■林 偉 ■福建省陸海建設(shè)管理有限公司，福建 福州 350009

1 工程概況

湄洲灣航道三期工程是按照滿足30 萬噸級散貨船乘潮單向通航要求規(guī)模擴(kuò)建，同時滿足Q-MAX 型LNG 不乘潮單向通航要求。林齒礁炸清除工程為湄洲灣航道三期工程中的一個分項工程，航道設(shè)計有效寬度350m，航道設(shè)計底標(biāo)高-21.5m(當(dāng)?shù)乩砘?，邊坡1∶0.75，炸礁工程量52 萬m3，包括炸礁、清礁、棄渣運輸、棄渣拋卸四個部分，棄渣拋卸至羅嶼作業(yè)區(qū)綜合利用，變廢為寶，節(jié)省資源。

2 自然條件

(1)氣候、潮汐、波浪:林齒礁至大生島附近為最大流速區(qū)，漲急流速可達(dá)2.4m/s，落急流速可達(dá)1.75m/s，屬漲潮優(yōu)勢流。受雷暴、霧、臺風(fēng)、季風(fēng)、潮汐和外海波浪影響較大。

(2)礁炸區(qū)巖性:根據(jù)工程地質(zhì)鉆孔資料，礁石巖性主要為碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖和中風(fēng)化花崗巖，零星為散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級、Ⅳ級、Ⅲ級。礁石區(qū)上部覆蓋層主要為淤泥混砂和碎石，零星為淤泥和中粗砂。已探明礁石124 塊，其中大片淺礁石9 塊，零星分布礁石115 塊，礁炸面積25 萬m2，最大厚度15m。

(3)礁炸區(qū)環(huán)境:炸礁區(qū)位于湄洲灣主航道的B-C 段，橫亙于主航道和福煉30 萬噸級原油碼頭船舶回旋區(qū)之間海域，為一個孤立礁盤，距離福煉30 萬噸級原油碼頭只有576m，距離福煉海底輸油管道只有1200m，與福煉30 萬噸級原油碼頭回旋水域外緣相距僅190m，炸礁量較大，達(dá)52 萬m3，工期較長，施工作業(yè)船舶與正常通航船舶將相互影響，尤其對VLCC 和LNG 等危險品船舶影響極大。

3 施工組織設(shè)計

(1)施工組織:根據(jù)工程區(qū)域水文、地質(zhì)條件，為避免施工作業(yè)船舶之間相互干擾，科學(xué)組織施工船舶進(jìn)場順序和布置施工區(qū)域。本工程炸礁工程量大，施工區(qū)域較為集中，整體炸礁區(qū)域分為三個區(qū)域，分別為炸礁一區(qū)、炸礁二區(qū)、炸礁三區(qū)，其中炸礁二區(qū)占總工程量的99%，主要分布于B-C 段主航道北側(cè)邊線以南，進(jìn)一步將炸礁二區(qū)分為S1 區(qū)和S2 區(qū)二個施工段，工程開工后分別組織新港灣3 號、新港灣28 號、葛鉆1 號鉆爆船于2012 年6 月8 日、6 月24 日、8 月25 日進(jìn)場，鉆爆船之間保證有足夠的安全距離。炸礁開工5 個月后陸續(xù)組織三航浚3號、粵順德工8008 號、鴻浚9 號抓斗船組進(jìn)行清礁作業(yè)。

(2)施工部署:根據(jù)工程地質(zhì)條件、施工區(qū)環(huán)境通航安全、施工能力及經(jīng)濟(jì)等各種因素綜合分析，炸礁工程采用水下鉆孔爆破施工方案，由鉆爆船進(jìn)行鉆孔爆破施工，采用18m3以上抓斗船清礁，棄渣采用1000m3開底駁運輸，全部回收利用。

(3)施工流程:測量放樣—鉆孔炸礁—清礁—棄渣運輸—棄渣拋卸—掃尾清理—竣工驗收。

4 施工工藝

(1)炸礁方法:施工定位采用RTK-GPS 定位系統(tǒng)，鉆爆船采用錨泊定位法，鉆孔采用“一管一鉆法”。利用18m 高鉆架克服潮差對鉆孔的影響，鉆孔前先下套管，再下鉆具鉆孔，鉆孔過程邊提升鉆桿邊送風(fēng)沖水，以便鉆孔過程中的碎石排出孔外。鉆孔至設(shè)計深度后，經(jīng)反復(fù)多次提升和下落鉆桿，以防碎石或泥砂堵孔，成孔后立即裝藥，鉆孔與裝藥循環(huán)進(jìn)行。炸藥采用防水性能好的乳化炸藥，起爆雷管采用毫秒段發(fā)雷管，即10 個段別(1-10 段)段發(fā)雷管引爆，起爆體藥卷長度500mm，直徑145 mm，炸藥用裝藥桿裝入孔底，堵塞用碎石夾顆粒較大的中砂，保證一定的堵塞長度，每個起爆體中用同段號的非電塑料導(dǎo)爆管兩發(fā)，采用非電導(dǎo)爆管網(wǎng)路進(jìn)行起爆。

(2)炸礁順序:考慮到炸礁區(qū)南側(cè)距離30 萬噸級原油碼頭較近，開工后S2 區(qū)先行開始鉆爆施工，順航道方向布置1 艘6 臺P150 新港灣3號鉆爆船由北往南施工;S1 區(qū)布置1 艘10 臺P150 新港灣28 號鉆爆船由北往南施工;最終覆蓋整個炸礁區(qū)。同時船舶作業(yè)采取背向30 萬噸級原油碼頭方向起爆，避免起爆后塊石向原油碼頭回旋水域一側(cè)坍塌。具體見圖示1。

圖1 炸礁施工方向示意圖

(3)爆破參數(shù):炮孔直徑為d=165mm，炮孔間距a=3.0m，炮孔排距b=3.0m，采用梅花形布孔，超鉆深度h=1.5-2.0m。根據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》，(首排炮孔)Q=0.9qabH，首排孔以后對單孔裝藥量Q 按公式進(jìn)行計算:

式中:q—水下鉆孔爆破單位的炸藥消耗量(kg/m3)，q 取1.6kg/m3;

H—鉆孔深度(超鉆深度1.5-2.0m)。

在施工中根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以確定最佳值。

(4)清礁、棄渣方法:清礁測量采用RTK-GPS 定位系統(tǒng)，抓斗船定位采用“五纜定位法”。利用三航浚3 號、粵順德工8008 號、鴻浚9 號抓斗船組進(jìn)行清礁作業(yè)。施工流程:布纜定位—下斗清渣—裝駁—棄渣運輸—棄渣拋卸—水深檢測—下道施工。

圖2 抓斗挖泥船的清礁控制示意圖

抓斗船清礁采用分區(qū)、分條、分層開挖的施工方法。每條的寬度劃定為15m，在施工過程中根據(jù)清礁區(qū)域的實際范圍進(jìn)行條數(shù)劃分，保證兩抓斗船之間有一定的重疊部分(一般為1-2m)，每塊礁石完成清渣后立即組織進(jìn)行1∶500 比例多波速水深掃測測量，以避免漏挖超挖。具體見圖示2。

5 炸礁作業(yè)對通航安全的控制措施

為保證施工作業(yè)和通航安全，工程開工前，業(yè)主單位委托有關(guān)單位進(jìn)行通航安全評估，編制《通航安全評估報告》;施工單位也編制了《邊通航邊施工專項施工方案》、《炸、清礁專項施工方案》，并組織專家論證。海事、港口管理部門發(fā)布航行通告，簽發(fā)水下施工許可證，建立安全聯(lián)動機(jī)制。針對施工作業(yè)和通航安全影響采取以下控制措施:

(1)對重點船舶通航安全的影響控制措施:進(jìn)出湄洲灣港的大型危險品船舶主要有VLCC 和LNG 船舶，是港區(qū)內(nèi)的重點船舶。VLCC 船舶平均每周進(jìn)出港2 次，LNG 船舶平均每10 天進(jìn)出港1 次。林齒礁炸清除工程占據(jù)主航道水域，實施爆破時實施禁航，對兩類重點船舶造成嚴(yán)重影響，上述船舶進(jìn)出港前5 天，調(diào)整施工計劃，主要進(jìn)行鉆爆作業(yè)，待上述船舶進(jìn)入安全警戒范圍前，炸礁區(qū)施工船舶撤離到主航道外附近安全水域避讓;VLCC 船舶進(jìn)出港及靠泊期間，暫停起爆作業(yè)，安排鉆爆船鉆孔和清渣、棄渣施工。

(2)對其他船舶通航安全的影響控制措施:采取每日的高平潮前3小時和后1 小時進(jìn)行集中進(jìn)出港，炸礁區(qū)施工船舶撤離到主航道外附近安全水域避讓。

(3)對本身通航安全的影響控制措施:本工程動用的施工船舶多，作業(yè)面廣，危險性高。所有施工船舶和特殊工種人員都經(jīng)過海事部門的許可后才能組織進(jìn)場，在上下游各設(shè)置一艘警戒船對現(xiàn)場進(jìn)行安全警戒;對火工用品的運輸、存放、使用進(jìn)行嚴(yán)格管理;棄渣運輸船舶嚴(yán)格執(zhí)行《海上交通安全法》;施工、監(jiān)理、業(yè)主以及工程質(zhì)量安全監(jiān)督部門各司其職，查隱患，促整改，齊抓共管，創(chuàng)建“平安工地”。

6 炸礁作業(yè)對環(huán)境影響的控制措施

(1)對自然環(huán)境的影響控制措施:炸礁沖擊波、噪音和炸礁安全對海洋生物、水產(chǎn)養(yǎng)殖場，棄渣運輸對海洋懸浮沉積物污染等，分別采用毫秒微差爆破法，最大藥量控制在100 kg以內(nèi);利用鉆機(jī)和壓縮機(jī)的噪聲以及實施小藥量試爆來驅(qū)趕魚類離開;炸礁施工盡量避開4-6 月魚類繁殖期。加強(qiáng)施工船舶管理，對施工船舶上的含油污水、固體垃圾集中收集;棄渣運輸至業(yè)主指定的棄渣區(qū)，嚴(yán)禁隨處傾倒。

(2)對附近水工設(shè)施的影響控制措施:加強(qiáng)對福煉30 萬噸級原油碼頭和福煉海底輸油管道的安全控制，單段最大藥量控制在100 kg以內(nèi);炸礁作業(yè)只能在福煉30 萬噸級原油碼頭沒有在港口作業(yè)時方能實施。

7 結(jié)語

湄洲灣航道三期工程林齒礁炸清除工程于2012 年6 月8 日開工，2014 年8 月28 日安全順利完工，歷時兩年又兩個多月。隨著湄洲灣港口的進(jìn)一步發(fā)展以及“一路一帶”國家戰(zhàn)略的實施，湄洲灣港口船舶進(jìn)出港將更加繁忙，航道炸礁施工安全與通航安全和環(huán)境影響將更加突出，在炸礁施工中選擇合適的施工工藝和安全技術(shù)控制措施是關(guān)鍵，最后也要做好棄渣的綜合利用，變廢為寶，做到對灣內(nèi)生態(tài)環(huán)境的合理保護(hù)。

［1］中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).水運工程爆破技術(shù)規(guī)范(JTS204-2008).北京:人民交通出版社，2008.