◎ 呂圣華 廣東正方圓工程咨詢有限公司

河道疏浚工程數(shù)量隨著我國船舶行業(yè)迅速發(fā)展而逐漸增多，其中水下鉆爆施工技術(shù)在內(nèi)河航道工程中運用目的是爆破影響航道正常通行的巖石。從目前施工情況來看，由于受到水下地形復(fù)雜、開挖難度大、施工環(huán)境惡劣等因素影響，致使水下鉆爆施工過程中面臨諸多問題。在內(nèi)河航道工程中如何準確把握水下鉆爆施工技術(shù)要點，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

1.內(nèi)河航道工程中水下鉆爆施工技術(shù)特點分析

雖然我國內(nèi)河流域支脈較為發(fā)達，但諸多下游的河流水位均相對較低，加上灘頭形勢復(fù)雜，極大地阻礙了航道運輸業(yè)向前發(fā)展，同時也會威脅過往船舶航行安全。一般情況下，內(nèi)河航道工程施工前，需要做好現(xiàn)場勘察工作，對工程施工所在區(qū)域的實際情況進行全面掌握，分析影響內(nèi)河航道工程施工的不利因素，在此基礎(chǔ)上選擇合適的施工技術(shù)，減少不利因素對河道正常通行的負面影響，在一定程度上也能起到避免施工周期被延長這一情況出現(xiàn)的作用。

其中水下鉆爆施工技術(shù)常運用于拆除水下結(jié)構(gòu)物、清除暗礁以及加寬河床或加深港口等施工作業(yè)中，相較于陸上爆破技術(shù)，二者技術(shù)原理基本相似，受到水下環(huán)境中壓力、水深、流速等因素的影響，致使水下鉆爆施工過程中極易發(fā)生安全事故。因此，需要在正式開展施工作業(yè)前，結(jié)合現(xiàn)場情況，按照既定施工流程完成爆破定位、裝藥、連接等操作內(nèi)容；雖然水下環(huán)境可以將外露裝藥的爆破效果進行強化，但隨著水深與壓力增加其爆炸威力也會被削弱[1]。在施工過程中，應(yīng)嚴格按照相關(guān)規(guī)范進行操作，綜合考慮施工中可能會發(fā)生的問題，并在此基礎(chǔ)上為水下鉆爆施工配置完善的設(shè)備和防護措施，確保內(nèi)河航道工程中水下鉆爆施工作業(yè)安全。

2.水下鉆爆施工技術(shù)在內(nèi)河航道工程中的具體運用

本文以某地區(qū)內(nèi)河航道工程為例，著重闡述水下鉆爆施工技術(shù)要點，該工程項目終點處為兩江交匯點，需要進行整治的里程約100km，以2000噸級雙線航道通航標準為建設(shè)依據(jù)，以此保證通航率達到預(yù)期建設(shè)目標。

河道上游部分為天然河道，相對平緩，且流量充沛；河谷則是呈低矮“U”型狀，全河段普遍為灰?guī)r質(zhì)河床。從整體上來看，水下鉆爆施工作業(yè)開展過程中需要特別關(guān)注周邊環(huán)境對其產(chǎn)生的干擾影響，做好相應(yīng)的防護措施，以便更好地應(yīng)對突發(fā)事件。

2.1 施工參數(shù)確定

因該工程巖質(zhì)為中風化灰?guī)r，根據(jù)以往類似工程的水下鉆爆施工經(jīng)驗，適宜選用ZQ100型潛孔鉆機鉆爆船輔助完成水下鉆爆施工作業(yè)任務(wù)，既能保證內(nèi)河航道工程中水下鉆爆施工作業(yè)符合相關(guān)規(guī)范標準，又能提升施工效率和質(zhì)量。

對施工區(qū)域內(nèi)的各個灘點厚度進行綜合考慮，由于厚度差異，需要對其進行爆破的厚度設(shè)置也各不相同，結(jié)合實際勘察報告，確定各區(qū)域最佳的爆破厚度，避免爆破厚度設(shè)置不準確而影響水下鉆爆施工作業(yè)質(zhì)量，并引發(fā)一系列事故[2]。本工程施工區(qū)域爆破厚度平均為5m，能夠滿足一次進鉆至設(shè)計深度的施工需求。以垂直鉆孔形式為主，按照梅花形狀布置各孔位。布孔平面圖參考圖1。水下鉆爆施工技術(shù)參數(shù)參考表1。

表1 水下鉆爆施工技術(shù)參數(shù)

圖1 布孔平面圖

基于國家現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，對施工作業(yè)所需炸藥消耗量進行準確計算，并結(jié)合內(nèi)河航道工程實際情況，將其裝藥量控制在設(shè)計鉆深的70%左右。并按照不同的爆破巖層厚度確定水下鉆爆孔深、炸藥量等關(guān)鍵參數(shù)的取值，確保每次水下鉆爆施工所需炸藥量均符合技術(shù)規(guī)范要求。

2.2 鉆孔

將兩條直徑為1米、長度為12米的鋼浮筒作為該內(nèi)河航道工程中開展水下鉆爆施工作業(yè)的載體，在鋼浮筒兩端焊接槽鋼、工字鋼，起到將其長度進行補充的作用，并保證兩條浮筒連接牢固，最終成為輔助開展水下鉆爆鉆孔作業(yè)操作的平臺。為了確保該平臺可以同時滿足4臺潛孔鉆機進行作業(yè)，其工作臺的長度不得低于15m，寬度不得低于6m。將長度為100m的6-8根錨繩綁扎固定在作業(yè)平臺，減少海浪涌動對水下鉆爆施工作業(yè)正常進行的干擾影響[3]。

以潛孔鉆機與水下拼裝式作業(yè)平臺相結(jié)合的施工技術(shù)手段輔助完成水下鉆爆施工作業(yè)。利用船置GPS接收機及測深儀定位技術(shù)控制水下鉆爆施工船的位置，避免船首尾方向未與海岸線方向平行而導(dǎo)致水下鉆爆施工位置出現(xiàn)較大偏差?？梢越柚嚓P(guān)儀器設(shè)備實現(xiàn)對水下鉆爆船方向的精準定位，并間隔150-200m的距離將邊錨從兩側(cè)進行拋出；同時可在原有設(shè)計值的基礎(chǔ)上將錨索前后投擲的距離適當延長處理。拋錨船處于工作狀態(tài)時，可在其周圍安排用于協(xié)助拋錨船工作的錨船艇，提升水下鉆爆施工作業(yè)效率。

一般情況下，待平臺船開始進行鉆孔施工作業(yè)后，施工人員需要將4根鋼管柱下端插入作業(yè)平臺兩側(cè)，并進入水底，再通過手拉葫蘆將作業(yè)平臺升起并與水面脫離，使鋼管柱可對作業(yè)平臺進行支撐，以此減少涌動的波浪對鉆孔施工作業(yè)的干擾影響。對作業(yè)平臺進行移動時，可以將鋼管柱提升，此時作業(yè)平臺則會漂浮于水面，施工人員再拉倒錨繩，即可將平臺向設(shè)計作業(yè)位置進行移動。嚴格按照預(yù)期設(shè)計炮孔深度安排鉆孔施工作業(yè)，待鉆孔施工結(jié)束后，需要將鉆具取出，檢查鉆孔深度是否與設(shè)計鉆孔深度完全一致；確認無任何問題后，方可將準備好的炸藥填裝在炮孔中，同樣按照設(shè)計要求對其進行起爆和填塞處理。

2.3 裝藥

施工人員應(yīng)在鉆孔施工完成后及時填裝炸藥，其目的是防止碎石或淤泥堵塞炮孔。將處理后的炸藥與三塊竹片夾緊處理，其相鄰的藥包必須保持連接緊密，避免因連接不夠緊密而導(dǎo)致傳爆過程不穩(wěn)定，直接影響水下鉆爆施工效果。將導(dǎo)爆雷管插入炸藥總長度的1/3處，并利用密封膠帶對其進行包裹處理，預(yù)防導(dǎo)爆雷管發(fā)生位移。一般情況下，利用竹片夾住藥包后，將炸藥通過裝藥棒輕輕推進藥包內(nèi)，使爆破孔底與藥包底部相互接觸，再結(jié)合孔洞深度，將一定的填塞距離在孔口處預(yù)留。爆破孔填塞物可以選擇經(jīng)過處理后的碎石或沙子，填塞物長度最大不超過3m，最小不低于1.5m。

2.4 起爆網(wǎng)絡(luò)

利用塑料導(dǎo)爆管雷管起爆藥包，按照預(yù)期設(shè)計布置起爆網(wǎng)絡(luò)，使其填塞好的藥包按照傳爆順序依次完成起爆。借助集中控制器將各孔位處設(shè)置雷管（工業(yè)數(shù)碼電子雷管）的起爆網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合具體施工要求設(shè)定雷管起爆延時時間，以此保證水下鉆爆施工作業(yè)安全性[4]。

2.5 水下鉆爆施工效果

待水下鉆爆施工作業(yè)結(jié)束后，對其施工效果進行檢查，從檢查結(jié)果來看，預(yù)先設(shè)置好的所有炮孔均為引爆狀態(tài)，并沒有盲炮、殘炮的情況存在，且礁石被爆破后，其破碎塊度也較為均勻，既方便后期鏟裝，又能保證作業(yè)效率。針對盲炮問題的處理，導(dǎo)致水下鉆爆施工中發(fā)生盲炮問題的原因較多，需要做好相應(yīng)的檢查工作，或者借助相關(guān)儀器設(shè)備檢測爆破施工區(qū)域，疑似盲炮的部位需要對其進行標注，并告知現(xiàn)場其他作業(yè)人員注意安全。將鉆孔內(nèi)的導(dǎo)爆管雷管與支線重新連接并撤到安全距離進行起爆。

將專用監(jiān)測設(shè)備安裝在爆破施工區(qū)域內(nèi)的建筑群，實時監(jiān)測爆破振動情況，掌握水下鉆爆施工對施工區(qū)域內(nèi)各類建筑的影響，確認各類建筑結(jié)構(gòu)是否因爆破施工而產(chǎn)生損壞問題。

3.加強水下鉆爆施工質(zhì)量控制的有效措施

首先，加強水下鉆爆施工的安全防護。根據(jù)水下鉆爆施工具體要求和施工環(huán)境，為參與鉆爆施工的人員做好有效的防護措施，嚴格按照相關(guān)管理規(guī)范運輸炸藥，并在指定區(qū)域存放，避免因運輸或存放不當而引發(fā)意外事故，威脅施工人員生命安全，同時嚴令禁止無證人員私自接觸炸藥。做好爆破施工區(qū)域內(nèi)建筑的安全防護工作，在現(xiàn)場明確劃分爆破安全距離，減少爆破施工對周邊建筑的負面影響。在水下鉆爆施工作業(yè)開展前，結(jié)合內(nèi)河航道工程建設(shè)情況，準確計算鉆爆施工所需用藥量，再融入現(xiàn)代先進技術(shù)手段改進當前所運用的水下鉆爆施工技術(shù)，達到進一步提高水下鉆爆施工作業(yè)安全性的目的，也能最大程度地節(jié)約施工成本。例如，運用水下鉆孔微差控制爆破技術(shù)，以毫秒級時差延時起爆，控制水下爆破產(chǎn)生的危害，增強炸藥的爆破作用，達到一次爆破成形的效果，同時也能減少二次處理清渣的工作量。

其次，重視船舶施工穩(wěn)定處理。由于水下鉆爆施工中需要將施工的船舶在相應(yīng)的位置上進行固定，避免船舶在施工過程中出現(xiàn)較大偏移而影響水下鉆爆施工效果?；诖?，施工人員可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選擇合適的支撐定位方式，有效固定施工船舶的同時，也能為水下鉆爆施工作業(yè)高效開展提供方便。受到內(nèi)河航道地質(zhì)復(fù)雜、水流速度大等因素影響，建設(shè)單位可以聘請專業(yè)人員負責分析船舶穩(wěn)定性工作，再結(jié)合穩(wěn)定性分析報告提出與制定相應(yīng)的措施，起到有效固定船舶的作用效果，從根本上保障水下鉆爆施工安全。

再次，控制施工區(qū)水流速度。通過對內(nèi)河航道工程建設(shè)情況的調(diào)研與分析，由于該類工程普遍存在河岸硬化較為嚴重的情況，河堤過于光滑，靠近河岸的水流受到阻力時，必然會增加水流的流速。進而需要采取有效措施控制施工區(qū)水流的流速，減少對水下鉆爆施工的干擾影響。施工人員可將河道中存在的障礙物進行清除，或者利用相關(guān)技術(shù)手段對施工區(qū)域水流流速進行模擬，以此采取針對性措施降低施工區(qū)域水流流速，不僅可以保證水下鉆爆施工安全，又能有效強化內(nèi)河航道整治效果，最大程度地滿足內(nèi)河航道運輸需求。

最后，基于BIM技術(shù)運用對內(nèi)河航道工程中水下鉆爆施工過程進行模擬，實現(xiàn)數(shù)字化管控水下鉆爆施工全過程，以此規(guī)避施工中潛在風險，確保水下鉆爆施工質(zhì)量，并減少一定成本投入。根據(jù)水下鉆爆施工內(nèi)容、施工情況以及工程水文地質(zhì)特點，采取有效的方式糾偏鉆孔位，提高鉆眼精度。按照“多打孔、少裝藥、短進尺”原則，優(yōu)化鉆爆設(shè)計；嚴格落實技術(shù)交底工作,配備專職安全員，負責現(xiàn)場全過程的安全工作監(jiān)管，約束作業(yè)人員規(guī)范操作；所有炸藥及用具均應(yīng)嚴格按照要求擺放。

4.結(jié)束語

綜上所述，水下鉆爆施工技術(shù)在內(nèi)河航道工程中有效運用，不僅可以減少施工期間對航道正常通行的負面影響，并提高工程施工質(zhì)量與安全水平。在實際施工中，結(jié)合現(xiàn)場情況，再選擇合適的技術(shù)手段用于輔助完成水下鉆爆施工作業(yè)，既能有效彌補傳統(tǒng)鉆爆施工技術(shù)在實際運用方面存在的不足，又能進一步強化水下鉆爆作業(yè)效果，真正解決內(nèi)河航道工程中疏浚治理難題，實現(xiàn)內(nèi)河航道工程實施經(jīng)濟效益與社會效益雙提升。