某航道急流灣灘整治工程的施工要點分析

楊長平

摘要 建設急流航道常遇到險急淺彎等問題，嚴重阻礙了航道的正常通行，尤其是急彎河段的航道，彎曲度較大，且寬度較小，船舶通過時，過彎尺度受到嚴重限制，這就對船舶操作提出了較高要求。基于此，文章以某急流航道整治工程作為具體案例，論述了整治水位和整治線寬度，制定了施工方案，分析了陸上鉆孔爆破的施工方法及水上清渣技術，旨在為今后此類工程建設提供借鑒。

關鍵詞 航道整治工程項目；爆破施工方案；疏浚方案；施工技術要點

中圖分類號 U617文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）12-0114-03

0 引言

在急流彎道處建設航道，船舶的正常通航不能停止，航道往來船舶數量較多、水位高低變動較大，而且通航視線會受到影響。施工單位面臨的主要技術難題是如何確保施工階段船舶的安全航行。該文以某航道整治工程為案例，施工過程中，考慮到河流下游河水回流問題嚴重，在爆破時綜合運用分條法與分層法，中深孔主要采用臺階，并輔以淺孔補充。重點施工內容如下：①先疏通上游，再疏通下游，河道邊坡的開挖深度，需要綜合考慮水上清礁；②設計航道時，其底邊線內的水域開挖值必須符合設計標準，開挖斷面需大于開挖斷面的設計值；③航道整治施工作業不可避免地會影響到船舶航行，為將不利影響降到最低，綜合運用了陸上爆破與水上清渣技術[1]。

1 工程概況

貴州省銅仁市沿河縣城貓灘段航道CK9+600～CK11+

146，共計整治里程為貓灘河段1.546 km。主要設計指標：①航道建設標準為Ⅳ級通航標準；②航道尺度為1.6 m×30 m×330 m；③航道等級為工程河段為Ⅳ級航道；④航道整治里程為旁海灘河段1.546 km；⑤設計船型為500噸級機動貨船，船型尺度為55.0 m×10.6 m×1.6 m（長×寬×吃水）。

該工程地處沿河現場，對外交通運輸條件較好，外來機械設備擬以公路為主，棄碴擬以公路和水運運輸為主。施工全為挖方，沒有施工用水的需求，生活用水采用租用民房的自來水。該項目施工內容主要包括炸礁。施工工藝采取鉆孔－破碎－開挖－運輸－棄渣，根據沙沱水電站下游引航道礁石處理及連接段航道維護清障工程經驗，在晚上九時至第二日凌晨六時之間，有2～3個時間段沙沱水電站不發電，下泄流量非常小，貓灘灘尾實際水位低于設計水位50 cm左右，所以，夜間施工破碎開挖礁石是該項目的施工難點。

2 整治水位和整治線寬度

2.1 整治水位與整治流量

根據航道整治方案要求，其水位超出設計值0.9 m。水位H與流量Q之間具有數量關系，可據此計算出整治流量為820 m3/s。結合以往的航道整治經驗，相對于正常的設計水位，整治水位要超出1.2 m，這還要比附近的水利樞紐的設計水位高0.9 m，接近于淺灘邊高[2]。

2.2 整治線寬度

根據附近河段淺灘邊高，并結合以往的航道整治經驗，可運用具體公式計算出整治線寬度。航道整治工程方案提出了明確的施工標準，綜合運用水力學及優良河段的河相公式，計算出整治線寬度：

式中，B2——整治線寬度（m）；Q——整治線流量（m3/s）；n——河段糙率（m）；H——整治航道產生的斷面水位深度；J——比降；ζ——河相關系值。

運用上述公式計算出航道整治工程量，其疏浚、爆破工程量分別為396 364 m3、215 028 m3，具體情況見表1。

3 施工方案

3.1 施工平面布置

針對工程量較大的河段，通常實施陸上爆破。施工過程中，在凹槽的上下游同時開工建設，凹槽處需要鋪設臨時路面，便于渣土車將廢渣拉運出去在指定區域臨時存放。水上施工作業主要通過挖泥船來清理廢渣。

（1）陸上挖土施工：挖槽橫斷面設計為梯形，如圖1所示。B——挖槽標準寬度，B=60 m；H——挖槽水深，H=3.2 m；Δb——施工計算超寬值，Δb=0.0 m；Δh——施工設計超深值，Δh=0.3 m；m——航槽開挖邊坡系數，m=3。

（2）為優化河段流態及通航效果，一方面要求挖槽與航道設計值必須一致，另一方面將部分凸嘴清除掉，還可將邊線之外的淺點挖掉。依照挖槽后水位及航道水位，確定縱斷面的挖槽縱坡，施工后的水面線比減小。

（3）確定拋泥區位置及處理土方：確定拋泥區位置，用于放置開挖產生的土方，能有效增加河床平整度，并加大水流效果。

3.2 陸上鉆孔爆破的施工方法

通過勘測發現，該河段的河灘可采用陸上爆破的方法，適宜開挖此處河灘，具體采用分層爆破方案，主要是中深孔臺階，并輔以淺孔。根據水上清礁的具體狀況，采用分層技術實現陸上爆破，圖2表示CK10+606～CK10+666斷面圖。

（1）工藝流程：①進行測量放樣；②開始鉆孔，深度符合設計標準后將鉆桿抬起，鉆完所有的待爆破區域，確定鉆孔深度達標；③將炸藥放置到孔內，并布設導爆線，詳細記錄各項作業環節內容。導爆線一直延伸到掩體中，接通電源引爆炸藥，如果爆破效果未達預期，則需要進行下一次爆破。圖3表示陸上鉆孔爆破工藝。

（2）中深孔臺階爆破：①孔網直徑d=70 mm；②根據孔徑倍數計算出超深Δh，最小為8 D、最大為12 D。開挖活動并未明顯影響到附近的基巖，取Δh=0.5 m；③根據當地的地質環境，并結合以往的施工成功經驗，要達到預期的爆破效果，炸藥消耗量q=0.35 kg/m3；④堵塞長度表示為h0，最長為3.5 m、最短為2.5 m；⑤裝藥密度t=0.85 g/mL。

（3）計算爆破參數及藥量：①孔深h，實行分層爆破，各層的厚度不能超過8.0 m，h=H+Δh=8.5 m；②最小抵抗線W，需要綜合考慮孔徑倍數，若取值25～30倍，則W等于2.5 m；③設定排距b為3.0 m，孔距a=b/0.866=3.5 m。施工過程中，主要根據爆破產生的渣塊度，具體調整a、b，當面積固定時，設定較小排距，對應的孔距設置為較大值；④計算藥量，通過Q=qawh計算出首排孔裝藥量，計算等于24.5 kg，因為礦巖存在阻力，之后每排的孔裝藥量應為27 kg；⑤計算每延米裝藥量，每節35 cm需要1.75 kgφ70 mm乳化炸藥，算出裝藥量為5 kg；⑥計算裝藥長度，首排L1=4.9 m，之后每排的L2=5.4 m，圖4表示施工斷面。

（4）裝藥和堵塞：實行間隔裝藥的方法，向孔內填裝黏土等進行堵塞，其長度應符合L2標準，圖5表示裝藥結構。

（5）起爆網絡：陸上鉆孔爆破所用的擊發元件為工業用途的電雷管，外層裝有銅殼起到防水效果，其起爆元件采用的是不具有導電性的爆管雷管。各排之間采用毫秒延期雷管，為達到起爆效果，并確保安全施工，安裝前需嚴格核驗。圖6起爆網絡。

（6）警戒起爆：正式爆破前，應設定30 min警戒時間，對周邊300 m的行人及車輛實行交通管制，并做好相關人員疏散。在各路口安排工作人員，將交通管制及警戒情況匯報給爆破指揮人員，確保沒問題后起爆。爆破過后進行安全檢查，并放開警戒狀態。

3.3 清渣

（1）施工工藝：使用挖泥船將近河處的石渣運送到指定位置，并傾倒存放。安排挖掘機將陸上石渣平推進河道，裝上挖泥船后運送到指定位置。

（2）施工方法：采用分條開挖方法，通過挖泥船進行清渣，目的是提高施工質量，結合挖泥船的具體挖寬效率，確定分條寬度。作業過程中，條數的劃定需要綜合考慮清渣區域的大小，為確保挖掘充分，各分條間需要有重疊，各鏟斗間也需要有重疊部分。通過鏟斗大臂刻度，控制挖掘深度。當開挖厚度超過3 m時，應綜合運用分條分層技術進行開挖，同時還要由施工人員檢查開挖情況，判斷是否符合作業標準。

（3）棄渣：開挖河道產生的石渣，通過泥駁送到指定位置存放，為防止堆積過高，需要使用測探設備監測拋渣狀況。

4 結論

綜上所述，該文以某航道整治工程為案例，根據施工現場的地質條件，爆破施工綜合運用了分條分層方法，得出如下結論：

（1）針對中深孔臺階開挖，采用爆破方式，可提升開挖面的平整度與光滑度，清理與支護工作量明顯減少，便于開展后續作業。

（2）施工方案需達到對巖體穩定性無明顯影響，有利于穩固邊坡。

（3）該方案降低了超欠挖工作量，有利于節約施工費用，并加快工期，確保施工工程中不影響航道正常通航。

（4）運用英格索蘭CDH-901C、CDH-911C液壓鉆進行陸上爆破，便于施工，作業效率明顯提高，通過延長鉆桿，每臺鉆機每個班可鉆進180 m，作業效率提高，降低了建設費用。

參考文獻

[1]陳建， 汪越， 謝見開. 微差爆破技術在湄洲灣航道三期（Ⅱ階段）炸礁施工中的應用[J]. 水運工程， 2021（9）： 201-205.

[2]王斐， 閆濤， 李少希， 等. 基于船舶安全通航的廂廊急彎段航道整治研究[J]. 水運工程， 2022（4）： 146-150.