专版Ｉｌ施工技术 近距离水下爆破施工安全防护技术 曾朝木 摘要：厦门国际旅游客运码头工程新建码头岸线总长４６３．８１ｍ，改造旧码头岸线５２．７５ｍ，水工主体采用重力式沉箱结构形式。码头基 床顶标高一９．１４—１２．４ｍ（厦门当地理论深度基准面，下同），码头大部分基槽均需炸礁。本文根据工程实际情况，介绍近距离水下爆破安 全防护技术的施工方法。 关键词：近距离；水下爆破；安全；技术 １工程概况及施工特点 １．１工程概况 本工程施工内容包括：基槽、港池、调头区以及航道炸礁施 工。首期工程基槽炸礁设计底标高一１ １．１４—２０．５ｍ，港池设计底 标高为一１２．４ｍ，调头区和航道设计底标高一１０．５ｍ，炸礁边坡１： ０．５，允许超宽１ｍ，超深０．５ｍ。 １．２施工特点 （１）北面ｌ＃泊位已经投产，进出港船舶对施工船舶有一定 的干扰； （２）南面有水产集团浮码头、加冰码头，施工难度大； （３）需爆破的区域最近离保护区（东渡１＃泊位）仅９ｍ，距 高４５ｍ的高压电线塔建筑群约４０ｍ，距码头岸侧约１５０ｍ有居 民住宅区，需要考虑爆破施工对其的影响，采取确实有效的安 全保护措施： （４）施工区范围内需要拆除几座浮码头，各施工船舶相互 干扰大。 ２施工方案 借鉴国内外近距离水下炸礁的成功经验，当炸礁区距离建 筑群＜１０ｍ时，采用以下技术措施： ２．１渐进爆破 为保护建筑物（码头、高压电线塔）的安全，采用由远而近， 逐渐推进的爆破方法，利用最小抵抗线降低地震波对被保护建 筑物的有害影响。 ２．２预裂孔爆破（光面爆破） 预裂孔的作用是在爆破区与建筑群保护区之问形成一道 人为的岩石裂痕（或断层），以降低爆破地震波的传播。 ２Ｉ３气泡帷幕 根据现场实际情况，当爆破产生的水中冲击波超过建筑群 的承受能力时，采用气泡帷幕加以防护，气泡帷幕是在２－３条 钢管上密麻的钻三排孔，将钢管放入水中（爆破区与建筑群之 间），从钢管两头向钢管内送高压空气，高压空气通过密麻的钻 孔冲出形成气泡带，将爆破区爆破产生的冲击波隔离在气泡 外。 ３施工技术 ３．１爆破参数 孔距ａ：投入本工程施工的“浚通二”钻爆施工船装有６部 钻机，孔距固定ａ：２．６ｍ（备用钻爆船均装有５台钻机，孔距固定 ａ＝２．２～２．３ｍ）。 ２０２广东科技２０１１ ７第１４期 孔径ｄ：采用冲击回转钻进方法，球齿钎头外径１００ｍｍ，因 ｌ｝Ｅ孑Ｌ径ｄ＝１００～１ １０ｍｍ。 排距ｂ：根据本爆破区的岩石性质和施工环境等，设计排距 基槽ｂ＝１．８ｍ、港池及调头区ｂ＝２．０ｍ。 超钻深度△ｈ：设计超钻深度△ｈ取１．５ｍ。 药柱直径Ｄ：本工程中使用的药柱为特制的塑料简装药柱， 药柱直径Ｄ＝８０ｍｍ。 每６个炮孔（备用船为５个炮孔）为一排同时钻进，炮孔排 位平行岸壁前沿线布设，各排炮孔孔位呈梅花形错开。 ３．２布孔 施工前按照有关的爆破参数在礁区边界范围线内做出１： ２００的炮孔布置图，边线超宽ｌｍ以上，岩层厚度大于２ｍ时在 边坡位置钻孔。 ３－３钻孑Ｌ 采用潜孔冲击钻钻孔，一次钻至设计孔底标高（含超钻深 度）。 ３．４装药 本工程爆破采用特定的塑料简装柱状炸药，该炸药防水性 强，爆炸性能好。炮孔钻完并经验收合格后，由炮工装药。 炮孔装药量计算公式为： Ｑ＝ｑ‘ａ。ｂ’Ｈ 式中：Ｑ——炮孔装药量， ； ｑ——炸药单耗，ｋ ｍ ，取ｑ＝１．２ｋ ｍ ａ、ｂ、Ｈ——孔距、排距、孔深，ｍ。 不同孔深的炮孔装药量见表１： 表】孔深与装药量关系表 岩孔深（ｍ） 装药量（ｋｇ） 岩孔深（ｍ） 装药量（ｋｇ） １．５ ８ ５．５ ３】 ２Ｏ １１ ６．Ｏ ３４ ２．５ Ｉ４ ６ ５ ３７ ３ Ｏ １７ ７．Ｏ ３９ ３．５ ２０ ７．５ ４２ ４．Ｏ ２２ ８．０ ４５ ４．５ ２５ ９Ｏ ５ｌ ５ Ｏ ２８ 】０，Ｏ ５６ 实际操作中，按实际岩孔深的２／３～４／５装填炸药，或装至距 岩孔口０．５～ｌｍ处。药柱长度小于３ｍ时装一个起爆体，装在炸 药长度下部约１／３处；药柱长度等于或大于３ｍ时，装两个起爆 体，各装在距药柱底部的ｌ／４和３／４位置，中间用０．５～１．０砂筒 隔开。 ３．５起爆网路联接 本工程起爆网路采用电爆网路，雷管为防水的毫秒微差电 雷管，每个起爆体内装两发并联的电雷管，整个起爆网路采用 并串并联的方式联接。一次起爆炮孔数根据一次允许起爆最大 药量和起爆能力大小而定，用交流电起爆时应保证流经每发电 雷管的电流强度应不小于４．０Ａ；用直流电起爆时，通过每发电 雷管的电流强度应不小于２．５Ａ。 对于非施工船舶，铁船的承受水中冲击波的能力为 Ｏ．６ＭＰａ，根据公式可以得出具体数据见表６。 表６水中冲击波对船舶的安全距离 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ＞ 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） ４０ ５０ ６０ ７０ ３０ ３８ ４６ ５３ １６０ １７０ ｌ８Ｏ １９Ｏ １２１ １２９ １３７ １４４ ３．６起爆 电起爆网路联接完成后，移船至安全范围，按规定距离警 戒，并发出放炮信号，确认船舶、水中人员都在危险区以外后， 方可起爆。 ４爆破安全 ４．１爆破地震波的安全距离 根据心曝破安全规程》 ｒ Ｋ］№ １， ８０ ９０ １ＯＯ １１０ １２Ｏ １３Ｏ １４０ １５０ ６１ ６８ ７６ ８３ ９１ ９９ １Ｏ６ ｌ１４ ２００ ２１０ ２２０ ２３０ ２４０ ２５０ ２６０ ２７０ １５２ １５９ １６７ １７４ １８２ １９Ｏ １９７ ２０５ Ｒ＝ｉ ｌ‘Ｑ 式中：Ｏ——一次起爆炸药量（ｋｇ），微差起爆时取最大～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，本工程中对１＃泊位码头 取Ｖ＝６ｃｍ／ｓ；对高压电线塔取Ｖ＝４ｃｒｉｇｓ；对居民住宅区取Ｖ＝ ３ｃｎｄｓ； Ｋ・仅——与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减 指数，对中硬岩石取Ｋ＝１８０，Ｏｔ＝１．６５，安全距离与装药量关系见 表２、表３、表４： 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） ９ １Ｏ １５ 施工时根据保护对象距爆破点的距离大小，按上表确定最 大装药量，实际操作时采用毫秒微差起爆，减小一次起爆药量， 最大一段的起爆药量均控制在２００ｋｇ以内，为了确保安全，爆 破初期采用较小的起爆药量，当证实爆破不会对码头、居民住 宅区及高压电线塔造成影响时，才逐渐加大一次起爆药量。 ４－３飞石的影响 根据《水运工程爆破技术规范》，当水深大于６ｍ时无需考 虑飞石的影响。 １ ５ ２．１ ７．Ｏ ３５ ４０ ４５ ８８．４ １３２．Ｏ １８７．９ ４．４对水体污染的控制 严格控制装药量，避免爆破介质过于破碎和引起水底泥沙 悬浮范围扩大。 ２０ ２５ ３０ １６．５ ３２ ２ ５５．７ ５０ ５５ ６０ ２５７ ８ ３４３．１ ４４５．４ ５结束语 本工程开工以来，水下炸礁采用近距离水下钻空爆破施工 方法，保证了ｌ＃泊位的正常运营及高压电线塔建筑群、居民住 宅的安全；同时工程的施工质量和进度能够得到保证，在今后 同类性质工程中可推广采用。 （作者单位：厦门象屿工程咨询管理有限公司） 表３最大装药量与高压电线塔距离关系表（ｖ：４ｃｍ／ｓ） 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） １０ １５ １ ３ ３５ ４０ ４２ ６３ ２０ ２５ ３０ ８ ｌ５ ２７ ４５ ５５ ６０ ９０ １６４ ２１３ 表４最大装药量与居民住宅区距离关系表（ｖ＝３ｃｍ／ｓ） 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） 安全距离Ｒ（ｍ） 最大装药量Ｑ（ｋｇ） ５０ ７３ １０Ｏ ５８５ ６０ ７０ ８０ ９０ １２６ ２０１ ２９９ ４２６ １１Ｏ １２Ｏ １３０ １４０ ７７８ １Ｏｌ１ １２８５ １６０５ ４．２水中冲击波的安全距离 水下钻孔爆破时，采用电力起爆，水中冲击波主要是炸药 爆炸时所形成，根据根据《水运工程爆破技术规范》有关规定， ＡＰ＝９（ＱＶ３／Ｒ） ｕ，Ｑ为产生水中冲击波的等效炸药量，即为长度 等于５倍药卷直径的炸药量。 对水下钻孔爆破水中冲击波对水中人员、施工船舶的安全 距离按表５确定。 表５水中冲击波安全距离表 炸药量（ｋｇ） 人员 游泳 Ｇ≤５Ｏ ５００ ５Ｏ≤Ｇ≤２００ ２００≤Ｇ≤１０００ ７００ ｌ１Ｏ０ 潜水 施工船 木船 铁船 ６００ １ｏｏ ７０ ９００ １５Ｏ １００ １４００ ２５Ｏ １５０ 广东科技２０１１ ７第１４期２０３
