張曉朋 李建強

摘 要：中緬30萬噸級原油碼頭工程是中緬原油管道項目的重要組成部分，該碼頭工程基槽開挖采用基槽分層炸礁清除至設(shè)計巖層，其系纜墩1基槽距離已建工作船碼頭距離僅40.24m，這對水下爆破提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求，成為該工程管理的重點、難點。本文就整個基床炸礁的控制措施進(jìn)行了總結(jié)，對港口航道工程類似施工具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：基槽炸礁;起爆藥量;試爆

中圖分類號：U655? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）09-0099-02

1 工程概況

中緬30萬噸級原油碼頭工程是中緬原油管道項目的重要組成部分，是中國繞過馬六甲海峽的又一能源大通道。

本工程原油碼頭長度482m，前沿水深-25m，碼頭通過引橋與后方陸域連接。炸礁區(qū)有6個系泊碼頭基礎(chǔ)，2個靠船墩基礎(chǔ)和一個卸油平臺，共計5個分區(qū)，將強風(fēng)化巖石炸礁至設(shè)計中風(fēng)化持力層，炸礁巖層厚度從0～17m厚度不等，炸礁工程量為121269m3。 其中1#系纜墩距已建成的工作碼頭只有40.2m，成為炸礁過程控制的重點及難點。

2技術(shù)設(shè)計及勘測技術(shù)要求

為了減小三區(qū)（1、2#系纜墩基槽）炸礁時對已建工作船碼頭的影響，確保結(jié)構(gòu)安全，重點采取了相應(yīng)的技術(shù)措施。

2.1根據(jù)爆破震動安全距離計算得出一次同時起爆藥量（kg）

爆炸地震波意味著爆炸的一部分能量在爆炸過程中被轉(zhuǎn)換成地震波，并以爆炸的形式從震源傳出。 地震波傳輸過程中，會引起地表振動，振動強度隨著與震源距離的增加而減弱。

根據(jù)國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》（GB 6722—2003）和交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JST 204—2008）的規(guī)定，爆破地震的地震速度不得超過建筑物的地面安全振動速度。

爆破地震速度V應(yīng)按下式計算：

式中 R： 距爆破點距離（m）;Q： 一次同時起爆藥量（kg），如分段起爆則為最大段的藥量。K、α為與爆破地震安全距離有關(guān)的系數(shù)、指數(shù)，與爆區(qū)的地質(zhì)、地形條件和爆破方式有關(guān)。

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》中爆區(qū)不同巖性的系數(shù)和衰減指數(shù)，本工程為基礎(chǔ)軟巖石故K=250、α=1.8。

主要類型建筑物地面安全振動速度按照規(guī)范要求：一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑安全振動速度為2～3（cm/s），重力式碼頭5～8（cm/s）。根據(jù)本工程特點護(hù)岸距離系纜墩1號的最近距離為53.22m，考慮爆破地震波對已建工作船碼頭北側(cè)護(hù)岸的影響，取安全震動速度為3cm/s。

本工程附近已建工作船碼頭距離系纜墩1號僅40.24m的距離，控制爆破產(chǎn)生的地震波對工作船碼頭的影響尤為重要，所以距離爆破點距離取40.2m。

依據(jù)公式（1）、數(shù)據(jù)和距周圍建筑物的距離，可計算得出一次同時起爆的最大允許藥量為：41kg。

根據(jù)《工程爆破實用手冊》中安全藥量的修正說明，實際爆破施工一次布藥總量：

QS=K×Q

K=K1×K2×K3×K4×K5×K6×K7=9.72

式中K1——炸藥埋置深淺的系數(shù)K1=（Cp/Cs）1/2*（Q1/3/W），Cp、Cs為縱波、橫波傳播速度，按經(jīng)驗值取2;

K2——自由面系數(shù)，當(dāng)自由面為N時， K2=0.25N2，K2=2.25;

K3——微差爆破系數(shù)，當(dāng) t≥t+ 時 K3=2/3，K3取0.6;

K4——爆破作用頻率系數(shù)，根據(jù)工程特點按每年50次爆破K4取值0.9。

K5——方向系數(shù)，建筑物在爆區(qū)后方時K5=1，在側(cè)向取K5=2，前方取K5=2，K5取1;

K6 —— 自然屏蔽系數(shù)，本工程爆源和建筑物之間沒有斷層、溶洞、塹溝、深谷，取K6=1;

K7 ——人工屏蔽系數(shù)，在爆源和建筑物之間挖溝、預(yù)裂，可使v值降到1/2～1/3，此時人工屏蔽系數(shù)K7=4～9，K7取4。

所以，一次同時起爆總藥量為（40.24m距離）：

QS=K×Q=41.0×9.72=398.52kg

2.2預(yù)裂炮孔爆破參數(shù)設(shè)計

考慮系纜墩1基槽距離已建工作船碼頭距離僅40.24m，水下爆破必須控制一次同時起爆藥量，結(jié)合實際工程情況，對系纜墩1基槽水下爆破采用預(yù)裂爆破的方式。

其爆破參數(shù)設(shè)計如下：

炮孔直徑：Ф=100mm

炮孔孔距：a=1m

根據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》裝藥線密度：Qx=0.127[σ]0.5a0.84（Ф/2）0.24《工程爆破實用手冊》

σ——巖石極限抗壓強度（MPa），根據(jù)表1?。害?7.27MPa

表1 巖石試驗統(tǒng)計表（油碼頭區(qū)）

因此：Qx=0.127[σ]0.5a0.84（Ф/2）0.247=0.153kg

裝藥量Q= Qx（H+ L）

H——孔深 m;

L——孔底加強長度 m。

2.3爆破網(wǎng)路設(shè)計

爆破主要起爆器材采用高強度、防水型非電毫秒差導(dǎo)爆管雷管及電雷管。起爆網(wǎng)路為非電導(dǎo)爆網(wǎng)路。這一起爆網(wǎng)絡(luò)擁有抗擾性強、安全性好、起爆可靠、起爆數(shù)量不受限制、使用方便簡單等特點。

（1）網(wǎng)路聯(lián)結(jié)形式：原油碼頭工程水下炸礁采用非電毫秒差導(dǎo)爆雷管的孔內(nèi)延時起爆網(wǎng)路?？缀涂撞⒙?lián)連接，每個孔與兩毫秒的引爆管并連，以確保爆破的可靠性。

（2）起爆控制：采用非電毫秒微差導(dǎo)爆雷管的孔內(nèi)延時起爆網(wǎng)路。每孔裝入兩發(fā)毫秒差導(dǎo)爆管雷管，孔外接導(dǎo)爆管雷管聯(lián)接各個孔雷管的導(dǎo)爆管，由船長指揮船舶移位，爆破員將導(dǎo)線拉至安全區(qū)域進(jìn)行起爆。最終，采用高能起爆器引爆電雷管來引爆整個網(wǎng)路，以確保爆破的可靠性。

3工程實施

3.1試爆

根據(jù)本項目特點和施工要求，結(jié)合實際情況，擬通過試爆達(dá)到以下兩個目的：

（1）根據(jù)試爆監(jiān)測結(jié)果對水下炸礁專項方案中的鉆爆參數(shù)（a、b、α、k）進(jìn)行優(yōu)化，用于指導(dǎo)下一步的大面積的爆破、炸礁施工，最后進(jìn)行掃測、淺點處理、竣工驗收。

（2）通過安裝在距爆破位置40.24m遠(yuǎn)的水下爆破地震波的振動記錄，來控制系纜墩1的基槽炸礁一次同時起爆藥量。

3.2過程監(jiān)測控制

（1）在已建工作船碼頭和護(hù)岸上設(shè)置9個沉降位移觀測點，對每次爆破前后進(jìn)行沉降位移觀測，并進(jìn)行比較，若出現(xiàn)沉降位移較大的情況，及時分析問題，調(diào)整鉆爆參數(shù)。

（2）在爆破施工的過程中，每次爆破前均在工作船碼頭距離爆破位置最近的邊角位置布設(shè)順岸和垂直順岸方向的兩個監(jiān)測點，對每次爆破產(chǎn)生的最大地震波波速進(jìn)行記錄并設(shè)置警報系統(tǒng)，當(dāng)?shù)卣鸩ㄋ俪^構(gòu)筑物的允許安全振動速度時馬上報警，聽到警報后立即停止爆破作業(yè)。

通過安裝的便攜式爆破振動記錄儀，記錄爆破產(chǎn)生的地震波，機械振動和各種沖擊信號，分析、輸出、顯示打印和數(shù)據(jù)存儲。

爆破振動記錄儀通過系統(tǒng)處理可以提供波形參數(shù)及波形圖。

測點設(shè)置：在鉆孔布藥完畢后起爆前，將爆破振動記錄儀的測點布置在工作船碼頭東北角的順岸方向和垂直順岸方向各布置5個測點，護(hù)岸上也在垂直布置五個測點，在試爆過程中依次進(jìn)行爆破地震波的監(jiān)測。

3.3氣泡帷幕有效利用

由于水沖擊波通過水介質(zhì)傳播，而水被視為不可壓縮的連續(xù)介質(zhì)，因此對波的吸收和衰減非常有限。因此，在工作船碼頭與爆區(qū)之間布設(shè)氣泡帷幕以達(dá)消能的目的。其原理是從許多小孔中噴出的高壓氣體在水中形成一排不斷上升的、密集的簾狀氣泡，當(dāng)水擊波通過氣泡帷幕墻時使沖擊波波峰的動能轉(zhuǎn)化為受壓縮氣泡的內(nèi)能，在沖擊波波峰通過后轉(zhuǎn)換到氣泡中，在氣泡的膨脹過程中釋放出來，氣泡釋放過程地震波被衰減從而起到保護(hù)工作船碼頭和護(hù)岸結(jié)構(gòu)的作用。

4結(jié)論

本工程施工中嚴(yán)格采取了一次同時起爆藥量、預(yù)裂炮孔爆破參數(shù)設(shè)計、爆破網(wǎng)路設(shè)計并通過試爆試驗對參數(shù)進(jìn)行校正。在爆破的施工過程中嚴(yán)格按照過程監(jiān)測控制、振波監(jiān)測對工作船碼頭和臨近護(hù)岸的沉降位移和地震波進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果隨時對鉆爆參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并使用氣泡帷幕技術(shù)對工作船碼頭實施了有效的保護(hù)措施，保證了已建工作船碼頭和護(hù)岸的結(jié)構(gòu)安全。

參考文獻(xiàn)：

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