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摘要:泉州船厂码头工程为重力式码头,基槽开挖过程中,需进行炸礁、清礁施工,结合此工程,本文简要介绍基槽炸礁工艺及在质量控制措施。
关键词:基槽炸礁施工工艺质量控制
一、工程概况
福建泉州船厂9#码头基槽、港池炸礁,设计底标高-12.5m~-17.5m,边坡根据实际情况在设计范围内选择合适的放坡坡度。
二、 施工总体布置
首先由挖泥船开挖礁区覆盖层,待覆盖层开挖干净后进行水深测量,再安排炸礁船进去炸礁施工。
炸礁施工船舶按垂直码头前沿线的方向展布,施工顺序由南往北,由深水区向浅水区施工。
炸礁施工结束,安排清礁船进施工区域清礁。
三、施工方法
1、施工顺序
根据礁区的地质特证和炸礁基本原理,由边缘向内施工,充分利用到岩石自由面。
2、施工船舶和辅助船舶配置
根据本工程的特点,选用下列主要船舶参与施工:900t炸礁船1艘,交通船1艘。
3、抛锚移船
钻爆施工船舶抛设六具锚,首尾两具中锚,锚缆长100~150m;两侧共抛四具边锚,锚缆长80~100m。清礁船抛设四具锚,首尾各两具,呈八字状。
4、 测量定位
(1)平面控制
a、施工区平面控制网点布设
布设的平面控制网点必须满足《水运工程测量规范》(JTJ203-2001)及相关技术文件要求。
b、施工船舶定位
炸礁船采用RTK-DGPS定位技术。由RTK-DGPS定位系统把炸礁船上的钻机孔位的平面位置显示到电脑显示窗口,移动锚具,使实测孔位与设计孔位点的平面偏差控制在0.2m以内。
(2)高程控制
水下采用黄海基面为基准面,设立水尺,对炸礁船上的RTK仪器进行水位校正,以便能够正确控制钻孔的深度。
(3)水深测量
水深测量同样采用GPS定位系统进行测量定位,测深则使用回声测深仪。测量的内、外业均使用计算机处理数据。
5、爆破参数
孔距a:投入本工程施工的钻爆施工船装有4台钻机,孔距固定。
孔径d:采用冲击回转钻进方法,球齿钎头外径115mm,因此孔径d=115~125mm。
排距b:根据本爆破区的岩石性质等,设计排距b=2.2m。
超钻深度Δh:设计超钻深度Δh 取1.8m。
6、起爆网路
采用导爆管簇并联,孔内延期起爆网络,激发元件用电雷管,孔内每个起爆体均装2发导爆管 (如果孔深超过3.5m, 孔内起爆体均装4发导爆管)。
(1) 起爆
起爆网路联接、检测完成后,移船至安全范围,并按设计的安全距离和安全要求进行警戒。
(2)钻孔
钻孔时在礁区边线附近探摸底质和水深,边线附近外有不达设计要求的礁石区域,应进行钻孔爆破,以确保炸礁范围内的质量满足清礁要求。
7、爆破安全计算
(1) 爆破地震波
根据《爆破安全规程》规定,爆破地震波安全距离按公式:
计算。式中Q― 一次起爆炸药量,kg,延时起爆时取最大一段的装药量;
R―爆破点与被保护建(构)筑物的距离,m;
―爆破地震安全速度,对水泥混凝土建筑物体取V=5cm/s,考虑该附近施工地质条件,为安全起见取V=2cm/s;
K、―与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数,对中等硬度岩石取K=150,=1.5。
(2) 爆破对附近建筑物的安全验算
由于爆破对附近建筑物体安全的影响,以爆破地震波的影响为主。在实际施工工程中,一次总起爆药量一般不会超过600kg,且为毫秒微差水下钻孔爆破。根据公式:
和Q=600kg,K=150,=1.5,=2cm/s ,得出建筑物安全距离半径 R=150米。
由于施工区域附近200米内无建筑物体,故此施工爆破产生的地震波不会对附近建筑物造成影响。
(3)水中冲击波
根据《水运工程爆破技术规范》规定,在水深小于30m的水域内进行水下钻孔爆破,当炸药量为200 kg~1000kg之间时,装药量与不同对象的最小安全距离控制为,水中冲击波对人员安全距离为:游泳为1100m;潜水为1400m。
(4)爆破水中冲击波对船舶安全的验算
水下爆破产生的水中冲击波的安全距离,我国爆破安全规程有以下规定:
①、客船爆破安全距离:位于爆破点上游时为1000m,位于爆破点下游或静水区时为1500m。
在一次爆破量大于1000kg,对人员和施工船舶的水中冲击波安全允许距离,可按下列公式计算:
R=KO
式中 R――水中冲击波的最小安全允许距离,m;
Q――一次起爆的炸药量,kg;
K0――系数。
(5) 飞石的影响
根据《水运工程爆破技术规范》,当水深大于6m时无需考虑飞石的影响。本工程施工时的水深大于6m,因此无须考虑飞石的影响。
(6) 空气冲击波
水下钻孔爆破中,水中冲击波在水中传播时能量衰减较快,传出水面后形成空气冲击波的能量很小,产生的冲击力可以不予考虑。
综上所述,该工程采用的炸礁方案,在技术上是可行的。
(8)孔外毫秒电雷管段别网路设计
爆破段别设计:为加强爆破效果,再结合各项爆破安全指标的计算,本项工程采用毫秒延时爆破法。
礁区岩层平均厚度约为2.0m,可采用每排装一段毫秒导爆管的方式进行钻孔排孔网布设。
四、水下炸礁施工质量保证措施
开工前对施工人员进行安全技术交底,要求严格按照设计进行施工,让施工船舶和人员明确中施工目标、质量要求和施工过程应注意事项,做到人人熟悉流程,防止盲目施工。
开工前,对所有船舶、仪器、设备及工具进行检查和校正,计量工具应有检验合格证书。
严格按照施工设计和图纸施工。
采用防水性能较好的毫秒导爆管和高性能乳化炸药
钻孔的有效控制。
严格按设计要求对炮孔装填炸药和起爆体。炸药必须下装至孔底,用测深绳检查炸药是否到达孔底,若未至孔底,可用炮棍压送至孔底。
装药控制。装药要求装至距岩孔口0.5~1.0m处,硬岩取小值,软岩取大值。在现场操作中,要根据实际情况进行药量控制装填,以满足质量要求。
五、清礁
水上清礁施工采用8m3抓斗挖泥船进行。按施工范围采用分条施工法,每条挖槽宽20m,挖槽与挖槽之间搭接1m。
六、清礁施工质量保证措施:
(1)施工前清礁船应定出施工坐标,检查斗臂深度标尺,近岸水尺零点均须认真检查校核,确认无误才可施工;
(2)根据潮水水位调整下斗深度,严禁盲目施工;
(3)工程管理、测量人员分项负责,加强施工现场管理,跟踪施工全过程。
(4)测量作业建立检查复核制度。按现场工程师要求提请进行竣工测量,提交竣工水深图及按现场工程师要求的竣工断面图。
六、结语
综上所述,该工程采用的炸礁、清礁方案,在技术上是可行的,对重力式码头基槽炸礁施工及施工过程中质量控制有一定借鉴价值。
参考文献:
1、《水运工程质量检验评定标准》(JTS257-2008)
2、《水运工程测量规范》(JTJ203-2001)
3、《水运工程抗震设计规范》(JTJ225-98)
4、《水运工程爆破技术规范》(JTS204-2008)