水下炸礁爆破施工工艺探讨

摘要：水下炸礁爆破工程爆破环境差，工程地质结构复杂，对爆破技术要求高，爆破的成功实施，对河道的防洪、泄洪、和运输同行能产生积极的、良好的效果。

关键词：水下炸礁爆破；施工工艺

中图分类号： TV139.2+34 文献标识码： A 文章编号：

引言

近年来，随着我国经济的迅猛发展，水运基础建设项目日益增加，水下礁石爆破工程施工需求量也不断增大。与陆上爆破相比较，水下爆破在水文、气象、环境、地质等施工条件方面有着很大的差异，水下钻孔爆破施工的作业环境变得更加复杂和困难。本文以广西钦州港鹰岭作业区为例，对水下炸礁爆破施工工艺进行探讨。

1.工程概述

本工程为中国石油广西石化公司1000万吨／年炼油工程的专用配套码头工程，位于广西钦州港鹰岭作业区东南端的天昌油码头与钦州电厂煤码头之间。经地质钻探及开挖情况，在所建泊位的港池内有部分区域地层为岩石地层，须进行爆破才能开挖至设计标高。根据现场勘察及工程的施工技术要求结合我司施工机械技术参数，编制本水下炸礁施工组织设计。

2.工程施工特点

2.1本工程炸礁量少，施工区范围小，各施工船舶相互干扰大。

2.2施工受南风影响较大，吹南风达到4-5级时有就会有1～2米的涌浪，会对施工造成很大的困难；6级风以上无法施工。

2.3岩面标高在11米～13米之间，落差不大;但是部份岩层表面有粗砾砂、碎石和卵石，钻孔需注意处理夹钻及保护钻杆。

2.4炸礁工程与中国石油广西石化公司1000万吨／年炼油码头工程同在施工，周边施工船舶较多及进出港船舶穿插往来，施工环境复杂，起爆时应做好安全警戒工作，并确认安全距离。

2.5施工地质为强风化、中风化岩,为粉质砂岩结构。

3.施工方法

3.1施工潮位的测设与观测

根据现场实际情况，选择好便于观测潮位的位置,利用水准仪测设好潮位观测尺。并使零潮位与潮位观测尺的零读数相吻合，以便于通过观测水尺读数就能直接知道潮位的变化。潮位观测尺必须确保最高潮位或最低潮位都能观测。

3.2钻孔施工定位

炸礁船采用左右四门八字锚及前后两门主锚共计六门锚控制船舶前后左右移动，左右边锚钢丝缆长度约150米，控制船舶横向移动；前后主锚钢丝缆长度约250米，控制船舶纵向移动。船上安装8台100型钻机，钻孔直径115mm，水下钻孔时，利用架设在岸上控制点和钻机船上的具有RTK功能的GPS卫星定位系统，精确测定船舶位置。按设计确定的平面控制参数，将钻孔布置图绘于测量软件中，根据GPS测定钻机船的位置，指挥钻机船移动、定位到设计的钻 孔位置上。要求做到孔位准确，防止漏钻和叠钻。测定的孔位误差控制在20cm以内。为了确保天盛码头和中石油码头结构的安全，根据爆破设计，计算出距天盛和中石油码头距离不同的单段起爆药量。利用炸礁船的GPS定位系统确定炸礁点距二个码头的最小距离，以最小距离，按计算的单段安全起爆药量进行控制施工，确保施工安全。根据钻孔时的潮位计算该钻孔深度。钻孔深度=潮位（m）+设计底标高（m）+超深值（m）。

3.3爆破方案的设计

3.3.1爆破器材的选取

本工程水下爆破采用防水性能较好的乳化炸药，药卷用塑料袋包装，直径为100mm，药卷长度为40cm，标称重量为4kg。用8#防水铜壳工业电雷管作为击发元件，非电导爆管为传爆元件，电雷管为起爆元件。

3.3.2校核安全距离

按如下公式进行计算：

R=（K/V）1/α×Qmax1/3

式中：Qmax ─── 一次起爆最大药量(㎏)，即对安全距离外建筑物无影响的起爆药量；各施工段距天昌码头与中石油码头距离如下表所示：

Ｒ ─── 爆破地震安全距离（m）；

Ｖ ─── 安全振动速度（cm／s），国家爆破安全规程规定，一般非抗震建筑物的安全震速为2cm/s，天昌码头和电厂码头时V=3cm/s。

3.3.3爆破安全距离验算

爆破对天昌油码头及中石油码头安全的验算

其结构为钢筋混泥土结构,其容许安全振动速度为5cm/s，天昌油码头距离最近的爆破点为200m。根据地震安全振动速度公式验算：V＝KQmα/Rα式中：

V：安全振动速度（cm/s），取值见表1“主要类型建、构筑物地面质点的安全振动速度” ；

R：起爆药包中心至建筑物距离，（m）；

K、α：与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数。取值见表2“有关的系数K和衰减指数α值”。

Q：最大段别起爆药量，（Kg）；

m：炸药量指数，取 m = 1／3。

表1主要类型建、构筑物地面质点的安全振动速度

表2有关的系数K和衰减指数α值

本次爆破施工区域的地质为中风化砂岩，属于中等硬度，结合经验，取K=200，α=1.5，m=1/3，为确保绝对安全，天昌码头及中油沉箱的安全振动速度取3cm/s，进行测算。

本次爆破区距天昌码头沉箱最近距离为171.063米，距离中石油码头137.002米，故取最近安全距离137.002米来确定炸药用量，充许单段起爆药量计算结果表如下：

所以,A区域(距离2个码头最近距离为137.002米)采用的单段起爆药量为60kg，一次起爆药量为480kg；B区域（距离2个码头最近距离为187.077米）采用的单段起爆药量为70kg,一次起爆药量为560kg；C 区域（距离2个码头最近距离为270.296米）采用的单段起爆药量为80kg,一次起爆药量为640kg。

另外在实际施工中采用分段微差爆破,控制单段起爆药量80 kg来爆破,以实现最大限度的控制每个爆破时间的最大起爆药量，达到减少爆破震动及岩石向周边建筑物方向整体挤压的目的，更进一步确保建筑物的安全。同时开工爆破前期先进行试爆监测，提取数据对爆破药量进行调整、优化参数，以确保天昌油码头中油码头自身已安装沉箱等建筑物的安全。

3.3.4药包的加工及装药

药包的加工在铺有木板的房间内进行，每条药包长度控制在2m以内。加工方法如下：用竹片把药柱夹好、绑紧，安装2个导爆管雷管,最后用胶带把导爆管与炮绳绑扎在一起。装药时将药包慢慢地放入套管内并拉紧炮绳，用竹竿将药包慢慢送入孔内。装好药后，检查药包的顶标高应在设计标高以下（误差范围0∽-20cm），用碴或沙回填残孔以防药包浮出炮孔。

结束语

通过本文的介绍，对在不可控因素影响下的水下爆破工程施工，将有所帮助和借鉴作用。但是，水下钻孔爆破施工受复杂多变不确定因素影响较多，对我们是大的挑战，需要我们工程技术人员去不断探索求证，不断总结提高。

参考文献

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[3] 吴文伦，田庆玲，杨云玫，禹门口提水工程一级泵站围堰拆除的控制爆破技术[J].人民黄河，1996(1)：41-44．