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内河河道疏浚水下炸礁爆破工程

2011-07-28 18:20:43 责任编辑:朱亮亮

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完成时间:20002004

工程地点:浙江省湖州市东西苕溪防洪一期工程横山石方段、吴沈门石方段水下爆破开挖;浙江省德清县导流港拓浚小东山石方段、枯柏树石方段水下爆破开挖;杭湖锡线航道改造乔木山石方段水下爆破开挖

完成单位:浙江省高能爆破工程有限公司

项目主持人及参加人员:张正忠、江登舟、王宗国、龙祖文、那树刚

撰稿人:江登舟

 

1   工程概况

长江三角洲地区内河纵横交错,兼具防洪、泄洪和运输通航等多项功能。内河河道疏浚是确保内河通畅的主要手段,是长三角地区关系到抗洪、防灾、交通运输的头等大事。内河河道疏浚水下炸礁工程多处于村庄城镇附近,施工区域人口密集、建筑物多、河汊、码头分布广;内河一般河道狭窄,底宽4060m,面宽601OOm,深度47m;河道通航密度大,各类船只络绎不绝,高峰时可达到34艘/min,在炸礁期间,要求除爆破警戒时间外,必须确保船舶正常通行。

内河水下炸礁工程地质结构复杂,大多由淤泥、沉渣、淤泥质黏土、粉质黏土和基岩组成,有的地段以前也进行过爆破施工,河床受到过扰动,这对钻孔效率和成孔率影响很大。

 

2   爆破设计

内河水下炸礁采用深孔爆破技术,爆破参数如下。

2.1 孔径

水下爆破钻孔一般采用垂直钻孔,孔径d100120mm

2.2 底部最大抵抗线Wmin

底部最大抵抗线Wmin和炮孔直径d相适应,炮孔参数的关系式为:

Wmin = (2030)d

式中Wmin——底部最大抵抗线,m

d——炮孔直径,m

2.3 布孔方式和孔网参数

一般采用矩形布孔,根据岩石性质和钻孔直径,可选用25m×25m2Om×25m3Om×25m等几种孔网。

2.4 装药量

由于爆破介质承受着水的压力,膨胀运动亦须克服水的阻力,因此在水下爆破中炸药爆炸释放的能量应该大于破碎岩石和克服水体阻力所需的能量之和,故水下爆破的炸药单耗比陆地爆破为大,其装药量Q的计算式为:

Q = 045+005H

式中Q——爆破单位岩石所需的装药量,kgm3H——爆破台阶的高度,m

2.5 新葡萄京娱乐场路

在水下炸礁工程中,由于雷管及网路连接件都必须浸在水中,为确保网路可靠、减少爆破振动强度,我们采用导爆管毫秒雷管接力起爆网路。孔内装高段位雷管(一般选用MSl5),孔外用低段位雷管接力(一般选用MS3段或MS4)

 

3   爆破危害控制

3.1 爆破飞石

内河炸礁时,由于爆破施工现场距离村庄、民房等建筑物较近,有时还有高压电线、光缆线从河道上方通过,因此对爆破飞石的控制要求非常严格。

经验证明,在装药结构合理、水深达到2m以上时,水下爆破飞石的逸出方向全部向上,此时可不考虑对两侧陆地建筑物的防护,控制好填塞长度以及填塞质量即可控制爆破飞石。

当河道上方有电线或电缆时,可以通过以下措施严格控制飞石,确保飞石不逸出水面:

(1)加大填塞长度:水深l3m时,填塞长度控制在23m;水深35m时,填塞长度控制在12m;为保证有足够的炸药单耗,可以适当缩小孔网参数;

(2)每次爆破后及时清理爆破工作面,为下次爆破提供较好的自由面;

(3)潜水员清理炮孔周围的碎石;

(4)潜水员用沙包对炮孔进行覆盖。

3.2 爆破振动及水击波

从爆破技术上来说,降低最大齐爆药量、控制爆破规模对降低爆破振动和减弱爆破水击波都有利。但在内河水下爆破过程中,周围人口密集,航道通航量大,爆破警戒动用各方面的力量多,干扰大,为了减少这些不利因素的影响,爆破规模一般不宜过小。

水下爆破的振动校核采用萨道夫斯基公式,首先对各建筑物的振动安全进行校核,确定最大齐爆药量;根据计算的最大齐爆药量,结合施工方法、单孔装药量、新葡萄京娱乐场路的连接要求确定可以同时起爆的炮孔数;当不能满足多孔起爆时,首先应考虑单孔起爆的可能性,如果能够满足施工强度和规模要求的,尽量采用单孔起爆,这也能大大降低爆破水击波的危害。当建筑物距离爆破点很近时,考虑到爆破规模、施工环境、施工进度的要求,应在被保护物与爆区之间实施减振和削弱水击波的措施。

 

4   施工工艺

4.1 作业平台制作

内河河道狭窄,钻孔施工时必须保证正常通行,因而不可能选用海上炸礁钻爆船进行钻孔;河道较深,一般为47m,也不可能用钢管脚手架搭建作业平台。因此必须制作专用水下爆破钻孔平台,该平台必须满足以下要求:

(1)钻孔时平台必须稳定,不受航行船舶涌浪影响;

(2)平台移动方便且定位必须准确;

(3)钻孔时孔网应可调整,且一个作业平台范围内钻孔数不易太少。

4.2 测量作业平台及钻孔定位

钻爆前,按照河道中心线方向每隔一定距离测定一条断面,最后汇总形成水深地形图,按照地形图确定需要钻孔的范围、总体布置开挖顺序和方向。按照水深地形图和陆上的控制点,确定最先的开挖边界(河道设计深度处岩石出露面),借助GPS定位仪将平台移到精确位置。根据预先确定的孔网参数,划定钻孔的位置,并在平台上做好相应的记号。

4.3 钻孔

借助钻杆长度控制钻孔深度,同时应考虑孔内一定回淤量。河床清淤时,淤泥不可能全部清理干净,另外还有碎石沉渣等杂物残留,钻孔前必须先下套管。

4.4 装药填塞

钻孔达到设计深度,拔出钻具,测量孔深无误后,应立即装入炸药,在导爆管上系一浮球,并标有孔位、段别等标识。装药后立即用沙子填塞。作业平台炮孔均填塞完后平台未移动前,潜水员还需对炮孔孔口加压沙袋。炸药选用乳化炸药,雷管和炸药均需进行防水处理,爆破前应做浸水试验。

4.5 作业平台移动

当一个平台范围内的钻孔、装药、填塞工作结束后,即可移动平台至新的位置。移动平台时应注意保护好导爆管。

4.6 连线起爆

当设计爆破区域钻孔、装药、填塞完成后,按照从后到前的顺序将孔内引出的导爆管用同段导爆管雷管连接成接力起爆网路,连接时应注意将导爆管雷管放在轮胎上面,并用泡沫盒包住扎紧,不能浮在水面随波摆动,防止导爆管雷管将其他导爆管炸断造成拒爆现象,接力至岸上后用导爆管引至起爆站起爆。

为了确保每个孔的准爆,每孔装23发导爆管雷管,孔内采用高段位雷管,孔外采用低段位雷管连接,确保在第一排炮孔爆响以前,雷管已经传爆到最后一排的孔内,不会因前排孔的爆破而破坏整个起爆网路。

 

5   爆破效果

2000年开始,公司在浙江湖州地区进行了近百次水下爆破开挖,总开挖工程量约20m3,均能做到爆破振动小,无飞石,爆破块度均匀,无根底,受到了建设单位的好评。

摘自《中国典型爆破工程与技术》