内河港水工项目水陆结合爆破工程关键施工技术

秦晓峰 张洪涛

摘 要：文章以柳州港鹿寨港区江口作业区一期工程为例，针对施工难点提出应对措施，通过对水下、陆地爆破工程施工技术可行性的研究及实践，得出水陆结合爆破工程关键施工技术总结，并取得了良好的社会效益。

关键词：水下爆破 石方爆破 内河港

1.工程概况

柳州港鹿寨港区江口作业区一期工程位于柳州市鹿寨县江口乡附近的柳江左岸、红花水电枢纽下游约17.6km。项目码头港池、锚地水域炸礁以及陆域炸礁总工程量为21万m3。

2.施工方案选择

（1）水下控制爆破

本工程可选用的爆破方法有水下钻孔爆破和水下裸露爆破。结合现有设备及项目临近居民区的实际情况，为更好的控制爆破危害对周边环境的影响，临近居民区计划采取钻孔控制爆破施工工艺，其余礁石区采取常规钻孔爆破方案。

（2）陆地控制爆破

根据工程地质勘察报告，岩石种类主要为中风化灰岩，平均岩厚1.1m左右，计划采用浅孔爆破方法进行施工。先由陆上施工设备开挖至岩面，根据实际岩层厚度进行爆破参数设计。为了降低飞石、噪音等爆破危害产生的影响，爆区采用铁丝网、竹排板覆盖等防护措施。

3.施工工艺

3.1水下爆破施工

3.1.1爆破设计

根据地质勘探资料，本工程的爆破岩石为软岩石及中等硬度岩石8级，为了爆破不留石埂，按中等硬度岩石8级并结合其他因素综合确定爆破设计参数，确定合理的装药量。参照规定和相关经验，选取合理的相关参数：

炮孔直径：选用装备100型潜孔钻机的钻爆船，钻头直径100mm，故D=115mm。

炮孔间距：现有钻机设备孔距为2.5m，故a=2.5m。

炮孔排距：b=2.0m。

钻孔超深：根据经验，水下钻孔和爆破的超深为1.8～2.5m，本项目暂定为2.2m。

药卷尺寸：选择防水性能较好的2号岩石乳化炸药，药卷用塑料袋包装，直径Φ=90mm，每节长度为0.4m，每节的药卷重量为3.0kg。

雷管：选择导爆管长度10m的防水型毫秒延期塑料导爆管雷管作为引爆元件，段别1～15段，实际装药是雷管采取隔段使用的方式，起爆用击发枪直接击发塑料导爆管。

单孔装药量：本工程单耗取q0=0.97×2.09=2kg/m3。

爆破后通常形成爆破漏斗，产生叠加效应。施工中根据爆破后清礁效果，及时调整孔距、排距參数。

3.1.2水下爆破施工工艺

（1）钻爆船舶定位。根据钻机施工的定位要求（横摇摆动≤0.3m），钻爆船通常采用锚泊定位方法。船体采用6根钢索固定船舶的位置，即前后一条主缆，左右两侧设置两根边缆。采用1.0～3.0t左右锚块抛锚定位。在施工船靠近航道侧的两边缆上设有下沉链条，确保钻爆船稳定的同时，可使边缆下沉水底满足过往施工船舶的通行要求。

（2）钻孔施工。本项目采用水下钻孔爆破施工方法。钻孔布局基于设计图纸确定平面控制参数。在钻孔之前，根据设计基准高度，实时水位，水深和超深度，计算出钻深和孔深，然后根据孔深计算出装药量。

（3）药包的加工、装药、堵塞。药包的加工在铺有木板的房间内进行，将条形药卷对接，并用竹片把药卷夹好绑紧每条药包长度控制在2m以内。加工方法如下：

用竹片夹住药柱并系紧，安装雷管时，注意雷管的段别区分，装药时，慢慢将药袋放入外壳并拧紧吊绳安装药物后，检查包装的顶部标记是否应低于设计标高（误差范围0～20cm）。否则，重新钻孔和再装药，残留的孔回填粗砂，以防止药袋从炮孔中漂浮出来。装药完成后，如果检查装料不合格，则将船重新移位到孔旁边≥0.5m的位置补钻孔，重新装药。

根据类似工程的经验和结合本工程的特点，由于前排爆碴对后排岩块的抛出起了阻碍作用，选择合适的微差爆破时间，可以使前排炮孔的爆破为后排炮孔提供了临空面，加强后排爆起的岩块与前排爆起的岩石相互碰撞，增加岩石破碎度。而且前排孔爆破后，为后排孔提供了自由面，提高了爆破效果。此外，选择合适的爆破时间间隔，有利于岩石的抛掷，同时避免了爆破引起地震波叠加，有利于减小震动效应。非电雷管一般选用1～15段的双数段，装药时根据控制爆破要求，核算单段起爆最大装药量，分段别使用时雷管选用隔段安装的方式。延期雷管的布置顺序为从深水到浅水依次为低段到高段。综上所述，微差爆破可实现提高爆破效果和达到减震的目的。

（5）爆破网络联接及起爆。根据工程施工条件，为避免爆破地震对周围建筑物造成的破坏，减少冲击波，爆轰网络采用“并联”方式连接。爆破网络每排单孔齐发，孔与孔、排与排之间采用非电毫秒雷管延时起爆，起到减少爆破震动的作用。当装药量接近安全起爆药量时，进行起爆网路连接，检查起爆电缆的导通电阻，安排好爆破前的安全警戒工作。确认船舶、水中人员、陆上人员设备等都在危险区以外，无安全隐患后起爆。

（6）补爆清点。水下清点采用两种方式，对大面积浅区，用钻爆船钻孔爆破，挖泥船清渣。对水下孤点，因套管绕度较大，套管不容易定位在浅点处，下套管后潜水员沿套管方向下水，摸测浅点后，人工投药裸爆清点。

3.2陆上石方爆破

3.2.1爆破设计

根据地质勘察资料，陆上石方爆破采取浅孔爆破方式，依据“多眼、浅孔、密炮、少药”原则，采用Y20型气动凿岩机进行钻孔施工。爆破参数的选取和装药量的计算应符合规范要求，并应根据微差爆破取最大一段药量复核爆破安全距离和爆破震动速度，在实施过程中，不断修正爆破参数，以确保周围建筑物的安全。

3.2.2爆破施工安排

根据地质勘察资料，本工程的中风化灰岩全部按坚硬岩石核算，以确保爆破后的岩石破碎满足开挖要求。采取排间微差爆破方法，采用复式起爆网络，孔内安装1发7段毫秒延时引爆管雷管，排间采用3级毫秒延时引爆管雷管传输，每排孔通过导爆管四通进行连接。一次爆破总药量根据现场情况实际确定，排间微差爆破起爆网路图如图1所示。

3.2.3爆破施工工艺

（1）装药和堵塞方法。装药前，去除炮眼中的石粉和泥浆，清理炮眼周围杂物，将药卷逐一送入炮孔，并轻轻下压，爆破孔中炸药的位置应准确。装药后，将堵塞物与1份粘土，2份粗砂和松散的土壤混合，并加入适量的水，及时堵塞爆破孔。

（2）爆破防护。陆上爆破容易产生飞散物，需采取措施控制爆破的有害影响。本次陆上爆破区域与民房等建筑物有一定的距离，为进一步确保施工安全，对爆破区进行加盖防护。在爆破的区域内盖压2mm厚的竹排板，竹排板顶部盖压铁丝网，在铁丝网顶部盖压沙袋，减少爆破飞散物的产生。另外，在居民區附近设立警示牌，张贴爆破公告，必要时对居民区设立防护网。

3.3爆炸安全距离验算

港池区域西南方向距离民房140m，西北方向110m，锚地区域北面距离民房74m，南面距离白沙学校350m。通过爆破地震安全振动速度对周边民房等建筑物的最大一段容许起爆药量进行计算。根据规范，爆破安全距离按式（2）计算。

根据相关数据计算出R值。为了避免本工程爆破施工所产生的地震波对周边建筑物的影响，施工中严格控制炸药装量在保证建筑物安全的最大单段容许起爆的控制药量范围内，并采用设置减震孔及减震沟槽的方法严格控制爆破振动对建筑物的危害。

4.结束语

综上所述，本工程针对柳州港鹿寨港区周边复杂的施工环境，精细组织水下、陆地爆破施工，有效降低了爆破施工的风险，工程进度符合业主要求，安全事故发生率0%，取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]GB 50201-2012，土方与爆破工程施工及验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]JTS 204-2008，水运工程爆破技术规范[S].北京：人民交通出版社，2009.

[3]刘胜林.水下基槽炸礁施工技术的应用[J].中国水运（下半月），2014（05）：362-363.