鉆孔爆破技術在航道整治工程中的應用

　　摘要：鉆孔爆破技術在航道整治工程中對于清除硬度較大礁石的施工技術已比較成熟，本文通過實踐總結(jié)，對鉆孔爆破的設計與施工質(zhì)量采取一系列的控制措施，使工程質(zhì)量得到了保證。

　　關鍵詞：水下爆破；爆破網(wǎng)絡；爆破安全評估

　　一、工程概況

　　東江下游航道整治工程自惠州市惠州大橋～東江口，全長116km，按雙向航道建設，建設規(guī)模是：惠州大橋～石龍舊鐵路橋按通航500t級船舶的內(nèi)河Ⅳ級航道建設，航道尺度為2.0×50×330m，通航保證率95％；石龍舊鐵路橋～東江口按通航1000t級船舶的內(nèi)河Ⅲ級航道建設，航道尺度為3.2×70×480m，通航保證率98％。

　　（一）施工條件分析

　　1.據(jù)地質(zhì)資料，該巖石類別大部分為強風化、中風化砂礫巖或砂巖，局部有微風化砂礫巖或砂巖，顏色灰色或棕紅色，風化程度由淺而深漸弱。

　　2.施工區(qū)域地處東江下游，東江下游水路運輸條件非常優(yōu)越，施工船舶可從工程河段本身進到工程地點，也可以從東江三角洲其他水道進入東江下游河段，對施工船舶的調(diào)遣非常方便；沿需整治的河道兩側(cè)有多處碼頭可以供施工上落材料和人員。

　　3.東江下游受半日型潮汐的影響，上游段平均潮差0.5~1.0m，下游段平均潮差1.0~1.5m，水位變動頻率大，對航道整治施工帶來的影響較大，不利于鉆爆定位和裝藥聯(lián)線，不利于施工高程的控制。

　　4.本合同段航運比較發(fā)達，航行船舶密度相對較大，通航與施工矛盾突出。既要完成航道整治任務，又不能給航道運輸帶來太多的影響，妥善處理好矛盾，達到通航施工兩不誤，是本合同段工程的難點。

　　5.本工程的炸礁工程沿河為經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，建筑物和居民區(qū)眾多，且施工地點距建筑物距離近，尤其是石龍南二橋礁石、東岸大橋礁石、沙河口礁石、白鶴洲頭礁石，距離建筑物最近僅為36m，施工必須采取控制爆破方法確保建筑物和居民區(qū)的安全，而采取控制爆破方法施工，必然會增長施工工期、增加工程投資。

　　根據(jù)地質(zhì)與施工條件分析,該施工范圍內(nèi)礁石大部分采用爆破方式進行施工.水下鉆爆施工采用YQ100改進型潛孔鉆機及其配套設施的鉆爆船進行；

　�。ǘ�）起爆藥包設計

　　水下爆破為保險起見，起爆藥包裝2發(fā)并聯(lián)導爆管雷管。炮孔裝藥長度小于2.8m時，采用連續(xù)裝藥方式，裝1個起爆藥包，位置在距孔底1/3至2/3處；炮孔裝藥長度大于等于2.8m（7節(jié)藥）時，應增加起爆藥包，并采取間隔裝藥方法使藥包位置均勻配置，以使爆破能量均衡發(fā)揮，減小孔口不裝藥的長度而減少大塊率。如圖3-2“孔裝藥形式示意圖”所示。

　　水下炮孔采用粒徑小于10mm的細砂堵塞，藥包采用竹片夾制，實現(xiàn)連續(xù)和間隔裝藥。                

　　二、爆破網(wǎng)路設計

　　爆破網(wǎng)絡采取并串聯(lián)方式，采用低段傳爆、高段起爆的方法實現(xiàn)微差控制爆破，減少一次起爆的孔數(shù)（排數(shù)），減少齊爆藥量，以減少爆破地震波、沖擊波等爆破產(chǎn)生的危害對大橋、民房、碼頭等周圍建筑物和設備、人員的影響，同時也增加爆破的自由面，提高爆破效果。

　　具體做法為：由1~6孔（齊爆藥量小于安全齊爆藥量）并聯(lián)為一組，同一組的導爆管雷管同段別，各組從遠至近采用從低到高段別的延期導爆管雷管實現(xiàn)分段，各組之間用瞬發(fā)導爆管雷管串聯(lián)在一起，分段間隔時間取巖石振動周期（約50ms）1/2的奇數(shù)倍，震動將會減弱，本工程微差間隔時間△T=50ms，使用導爆管雷管段別為1、3、5、7、8、9、10、11、12、13、14、15段。取3孔齊爆為例，微差爆破起爆網(wǎng)路詳見圖3-3“微差爆破網(wǎng)路示意圖”。

　　為安全引爆起爆網(wǎng)路，用5~7發(fā)防水金屬殼電雷管引爆導爆管雷管，連接引爆體和起爆器的電線采用絕緣良好的金屬銅線。引爆體和接頭采用防水絕緣膠布包扎密封，防止導電。　　　

　　三、盲炮處理

　　爆破后，爆破員必須按規(guī)定認真檢查爆區(qū)有無盲炮，發(fā)現(xiàn)盲炮應立即報告并及時處理。不能及時處理的盲炮，在附近設立明顯標志，并采取相應的安全措施。電力起爆發(fā)生盲炮時，立即切斷電源，及時將爆破網(wǎng)路短路。水下鉆孔爆破發(fā)生盲炮可采取如下處理措施：

　�。ㄒ唬┮虮�破網(wǎng)絡而引起的盲炮，經(jīng)檢查和處理后，重新聯(lián)線起爆。

　�。ǘ�）在盲炮附近投放裸露藥包誘爆。

　　處理盲炮時，作好安全和警戒工作，無關人員不得進入現(xiàn)場。盲炮處理后仔細檢查爆堆，如有殘余的爆破器材立即收集銷毀，具體處理的情況，由處理人員填寫記錄。

　　四、爆破安全評估

　�。ㄒ唬┍�破安全距離

　　為了確保爆破施工的安全，避免爆破對建筑物的損壞和確保過往船舶和水上水下作業(yè)人員安全，尤其是爆破對與爆破區(qū)域距離近的建筑物的影響，施工前必須進行爆破安全距離的計算，施工中嚴格按照計算的安全用藥量裝藥，并按計算的安全距離設置警戒范圍。

　　1.爆破地震安全距離

　　根據(jù)《水運工程爆破技術規(guī)范》，爆破地震安全距離計算公式有：

　　R=(K/V)1/a•Q1/3

　　因爆破點和建筑物的距離為一定值，可根據(jù)計算和設計的爆破點齊爆藥量，反算出到達建筑物的振動速度，只有到達建筑物的振動速度V小于安全振動速度V安，建筑物才能達到安全。

　　有：V=KQma/Ra

　　式中：V----安全振動速度(cm/s)，取值見表5-1“主要類型建筑物

　　地面質(zhì)點的安全振動速度”

　　R----藥包至建筑物距離(m)

　　K、a----與爆破點地形、地質(zhì)有關的系數(shù)，取值見表5-2“有關

　　的系數(shù)K和衰減指數(shù)a值”

　　Q----齊爆藥量(kg)

　　m----炸藥量指數(shù)，取1/3

　　2.水中沖擊波安全距離

　　按《水運工程爆破技術規(guī)范》表4.3.6-2，在水深小于30m的水域內(nèi)進行水下鉆孔爆破，當炸藥量為50kg~250kg之間時，水中沖擊波的安全距離：木船為150m，鐵船為100m，因此爆破時，所有施工船舶等應退離爆破點150m范圍以外。

　　3.飛石對人員的安全距離

　　按《水運工程爆破技術規(guī)范》表4.3.9，當水深為1.5~6.0m時，水下鉆孔爆破飛石對人員的安全距離為70~300m。據(jù)水下爆破施工經(jīng)驗，在水深約3.0m的水域進行水下鉆孔爆破，幾乎不產(chǎn)生飛出水面的飛石，因此水下鉆孔爆破的飛石安全距離取100m。

　　4.爆破涌浪的安全距離

　　爆破涌浪一般是針對海邊、湖邊等水岸邊進行大型石方爆破時，爆巖體落水所產(chǎn)生的涌浪，會影響傍岸建筑物的安全。水下爆破產(chǎn)生的涌浪一般為爆破產(chǎn)生的水體回落引起，根據(jù)水下爆破施工經(jīng)驗，在水深約5.0m的水域進行水下鉆孔爆破，最大齊爆藥量為250kg，水下爆破產(chǎn)生的涌浪約為0.2~0.5m的，而且隨傳播距離的加長，消減很快，水下爆破產(chǎn)生的涌浪不會對任何建筑物產(chǎn)生影響。