水下炸礁在碼頭施工中的應(yīng)用

1、水下炸礁在碼頭施工中的應(yīng)用管鵬程三星重工工程部摘要：本文主要介紹水下炸礁施工技術(shù)，及爆破對近距離構(gòu)造的保護措施，采用小藥量爆破、微差爆破、漸進爆破等工藝取得了較好的效果，為其他工程施工提供參考。關(guān)鍵詞：水下炸礁、鉆爆船、潛孔鉆機、微差起爆、沖擊波 一、工程概況1、 工程概述本工程為三星重工業(yè)寧波三期碼頭工程，位于寧波鎮(zhèn)海港區(qū)甬江入?？谔帲ㄓ谌侵毓I(yè)已建一期、二期碼頭之間，高樁和重力式泊位各一個，重力式碼頭沉箱基床需進展炸礁。本工程的地質(zhì)自上而下分別為淤泥、粉質(zhì)粘土、強風化、中風化巖，各層厚薄不一。強風化晶屑凝灰?guī)r：灰、灰黃色，凝灰構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，巖石風化強烈，原巖構(gòu)造、構(gòu)造不清，呈松散碎塊

2、狀、砂狀，局部呈粘土狀。中風化晶屑凝灰?guī)r：灰色、黃色，凝灰構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，巖石中等風化，裂隙不甚發(fā)育，局部可見充填物為碳酸鹽，巖芯呈短柱狀，長度為1015cm。2、 工程范圍本次疏浚工程的范圍為：三星重工業(yè)三期碼頭港池及沉箱基槽局部內(nèi)的水下炸礁，港池局部設(shè)計底標高-8.5m，炸礁深度為48m。二、現(xiàn)狀分析本工程炸礁主要為沉箱基床炸礁，炸礁平整度和標高精度要求高。西側(cè)炸礁區(qū)離高樁段最短1.3m，為此我們采取高樁段2個排架鋼護筒等炸礁工作全部完成后再吊打，西側(cè)炸礁區(qū)離已沉樁的最短距離為13m，因此對樁基的平安防護要求更為重要。三、確定解決方案 根據(jù)現(xiàn)狀分析，確定采用水上鉆爆船鉆孔、埋設(shè)炸藥進展水下

3、炸礁。對于已埋好鋼護筒的高樁段東側(cè)即19#22#排架，離炸礁區(qū)域僅13m，炸礁時需考慮此處樁基穩(wěn)定。炸礁區(qū)西側(cè)炸礁采用微差延遲爆破方式進展起爆，逐排進展爆破，每次爆破均施行小藥量爆破，以減小爆破對樁基的影響。19#22#排架的鋼護筒也采取一定的平安防護措施。四、方案實施情況1、 施工原那么施工總體布置的原那么是：先試爆，再炸礁，然后清礁，最后掃測、補炸、掃淺、竣工驗收。鉆機鉆進深度根據(jù)巖層厚度變化情況而定，一次鉆至設(shè)計底標高一次爆破成功。 2、 施工設(shè)備三星炸礁主要投入一艘600噸的水下鉆爆船，水下鉆爆船安裝有3臺潛孔鉆機，鉆機型號為高風壓150型。3、 測量控制測量方法鉆爆船的定位系統(tǒng)選用T

4、rimble-5700GPS，碼差分GPS定位，鉆孔定位時采用實時動態(tài)(RTK)定位模式，確保定位精度，以保證港池水下炸礁的尺寸和位置的正確，確保施工質(zhì)量。高程控制采用潮位復核，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇好便于觀測潮位的位置,利用水準儀測設(shè)好潮位觀測尺。潮位觀測尺必須確保最高潮位或最低潮位都能觀測。鉆孔施工定位鉆爆船按斷面船位施工，斷面的寬度根據(jù)鉆爆船安裝的鉆機臺數(shù)和孔距而定，本工程使用的鉆爆船安裝了3臺水下潛孔鉆機，采用分區(qū)段鉆爆施工，每個區(qū)段的長度即首、尾孔所在施工橫斷面的間距為30m。水下鉆孔時，利用架設(shè)在岸上控制點和鉆機船上的具有RTK功能的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，準確測定船舶位置。按設(shè)計確定

5、的平面控制參數(shù)，將鉆孔布置圖繪于測量軟件中，根據(jù)GPS測定鉆爆船的位置，指揮鉆爆船移動、定位到設(shè)計的鉆孔位置上。要求做到孔位準確，防止漏鉆和疊鉆。測定的孔位誤差控制在10cm以內(nèi)。根據(jù)鉆孔時的潮位計算該鉆孔深度。鉆孔深度=潮位m+設(shè)計底標高m+超深值m。4、 爆破器材的選取本工程水下爆破采用防水性能較好的乳化炸藥，藥卷用塑料袋包裝，直徑為140mm，藥卷長度為50cm，標稱重量為6.0kg。用8#防水銅殼工業(yè)電雷管作為擊發(fā)元件，非電導爆管為傳爆元件，非電雷管為起爆元件。5、 爆破參數(shù)據(jù)?水運工程爆破技術(shù)標準?、?爆破平安規(guī)程?及工況、施工經(jīng)歷確定。炮孔直徑：D=165mm；藥筒直徑：d=145

6、mm；長度50cm；重量6.0kg；孔距：a=3.0m；排距：b=2.0 m；鉆孔超深：H=1.02.0m根據(jù)實際地質(zhì)情況做相應(yīng)的調(diào)整；炸藥單耗：q=2.23.0 kg/m3。6、 鉆孔一次性鉆至設(shè)計孔深，孔位呈梅花形錯開。7、 裝藥及藥量計算炮孔裝藥量計算公式為：Q= q abH式中：Q炮孔裝藥量，kg； q炸藥單耗，kg/m3，q=/m3；a、b、H孔距、排距、巖層厚度加計算超深，m。不同孔深的鉆孔裝藥量估算如下表巖層越薄巖石硬度越高炸藥單耗就越高：初步計算的巖層厚度、孔深、裝藥量的關(guān)系見下表：超鉆深度m巖層厚度(m)孔距(m)排距(m)單耗(kg/m3)計算單孔藥量(kg)實際單孔藥量(

7、kg)裝藥長度(m)2.02.702.02.702.02.702.02.702.02.7042.02.702.02.702.02.702.02.70以上數(shù)據(jù)僅供初爆時參考使用，現(xiàn)場爆破技術(shù)人員根據(jù)實際地質(zhì)、巖層硬度、巖層厚度、炸藥的規(guī)格、裝藥量應(yīng)到達孔深的2/33/4等因素進展試爆，再根據(jù)試爆后的清碴效果調(diào)整有關(guān)參數(shù)。8、 藥包的加工及裝藥加工過程中，藥柱長度小于3m時裝一個起爆體，裝在炸藥長度下部約1/3處；藥柱長度等于或大于3m時，裝兩個起爆體，各裝在藥柱的1/4和3/4位置。藥包的加工在鋪有木板的房間內(nèi)進展，每條藥包長度控制在2m以內(nèi)。加工方法如下：用竹片把藥柱夾好、綁緊，安裝2個導爆管

8、雷管,最后用膠帶把導爆管與炮繩綁扎在一起。裝藥質(zhì)量控制措施如下：測深繩檢查炮孔的深度，假設(shè)達不到要求，應(yīng)要求鉆機手重鉆；按規(guī)定藥量裝填炸藥和起爆體，裝藥時將藥包慢慢地放入套管內(nèi)并拉緊吊炮繩，用竹竿將藥包慢慢送入孔內(nèi)。用測深繩檢查炸藥是否到達孔底，假設(shè)未到達，應(yīng)用炮棍壓送至孔底；但不能強力壓送至孔底。根據(jù)測量藥頂標高，檢查藥條是否已送到孔底。如未能送到孔底，那么需移船加鉆，測量定位將鉆機移到距原炮孔0.6m處，加補鉆孔。用砂填塞炮孔；通知鉆工吊起套管，聯(lián)接炮線。9、 起爆網(wǎng)路本次爆破網(wǎng)路采用導爆管雷管并串聯(lián)網(wǎng)路，微差起爆的方法，以實現(xiàn)最正確爆破效果。微差間隔時間為50ms。爆破網(wǎng)路見下列圖:起爆

9、船爆破網(wǎng)路根本連接形式圖第一排第二排電雷管1段導爆管111段導爆管2段3段4段5段2段3段4段5段2段3段4段5段6段7段6段7段8段9段6段7段2段3段4段5段6段7段第三排第四排8段9段8段9段8段9段10、爆破平安距離驗算根據(jù)?爆破平安規(guī)程?計算建筑物的爆破地震平安振動速度公式計算： VKQm/R式中：V：平安振動速度，cm/s，根據(jù)?爆破平安規(guī)程?按不同保護物選??；R：起爆藥包中心至建筑物距離，m；K、：與爆破點地形、地質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取值見表2“有關(guān)的系數(shù)K和衰減指數(shù)值 ； Q：起爆藥量，Kg；m：炸藥量指數(shù)，取 m = 13。表2 有關(guān)的系數(shù)K和衰減指數(shù)值巖 石 類 別K堅硬巖石50

10、150中等硬度巖石150250軟巖石250350根據(jù)以上計算公式進展平安距離的驗算。10.1 爆破水中沖擊波對人員平安的驗算根據(jù)?水運工程爆破技術(shù)標準?規(guī)定，在水深小于30m的水域內(nèi)進展水下鉆孔爆破，當炸藥量為50Kg200Kg之間時,水中沖擊波對人員平安距離為：游泳為700；潛水為900。10.2 爆破水中沖擊波對非施工船舶平安的驗算對于非施工船舶爆破平安距離為：位于爆破點上游時1000，位于爆破點下游時或靜水區(qū)時1500m。在距離不許可的情況下，對保護船舶的平安距離按公式R=KOQ1/3計算。為平安起見，KO值按木船取KO =25，藥量與平安距離的關(guān)系如下表：平安距離Rm1260280最大

11、藥量QKg641112684當有非施工船舶經(jīng)過作業(yè)時，按上表選取起爆藥量或待非施工船舶離開到平安區(qū)域前方可起爆，必須確保非施工船舶的平安。10.3 爆破水中沖擊波對施工船舶平安的驗算水下鉆孔爆破藥量為50Kg200Kg之間時，對施工船舶的水中沖擊波平安距離為：木船150m，鐵船100m。10.4 爆破飛石對人員平安的驗算按“爆破平安規(guī)程規(guī)定，施工爆破點水深均大于6米時，不會形成飛石，故不考慮飛石對地面或水面以上人員的影晌。10.5 爆破對樁基的防護措施 高樁段東側(cè)即19#22#排架覆蓋層較薄，僅為56m，土質(zhì)全部為淤泥質(zhì)粘土，因此對東側(cè)已打樁的防護措施尤為重要。鋼護筒平安防護主要采取以下幾項措

12、施：10.沉樁后立即進展鋼牛腿的焊接，樁基縱橫向用型鋼將2個排架連成整體。10.5.2 采用小藥量爆破，每次爆破控制孔數(shù)在1015孔，總藥量在400kg以內(nèi)。10.5.3 起爆采用微差延遲爆破方式，間隔時間為50ms，瞬間起爆2孔。10.5.4 采用漸進爆破方式，從東往西逐排進展爆破，減小爆破對樁基的影響。五、取得的效益 炸礁完畢后，我工程部安排挖泥船對港池及沉箱基槽及時進展了清礁，并做了水深測量，都已到達設(shè)計要求；在爆破過程中對高樁段19#22#排架的鋼護筒位置進展監(jiān)測，沒有發(fā)現(xiàn)有明顯位移。六、結(jié)論 碼頭建立中的水下炸礁施工一般都是水下鉆孔、埋設(shè)炸藥、炸礁，表達了水下施工的不可見性，存在著一些不可預見的隱患，這都要在施工中不斷地積累經(jīng)歷，提前知道可