航道整治水下疏浚清礁施工工藝研究

◎ 楊金鋒 廣東正方圓工程咨詢有限公司

航道整治水下疏浚清礁主要是指在航道施工過(guò)程中，將可能會(huì)影響到航道行駛狀況的明礁與暗礁進(jìn)行爆破處理。受不同水域環(huán)境及各種不穩(wěn)定因素的影響,極易引發(fā)意外事故。如何實(shí)現(xiàn)水下疏浚清礁的工藝強(qiáng)化，成了當(dāng)下航道整治工作過(guò)程中的的主要問(wèn)題。

1.航道整治水下疏浚清礁施工要點(diǎn)

航道整治水下疏浚清礁施工主要是利用炸藥將航道暗礁進(jìn)行爆破，需要控制爆破震波、飛石、揚(yáng)塵，以及對(duì)周圍環(huán)境的污染情況等。首先，應(yīng)根據(jù)不同的爆破技術(shù)特點(diǎn)，選擇產(chǎn)生地震波最小的爆破技術(shù)進(jìn)行施工，通過(guò)深孔松動(dòng)來(lái)控制爆炸強(qiáng)度，或利用微差爆破降低爆破帶來(lái)的影響。過(guò)程中要注意對(duì)單次爆破炸藥使用量的限制。其次，要降低爆炸對(duì)于周圍環(huán)境的影響，包括噪音污染、粉塵顆粒污染、有害氣體污染、水域生物污染以及飛石污染等。具體施工環(huán)節(jié)可以通過(guò)具備吸塵功能的鉆機(jī)、抽水滅塵、適時(shí)爆破、松動(dòng)爆破等方式進(jìn)行航道整治水下疏浚清礁施工，有效控制爆炸污染。最后，制定較為合理的爆破參數(shù)，控制單次爆破規(guī)格，對(duì)于部分較為危險(xiǎn)的施工航道，可以采用微差爆破技術(shù)降低爆破風(fēng)險(xiǎn)。

2.航道整治水下疏浚炸礁施工流程

航道整治通常為水下作業(yè)，其具體工藝流程為：一，對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)項(xiàng)目需要制定減震縫，或是在關(guān)鍵位置設(shè)立減震孔；二，明確施工現(xiàn)場(chǎng)的具體參數(shù)后，計(jì)算需要用到的炸藥及每次炸礁所耗費(fèi)的具體單位；三，在某些特殊位置及容易引發(fā)意外事故的區(qū)域設(shè)置導(dǎo)標(biāo)；四，對(duì)于需要進(jìn)行爆破的地點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位；五，在鉆孔中裝置炸藥；六，利用起爆器將炸藥進(jìn)行引爆；七，檢查爆炸情況，注意是否出現(xiàn)“啞炮”或“延遲炮”，若存在這些情況要進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)策處理，安全是整個(gè)施工項(xiàng)目的第一準(zhǔn)則，確保周圍建筑物的安全；八，進(jìn)行水下清渣工作，主要利用挖泥船對(duì)礁渣進(jìn)行定位裝駁，以及后續(xù)運(yùn)輸卸渣，如圖1所示。

3.航道整治水下疏浚清礁施工工藝探討

3.1 爆破器材選擇

圖1 航道整治水下疏浚清礁施工圖片

我國(guó)工業(yè)化發(fā)展帶動(dòng)了爆破技術(shù)進(jìn)步，傳統(tǒng)膠質(zhì)炸藥逐漸退出行業(yè)舞臺(tái)，各種新型低成本、實(shí)用性強(qiáng)、專業(yè)性高的爆破炸藥被研究出來(lái)，并應(yīng)用于航道整治水下疏浚清礁施工作業(yè)中。其中，具有低成本高密度的防水炸藥與抗壓金屬雷管的出現(xiàn)，為水下炸礁工作帶來(lái)突破性進(jìn)展。這種炸藥的核心內(nèi)容為乳化炸藥非電段發(fā)起爆器等，這些材料在水下具有一定的防水性，且操作簡(jiǎn)單，適合在深水區(qū)域進(jìn)行爆炸作業(yè)。在實(shí)際爆炸環(huán)節(jié)，乳化與水膠炸藥的爆炸反應(yīng)比較遲鈍，提高了爆炸工作的安全性，且這種炸藥只需要將雷管插入藥包中就能夠引爆，我國(guó)于上世紀(jì)末開始引進(jìn)這種水下爆破器材，并逐漸推廣開來(lái)。

針對(duì)部分特殊區(qū)域，水下能見度較低，受限制于河流流速、地形特點(diǎn)等原因，使得水下炸藥器材安裝工作較為困難。且水下與陸地的爆破條件不同，爆破所用的漏斗體積也不一樣，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，常規(guī)水下爆破所用漏斗體積比同規(guī)格在陸地所用器材體積小約12帕。所以，在爆破器材選擇時(shí)，需要考慮到水下荷載作用對(duì)于能量的消耗以及能量利用的問(wèn)題。常規(guī)水層對(duì)于單位體積的炸藥消耗量約為無(wú)水層爆破所需的1.5倍左右，根據(jù)水層深度的不同，該值變化浮動(dòng)范圍系數(shù)為1.1-1.5，水層越淺其數(shù)值越小，反之則越大。

3.2 水下裸露爆破

水下裸露爆破是我國(guó)上世紀(jì)50、60年代進(jìn)行航道整治水下疏浚清礁施工的主要方法，這種爆破工藝的操作較為簡(jiǎn)單，可靠性及安全性較高，適合絕大多數(shù)待整治區(qū)域，并且經(jīng)過(guò)多年技術(shù)改進(jìn)，已經(jīng)總結(jié)出一套較為完備的爆破管理體系。在炸藥投放時(shí)，要將藥包集中在被炸區(qū)域裸露表面上，其周圍被水覆蓋，絞回投藥船，剩下的線路檢查及定位引爆工作都是在船上進(jìn)行。其爆破有效深度在1米以內(nèi)，爆破時(shí)要注意分層施工。

炸藥在被投放使用前，雖然經(jīng)過(guò)專業(yè)儀器設(shè)備的檢查，但難免出現(xiàn)盲炮的情況，若放任不管其在某個(gè)時(shí)段可能自燃自曝，造成更大的人員經(jīng)濟(jì)損失。常見的盲炮發(fā)生原因主要包括：水流流速過(guò)于湍急，導(dǎo)致爆破導(dǎo)線被沖走，無(wú)法完成爆破作業(yè)、區(qū)域雷管連接斷路造成拒爆、部分不規(guī)范操作造成起爆體鈍化、炸藥包之間的連接繩斷開，無(wú)法完成連續(xù)爆炸工作。針對(duì)這些問(wèn)題采用的解決辦法主要包括：根據(jù)不同流域的水速選擇滿足施工條件的線繩進(jìn)行引爆，應(yīng)保證線繩的伸縮性，以及內(nèi)部銅芯質(zhì)量，減少出現(xiàn)因水沖擊力造成主線被拉斷情況的發(fā)生概率；及時(shí)對(duì)斷路或斷路位置進(jìn)行零部件更換，加強(qiáng)對(duì)于支線部位的檢查，及時(shí)進(jìn)行藥包更換。且不同炸藥包之間應(yīng)選擇多股塑料絲線進(jìn)行連接，減少串聯(lián)長(zhǎng)度，利用一三、二四炸藥包間隔串聯(lián)法，降低意外事故對(duì)于整體爆破工作的影響；提高聯(lián)接繩的牢固性，有條件的航道整治水下疏浚清礁施工單位可以選擇臘淺牛鼻繩或白綜繩作為爆破施工的聯(lián)接繩。若還是發(fā)生了盲爆事故，則應(yīng)該采用殉爆法來(lái)將盲炮進(jìn)行引爆，準(zhǔn)備好于原支線長(zhǎng)度相同的聯(lián)接線，將它接在整個(gè)炸藥包的分叉處,，固定好殉爆炸藥包的圈繩，計(jì)算好對(duì)應(yīng)的速度與引爆時(shí)間，利用水流的力量將盲炮群進(jìn)行引爆。

3.3 水下鉆孔爆破

水下鉆孔爆破是在水下進(jìn)行鉆孔工作后，在孔內(nèi)實(shí)施爆破的航道整治水下疏浚清礁施工工藝，它主要是利用水上作業(yè)船，將導(dǎo)管穿過(guò)水下巖石之間的縫隙，并進(jìn)行填裝炸藥、堵塞等工作，其施工要點(diǎn)在于如何保證炮眼位置的準(zhǔn)確性。受到水下環(huán)境的影響，在進(jìn)行套管鉆孔工作時(shí)，為避免因水流流動(dòng)所產(chǎn)生的傾斜力，應(yīng)在水域上游進(jìn)行套管固定工作，保證及時(shí)施工失敗，套管也不會(huì)隨著水流飄走，加強(qiáng)施工作業(yè)的控制能力。鉆孔結(jié)束后應(yīng)先進(jìn)行孔內(nèi)探測(cè)，對(duì)于鉆孔效果、孔內(nèi)深度等信息進(jìn)行了解和，分析其爆破可行性，在進(jìn)行裝藥堵塞，以及后續(xù)的拉線引爆工作。

水下鉆孔爆破工作中，因?yàn)樾枰L(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行水下施工，炸藥包聯(lián)接線極易被水域中的雜物、流木等切斷，或影響其定點(diǎn)位置?？梢栽诼?lián)接線低端綁定墜石，并將其沉入河底，在需要進(jìn)行起爆工作時(shí)再將墜石提起。一般來(lái)說(shuō)，水下鉆孔爆破的線路接頭應(yīng)該為絕緣體，但絕大多數(shù)航道整治水下疏浚清礁施工工程進(jìn)行作業(yè)時(shí)，會(huì)忘記這一要點(diǎn)，采用非絕緣接頭進(jìn)行水下暗礁引爆，使得水域內(nèi)與大地形成簡(jiǎn)單電路，提高了爆破線路的電阻值，造成部分炸藥無(wú)法正常被引爆，通常采用外用黑膠布、內(nèi)纏塑料膠帶的雙層絕緣方式,來(lái)保證起爆線路的正常作業(yè)情況。

4.結(jié)論

伴隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，航道整治水下疏浚清礁施工項(xiàng)目對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響程度越來(lái)越高。提高水下炸礁施工質(zhì)量，保障水運(yùn)行駛安全，結(jié)合實(shí)際水域流通情況，通過(guò)對(duì)水下疏浚清礁施工工藝的探索，有效提升水域航運(yùn)能力，為后續(xù)此類工程的開展提供一定的參考依據(jù)和借鑒。