生更多的困擾，爆破時最大炸藥量應控制在1 500 kg左右，并控制安裝震點的振動速度為0.2～1.1 cm/s，為了準確爆破并確保此次爆破不影響周圍環境，應降低噪聲，爆破負責單位可使用高精度的爆破測振儀檢測振點。

5.2 爆破水力沖擊波安全距離的計算

施工單位應嚴格根據相關標準規范爆破作業，該工程船舶進出頻繁，且距離居民島較近，須嚴格把控爆破過程，避免影響人們正常生活。

水下爆破時，炸藥量超過1 000 kg，可計算水中沖擊波：

式中：RH——安全距離（m）；K0——系數指數，通常潛水、鐵船、木船、游泳的取值分別為160、15、25、130；Q——炸藥量（kg）。

代入Q值，可計算得出潛水、鐵船、木船、游泳的水沖安全距離分別為1 832、172、286、1 488 m。由于河道爆破點距居民僅960 m，為了避免爆破過程中對游泳和潛水人群的安全造成威脅，爆破前應落實居民撤離工作，確保爆破過程中沒有人潛水游泳。

5.3 安全管理措施

（1）安全通知。

爆破前連續通告10 d，做好安全防范工作，通過廣播、公告欄等方式，通過多種語言保證周圍居民充分了解爆破事件和影響。

（2）調配人員和爆破。

做好爆破前的準備工作，保證爆破開始前在爆破區的人員全部撤離，做好警戒人員的防護。爆破作業過程中，應嚴格按照指揮員的預告信號進行，信號形式為亂哨聲。指揮員在發射信號提示爆破員立即爆破時，應在接收到信號的前提下，并電鈴三長聲。

（3）爆破檢查。

現場的爆破成員應進入爆破點查看情況，保證引爆結束超過15 min，確保現場無危險情況，再發出長短各一次的哨聲，以解除警戒。

6 結語

綜上所述，當前我國工程建設的已得到了較好發展，水下炸礁爆破施工技術被廣泛使用于港口與航道工程建設中，并發揮了重要的作用，本文對水下炸礁爆破施工技術進行分析，以提升施工的安全性、穩定性。