论文部分内容阅读
摘要：本文主要针对水下爆破施工技术在航道中的应用展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对爆破方案及参数确定作了阐述和分析，并提出了一系列相应的防护措施，以期能为有关方面的需要提供有益的参考和借鉴。
关键词：水下爆破；施工技术；航道；应用
所谓的水下爆破，是指在水中、水底或临时介质中进行的爆破作业，而水下爆破常用的方法有裸露爆破法、钻孔爆破法以及洞室爆破法等。此种施工技术在航道的施工中有着广泛的应用，但是由于存在着一定危险度，还是仍然需要做好相关的施工措施。基于此，本文就水下爆破施工技术在航道中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。
1 工程概况
新建福平铁路FPZQ--3标桥区航道工程位于海坛海峡北口海域，范围自海坛岛西北至松下港区山前作业区海域。桥址处海域宽度约14km，由于众岛屿、礁石分布，将海域分割成多个狭长水道，且呈北东向狭长状。目前除北侧元洪航道为5万吨级航道外，其他各水道均为习惯航路或天然状态，船舶利用天然水深乘潮通航。
2 爆破方案及参数确定
2.1 爆破方案的确定
炸礁船在对每块区域施工时，采取如图1所示的平面布置方式，采用平行航道轴线、梅花状布孔的施工方法进行施工。由于工程各礁区炸礁厚度不大，施工时，无须分层钻爆施工。
图1 炸礁施工平面布置示意图
孔网参数为：孔距a=2.7m；排距b=2.4m；船位距c=1.0m；钻孔超深Δh=1.5m；装药孔口堵塞长度ΔL=1.5m，装药直径d=90cm。
由于炸礁区分布比较零散，河道狭窄，且两岸建筑分布情况较为复杂：
（1）由于炸礁区离大桥钢管桩和鑫祥码头较近（约80m左右），施工时要严格控制炸药量，采用孔内微差爆破或选择碎岩棒碎岩等其他办法进行施工；
（2）鼓屿门航道3#和4#礁石以南有海底电缆，施工时，采用非电起爆网路起爆以确保施工安全；
（3）为确保电缆安全，在施工过程中，船上工作人员严格注意船舶抛设锚位，以免切断电缆。
在施工过程中，要充分明确周围环境并做好相应的保护措施，爆破时应严格控制药量，使震速在允许的范围内，确保建筑物安全。
根据各块礁区炸礁工程量和各船舶施工能力，分别安排在航道一侧（从上游至下游）逐个区域（即从A1～B5）逐个船位施工，每个船位由南向北逐排施工，施工时，炸礁船平台向北，放炮时向北移船警戒。一班作业，计划每天放炮1～2次，每次起爆4～10排。钻爆完成后，船起锚调头重新移船抛锚进入航道另一侧钻爆施工。
2.1.1 炸礁船抛锚就位
各炸礁船均为平行水流布设，抛锚四具（设锚标），首、尾各两具，抛锚长约120m。
左边锚长约70m（加锚链沉底，以免碍航），右边锚长约120m。平台向北，由东向西逐个船位进行钻爆，中锚勿抛过航道中心线，放炮时向北移船。
2.1.2 测量定位
建立高精度的RTK-DGPS专用测量系统。
RTK-DGPS是一种高精度实时相位差分动态定位技术，由基准台、移动台及RTK差分数据链组成。移动台无需在已知点上做初始化，而直接在动态环境下确定整周模糊度，实时接收GPS定位信息，并按基准台发送的RTK差分改正数进行修正，获得厘米级精度的三维坐标，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了极高的外业作业效率，具有精度高、效率高、全天候、数据处理高度自动化等优点。
RTK-DGPS系统的特点：
（1）全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
（2）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（3）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。
2.1.3 钻孔
（1）在测量的同时，各机长（包括空压机）做好准备工作，空压机热机。台班长接到测量员定位完毕报告后，通知各机长下钻，各机长接到通知后组织机员（钻工）按《钻工操作规程》开机钻孔。
（2）钻孔完成后，炮工用测深绳测量孔底标高，检验是否达到设计深度。可通过下式计算孔深：
h：孔深（m）；
h0：钻孔前钻杆剩余长度（可由钻架上的刻度读出，单位m）；
h1：潮水高度（可由测量软件直接读出，单位m）；
h2：基准面到设计底标高的高度（已知，单位m）
H：钻杆长度（已知，单位m）。
2.1.4 装药、连接网路
（1）量孔合格后，由炮工将加工好的药柱装入炮孔，要求严格装药到孔底，各炮孔装药完毕，重新移船定位钻孔。
（2）每4～10排放炮一次，爆破网路采用并簇联方式连接，如图2所示。
图2 起爆网路连接示意图
2.1.5 警戒
起爆网路连接并检查合格后，通知海事部门启动封航程序，待接到海事部门允许放炮指令后，炸礁船移船放炮，发出放炮警戒信号（吹连续短声哨子），警戒船舶加强警戒（电话通知警戒船），严禁一切船只进入爆破危险区内，同时禁止有人下水游泳。
2.2 质量控制措施
钻爆船船舶施工时将采取如下质量控制措施：
（1）钻爆船配备RTK-DGPS进行施工定位，控制钻孔定位误差在±10cm范围内。
（2）施工前，对参加施工人员进行技术、安全交底（工程概况、工程要求、施工避让，测量工/钻工/炮工操作程序等）。
（3）严格按照施工任务书、施工图纸和施工设计要求进行钻爆施工，未经项目部技术负责人同意，不得擅自更改。 （4）严格按照炸礁过程质量技术要求对各工序进行严格控制。
（5）严格按照《爆破安全规程》进行爆破作业。
（6）按照GB/T9002/ISO9002标准，对施工全过程进行质量管理和控制。
3 爆破安全防护措施
3.1 警戒
严格按照2.1.5条执行。
3.2 爆破有害效应的控制
炸礁施工过程中主要爆破有害效应为地震波和水下冲击波。其主要通过控制一次起爆药量和单响药量进行控制，即采用小药量分段微差起爆技术来进行控制。
3.3 爆破作业安全措施
严格执行《爆破安全规程》以及《水运工程爆破技术规范的有关规定》；
严格执行当地公安机关港航监部门对爆破施工的有关规定，在爆破施工前制定爆破作业安全警戒防护措施，提交业主工程师代表审查；严格管理好爆破器材，爆破器材临时贮存时要求炸药和雷管分仓贮存；严格做好爆破器材的运输工作，运输过程中要求由专职人员押运；爆破器材的领用和退料要做好详细的记录工作，每班每天核对数量做到物帐相符；严禁在雷天雾天进行装药放炮作业；临时炸药存放点（船）必须按公安部门和港航监督部门批准的地点设立，保证24小时有人值班；起爆前要保证安全距离内的水下作业人员或游泳人员离开水面；严格按照环保部门的要求，做好环境保护工作。
3.4 施工避让
（1）严格执行国际海上避碰规则、港章和施工航行通告以及国家和有关部门的相关规定，加强现场施工人员与设备的施工安全管理，对施工现场的防台风、防火、防爆、防汛和防盗等做好严格的安全防护措施，并承担由于措施不力造成的事故责任和因此发生的费用。
（2）自航泥驳及各种辅助船舶在航行时应加强了望，注意周围船舶动态，采用安全航速，及早采取避让措施，防止出现紧迫局面。
（3）按规定施工作业区域作业。
（4）往返倾倒区按拟定航线航行。
（5）工地调度室应与当地的渔政等部门保持通信联系。
（6）所有在作业的船舶应配备甚高频（VHF）无线电话一台，另配备对讲机若干台，做为与工地调度室和施工船舶之间通讯之用。
（7）所有施工作业船舶须加强了望，主动用高频电话、声号、灯号与对方来往船舶联系。
（8）采取一切措施，防止施工船舶、设备及材料的沉没，若发生沉没时，设防碍指示灯，直到打捞工作完成为止，所发生的费用由责任方承担。
3.4 爆破效果
爆破后满足8方抓斗清挖，效果极好，完全满足施工要求。
4 结束语
综上所述，水下爆破施工是一项工程巨大的特殊水运工程，在施工时，严格与准确执行相关的工程技术规范，还要在施工试验中，根据各施工现场地质、水文等不同条件，不断总结与修正，只有这样才能获得有真正价值的参数与技术措施，以保障相关工程的施工质量和安全。
参考文献：
[1]周伟强.论城市环境中水下爆破施工技术的应用[J].大科技（科技天地）.2011（17）.
[2]苏孝敏.水下钻孔爆破在内河航道疏浚中的应用[J].水利建设与管理.2011（10）.
关键词：水下爆破；施工技术；航道；应用
所谓的水下爆破，是指在水中、水底或临时介质中进行的爆破作业，而水下爆破常用的方法有裸露爆破法、钻孔爆破法以及洞室爆破法等。此种施工技术在航道的施工中有着广泛的应用，但是由于存在着一定危险度，还是仍然需要做好相关的施工措施。基于此，本文就水下爆破施工技术在航道中的应用进行了探讨，相信对有关方面的需要能有一定帮助。
1 工程概况
新建福平铁路FPZQ--3标桥区航道工程位于海坛海峡北口海域，范围自海坛岛西北至松下港区山前作业区海域。桥址处海域宽度约14km，由于众岛屿、礁石分布，将海域分割成多个狭长水道，且呈北东向狭长状。目前除北侧元洪航道为5万吨级航道外，其他各水道均为习惯航路或天然状态，船舶利用天然水深乘潮通航。
2 爆破方案及参数确定
2.1 爆破方案的确定
炸礁船在对每块区域施工时，采取如图1所示的平面布置方式，采用平行航道轴线、梅花状布孔的施工方法进行施工。由于工程各礁区炸礁厚度不大，施工时，无须分层钻爆施工。
图1 炸礁施工平面布置示意图
孔网参数为：孔距a=2.7m；排距b=2.4m；船位距c=1.0m；钻孔超深Δh=1.5m；装药孔口堵塞长度ΔL=1.5m，装药直径d=90cm。
由于炸礁区分布比较零散，河道狭窄，且两岸建筑分布情况较为复杂：
（1）由于炸礁区离大桥钢管桩和鑫祥码头较近（约80m左右），施工时要严格控制炸药量，采用孔内微差爆破或选择碎岩棒碎岩等其他办法进行施工；
（2）鼓屿门航道3#和4#礁石以南有海底电缆，施工时，采用非电起爆网路起爆以确保施工安全；
（3）为确保电缆安全，在施工过程中，船上工作人员严格注意船舶抛设锚位，以免切断电缆。
在施工过程中，要充分明确周围环境并做好相应的保护措施，爆破时应严格控制药量，使震速在允许的范围内，确保建筑物安全。
根据各块礁区炸礁工程量和各船舶施工能力，分别安排在航道一侧（从上游至下游）逐个区域（即从A1～B5）逐个船位施工，每个船位由南向北逐排施工，施工时，炸礁船平台向北，放炮时向北移船警戒。一班作业，计划每天放炮1～2次，每次起爆4～10排。钻爆完成后，船起锚调头重新移船抛锚进入航道另一侧钻爆施工。
2.1.1 炸礁船抛锚就位
各炸礁船均为平行水流布设，抛锚四具（设锚标），首、尾各两具，抛锚长约120m。
左边锚长约70m（加锚链沉底，以免碍航），右边锚长约120m。平台向北，由东向西逐个船位进行钻爆，中锚勿抛过航道中心线，放炮时向北移船。
2.1.2 测量定位
建立高精度的RTK-DGPS专用测量系统。
RTK-DGPS是一种高精度实时相位差分动态定位技术，由基准台、移动台及RTK差分数据链组成。移动台无需在已知点上做初始化，而直接在动态环境下确定整周模糊度，实时接收GPS定位信息，并按基准台发送的RTK差分改正数进行修正，获得厘米级精度的三维坐标，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了极高的外业作业效率，具有精度高、效率高、全天候、数据处理高度自动化等优点。
RTK-DGPS系统的特点：
（1）全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。
（2）定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。
（3）功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。
2.1.3 钻孔
（1）在测量的同时，各机长（包括空压机）做好准备工作，空压机热机。台班长接到测量员定位完毕报告后，通知各机长下钻，各机长接到通知后组织机员（钻工）按《钻工操作规程》开机钻孔。
（2）钻孔完成后，炮工用测深绳测量孔底标高，检验是否达到设计深度。可通过下式计算孔深：
h：孔深（m）；
h0：钻孔前钻杆剩余长度（可由钻架上的刻度读出，单位m）；
h1：潮水高度（可由测量软件直接读出，单位m）；
h2：基准面到设计底标高的高度（已知，单位m）
H：钻杆长度（已知，单位m）。
2.1.4 装药、连接网路
（1）量孔合格后，由炮工将加工好的药柱装入炮孔，要求严格装药到孔底，各炮孔装药完毕，重新移船定位钻孔。
（2）每4～10排放炮一次，爆破网路采用并簇联方式连接，如图2所示。
图2 起爆网路连接示意图
2.1.5 警戒
起爆网路连接并检查合格后，通知海事部门启动封航程序，待接到海事部门允许放炮指令后，炸礁船移船放炮，发出放炮警戒信号（吹连续短声哨子），警戒船舶加强警戒（电话通知警戒船），严禁一切船只进入爆破危险区内，同时禁止有人下水游泳。
2.2 质量控制措施
钻爆船船舶施工时将采取如下质量控制措施：
（1）钻爆船配备RTK-DGPS进行施工定位，控制钻孔定位误差在±10cm范围内。
（2）施工前，对参加施工人员进行技术、安全交底（工程概况、工程要求、施工避让，测量工/钻工/炮工操作程序等）。
（3）严格按照施工任务书、施工图纸和施工设计要求进行钻爆施工，未经项目部技术负责人同意，不得擅自更改。 （4）严格按照炸礁过程质量技术要求对各工序进行严格控制。
（5）严格按照《爆破安全规程》进行爆破作业。
（6）按照GB/T9002/ISO9002标准，对施工全过程进行质量管理和控制。
3 爆破安全防护措施
3.1 警戒
严格按照2.1.5条执行。
3.2 爆破有害效应的控制
炸礁施工过程中主要爆破有害效应为地震波和水下冲击波。其主要通过控制一次起爆药量和单响药量进行控制，即采用小药量分段微差起爆技术来进行控制。
3.3 爆破作业安全措施
严格执行《爆破安全规程》以及《水运工程爆破技术规范的有关规定》；
严格执行当地公安机关港航监部门对爆破施工的有关规定，在爆破施工前制定爆破作业安全警戒防护措施，提交业主工程师代表审查；严格管理好爆破器材，爆破器材临时贮存时要求炸药和雷管分仓贮存；严格做好爆破器材的运输工作，运输过程中要求由专职人员押运；爆破器材的领用和退料要做好详细的记录工作，每班每天核对数量做到物帐相符；严禁在雷天雾天进行装药放炮作业；临时炸药存放点（船）必须按公安部门和港航监督部门批准的地点设立，保证24小时有人值班；起爆前要保证安全距离内的水下作业人员或游泳人员离开水面；严格按照环保部门的要求，做好环境保护工作。
3.4 施工避让
（1）严格执行国际海上避碰规则、港章和施工航行通告以及国家和有关部门的相关规定，加强现场施工人员与设备的施工安全管理，对施工现场的防台风、防火、防爆、防汛和防盗等做好严格的安全防护措施，并承担由于措施不力造成的事故责任和因此发生的费用。
（2）自航泥驳及各种辅助船舶在航行时应加强了望，注意周围船舶动态，采用安全航速，及早采取避让措施，防止出现紧迫局面。
（3）按规定施工作业区域作业。
（4）往返倾倒区按拟定航线航行。
（5）工地调度室应与当地的渔政等部门保持通信联系。
（6）所有在作业的船舶应配备甚高频（VHF）无线电话一台，另配备对讲机若干台，做为与工地调度室和施工船舶之间通讯之用。
（7）所有施工作业船舶须加强了望，主动用高频电话、声号、灯号与对方来往船舶联系。
（8）采取一切措施，防止施工船舶、设备及材料的沉没，若发生沉没时，设防碍指示灯，直到打捞工作完成为止，所发生的费用由责任方承担。
3.4 爆破效果
爆破后满足8方抓斗清挖，效果极好，完全满足施工要求。
4 结束语
综上所述，水下爆破施工是一项工程巨大的特殊水运工程，在施工时，严格与准确执行相关的工程技术规范，还要在施工试验中，根据各施工现场地质、水文等不同条件，不断总结与修正，只有这样才能获得有真正价值的参数与技术措施，以保障相关工程的施工质量和安全。
参考文献：
[1]周伟强.论城市环境中水下爆破施工技术的应用[J].大科技（科技天地）.2011（17）.
[2]苏孝敏.水下钻孔爆破在内河航道疏浚中的应用[J].水利建设与管理.2011（10）.