周志江,張韓濤,黃海軍

(1.湖南省航務(wù)工程有限公司， 湖南 長沙 410201；2.長沙市公安局治安支隊危爆大隊， 湖南 長沙 410002)

水下炸礁工程施工難度大，受水文地質(zhì)、天氣、施工條件等多種因素影響。施工質(zhì)量難以把控，最主要的問題就是水下炸礁施工后，挖泥船清挖時發(fā)現(xiàn)炸礁產(chǎn)生淺點，由于淺點處的巖堤仍高于設(shè)計高程，從而需要對淺點進行二次甚至多次爆破，直到達到設(shè)計標高，這無疑將加大施工成本并且延誤工期。因此，本文結(jié)合大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程施工實際經(jīng)驗，分析了產(chǎn)生淺點的主要原因，并提出了相應(yīng)的防治措施。

湘江二級航道二期工程大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程，依最新變更設(shè)計，挖槽寬度60 m，縱坡采用 5?，挖槽上游開口處控制高程為37.00 m，挖槽長度約為1150 m，每200 m作為一級階梯，挖槽下游開口處與原河床 36.5 m高程銜接。施工范圍以炸礁為主，設(shè)計工程總量為187253 m3，其中炸礁工程量為163621 m3，挖槽區(qū)域上層砂卵石覆蓋層疏浚量為23632 m3。

1 水下炸礁淺點成因分析

水下炸礁產(chǎn)生淺點的原因有很多,根據(jù)大源渡航電樞紐二線船閘江心洲炸礁工程實際情況,總結(jié)為以下幾點。

1.1 施工水位控制不當

為了保證礁石爆破施工區(qū)河底標高達到設(shè)計要求,在爆破施工中通常以鉆孔深度為主要控制值，即：

鉆孔深度=施工水位?設(shè)計高度?該孔位水深+孔深超深值

通過上式可以看出，鉆孔深度控制的關(guān)鍵就是施工水位，鉆孔深度隨施工水位的變化而變化。大源渡航電樞紐工程施工區(qū)緊鄰大源渡航電樞紐下游，施工水位對于樞紐下泄流量的變化十分敏感。由于施工期間為汛期，大源渡樞紐流量變化頻繁，水位極不穩(wěn)定，日波動大，不確定性大。在水下鉆爆過程中，如果水位變化沒有及時觀測到，未根據(jù)水位變化調(diào)整鉆孔深度，則鉆孔深度將超過或低于設(shè)計深度，這時就會造成爆破淺點。

1.2 水下鉆孔平面位置與設(shè)計出現(xiàn)偏差

1.2.1 定位出現(xiàn)偏差

根據(jù)水下鉆爆施工技術(shù)，通過拉索和鋪設(shè)鋼絲繩控制鉆機船的運動和位置，根據(jù)測量儀器的定位判斷鉆機船的位置。換句話說，定位精度直接關(guān)系到鉆孔位置是否滿足設(shè)計要求。影響測量和定位精度的主要因素是施工放樣控制點的坐標是否正確、儀器是否按規(guī)范使用等。

如果鉆孔位置偏差過大，則實際孔距大于設(shè)計孔距的位置會出現(xiàn)淺點，錯誤的鉆孔位置會導(dǎo)致漏炸或炸不到設(shè)計邊線位置。

1.2.2 外界環(huán)境影響引起的偏差

本工程施工區(qū)域位于湘江大源渡樞紐下游洣河匯入口處，此處水流湍急且橫流水較大，當水流和橫流水的沖擊力過大，系泊設(shè)備的錨固力不足以與之相抗時，鉆機船的位置會在當前推力作用下發(fā)生變化，若船組技術(shù)人員不及時進行糾偏，會造成實際鉆孔位置與設(shè)計有所偏差。

1.3 施工技術(shù)的影響

1.3.1 炮孔深度不夠

（1）超深值選取不當。超深值應(yīng)綜合考慮巖石性質(zhì)、水深、爆破質(zhì)量、清渣效率等幾個因素，但由于水下炸礁爆破施工環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，無法準確對水下爆破漏斗的類型進行量化分析，只能依靠現(xiàn)場施工人員的實踐經(jīng)驗進行判斷，這就容易造成炮孔超深取值過小，從而導(dǎo)致藥包中心位置過高，炸藥能量無法有效地克服水下礁石底盤抵抗力，最終形成爆破淺點。

（2）鉆孔深度不到位。造成這種情況有兩種：一是在鉆孔施工中水位基準高程的控制不準確，造成鉆孔深度不夠或超鉆；二是在裝藥前孔內(nèi)的沉積物和碎屑未被吹凈或鉆孔完成后未立即裝藥，導(dǎo)致泥沙和石渣淤孔，這也會導(dǎo)致鉆孔深度小于設(shè)計孔深。

1.3.2 裝藥不到底

水下鉆孔爆破宜一次鉆孔至設(shè)計要求深度，然后來回提鉆數(shù)次，如若操作不當容易造成孔壁不夠光潔，裝藥時易造成藥包卡塞，致使裝藥深度不夠，產(chǎn)生爆破淺點。

1.4 水下炸礁產(chǎn)生盲炮

盲炮是產(chǎn)生淺點最主要的原因之一。水下鉆孔爆破由于是在水下進行施工，受水文、地質(zhì)、爆破材料和爆破技術(shù)等多方因素的影響，水下施工的質(zhì)量難以控制，這樣不可避免會產(chǎn)生盲炮。如果爆破施工中出現(xiàn)盲炮，將會改變原設(shè)計的爆破參數(shù)，增加了孔間距離,使相鄰炮孔間爆破漏斗切線在河底設(shè)計標高處無法相切，致使爆破后碎石塊度過大，清挖機械無法進行開挖，從而留下淺點。產(chǎn)生盲炮的常見原因有以下幾個方面：

（1）導(dǎo)爆管質(zhì)量差,連接中打結(jié)、受彎以及破損進入水或雜質(zhì)，或?qū)П芙壴幩蓜?、脫落，發(fā)生拒爆。

（2）采用孔外微差時，間隔時間選擇不合理，使先爆炮孔的有害效應(yīng)把后爆炮孔的導(dǎo)爆管打斷，從而不能正常傳爆產(chǎn)生拒爆。

（3）技術(shù)不熟練，操作又不謹慎，裝填中搞破導(dǎo)爆管，導(dǎo)爆管打結(jié)或在流速大時移船將導(dǎo)爆管拉細造成斷藥，由于斷藥長度達15 cm以上而產(chǎn)生拒爆。

（4）當起爆藥包進入孔內(nèi)時遇到卡塞現(xiàn)象，反復(fù)提拉導(dǎo)爆管雷管，導(dǎo)致導(dǎo)爆管雷管從起爆藥包中脫落，造成起爆時導(dǎo)爆管雷管無法順利引爆藥包。

（5）裝入炮孔的導(dǎo)爆管在水流較急或鄰孔作業(yè)風(fēng)壓作用反復(fù)擺動時，被鋒利的孔口巖石和管腳磨破而發(fā)生拒爆。

（6）在起爆網(wǎng)路的連接過程中，如果雷管的聚能穴指向與導(dǎo)爆管傳播方向相同，也會產(chǎn)生盲炮，因為導(dǎo)爆管在尚未傳爆前容易被雷管破片擊穿或切斷而使傳爆中斷。

2 水下炸礁淺點控制方法

2.1 嚴格控制施工水位

施工前應(yīng)嚴格檢查水準點標高，按四等水準精度確定施工水準儀的位置和控制范圍，并按規(guī)定檢查施工水準儀的零點標高。當水位變化時，應(yīng)重新測量水準，以確保零點高程的準確性。

鑒于大源渡工程施工區(qū)域水位對下泄流量變化極為敏感，項目部安排專職人員密切關(guān)注未來2～3 d的天氣、降水預(yù)報和水位預(yù)報。實時關(guān)注上游閘壩蓄排水通知，認真記錄水位變化，隨時通知施工現(xiàn)場相關(guān)人員。從而及時調(diào)整鉆孔深度和清挖深度，確保工程質(zhì)量。

2.2 嚴格控制施工工藝

為了防止淺點的產(chǎn)生，最重要的是要做好施工工藝的控制，確保按設(shè)計進行施工。

2.2.1 優(yōu)化爆破參數(shù)

（1）施工前選擇有代表性的施工區(qū)域進行試爆，通過對試爆后的爆堆高度、巖石塊度進行分析，合理優(yōu)化炸藥單耗、孔網(wǎng)參數(shù)。

（2）加大鉆孔超深值，寧可開挖深度超出設(shè)計值也不能減超深值，充分利用炸藥能量，以防止淺點的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)效率。

（3）合理安排各施工船的施工位置，在設(shè)計邊線及巖石密集處多布置炮孔，做到不漏爆。

2.2.2 保證鉆孔質(zhì)量

鉆孔質(zhì)量包括滿足設(shè)計要求的鉆孔深度和孔徑。鉆孔前應(yīng)復(fù)核巖石表面高度，成孔后用風(fēng)壓機將孔內(nèi)泥沙、沉淀物吹凈并用標尺進行驗孔，確保實際鉆孔深度。

2.2.3 裝藥質(zhì)量

裝藥質(zhì)量包括根據(jù)設(shè)計單位消耗進行裝藥，保證單孔裝藥量，另一方面,裝藥應(yīng)到達孔底。水下礁石爆破施工區(qū)地形復(fù)雜，無法看到實際鉆孔深度，應(yīng)根據(jù)實測水深確定鉆孔深度，然后計算鉆孔裝藥量。裝藥是否到達孔底，應(yīng)根據(jù)裝藥前后用標尺探測的裝藥深度、裝藥長度進行計算和判斷，裝藥時用藥桿壓住藥包頂部，拉穩(wěn)藥包提繩，配合藥桿順進，通過套管緩慢地送人孔內(nèi)。

2.3 預(yù)防盲炮的產(chǎn)生

（1）使用前對火工品性能進行檢測，禁止使用不合格產(chǎn)品；選擇具有優(yōu)異爆炸性能的防水火工品，杜絕使用不合格火工品。外觀檢查有明顯缺陷的導(dǎo)爆管雷管不得使用(如有破損、折斷、壓扁、死結(jié)、斷藥長度大于15 cm等)。

（2）提高爆破設(shè)計水平，避免因設(shè)計誤差而發(fā)生拒爆。制作起爆藥包時必須將雷管插入一次藥包中心并用尼龍繩將導(dǎo)爆管與炸藥固定好。當水流速過快時，需對導(dǎo)爆管進行保護，將麻繩一端與藥包進行捆綁，麻繩另一端引出水面，塑料導(dǎo)爆管松弛的綁扎在麻繩上，由麻繩承受水流的沖擊力和拉力，確保網(wǎng)路安全、準爆。

（3）提高操作人員的施工技術(shù)水平，防止操作失誤造成拒爆；裝藥后，應(yīng)小心取出套管。盡量將雷管保持在炮孔的中心位置，并固定好套管不讓其左右擺動，避免套管管腳和孔口鋒利的巖石割斷導(dǎo)爆管。

（4）綁扎雷管時，雷管的聚能穴朝向應(yīng)與導(dǎo)爆管傳爆方向相反，導(dǎo)爆管應(yīng)均勻地纏繞在擊發(fā)雷管周圍，然后用電膠帶牢固地纏繞。電膠帶捆扎層數(shù)應(yīng)大于3層。每組導(dǎo)爆管雷管數(shù)量不超過20個。每 5～10個導(dǎo)爆管雷管使用 1個擊發(fā)（或過橋）雷管。

（5）鉆機船移位時不得返回越過己裝藥的爆區(qū)，以免船底和河床接觸時磨斷導(dǎo)爆管。造成炮孔全拒爆。移船及漲潮、落潮時，應(yīng)適當收放導(dǎo)爆管；導(dǎo)爆管上附有漂浮物時，應(yīng)及時清理。

2.4 嚴格控制鉆孔位置精度

由于水下礁石爆破作業(yè)是在水面上進行，外部因素對施工有很大的影響。由于水力、風(fēng)力和波浪對鉆孔設(shè)備的影響，往往會使布孔位置產(chǎn)生偏差,影響爆破效果。在施工過程中，要保證船位、鉆機位置和孔位能夠固定在設(shè)計位置，才能保證孔網(wǎng)參數(shù)的精度。施工前，對所使用測量儀器、控制點坐標進行反復(fù)校核，測量過程中技術(shù)員應(yīng)嚴格按照相關(guān)技術(shù)要求進行操作，發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)有問題時應(yīng)及時向現(xiàn)場負責(zé)人報告，并及時糾偏。

3 結(jié) 語

水下炸礁施工受施工條件的影響不可避免地會產(chǎn)生淺點，淺點過多將極大地影響工程的質(zhì)量、進度、成本及企業(yè)的經(jīng)濟效益。在大源渡航電樞紐炸礁工程施工過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場條件，分析淺點產(chǎn)生的原因，不斷優(yōu)化施工方案，調(diào)整爆破參數(shù)，逐步改進施工工藝，在一定程度上控制了淺點的產(chǎn)生，部分炸礁區(qū)域甚至未發(fā)現(xiàn)淺點，從而減少了二次爆破、降低了施工成本、加快了施工進度，提高了經(jīng)濟效益，為類似工程提供了寶貴經(jīng)驗。