水下炸礁浅点控制技术分析

水下炸礁浅点控制技术分析

马本泰

广西新港湾工程有限公司

摘要：在水下炸礁施工期间，如果采取传统手段就会受到地质条件的影响，而无法全面清除礁石浅点。为了解决这个问题，本文将针对水下炸礁浅点控制技术展开深入的探讨与分析。经过实验证实，通过采取可行的设计方法后，浅点数量明显比传统方法要少，对于浅点的控制效果更加显著。

关键词：炸礁工程；浅点；控制技术；应用分析

前言：如果仅仅使用航道疏浚在特殊地质条件下开展作业，根本无法全面清除剩余的礁石，故需要采取水下炸礁技术。但在水下炸礁工程施工期间，由于受施工工艺、地形条件等因素的影响，极易出现浅点。为了减少此现象的发生，大多数工程都会实施二次水下炸礁方式，对出现的浅点进行处理，但这样做不仅会加大水下炸礁施工难度，还会提高炸礁工程的施工成本。为此，本文将提出一种针对炸礁工程浅点的控制方法，以期能为相关人士提供有借鉴意义的理论参考。

1水下炸礁工程施工浅点控制方法设计

水下炸礁工程施工工艺主要涉及到炸药制作及布局、钻孔、爆破三个环节，结合各个环节中施工要点，以及其对水下炸礁工程施工浅点形成的影响，对其进行控制，以下将从三个方面对该控制方法进行详细说明。

1.1炸药选择及装药位置

炸药制作及布局是水下炸礁工程施工中重要环节，炸药的性质、制作方式以及装药位置都会影响到施工浅点的形成，根据水下炸礁工程施工质量要求，对该施工环节进行控制。水下炸礁工程施工属于水下施工作业，因此炸药需要具备一定的防水性质，并且水下礁石硬度较高，体积较大，为了取得良好的水下炸礁效果，针对以上要求，在施工中选择Ø90mm的乳化炸药。然后，根据技术要求将Ø90mm的乳化炸药制作成药包，药包的制作要在制定房间内进行，保证制作安全。炸药最终的抗水抗压效果与药包中炸药用量有直接关系，因此要准确计算出药包中炸药用量，其计算公式如下：

（1）

公式（1）中，y表示为水下炸礁工程施工中单个药包炸药用量；k表示水下炸礁工程中炸药层的厚度；e表示单位炸药消耗量；w表示药包的间距；g表示药包的排距。利用上述公式计算出单个药包的炸药用量，将药包制作成矩形，药包长度要控制在1.5m以内，因为药包长度过长会导致在后续爆破过程中产生较大的振动，药包在制作加工时，可以将3-5条竹片摆成品字形，将炸药柱夹紧，在炸药柱之间增设2-3个引爆雷管，为了避免雷管松动，将雷管一端的三分之一插入炸药柱之间，并利用吊炮绳将雷管与炸药柱连接起来，当位置摆正之后将竹片勒紧。水下炸礁工程施工目的是将航道内的障碍物清理干净，而炸药的作用是将航道内难以清除的岩石结构破坏掉，因此炸药安装的位置与水下达到航道疏浚标准的岩石上，通常利用双频旁侧声纳扫海仪对航道范围内岩石高度进行扫描，根据扫描数据确定岩石高度，其计算公式如下：

（2）

公式（2）中，h表示航道范围内岩石高度；p表示水下岩石回波信号阴影的长度；s表示双频旁侧声纳扫海仪扫测时拖鱼到海底的深度；q表示双频旁侧声纳扫海仪扫测时拖鱼到水下岩石阴影的距离。将计算出的数值与航道疏浚标准进行比较，如果达到了要求，表示该岩石为航道疏浚工程中爆破目标，将其作为爆破点，即装药位置。

1.2钻孔参数确定

水下炸礁工程钻孔大小、深度以及排布方式关系到浅点的形成，因此对钻孔参数进行控制。钻孔的直径和孔深和水下岩石厚度有直接关系，在对钻孔设计时，要明确钻孔直径和孔深。为了最大程度上控制炸药爆破振动，在相邻的主炮孔之间布置一排减振孔，起到减振作用，减振孔的直径大小控制在30mm-50mm之间，孔间距控制在1200mm-1300mm之间，利用减振孔将相邻的主炮孔之间产生一条减振带，确保炸药爆破的稳定性。

1.3爆破环节控制

钻孔完成后，根据钻杆长度校核钻孔深度，按计算的单孔装药量现场绑扎炸药，安装导爆管雷管，沿钻机的套管往炮孔装填炸药，将导爆管整理好，检查无误后移船进行下一排钻孔，钻机船不得越过已钻孔装药的区域。水下爆破均采用防水性优良的爆破器材。采用连续柱状装药结构，起爆药柱放在药柱的下三分之一处和上三分之一处，每个起爆药包按设计段别放2发非电导爆管雷管。将制作好的炸药放入主炮孔内，在施工中要准确把控钻孔内的药包数量，因为水下岩石厚度是不同的，为了保证最后的水下炸礁工程施工质量，避免浅点产生，必须要确定炮孔内炸药量。在爆破施工过程中要按照先减振爆破、后主爆孔爆破的顺序，减振孔爆破要优先于主炮孔爆破，注意控制爆破间隔时间，并利用测振仪对炸药爆破施工进行持续监测，把控爆破振动速度，将爆破振动速度控制在工程施工要求范围内，以此最大程度上减小浅点的形成。

2实验论证分析

本次实验以某水下炸礁工程为实验对象，该工程施工面积为5.15km²，航道长度为1.26km，预计该水下炸礁工程水下炸礁约156212.15m³，实验利用此次设计方法结合传统方法对该水下炸礁工程施工浅点进行控制。实验采用了防水效果和爆破效果都比较好的Ø90mm的乳化炸药制作药包，药包的长度为550mm，厚度为150mm，利用公式（1）计算出单个药包的药量为2.56kg，引爆雷管采用的是SF26防水金属壳工业电雷管。采用HTRU-A14F型号双频旁侧声纳扫海仪对水下岩石高度进行测量，经测量水压岩石最高高度为156.15m，平均高度为86.45m，水下炸礁标准高度为20m，经过公式（2）计算确定了156个装药位置。以钻机船为钻孔基础平台，钻机采用的是SFARG/AS25F6型号中风压钻机，该工程中共配置20台钻机同时钻孔作业，利用公式（3）计算出钻孔直径和深度，平均直径为60mm，最大钻孔孔深为150.56m，钻孔施工中钻孔的倾角为56°，钻孔的间距为1450mm，将SFARG/AS25F6型号中风压钻机的钻进速度设定为12.36r/min，额定转矩为1200r/min，钻进给进力为36.5kN。利用钻机共钻取186个主炮孔，145个减振孔，减振孔的直径为45mm，间距为1150mm，工程中共设置了三排主炮孔和两排减振孔。利用公式（4）确定钻孔的炸药量，将炸药填塞到炮孔内，按照顺序进行引爆，减振孔与主炮孔药包引爆间隔时间为110ms。引爆完成后发现没有出现未爆破的药包，利用抓斗船组将水下岩石和淤泥进行清除。为了检验两种方法浅点控制效果，利用DFFG-262水下扫描仪对水下浅点进行检测，将该水下炸礁工程分成五个航段，根据检测结果确定每个航段内浅点的数量，具体如表1所示。

表1两种方法应用下浅点数量对比（个）

根据上表中数据可以看出，应用此次设计方法水下炸礁工程施工后形成的浅点比较少，而应用传统方法水下炸礁工程施工后形成的浅点数量比较多。根据相关航道工程施工技术规范要求，施工后浅点的数量不能超过3个，本文设计方法可以满足相关航道工程使用浅点控制需求，具有良好的控制效果，相比较传统方法更适用于水下炸礁工程施工浅点控制。

结语：

此次根据水下炸礁工程施工中影响施工浅点的因素，以及水下炸礁工程施工质量需求，设计了一套新的浅点控制方法，有效控制了水下炸礁工程施工浅点，确保水下炸礁工程施工质量，对降低水下炸礁工程浅点处理成本，以及提高施工效率具有重要现实意义。

参考文献：

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