关于港口爆破施工工艺的分析

Abstract: This paper introduces the port underwater reef blasting engineering construction process, combined with the engineering examples, it discusses the underwater reef construction technology points needing attention.

Keywords: underwater reef blasting; construction technology; analysis

中图分类号：U65 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2012)

水下钻孔爆破施工，是在复杂多变的工况环境下，采用非典型施工工艺进行施工，达到了既满足工期要求又节约工程成本的较好工程效果。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。本文结合工程实例，探讨了如何应用非典型工艺在特殊环境下进行水下礁石爆破施工。

1 某船基本配备及主要爆破技术参数

1.1具体配备及施工方法

该船由 500t 驳船改装而成，3 台 CQG150 中风压钻机安装在右舷的，钻机及钻架固定，机距 3.0 米，配备 3 台20m3/min 空压机，钻爆船吃水 0.8 米，漂浮式揽索锚固。爆破施工采用水下钻孔，梅花型布孔，一般采用分断面、分带爆破的方式开展。

1.2 水下礁石爆破施工典型工艺全流程 (图 1)

1.3 爆破技术方案

1.3.1 爆破器材及爆破方法

主要爆破器材：防水型 2 号乳化岩石**，药卷规格：直径 140mm，长度 0.5m，每延米重量16kg。防水型毫秒非电导爆管雷管;防水型 8# 金属工业电雷管。爆破施工采用毫秒非电导爆管起爆系统，电力引爆方式。8# 工业电雷管作击发元件，非电导爆管雷管作传爆体，引爆主**。

1.3.2 爆破参数

1.3.2.1 参数 a、b、 d、△H 的确定桂钻 17 的孔钻机机距 (孔距 a) 固定为 3.0m，钻孔孔径 D=160mm;排距b 值与炮孔超钻深度△H值的确定，根据工程地质条件、水深条件及施工环境，一般选用 b=3.0～3.5m，△H=2.0～2.5m (含工程量计算超深值)。

1.3.2.2 装药量 Q 值的计算计算公式：Q=q。baH。式中：Q—炮孔装药量(kg);q。—水下爆破单位**消耗量 (kg/m3)，系经验值;根据不同的工程地质及水文条件并结合工程实践经验，桂钻 17的 q。取值参考下表，一般说，因孔径大，H。越小 q。取值越偏大;

a—炮孔间距 (m);a=3.0m;

b—炮孔排距 (m);b=3.～3.50m;

H。—设计开挖岩石厚度，包括计算超深值 (m);
水下礁石爆破施工典型工艺全流程

水下爆破单位**消耗量 q。值

注：表列 q。值系 2 号岩石硝铵**单位消耗量的平均值，采用其他**应换算。

1.3.3 起爆网路设计思路

水下起爆网路一般采用并联网路。在抗震动要求不高情况下，一般以每 1 排 3 孔并联为一组，每 6 组(6 排 18 孔)并联为一起爆组。在导爆系统中采用不同段别的毫秒延期雷管，实现微差爆破，每一排 3 孔为一齐发起爆段;在抗震动要求高情况下，为了减少爆破地震波、冲击波的影响，则采用每孔为一起爆段。网路起爆顺序要有利于后继钻孔和爆渣开挖，一般原则：先深槽后浅滩，先下游后上游，先已爆面后未爆面。

1.3.4 爆破安全距离及药量控制

1.3.4.1 爆破地震波安全距离计算：

根据《水运工程爆破技术规范》(JTJ286—90)计算公式：R=(k/v)1/αQm

式中：R—爆破地震安全距离(m)：

Q—**量(kg)，齐发爆破取总**量，毫秒延期爆破或秒延期爆破取最大一段的**量;

V—安全振动速度(cm/s);

m—**量指数，取 1/3;

K、α—分别与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数。

以在没有特殊抗震要求，按非抗震大型砌块建筑物取V=2.5cm/s，较硬岩石取 K=150，α=1.5 为例，计算得以下爆破安全距离及安全用药量：

爆破安全距离及安全用药量表

2 工程实例

2.1施工难点

某港口水下礁石爆破工程施工，其中一块面积为 105m×30m 的礁石区，最低潮位水深 1.7m。按照分断面依次爆破的方式施工，第一断面爆破后出现爆渣隆起，在中低潮位钻爆船不能按顺序对第二断面继续施工，要么是利用短暂的高潮施工，要么要跳一个断面到第三断面施工。这需要施工队伍重要进行方案选择。

2.1 应对策略

利用高潮位施工，可施工时间短，如果设备故障，船舶有搁浅的危险;利用挖泥船配合，挖除爆破浮渣后继续施工，挖泥船和钻爆船交替进退场频繁，消耗时间多，作业人员劳动强度大，效率低，成本高;隔断面施工，礁石破坏较大，施工交接面多，容易造成钻孔困难，钻孔时间长，成孔效率低，油料台班等各项消耗成本将大幅增加。根据钻 17船体较长和锚固揽索的特点，打破每次施工一个断面的固定思维，采用每次施工三个断面的作业方式。这种方式的施工顺序是依次完成第一第二第三断面的第一排孔后，依次对第三第二第一断面的第二排孔施工，接着第一第二第三断面的第三排孔，依此类推。在三个断面礁石施工完成后，跳一个断面，继续施工直到最后。然后挖泥船进场开挖，具备条件后对剩余断面继续钻爆施工。

2.2 施工措施

一是重新设计爆破网络，增加毫秒微差导爆管雷管段别，采用孔内微差控制，尽量避免孔外微差，其余爆破参数不变。二是对每个施工班组进行详细的技术交底，确保施工人员领会施工意图，熟悉工艺流程，掌握操作要点。三是制定措施重点保护起爆网络，特别是在移船定位时要指派专人管理，确保网络完好。四是在低潮位施工时，摸清水深，确保施工船吃水够深，避免搁浅，必要时在施工前进行扫床。

2.4 施工效果与体会

与正常施工相比，实行跳跃式三个断面同时作业的施工方法，爆破技术参数是不变的，爆破网络需要重新设计;改变了钻孔顺序，施工时移船定位时间较长，炮群网络管理较复杂，辅助施工时间较长，油料、导爆管雷管等材料消耗有所增加，但都在可控制能承受范围内，重要的是施工总工期并没有拖延。如果采四个断面的作业方式，按照桂钻 17 的特点则辅助施工时间更长，炮群网络管理更难，施工效率反而下降。开挖结果显示，礁石的破碎深度与爆渣的粒径均在控制范围内，盲炮的出现率没有异常。施工体会：采用多断面同时钻爆施工，最重要最关键的措施是保护爆破网络。

3 结束语

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。水下礁石爆破施工方法主要有水下钻孔爆破、水下裸露药包爆破、水下硐室爆破三种。水下钻孔爆破在水下爆破施工中应用最为广泛，大规模应用于航道加深拓宽、港池开挖、水工建筑物基础开挖、水下管线基槽开挖等等。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。一方面，水下爆破作业要受到水面风浪、海潮涌浪、河流水位、水流形态的影响;另一方面，水下爆破礁石大部分都是被水体和淤泥覆盖，难以直接观察，作业对象不具直观可视性，地质勘探得出的资料也只表明施工地质的一定代表性，而非全面性。由于，水下钻孔爆破施工面临着复杂多变的工况条件，若采用常规或典型的施工工艺进行施工，无法达到预期的工程效果和目的，往往造成爆破施工不能按照施工设计顺利开展，甚至会造成施工停滞，形成工期延后、成本飙升的可怕后果。因此，在水下爆破施工中，如何避免墨守陈规，破解施工难题，值得大家去探讨。

参考文献：

[1] 《水运工程爆破技术规范》(JTJ286—90)

[2] 李宁,G.Swoboda.爆破荷载的数值模拟与应用[J].岩石力学与工程学报,1994,13(4):357-364.