裸爆技术在航道炸礁施工中的应用

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摘要：

文中论点主要是通过在福州港江阴港区进港航道二期工程为例，针对航道施工中遇到礁石，抓斗挖泥船无法挖至设计标高时，提出采用裸爆技术处理礁石的施工工艺，确定裸爆技术在礁石处理的可行性，并根据现场实践经验进行总结，以供类似工程进行参考及交流。

关键点：裸爆技术、炸礁、定位移船、施工工艺

中图分类号：C35文献标识码： A

1.工程概况

福州港江阴港区进港航道二期工程位于兴化湾内，工程理坐标为东经119°06′至119°30′，北纬 25° 15′至25° 36′。该工程包括航道一条， 在疏浚过程中，遇到两块孤礁需要进行爆理，该区域疏浚土质为15级强风化花岗岩，标贯击数为55~71，岩层厚度不大于1米，礁石顶标高为-15.3m，孤礁面积约为1003平米，爆破方量约为921立方米。由于孤礁面积和方量较小，宜采取爆破的方法进行炸礁施工。疏浚区位于航道中心，距离最近建筑物为1122米，爆破环境极好。

2．爆破参数设计及安全验算

药包重量计算公式：Q=q×a×b×P

Q――单药包重量，kg；

q――单耗，kg/m3，对于软岩或风化岩取q=15 kg/m3，中硬岩q=30 kg/m3，坚硬岩q=45 kg/m3；本次爆破由于采用高性能炸药，结合工程经验：软岩为q=4～6 kg/m3；中硬岩q=8～10kg/m3；坚硬岩q=14～16 kg/m3；实际单耗根据试爆确定；

P――分层爆破开挖深度，m；

a――药包间距，m，一般取a=（1.8～2.5）P；

b――排距，m，一般取 b =（1.5～2.0）P。

平均开挖厚度为1m，爆破参数为：

P(m) a(m) b(m) q(kg/m3) Q(kg) 面积（） 布点（个） 总药量（kg）

1 2 2 15 60 1003 250 15000

将药包置于岩石表面及周围，炸药布置方式采用矩形或三角形（如图 “炸药布置示意图”），本工程礁石采用2m*2m进行布置炸药。

2.1.1 爆破震动

根据《爆破安全规程》

（1）

式中 Q―一次起爆炸药量，微差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；

V― 爆破地震安全速度，按照下表取值：

序号 主要建（构）筑物类型 安全震动速度（cm/s）

1 土窑洞、土坯房、毛石房屋 1

2 一般房屋、非抗震大型砌块建筑物 2～3

3 钢筋砼框架房屋 5

4 重力式码头 5～8

5 水工隧道 10

K.a― 与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，结合本工程的地质情况，根据《爆炸处理水下地基和基础技术规程》的有关规定。

本次爆破单段最大药量为90 kg，根据公式（1）爆破震动速度计算得下表：

距离R（m） 50 100 150 200 300 400

V(cm/m) 6.6 1.9 0.9 0.5 0.25 0.15

根据本工程单段最大起爆药量计算出的爆破地震安全速度，被保护对象的爆破地震速度远小于安全震动速度，故认定裸爆时对离最近的重力式码头不受影响。

2.1.2 水中冲击波验算

水中冲击波验算根据国标《爆破安全规程》中的规定：在水深不大于30m的水域内进行水下爆破，水中冲击波最小安全距离，应遵守下列规定：当炸药量为50―200kg时，采用水中裸装药方式，水中冲击波对游泳人员最小安全距离为1400m，对潜水人员的最小安全距离为1800m；对木船的最小安全距离为300m，对铁船的最小安全距离为150m。施工现场的环境可以满足上述条件，并在爆破施工前采取警戒措施。本工程水深较大，总药量控制在90kg，基本不会有飞散物，爆炸的噪音也比较

小。

综上所述：认定该工程采用裸爆是安全的。

3 、裸爆主要工艺流程

3.1药包的制作

采用编织袋，将药包组装成长方形六面体药包，其长宽高比为3：1.5：1，在编织袋外用长0.8m，宽0.28m的竹疤作防护层，并在药包的两端加配重。使用防水性能好的塑料导爆索。首先应备齐连接每排药包的支线导爆索和连接各排的主干导爆索，其长度根据设计布药宽度和水深确定，其长度根据设计布药宽度和水深确定。引爆雷管采用非电雷管，主导爆索连接导爆管雷管，导爆管雷管用激发针引爆。

3.2布药工艺

本工程的布药工艺主要是：采用船上一次并联一排药包，通过GPS定位，利用绳索同步定点送放药包到基岩表面，然后脱开绳索的布药方法。此种布药方法以两个同步确保布药准确。第一个同步，将绳索控制的一排药包同时由船舷一侧放置于水面上，根据GPS确定的药包位置进行调整；第二个同步，按一个较均匀的速度放绳索将调整后的药包放到基岩表面。

主要布药工艺流程如下：

a 船上制作药包。按爆破参数将药包连接成排备用。

b 按实测水深在药包上捆扎悬挂药包绳索，并准备漂浮物备用。

c 施工船在爆区定位，GPS测控布药位置。

d 在船上按设计间距用支导爆索将一排药包连接好，并将控制绳索置放好。

e 用GPS确定垂直于基床轴线的布药位置和首、尾药包位置。

f 到位后按照爆破指挥员的口令通过两个同步送放药包至基床表面并将绳索脱开。

g移船于下一个布药位置并保护好引出的导爆索。

h按（d）~（f）步骤循环施工，直至完成整个区域的布药。

i 将布设完成的导爆索引线做成起爆头并与浮漂体捆绑置于水面上。施工船撤离爆区至安全位置。

4． 爆破注意安全事项

根据装药范围划定距装药区外边界300m以外的爆区警戒线，爆破前利用电话、对讲机和海上警戒船通知等方法，加强与其他单位的联系，确保海上作业人员、施工船舶和周边单位及人员的安全。大雾、大雨等能见度较低的情况下和在黄昏、夜晚时，禁止水下爆炸作业；遇雷雨时停止爆破作业，已连接好的爆破网络应拆除起爆雷管，并迅速撤离至警戒区外。

爆破作业前，爆破技术负责人根据爆破布药区的水位、流速、流向、风浪等海况布置爆破作业。将计划起爆时间报告监理工程师及相关监管单位，经批准后，在规定时间内起爆。进入爆破现场施工的人员禁止携带火种和易燃品。 利用船舶作业平台进行水下爆炸作业时，堆放药包的船舱应清理干净并不得有尖锐突出物；尽量避开风高浪涌的较恶劣的海况，船只和爆破器材必须避免剧烈的颠簸和撞击。由爆破员对装药现场内余留的火工品按规定进行清理和回收；当确认爆破网络区内无任何干扰正常施爆的因素时方允许进行起爆网络连接。

起爆后必须确保没有盲炮后方可解除警报，现场清理完毕确认无危险后方可撤销警戒。

5、结语

福州港江阴港区进港航道二期工程部分礁石进行裸爆成功后，及时组织抓斗挖泥船进行清礁处理，清礁效果较好，并安排测深仪进行扫测，结果满足设计要求的―16.2m，裸爆技术在礁石处理的应用效果明显，实现了预期目标。工程于2012年7月20日完成交工验收，工程验收后该航段满足10万吨级集装箱船不乘潮单向通航及5万吨级双向通航，同时满足15万吨级散货船和15万吨集装箱船乘潮单向通航，该航道建设为大型船舶运输提供了可靠保证。

参考文献：1、《水运工程爆破技术规程》（JTJ286―90）

2、《民用爆炸物品安全管理条例》（国务院2006.9.1.）

3、《爆破安全规程》（GB 6722―2003）

4、《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》（JTJ/T258-98）

5、《水运工程测量规范》（JTJ 203-2001）

6、《港口工程质量检验评定标准》（JTJ221-98）

7、《中华人民共和国海洋环境保护法》（2004.4.1）

8、《港口工程地基规范》（JTJ250-98）

9、《水运工程质量检验标准》(JTS+257-2008)

10、福州港江阴港区进港航道二期工程设计图

附：施工平面图