航道水下爆破与施工

温宣桂

【摘 要】随着我国经济的快速发展以及科学技术的不断进步，水利爆破技术在现代航道的开发以及整治过程中越来越发挥着至关重要的作用。在航道水下的爆破与施工中，由于复杂的环境要必须控制好爆破的安全，从而保证水下爆破工程的有效开展。因此本文以此为出发点，以贵州航道整治工程暗礁水下工程为例，对航道水下爆破技术进行了探究，仅供参考。

【关键字】航道水下爆破；施工；方法；步骤

引言

某航道整治工程暗礁水下工程在施工的过程中，地质结构受当地岩溶喀斯特地质影响，且多为基岩，在工程实施中必然进行大量的爆破施工。由于地质情况复杂，爆破效果，将受多方面因素影响，难度较大。文章将介绍松动控制爆破技术在航道整治工程炸暗礁施工的应用。电站每天于22：00左右关闸，本滩段大约23：30左右水位低于设计水位以下，到凌晨0：30达到最枯水位，持续至次日7：00左右，7：30上涨高于设计水位2m左右，之后逐步达到最高水位。

1 工程概况

本段标段工程量主要集中于江口滩段，滩段全长约1700m，新开航槽，暗礁工程量为125900立方米。共分为上、中、下三段，对应为江口、鱼磬盆、下鱼磬盆。江口滩滩头水深不足，左岸石盘伸向河心，压缩河床，曲度半径不够，右岸为一砂卵石边滩，岸线遭冲刷极不稳定；上鱼磬盆是在原生基岩石盘上新开航槽，开挖深度高低不平；下鱼磬盆滩左岸石盘侵占三分之二河床，且航槽中零星礁石错综复杂，航宽不够。

2 爆破方案的选定

本工程的施工期比较短，工程量却很大，且上游电站发电下泄水流暴起暴落，受其影响给爆破施工作业钻孔、装药、填塞、安全等增加了难度。根据本工程特点，从施工方案、钻孔设备、成孔工艺、爆破施工工艺等进行优化，以获得最佳的爆破效果。为此针对本工程特点及施工要求，确定采用松动控制爆破技术进行水下炸暗礁施工作业。

3 爆破方法及步骤

3.1钻孔机械选用考虑的因素：

3.1.1 地质因素：其岩石为石灰岩，为典型的喀斯特岩溶地质，钻孔机械在钻进过程中易产生卡钻等，因而需选用高风压钻孔设备，风压高，克服了卡钻的问题。

3.1.2 钻进效率：工程量大、集中，航道施工季节时水位影响其工期短，且受电站下泄水流影响，因此要求钻孔设备钻进效率高。

3.1.3 自行机动能力：由于水位暴涨暴跌，水位变幅3～5m，甚至超过8m；且水位上涨迅猛，最快上涨约30分钟达2m左右。因此在水位上涨时迅速的撤离作业现场，确保设备安全。

3.1.4 孔径：结合施工工艺以及机械设备，选用120mm的孔径。

本工程选用机械为：钻机TY370GN，其工作压力为：1.05～2.46MPa；空压机为1150RH，其主要性能参数：流量每分钟30.3立方米，工作压力为0.97～2.41MPa，额定输出压力为24.1bar（2.41MPa）。

3.2钻孔工艺

充分利用电站关闸时特枯水位的特点，此时水位低于设计水位约1m，退水前将通过船舶将钻孔设备调动至作业现场，水位退至适合作业时，将设备行驶至作业点，进行钻孔施工作业。现场出露水面的作业点，适合或满足钻机作业，即可按布设的孔位进行钻进作业；不便行驶及钻机作业的，采用挖掘机破碎头辅助作业，为钻机创造作业条件，开辟通道、铺设施工作业平台。对于水面以下的作业点，采用筑岛施工工艺进行钻孔作业。即运用挖掘机以及挖掘机破碎头反填，将作业点填出水面，以进行钻机作业。

3.3爆破参数

采用微差分排起爆，分别从前沿分排向后推进。其炮孔排距为2.5m，间距为3.5m，为梅花形分布。钻孔深度确定：作业点至设计河底高程加钻孔超深，钻孔超深为1.2～1.5m。

3.4装药量计算及校核

爆破用炸药选用2#岩石乳化炸药，药卷直径为Φ80，起爆采用导爆管非电起爆。单位耗药量（单位用药量系数）K，根据经验和现场的实际情况，K取0.25～0.40Kg/m3，最终通过进行1～2次试爆而确定合理的系数K值；最小抵抗线W根据所需控制飞石方向而定，取W=2～2.5（m）；钻孔深度h，设计河底高程（以图示位置为C2498断面为例计算）为359.15m，施工超深0.3m。则该断面钻孔深度为2.8m～6.8m，以其中一排h=5.5m进行计算；孔网参数为2.5m×3.5m；单孔装药量Q的计算公式：Q=Khaw（Kg）或Q=Khab=19.25（Kg），按19Kg计算。本工程装药结构均采取连续柱状装药结构，连续柱状装药结构是将设计计算炸药量直接连续装入炮孔内，在炸药中放入起爆雷管。堵塞必须按要求堵塞，以保证其爆破效果。堵塞材料采用细沙粒装入孔内用木质或竹杆炮棍捣密实即可，堵塞长度L≥0.6W。本次装药孔数共155个，总装药量为2860kg，其中装药量最大一排为28孔。

装药量：Q=28×19=532kg，V=K（Q1/3/R）α，中等坚硬岩石，K=150～250，取200；α=1.5～1.8，取1.7。地面質点安全振动速度为：V=2～3cm/s，取V=3cm/s。安全振动距离经计算为R=95.83m。普通民房轻微破坏，V=10～15cm/s，取V=12cm/s。其振动距离R=51.6m。爆破个别飞石距离校核，d：炮孔直径，d=12cm，RF（max）=40d/2.54=189m。

3.5网路设计及起爆

药包起爆采用导爆管雷管，为了获得最佳爆破效果，网络设计至关重要，同时减少地震波，避免地震波叠加，其网路设计采用微差起爆。导爆管的选用：为了确保传爆线路可靠，传爆时间小于最小起爆时间。孔内导爆管采用高段别8段，其延时秒差为300毫秒，孔外导爆管采用低段别1段和2段，其延时分别为12毫秒和25毫秒。

传爆网络：1排2段、2排2×2段、3排3×2段、4排4×2段、5排5×2段。网络传爆时间计算：1排25毫秒，2排2×25毫秒，……，5排5×25毫秒。

起爆时间计算：1排325毫秒（25+300），2排350毫秒（2×25+300），……，5排425毫秒（5×25+300）。

起爆：采用电雷管作为导爆管起爆元件，起爆器材采用YJ—新600型高能起爆器，电雷管连接采用串联电路。网路连接无误后，作好起爆前的各项准备工作，利用水位上涨赶到爆破覆盖作用，及时起爆。

注意事项：

一是为了确保传爆可靠，以及避免个别导爆管拒爆，采用双导爆管进行连接。

二是特别强调在连接导爆管时，必须绑扎牢固，导爆管不能破损折断。

三是孔外导爆管必须采用多点绑扎在不易拉伸变长的绳索上，且导爆管留有一定的富余长度，再行固定，以防止导爆管被水流冲刷变形或折断。

四是网络传爆导爆管雷管尽量悬空，以免炸坏其它导爆管，影响传爆。

4 爆破效果

此次的爆破一次成功，实现了预期的目的，爆破岩石完全松动，药包破坏范围符合设计要求。爆破振动小，无飞石。实践证明，松动控制爆破技术，爆破后岩石松动而不飞散，开裂而不滑塌。在爆破设计时控制装药量，炮孔布置合理，节省了施工费用。同时采用孔外延时起爆网路，孔内使用高段别导爆管，不易出错和便于操作，很值得在施工中的进一步学习和推广。

参考文献：

[1]周凡.水下爆破工程的安全及控制探讨[J].中国水运.2015（08）.

[2]谢正红.某航道水下爆破与施工[J].爆破.2015（01）.

[3]安彪.松动控制爆破技术在航道水下施工的应用[J].珠江水运.2015（07）.