通航河道爆破礁石疏浚施工技術應用

許自玉 （安徽省港航建設投資集團有限公司，安徽 合肥 230022）

1 引言

隨著交通水運行業的飛速發展，主要航道水深亟待加深，對于有覆蓋層的區域，先進行挖泥疏浚施工，無覆蓋層的區域直接進行炸礁開挖，傳統炸礁工程帶來的地質危害及對水質環境污染等問題。根據實際項目施工實踐，本文主要對爆破礁石疏浚施工技術新工藝的應用進行了分析討論，施工后滿足現場要求，在類似工程中具有借鑒意義。

2 工藝特點

①在測量水下復雜地形時，采用高精度GPS-RTK三維數字化測量技術。

②在定位鉆爆船時，采用將船艏和船艉作為兩個GPS-RTK測站點，對比實時坐標數據來調節鉆爆船與岸邊施工基線平行，提高鉆爆船的定位精度和效率。

③在鉆爆船側邊安置有整體式滑移導軌，實現鉆機沿船體橫、縱向的微調。

④采用套管鉆孔法成孔并底端配重。

3 適用范圍

適用于航道爆破礁石疏浚工程，尤其是對河道環境保護要求較高的工程施工。

4 工藝原理

本施工技術采用高精度GPS-RTK三維數字化測量技術。鉆爆船定位時，已知岸邊兩個基準點的平面坐標為（X1，Y1）和（X2Y2），實時讀取船艏和船艉GPS接收機的坐標分別為（Xm，Ym）和（Xn，Yn），動態調整鉆爆船方向至滿足（Yn-Ym）/（Xn-Xm）=（Y2-Y1）/（X2-X1），與通航河道中線保持一致。在鉆爆船定位后鉆孔前，利用滑移式導軌X、Y軸移動，略微調整后達到準確定位。

鉆孔完成套管抽出前，放入配重式導管。由于配重及抗浮原理，末端配重和下段側壁開孔并纏腰無紡布，確保導管填充鉆孔充分，以免硬巖等回流造成堵孔。利用該配重式導管可以繼續進行裝藥和回填作業。匯總連接導爆索，鉆爆船移位后起爆。

圖1 爆破礁石疏浚施工工藝流程圖

5 工藝流程及操作要點

5.1 工藝流程

圖2 爆破礁石疏浚施工工藝流程

5.2 操作要點

5.2.1 水下地形測量

①采用橫斷面法，方向與航道主線一致。

②啟動測量船（兼鉆爆船）船艏和船艉的GPS接收機和測深儀，與河岸上GPS基站信號通過數據通信鏈連接。

③GPS接收機宜選用雙頻測量型，配置好采樣率、高度角和斷口輸出等參數。

④采用RTK三維方法。

⑤由于船艏和船艉各設有一套GPS接收機和測深儀，必要時可用其測量同一點位，并對兩次測量值取平均作為該點位的坐標。

5.2.2 鉆爆船定位

①在陸地選取2處基準點，坐標記為（X1，Y1）和（X2，Y2）；將安裝在鉆爆船船艏和船艉處的GPS接收機作為測站點，二者連線與船舷平行。通過實時采集兩測站點的坐標數據（Xm，Ym）和（Xn，Yn），監控鉆爆船位置使其處于礁石上方，進一步與基準點坐標對比，動態調節鉆爆船方向使其與施工基線平行。

②鉆爆船定位后，鉆爆船自身拋錨停泊。在通航側使用自重較重、可沉入水底的錨鏈，避免對通航船舶安全造成影響，如圖3所示。

圖3 鉆爆船定位示意圖

5.2.3 水下鉆孔

①鉆孔間距、排距、布置形式（矩形或梅花形狀等）、直徑和超深等鉆孔參數的確定合理取值。

②在鉆爆船定位后，若鉆機位置還不夠精確，可以進一步通過整體式滑移導軌上的橫向軌道和縱向軌道對鉆機進行微調，最終確定鉆孔的位置，其中鉆機緊固在基座上，沿整體式底板的縱向軌道可調，同時整體式底板又沿橫向軌道可調。

③鉆機就位后，首先根據礁石高度確定鉆孔深度，成孔后及時清孔。

④在清孔工程完成后，插入配重式導管，待河水經過孔洞再浸入套管，保證配重式導管平穩地嵌入到鉆孔之后再將其拔出，為了便于后續炸藥裝填，配重式導管宜暴露水面。

5.2.4 鉆孔裝藥、填塞

①鉆孔裝藥

當炮孔全部鉆到位后，按照鉆孔的記錄及設計方法進行一個炮孔中的藥柱加工，或者在其中再添置一個配重，這樣藥包才可以沉下來而不是浮起。水下爆炸所使用的雷管、電線等作為起爆器材，均應當具備防水性質。在裝藥過程中，將一根藥柱沿配重式引料導管的內壁順著引料方向下放到管底，引爆導波管順著引料方向出入管外后與標志性的浮球臨時固定。必要時可采取裝藥桿作為輔助，以保證安裝到位。

②鉆孔填塞

裝藥完畢后用細粒砂石進行填塞。

③連接起爆網絡

父母過度的保護傾向以及犯錯之后代替承擔的傾向，非但沒有效果，反而會把問題搞得更復雜。孩子不可能一出生就是聽話的孩子。如果他長大以后很多體驗都沒有嘗試到，有一些該犯的錯誤沒有犯過，也沒有經歷過挫敗，這樣的孩子實際上是沒有能力的。

采用排間毫秒延期爆破并聯的方法實現微差控制爆破。

④鉆爆船移位

在完成全部鉆孔和裝藥等作業后，移動鉆爆船到安全區。

⑤起爆

確保人員與設備安全后，再爆破。對施工區域復查，檢測礁石高程。復測高程合格后進行后續施工。

6 材料及設備

6.1 材料

本施工技術采用的主要材料見表1所示。

施工技術采用的主要材料 表1

6.2 設備

本施工技術采用的主要儀器及設備見表2所示。

施工機械設備表 表2

7 質量控制

①應對爆破器材采購、檢驗、加工、鉆孔、爆破和監測等全過程進行質量控制，做好爆破器材的進場試驗、檢驗工作等。

②裝藥前仔細測量孔深，避免裝藥不到位。

③鉆孔爆破應按批準的爆破方案進行施工。

④施工單位必須建立質量保證體系，鉆孔爆破施工過程應做記錄，并對爆破全過程進行監控。

⑤開工前應制定工程質量目標和實施措施等，對全員進行技術交底和技術培訓。

8 安全措施

①由于炸礁疏浚位于內河航道內，在施工時要做好水上交通事故預防措施，按批復的通航安全報告設置水上警示標示。

②水上施工前，應征得港航管理部門同意，并制定相應的專項方案。

③為了保證河航道行駛船只不受水中施工的影響，可對施工段附近的水面航道進行臨時封閉。

④由于本工程全系水上作業，因此各船舶配置水上救生設施，員工臨水作業必須穿救生衣，進入施工現場必須佩戴安全帽。

9 結語

本施工技術采用高精度GPS-RTK三維數字化測量技術進行水下復雜地形的測量和鉆爆船的定位，與傳統技術相比，不僅大幅提升了測量和定位精度，同時可縮短10%～20%作業工期，操作更加便捷。套管鉆孔法和配重式導管的結合，有效提高了成孔率，保證了裝藥準確到位。本工法的炸礁效果表明巖石破碎度和塊徑的均勻度較好，無淺點和殘埂存在，可有效避免二次爆破作業，降低施工成本10%～15%，取得了良好的經濟效益和社會效益。