内河航道水下炸礁工程施工技术

秦 玲

（贵州远航交通工程有限公司，贵州铜仁 554300）

1 工程概况

某航道扩建工程（扩建10 万t级双向航道）一期工程航道长10.759 km，拓宽作业后，航道底标高-13.3 m，宽约为360～390 m。由于底质存在大量礁石，因此，采用水下炸礁方式疏浚，炸礁面积约56.4 万m2，岩质多为中等风化石，设计炸礁工程量不含超深约61.57 万m³。

2 爆破参数设计

2.1 选择器材

药柱密度1.08 g/cm3，爆速≥4.807 m/s，猛度≥17.2 mm，殉爆距离≥6 cm。

其对防水性能要求高，且药卷采用塑料袋包装，炸药直径为90 mm，药卷长40 cm，标称重量为3.0 kg。

选择长度24 m的防水型塑料起爆元件，激发元件的起爆雷管采用导爆管雷管，导爆管雷管主要参考水位变化、孔深情况，毫秒延期段别1～11段，击发塑料导爆管时使用击发枪激发起爆雷管。

2.2 参数选择

在工程开工之前，应按照《水运工程爆破技术规范》（JTS 204—2008）要求，结合现场工况和相关施工经验进行试爆，以保证排拒、孔距、单耗均为合理方案下的最佳布置方式。

本工程设计爆破参数如下：（1）采用梅花形布孔；（2）直径为115 mm；（3）间距为2.5 m；（4）排距为2.5 m；（5）钻孔超深为1.5 m。具体可根据实际的地质情况和施工需要进行调整。

2.3 计算药量

单孔装药量根据《水运工程爆破技术规范》要求，计算炸药量：

式中，Q——炸药量（kg）；q0——单位炸药消耗量，取值为1.1～1.42 kg/m3；H0——爆破岩层厚度（m）；a——炮孔间距（m）；b——排距（m）。

确定单孔装药剂量，药柱加工时调整药柱捆绑的药量，根据岩性、岩层厚度、孔深60%～80%装药量、药卷规格等。

3 水下炸礁施工方法

（1）施工定位。

使用GPS卫星定位系统可帮助水下钻孔准确定位船舶位置，可有效减少因叠钻、漏钻引起的问题，并将孔位的偏差控制在±40 cm内。按照设计确定的平面控制参数，将钻孔布置图绘于测量软件中，指挥钻机船移动时对准设计的钻孔位置，可根据GPS测定钻机船的位置。

（2）施工钻孔。

钻机船到达指定位置后，将钢丝缆绳和套管下沉入水底，同时利用液压钳夹住套管调整位置，以避免孔口位置出现偏差。钻杆钻进过程可采用直径为120 mm的风压潜孔钻，套管内旋转冲击岩石成孔时可使用直径100 mm的钻头。

（3）施工验孔。

钻孔完成后应检测孔底标高，使用专业的验孔器测验，控制装药的孔底标高在20 cm之内，如孔底标高不符合要求，需要重新进行钻、洗孔，确保孔底标高符合要求，方可进行装药。

（4）加工药包。

药包加工需在有木板的场地内进行，将每条药包长度控制在2 m内，严格把控药柱与药柱的间距在2 cm之内。绑紧药柱时可使用3根竹片，捆扎药包必须结实、平直，反方向安装2个导爆管雷管于药柱中，最后使用绳子绑扎导爆管与炮绳。采用竹签插孔药包时必须轻缓，再用手指缓慢将雷管推进药包中，最后用手指轻压回孔。

（5）装药。

①可使用深绳检查炮孔深度是否达到设计要求，不达标可借助机手重钻，装填炸药、起爆体时，应合理把控药量。

②使用测深绳检查炸药距孔底位置及药包顶标高，将顶标高与设计标高偏差控制在±20 cm内。

③将药包装入套管时，须使用竹竿缓慢放入。为了避免药包上浮，需要拉紧炮绳，待其达到孔底标高后使用沙土回填，以保证爆破效果。若药柱无法顺利下放，可采用竹竿轻压或取出药柱后重新装药。

④机手吊起套管后缓慢勾出炮线，连接炮线时，必须保证炮线完好。

（6）堵孔。

工程施工处于较深的水域，水深在7～12 m之间，水流较急。使用沙袋堵孔可保证爆破效果，为了确保药包不浮起，应控制堵孔长度在0.8～1.5 m。

（7）爆破施工流程。

钻机船平稳进入施工区域，船恢复定位后再进行施工。钻机下钻杆可借助GPS定位钻孔位置，电动葫芦下吊套管并固定，钻孔完成后再进行装药、堵孔。起爆前，应先连接导爆管雷管和炮线，测验爆破网络是否达到设计规范再警戒，并将钻爆船移到安全位置。

4 爆破网路设计

4.1 微差爆破减震

降震效果与微差段数有关，段数越多效果越明显。为了保证孔内或孔间微差爆破达到设计要求，导爆管雷管需要采用厂家定制的1～11段。

4.2 预裂爆破减震

若建筑物对于安全爆破的要求超高，可借助预裂爆破，可有效降低爆破振动速度，降震率可达到70%左右。为了保证实现微差网路，本工程采用导爆管雷管串并联网路。

爆破网路如图1所示。

图1 爆破网路图

4.3 起爆

（1）起爆前的准备工作，检测接近最大起爆药量时的导爆管雷管网路，若导爆管网路存在错漏接情况，应及时进行调整，增强接点的牢固性。在起爆前应做好警戒工作，警戒船舶到警戒区进行警戒，应与警戒人员发射范围安全信号一致，保证安全后起爆船方可起爆。

（2）起爆前应确保周边施工水域没有潜水人员，保证人员已出水并达到安全范围。起爆前须电话通知场地工作人员，必要时可书面确认[1]。

（3）起爆时因爆破网路出现的盲炮，可在检查和处理后再连线起爆，使用裸露药包诱爆。处理盲炮时，为了保证没有突发情况，须做好安全和警戒工作，盲炮解除前，无关人员不得出现在施工场地。处理人员应详细记录具体处理情况，若盲炮未及时进行处理，需要在附近放置引人注目的标志，避免出现安全问题。

5 爆破过程的安全管理方法

5.1 计算安全距离

爆破过程的安全应严格遵照国家规定执行，计算地震波大小：

式中：R——爆破区的安全距离（m）；Q——炸药量（kg）；K——地质环境相关系数，取150；c——爆破点条件相关系数，取1.5；V——振动速度（cm/s）。

该工程爆破属于第一次，为了避免爆破对周围居民产生更多的困扰，爆破时最大炸药量应控制在1 500 kg左右，并控制安装震点的振动速度为0.2～1.1 cm/s，为了准确爆破并确保此次爆破不影响周围环境，应降低噪声，爆破负责单位可使用高精度的爆破测振仪检测振点。

5.2 爆破水力冲击波安全距离的计算

施工单位应严格根据相关标准规范爆破作业，该工程船舶进出频繁，且距离居民岛较近，须严格把控爆破过程，避免影响人们正常生活。

水下爆破时，炸药量超过1 000 kg，可计算水中冲击波：

式中：RH——安全距离（m）；K0——系数指数，通常潜水、铁船、木船、游泳的取值分别为160、15、25、130；Q——炸药量（kg）。

代入Q值，可计算得出潜水、铁船、木船、游泳的水冲安全距离分别为1 832、172、286、1 488 m。由于河道爆破点距居民仅960 m，为了避免爆破过程中对游泳和潜水人群的安全造成威胁，爆破前应落实居民撤离工作，确保爆破过程中没有人潜水游泳。

5.3 安全管理措施

（1）安全通知。

爆破前连续通告10 d，做好安全防范工作，通过广播、公告栏等方式，通过多种语言保证周围居民充分了解爆破事件和影响。

（2）调配人员和爆破。

做好爆破前的准备工作，保证爆破开始前在爆破区的人员全部撤离，做好警戒人员的防护。爆破作业过程中，应严格按照指挥员的预告信号进行，信号形式为乱哨声。指挥员在发射信号提示爆破员立即爆破时，应在接收到信号的前提下，并电铃三长声。

（3）爆破检查。

现场的爆破成员应进入爆破点查看情况，保证引爆结束超过15 min，确保现场无危险情况，再发出长短各一次的哨声，以解除警戒。

6 结语

综上所述，当前我国工程建设的已得到了较好发展，水下炸礁爆破施工技术被广泛使用于港口与航道工程建设中，并发挥了重要的作用，本文对水下炸礁爆破施工技术进行分析，以提升施工的安全性、稳定性。