摘要：大源渡樞紐作為我國(guó)重要的“九五”項(xiàng)目工程之一，不僅對(duì)我國(guó)航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用，而且進(jìn)一步推動(dòng)了湖南省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了進(jìn)一步推動(dòng)航道疏浚工程的建設(shè)，本文針對(duì)大源渡樞紐閘下游口門(mén)區(qū)航道工程進(jìn)行研究，為此本文首先分析國(guó)內(nèi)外針對(duì)炸礁工程項(xiàng)目的概述，并剖析影響炸礁工程的影響因素以及水下清碴的計(jì)算模式，研究成果對(duì)于促進(jìn)炸礁工程的應(yīng)用起到一定的理論借鑒意義。

關(guān)鍵詞：大源渡樞紐，炸礁工程，應(yīng)用，航道

引言

湘江水域作為湖南省重要的水系，占據(jù)了湖南省整體面積的一半，對(duì)湖南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用，通過(guò)統(tǒng)計(jì)湖南省的沿線城市衡陽(yáng)市、株洲市、湘潭市以及長(zhǎng)沙市和岳陽(yáng)市所有的水系占據(jù)了湖南省整體的百分之七十，同時(shí)湖南省大型企業(yè)以及中型企業(yè)也基本是沿湖南省水系的分布而分布。近年來(lái)，隨著航運(yùn)事業(yè)的不斷發(fā)展，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的不斷延伸以及一帶一路經(jīng)濟(jì)帶的不斷夯實(shí)，進(jìn)江海輪的船舶日益呈現(xiàn)大型化、快速化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，為了滿足長(zhǎng)江航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，本文針對(duì)湘江大源渡樞紐閘下游口門(mén)區(qū)的炸礁工程施工進(jìn)行研究。

1 工程概況

湘江大源渡樞紐船閘下游口門(mén)區(qū)航道炸礁工程按千噸級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，開(kāi)挖長(zhǎng)度851米，寬度 80米，設(shè)計(jì)航深2米。 開(kāi)挖工程量8.2萬(wàn)m3。 地質(zhì)為灰色砂質(zhì)板巖，上游段巖層厚且地勢(shì)平緩，下游段地勢(shì)起伏大，巖層相對(duì)較薄，根據(jù)巖層上游厚下游薄的特點(diǎn)，提出了上游 1/2采用圍堰干地炸礁，最大限度減少堰體高度;下游 1/2水下鉆孔爆破相結(jié)合的施工方案見(jiàn)圖1。

2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)縱堰的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及與需保護(hù)的結(jié)構(gòu)、設(shè)備的距離，對(duì)圍堰由上而下分層進(jìn)行拆除。在同一分層中，首先拆除圍堰間的導(dǎo)流墻相連部分，使被拆體與被保護(hù)物體分離，盡量減少同一分層中后期爆破產(chǎn)生的地震波對(duì)被保護(hù)物體的影響次數(shù)，盡量降低同一分層中后期爆破產(chǎn)生的地震波的峰值大小，同時(shí)在施工過(guò)程中采用水下爆破技術(shù)。

2.1 確定鉆孔爆破技術(shù)參數(shù)

在水下鉆孔爆破技術(shù)參數(shù)方面通常包括以下幾大點(diǎn)，例如：鉆孔間距、鉆孔直徑、鉆孔深度、清渣設(shè)備型號(hào)等，根據(jù)巖石的類(lèi)型，所炸巖層的厚度來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的炸藥單位消耗量，一般情況下，布孔參數(shù)值以及炸藥單位消耗量見(jiàn)表1和表2。

2.2 堰體結(jié)構(gòu)

遵循安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)水深、水流的實(shí)際情況，將堰體設(shè)計(jì)成如下結(jié)構(gòu)型式：靠近左岸淺水區(qū)水深h<1.5m的橫向圍堰，采用草袋裝土人工下水堆碼中間粘土填心，其斷面結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2及圖3。

2.3 最大爆破藥量比

根據(jù)水中爆炸理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在水中構(gòu)筑物中鉆孔爆破，炸藥爆炸后，大部分能量消耗于對(duì)構(gòu)筑物破碎，并推動(dòng)破碎后的碎塊在水中運(yùn)動(dòng)，同時(shí)有一小部分能量以應(yīng)力波形式，由水中構(gòu)筑物體內(nèi)傳入該構(gòu)筑物基礎(chǔ)并在地下傳播，形成地震波，從而影響周?chē)乃薪ㄖ锘A(chǔ)。另有一部分能量以爆炸氣體的形式，從破碎的構(gòu)筑物裂縫中傳入水中，推動(dòng)水介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生水中沖擊波（水中構(gòu)筑物碎塊運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)帶動(dòng)它周?chē)乃\(yùn)動(dòng)），水中沖擊如具有足夠的能量，也會(huì)對(duì)水中建（構(gòu)）筑物、水中機(jī)械設(shè)施、水上船舶、水中人員等產(chǎn)生危害。本爆破為控制爆破作，單耗將取0.5～0.6 kg/m3。這種爆破條件產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度遠(yuǎn)小于在地下巖體中鉆孔爆破產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度。大量研究表明，在地面上高大構(gòu)件中爆破產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度僅為同樣藥量在地下鉆孔爆破產(chǎn)生的地震波強(qiáng)度的四分之一到三分之一，見(jiàn)表3。

3 水下炸礁施工方法

3.1 施工定位

水下鉆孔前，利用 GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)精確測(cè)定船舶位置。按設(shè)計(jì)確定的平面控制參數(shù)，將鉆孔布置圖繪于測(cè)量軟件中，根據(jù) GPS 測(cè)定鉆機(jī)船的位置，指揮鉆機(jī)船移動(dòng)、定位到設(shè)計(jì)的鉆孔位置上，要求做到定位準(zhǔn)確，防止漏鉆和疊鉆，孔位偏差控制在 40cm 以?xún)?nèi)。

3.2 施工鉆孔

鉆機(jī)船定好位置后，機(jī)手根據(jù)水流的情況進(jìn)行下放套管，鋼絲纜慢慢下放，套管放至水底后，液壓夾住套管，進(jìn)行位置調(diào)整，以減少孔口位置偏差，鉆桿下鉆，鉆孔采用風(fēng)壓潛孔鉆，套管直徑 120mm，用直徑為 100mm 的鉆頭在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)沖擊巖石成孔。

3.3預(yù)裂爆破

采用預(yù)裂爆破，降震率可達(dá) 60%～70%。當(dāng)爆破滿足不了建筑物安全要求時(shí)，則采用預(yù)裂爆破，降低爆破震動(dòng)速度。本工程爆破網(wǎng)路采用導(dǎo)爆管雷管串并聯(lián)網(wǎng)路，以確保微差網(wǎng)路的實(shí)現(xiàn)。爆破網(wǎng)路見(jiàn)圖4。

3.4 水下清碴設(shè)備

清碴設(shè)備按大源渡工況，采用2m3抓斗與1m3反鏟挖泥船，泥駁配備設(shè)備的計(jì)算公式見(jiàn)公式（2）。

式中：

N——所需泥駁的數(shù)量;

L1——卸泥區(qū)至挖泥區(qū)的距離，單位千米（km）;

L2——挖泥區(qū)至卸泥區(qū)的距離，單位千米（km）;

V1——拖帶空駁航速，單位千米每小時(shí)（km/h）;

T0——卸泥時(shí)間、轉(zhuǎn)掉頭時(shí)間，以及靠、離挖泥船時(shí)間的總和，單位小時(shí)（h）;

K——泥質(zhì)系數(shù)，可與泥駁載泥系數(shù)保持一致;

Q——挖泥船生成效率，單位（m3/h）;

q——泥駁船載泥量，單位立方米（m3）;

nB——拖輪每次拖帶的泥駁數(shù)。

4 研究結(jié)論

湘江水域作為湖南省重要的水系，占據(jù)了湖南省整體面積的一半，對(duì)湖南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的作用。為了進(jìn)一步提升湘江航道的通貨能力，滿足長(zhǎng)江航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，本文針對(duì)湘江大源渡樞紐閘下游口門(mén)區(qū)的炸礁工程施工進(jìn)行研究。本文首先概述了大源渡樞紐閘下游口門(mén)區(qū)的工程概況，然后歸納概述了炸礁工程常用的施工技術(shù)及研究現(xiàn)狀，然后闡述了影響炸礁工程的影響因素以及水下清碴的計(jì)算模式，研究成果對(duì)于促進(jìn)炸礁工程的應(yīng)用起到一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]楊建，劉靜，張登泰，危衛(wèi).氣泡帷幕對(duì)港口水域爆破波的削弱[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2020，20（10）：90-92.

[2]鄒永勝，王智，劉立，王棟.三峽-葛洲壩兩壩間航道整治炸礁工程分層爆破關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2020，20（08）：82-83.

[3]曹棉，李嘉龍，鄒永勝，李春軍，吳立.水下鉆孔爆破減震孔與氣泡帷幕協(xié)同減震效果研究[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，42（04）：42-47.

[4]王紫陽(yáng)，高攀，何亞聞，鄒永勝，龔正春，龔書(shū)堂.水下鉆孔爆破水中沖擊波對(duì)船舶的有害效應(yīng)研究[J].中國(guó)水運(yùn)，2019（12）：76-78.

[5]莫光游，官志鑫，劉學(xué)著，胡浩.湘江大源渡航電樞紐增建魚(yú)道進(jìn)口布置及優(yōu)化研究[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2017，17（09）：219-221+245.

[6]劉成愛(ài).航道整治施工新技術(shù)的運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（26）：225.

[7]劉曉平，徐大彬，李祥，林宇健.大源渡下游口門(mén)區(qū)通航水流條件改善措施試驗(yàn)[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，13（01）：56-61.

[8]韋江.水下鉆孔爆破技術(shù)在航道整治工程中的應(yīng)用分析[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2015，15（10）：269-270.

[9]楊雷，黃文堯，王道陽(yáng)，馬懷田.碼頭水下混凝土基礎(chǔ)控制爆破[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2015，15（05）：261-263+265.

[10]舒小紅.湘江船閘通過(guò)能力分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，33（06）：93-95+103.

[11]王振宇，梁旭，劉國(guó)華，程圍峰.水下爆破荷載作用下簡(jiǎn)支Kirchhoff板的積分變換解[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011，45（11）：1972-1979.

[12]劉東常，孟聞遠(yuǎn)，張多新，孫杰，馬文亮，李永忠，謝巍.爆炸沖擊波作用下冰蓋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分析[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，31（04）：25-28.

[13]劉寶宏，韓玉峰，高巖，郭勇剛.水下爆破震動(dòng)有害效應(yīng)對(duì)周邊影響的防治[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（S1）：151-153.

[14]吳建星，梅甫定.水下爆破擠淤法處理軟基技術(shù)[J].武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（05）：545-546+549.

作者簡(jiǎn)介：陸培豐，男，江蘇南通，1963年5月，大學(xué)本科，工程師，湖南省水運(yùn)建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，410200 工程管理方向。