钻爆船在水下爆破工程硬式扫床中的应用

2023-11-16李红勇

中国水运 2023年10期

李红勇

（长江重庆航道工程局，重庆 400011）

硬式扫床方式是对航道、港口水下爆破开挖施工范围进行质量验收检测的一种手段，水下硬式扫床分横扫和顺扫两种方式，近年来，在长江航道工程中直接利用钻爆船设备组装扫床架进行横扫方式检测，配置卫星定位系统实时监测扫床轨迹，其扫床精度、扫床轨迹控制和扫床效率比采用机动船组装扫架进行顺扫方式有较大提升。

1 钻爆船硬式扫床方式及应用范围

1.1 横扫方式

钻爆船在施工水域上游进行船舶定位，完成扫床架组装并下放扫架到设计底高，通过船上锚缆设施控制船位上下和左右移动，扫床时采用沿水流方向横向绞移船位，对施工区域进行扫床检测，完成一个断面后，下移一个断面继续进行，扫完纵向100m 左右范围后，对船舶定位的横缆重新抛设，直至所有需扫测范围全覆盖为止，该方式为横扫方式（如图1 所示）。

图1 横扫方式示意图

1.2 应用范围

钻爆船扫床应用工况范围广，满足流速3.5m/s、10m 以内扫床水深检测，流速较低时扫床水深可增大，流速小于1.0m/s 时，可进行最大20m 水深以内扫床检测。

2 扫床架制作及结构

2.1 扫床架制作

利用船上自有两台钻机的钻架为主骨架组装扫床架，以沿钻架可升降的主钻杆为竖扫杆，设置横杆和斜撑杆加固扫架强度，用前后左右四个方向的拉绳控制扫架在水下的方位，水深超过10m 在船艏方向增设1 根前拉绳，左右方向在扫架各设2 根拉绳，确保扫架竖杆轴线倾斜角度小于3°，钻爆船组装扫床架如图2 所示。

图2 钻爆船组装扫床架示意图

2.2 扫床架主要材料

表1 扫床架材料

3 扫床技术要求

3.1 扫床平面控制

采用1+2 卫星定位系统进行扫床轨迹的控制和定点。把卫星定位系统接收机固定于扫床船，建立扫床船扫架船形文件，并将其与配套的导航测量软件相联来测定扫杆位置坐标，在电脑上实时显示扫床轨迹。

3.2 扫床高程控制

扫床高程控制采用黄海高程或吴淞高程，在扫床河段岸边设立水尺，并指派专人精确观读水位，根据水位变化通过钻机升降扫架，及时调整扫床架的入水深度。

扫床架入水深度由下式计算：

H=h -h1

式中：H—扫床架入水深度（m）；h —水位（m）；h1—设计河床底高（m）。

3.3 扫床宽度及搭接控制

扫床宽度根据横扫杆长度确定，一般横扫杆长度为12m，为了保证扫床效果，前后两条横扫断面搭接2m，避免漏扫，水下有效扫床断面宽度为10m，扫床轨迹成图的重叠宽度不小于1m，确保无漏扫区域，扫床轨迹搭接如图3 所示。

图3 扫床轨迹搭接示意图

3.4 扫床过程扫杆控制

在扫床过程中专人全程观察扫杆，发现因扫架碰撞水下浅点出现倾斜、上抬、异响等情形后，应停止扫床并将扫架提出水面，观察扫架有无变形和碰撞痕迹，并及时测量碰点坐标，为后续清浅施工提供位置。

4 钻爆船扫床方式特点及应用

4.1 钻爆船扫床方式特点

（1）钻爆船扫床架组装，充分利用了船上现有的设备，快速安装扫架，扫架结构牢固，扫杆升降方便，钻爆船组装扫架如图4 所示。

图4 钻爆船组装扫架现场图

（2）扫床轨迹通过船上锚机的匀速绞缆，能按计划断面线有效进行，扫床轨迹平面精度和防扫架碰撞边坡安全性控制高于机动船顺式扫床方式。

（3）钻爆船扫床方式满足高流速、深水等机动船顺扫方式无法扫床的水域检测。

4.2 钻爆船扫床方式应用

（1）长江三峡水库变动回水区碍航礁石炸除一期工程黄果梁滩点，炸礁设计底部高程为149.73m，扫床验收时为三峡库区蓄水期，施工水位170.8m，扫床水深20.27m，流速0.5m/s，为长江航道整治工程首次超过20m 水深硬式扫床，为了确保扫床质量，采用钻爆船绑扎驳船组成深水双拼扫床船进行扫床，通过驳船增大扫架一侧水下拉绳角度，增加一层左右侧拉绳各2 根，避免扫床过程水下扫杆过长出现倾斜，双拼船扫床如图5所示。

图5 深水双拼船扫床架立面图

（2）长江三峡水库铜锣峡至娄溪沟河段航道炸礁工程门闩子滩点。炸礁设计底部高程157.51m，扫床验收时正值长江汛期涨水，水位变化大，施工水位167.87～168.47m，扫床最大水深10.96m，流速3.5m/s，为长江航道整治工程水深超过10m、流速超过3.5m/s 的首次水下硬式扫床，扫床现场图如图6 所示。