摘要:随着我省水运事业的蓬勃发展,许多内河航道因水深条件限制而无法满足通航需求,随之疏浚工程日益增多。对于水下地质较硬、礁石分布复杂的情况,往往需要采用水下炸礁疏浚技术,而炸礁方法的选择一般又需要综合考虑疏浚开挖面积、地形及开挖深度等因素。炸礁工程不仅要求定位准确、合理确定爆破参数和精确装药等,又以控制爆破地震波、飞石、扬尘以及减少对周围环境的污染为重点 关键词:内河航道疏浚;水下炸礁;施工技术
前言
目前,现有炸礁疏浚技术存在水下地形测量不便、钻爆船定位不佳、炮孔易堵塞和装药不便等问题。鉴于此,本文对现有技术进行改进,以期提高炸礁疏浚效果,为类似工程提供借鉴。
1内河航道疏浚整治工程的概念
内河航道的疏浚整治工作是一项对航运河道通过挖泥船等机具或通过人工施工的方式进行水下挖掘的工程,可改善航道环境,提升内河航道畅通性,或是开挖新航道,改善航行条件,降低出现对船舶航行有影响因素的出现概率,并与其他水上建筑工程相结合,为其施工提供便利,为此该项工程也是一项针对河床治理的工程,通过航道疏浚整治工作还可以增加航道的尺度,改善通航条件,满足当前社会的航运需求。航道疏浚工作一般分为基建性疏浚、维护性疏浚与临时性疏浚。其中基建性疏浚可在较长时间内改善航运条件,例如截弯取直、扩大航槽等,可消除河槽岸边的有害部分,并对淤泥、硬质土等进行清挖,改善航道环境;而维护性疏浚则是为保证航道现阶段的航运条件,修复当前航道的不良情况,确保船舶安全出行,并不引起较大的改变;临时性疏浚则是一种小型任务,可适用于小型航道的清淤工作。为此相关人员在进行工作中应根据航道工程设计进行方案规划,并从长远角度与成本角度考虑疏浚方式,同时还应结合河流动力学与河床演变进行研究,最大限度改善航道通行条件。
2影响水下炸礁施工的因素
2.1水下地形地质条件影响
不同于常规施工环境的是,水下地形地质较为复杂,岩石性能成为引发炸礁浅点的主要原
因,具体体现在物理力学性能、内部构成以及岩石风化程度等多个方面,若岩石内部软硬分布不均且节理发育明显时,经爆破处理后极容易出现浅点。工程炸礁区,含有大量中风化板岩等多种类型的硬质岩石,经爆破施工后极容易出现浅点。
2.2爆破参数性能影响
爆破参数若与实际施工状况不符,除了产生大量浅点外,还会加大挖礁难度。在工程中,重点考虑水的影响,以水下钻孔精度要求为准,必要时适当加大孔深与分布密度。性能取决于各组分的用量情况以及抗水抗压效果,就水下爆破而言,必须选择性能良好的,此举是控制浅点的必要途径。磨具制造
2.3施工工艺影响
水下炸礁施工环境复杂,若装药位置不够合理或是防水措施未到位,均难以确保炸礁效果,同时也容易产生大量浅点。
铅板加工2.4水下钻孔爆破出现盲炮
水下钻孔爆破的难度较大,质量控制并非易事,在水文、技术等多方面因素共同作用下,极容易出现盲炮。多孔爆破过程中出现盲炮,意味着炮孔间距随之加大,对爆破效果带来不良影响;产生的爆破石块过大,将无法有效处理残碴,也容易产生浅点。
3工程概况
省内某航道整治工程全长约236km,清礁区爆破深度为2.5米,施工超宽1米,超深0.4米。该航道底质存在大量礁石,需采用水下炸礁的施工工艺进行疏浚。炸礁岩质多为中等风化石,设计炸礁工程量9.2万m³。
4水下炸礁施工方法
本工程投入一组炸礁船,共有4台100型钻机,采用左右四门锚及前后两门主锚共计六门锚控制船舶前后左右移动,左右边锚钢丝缆长度约150m,控制船舶横向移动;前后主锚钢丝缆长度约250m,控制船舶、纵向移动。
4.1施工定位
合成塔
水下钻孔前,利用GPS卫星定位系统精确测定船舶位置。按设计确定的平面控制参数,将钻孔布置图绘于测量软件中,根据GPS测定钻机船的位置,指挥钻机船移动、定位到设计的钻孔位置上,要求做到定位准确,防止漏钻和叠钻,孔位偏差控制在40cm以内。
4.2施工钻孔
钻机船定好位置后,机手根据水流的情况进行下放套管,钢丝缆慢慢下放,套管放至水底后,液压夹住套管,进行位置调整,以减少孔口位置偏差,钻杆下钻,钻孔采用风压潜孔钻,套管直径120mm,用直径为100mm的钻头在套管内旋转冲击岩石成孔。
4.3施工验孔
钻孔完成后,用专用的验孔器对孔底标高进行检验,确保钻孔到设计标高,装药的孔底标高误差不应大于20cm,如孔标不到设计要求,需要重新下钻杆钻孔、洗孔。达到设计误差范围内,之后可进行装药作业。
4.4药包的加工
药包在铺有木板的房间内进行加工,每条药包长度控制在2m以内。加工方法如下:用3根竹片把药柱夹好、绑紧,药柱跟药柱的间距不能大于2cm,安装2发导爆管于药柱而且是反方向,最后用绳子把导爆管与炮绳绑扎在一起。先用竹签在药包内轻轻插孔,用手指将轻轻推进药包内,然后,用手指将孔压回,捆扎药包必须结实、平、直、竹片均布。
4.5装药
钻孔完成后,炮工应按如下程序操作:(1)深绳检查炮孔的深度,若达不到要求,应要求机手重钻;(2)按规定药量装填和起爆体;(3)用测深绳检查是否到达孔底,检查药包的顶标高应在设计标高以下(偏差范围0~-20cm)。(4)装药时将药包慢慢地放入套管内并拉紧吊炮绳,用竹竿、竹质的炮棍将药包慢慢送入孔内,到达孔底标高后,用碴或沙回填以防药包浮出炮孔,有利爆破效果。如药柱下不去,可用竹竿轻轻挤压,不可硬压;或取出药柱作进一步处理,排除后再装药。(5)通知机手吊起套管,再慢慢勾出炮线,检查炮线完好后,联接炮线。
4.7.堵孔
udn
本工程施工时水深在7~12m之间,施工水域水深较深水流比较急为保证爆破效果必须用沙袋进行堵孔。堵孔长度一般为0.8~1.5m,确保药包不至浮起。
4.8爆破施工流程
钻机船进入施工区域后,用进行GPS定位钻孔位置,电动葫芦下吊套管固定后,钻机下钻杆。等钻好孔后,进行按要求装药,堵孔。然后用导爆管连接炮线,检查爆破网络,开始警戒,将钻爆船移到安全位置后,开始起爆。船恢复定位施工。
4.9水下控制爆破施工方法
(1)水下控制爆破布孔形式为最大程度上控制爆破振动,工程中针对主爆孔至保护物这一区间采取了减振措施,布置主炮孔后,在沿线分别设置减振孔、预裂孔。施工中,减振孔共布置2排,预裂孔1排。注重爆破顺序,预裂孔需优先于主爆孔,具体有:顺利起爆预裂孔后,便进入到主炮孔爆破环节,由于在预裂孔爆破的作用下,会在主炮孔与保护物之间产生一条隔离带,同时减振孔具有优良的减振效果,因此,可以确保建筑物的稳定性,不会对其造成影响。
砭石祛斑泥
格兰注塑机射咀头
(2)爆破参数以陆上预裂爆破参数为基本参考,在水下预裂爆破施工环境中,设置有1排预裂孔,各孔间距均保持为1.25m,控制好径向不耦合系数,以2~3为宜。不同深度装药量存在差别,底部加强,逐步向上所用药量随之减少,划分三大装药段的长度,加强段、中部段与顶部段三者的长度分别为装药段总长的0.2倍、0.5倍与0.3倍。控制好起爆顺序,预裂孔需优先于主爆孔,具体超前时间为100ms。
结束语
水下炸礁是整个港航疏浚工程的难点,其对于爆破技术提出较高要求,稍有不当将出现炸礁浅点。对此,工程技术人员需要立足于现场地质情况,为之创建合适的施工方案,确定好爆破参数,选择性能较好的等,顺利完成整个爆破施工作业,有效控制水下炸礁浅点,确保炸礁质量,给港口与港航疏浚工程创设良好的施工环境。
参考文献:
[1]黎远征.港区水下炸礁浅点控制技术分析[J].中国水运,2018,40(9):149-150.
[2]王忠康,杨仕教.港口航道水下炸礁工程实践[J].爆破,2016,33(2):123-127.