青戈江航道水下炸礁工程施工方案

安徽省芜湖市青戈江航道水下炸礁工程施工方案江苏神龙海洋工程有限公司2007年9月22日安徽省芜湖市青戈江航道水下炸礁工程技术设计书江苏神龙海洋工程有限公司2007年9月22日安徽省芜湖市青戈江航道水下炸礁工程安全施工方案江苏神龙海洋工程有限公司2007年9月22日青戈江航道水下炸礁工程施工方案1、地理环境及水文资料1.1、地理环境青弋江跨祁门、黄山区、黟县、歙县、旌德、石台、泾县、青阳、南陵、宣城、芜湖等十一个县（市、区）。东界水阳江流域，西部上游接九华山山脉，中下游与漳河水系为邻，南依黄山山脉，北临长江。水系呈扇形分布，主要支流有徽水（流域面积1083平方公里）、琴溪河（流域面积444平方公里）、孤峰河（流域面积185平方公里）、寒亭河（流域面积265平方公里）。下游清水河、黄池河及赵家河、青山河，为青弋江、水阳江两水系之间的通道；中游资福河、上潮河，为青弋江、漳河之间的通道。西河镇以下，进入水网圩区，与左侧的漳河、右侧的水阳江，河港交汊，很难严格划清水系。青弋江的正源称美溪河，源出黟县西北拜年山（海拔1137米）与黄金尖（海拔888米）之间的方坑南面。西北向流，至杨家墩左有一小支流来汇；折北流，至张家折东北流，至大河口，右纳溪下河来水；大河口以下源流称清溪河，经清溪至周家坦，进入陈村水库库区。水库大坝位于泾县水东翟村上游的乌鱼坑东面，库区水域称太平湖，是黄山旅游区的景点之一。汇入太平湖的支流，左岸有王村河、陵阳河、洙溪河；右岸有茶溪河、秧溪河、婆溪河、麻川河等，大坝以上控制面积2800平方公里。坝下青弋江先西北流，至四甲左纳合溪河来水；至山里董家右纳渣溪河来水；至溪口右纳溪河来水，经青弋江综合利用溪口枢纽后，续东北流；经章家渡，至沙河北，右纳主要支流徽水；经泾县城西，至太元（下坊）右纳幕溪河来水；至琴溪（赤滩）右纳琴溪河来水；至小岭南，左纳孤峰河来水。以下河道基本北流，经马头街、弋江镇，至西河镇，左有资福河向西与漳河相通；河道折东北流，至十甲任村，左有上潮河向西北曲折流，与漳河相通；干流至湾址、秧溪河、婆溪河，右有赵家河向北至蜈蚣渡、三里埂与清水河、黄池河交汊，并北接青山河，均和水阳江相通；干流折西北流，经方村、易太（殷港），至清水镇，右有清水河向东经黄池河与水阳江相通；干流折西流，经蒋山于芜湖市西南郊注入长江。总流域面积7195平方公里，其中山区6327平方公里，丘陵区439平方公里，平原圩区389平方公里，湖泊水面40平方公里。青戈江河道全长309公里，其中河源至泾县197公里，比降1/1000；泾县以下至河口112公里，其中河口至湾址段，长36公里，河底高程0.6～5.1米，一般河宽193～241米，最窄处只有67米；湾址至西河镇水文站，长29公里，河底高程5.1～8.6米，河宽241～606米，个别河段河底高程为－1.8米、－3.2米。1.2、水文资料南陵西河镇站记载最大流量为6020立方米每秒（1957年7月5日），最小时河干（1954年8月16日）；最高水位为18.80米（1957年７月５日），最低水位为9.21米（1968年９月12日）。据治淮委员会1957年５月历史洪水调查成果，泾县水东翟村1868年农历5月20日最高洪水位为66.70米，推得最大流量为7460立方米每秒；1882年农历５月23日最高洪水位为66.77米，推得最大流量为7550立方米每秒。根据2000年2月～3月、2001年1月～3月、2002年2月～3月、2003年2月～3月、2004年2月～3月的大垄坊水文站实测水文资料显示，水位变化情况如下：年份最低水位最高水位高低水位发生月分2000年4.196.192月和3月2001年4.316.182月和3月2002年3.546.092月和3月2003年4.356.923月2004年3.254.992月和4月1.3、待爆挖河段概况本工程为青戈江河道（卜家店段）水下礁石爆破开挖工程，属于河道清理、改善河道的水流环境的重要主措，施工位置位于袁泽桥至荆山桥中间的卜家店附近，待爆河床底面高程在0.3m～2.18m之间，爆挖河床面宽度为40m。由于待爆礁石呈块状分布，面积较大，爆层较薄，设计总爆破开挖方量为823.56m3。根据设计图纸所显示的分爆挖范围，本期施工地点在坐标492.91～492.935；3467.64～3467.625之间，对照近年来的水文资料，爆挖期间的工作水深在1.2m(枯水位最高点)～7.0m（丰水位最低点）之间，因此，爆破开挖受水位的变化影响较为明显，施工较为困难。施工河段的水下爆挖施工断面的方量分布情况见下表：青戈江河道（卜家店段）水下炸礁石方量表设计挖方（高程为：黄海高程0.00m）桩号挖方面积断面距离挖方量备注DX189.302.018.30DX209.002.518.85DX22.56.082.516.29DX256.952.520.39DX27.59.362.526.54DX3011.872.532.81DX32.514.382.548.94DX3524.772.573.33DX37.533.892.590.45DX4038.472.593.91DX42.536.662.589.31DX4534.792.584.48DX47.532.792.584.90DX5035.133.0125.07DX5348.25小计挖方量（m3）823.56不含超挖量2、炸礁施工2.1、施工工艺流程本次水下炸礁高程施工的施工工艺流程根据施工现场条件和水下礁石分布情况，依据设计的开挖底面高程控制线要求以及爆挖区的爆层厚度情况，结合我公司相同类型的水下炸礁工程施工经验，我们准备采用水下钻孔爆破和压渣爆破象结合的方法机械炸礁施工，根据《爆破安全操作规程》的具体要求，施工工艺流程见如下框图：水下炸礁施工工艺流程2.2、施工准备在签订施工合同后，我公司讲将组织专业的水下炸礁施工技术人员和施工人员（爆破特殊工种）进场，首先在甲方的配合下进行测控坐标点和高程点的移交，对水下炸礁的施工区域进行测量放样和设标，近岸水线部位设立施工测量水尺，以便及时掌握水位的变化情况，及时为水下地形测量和钻孔深度的测量控制提供依据。同时，现场布施工人员设备进场临建生活设施搭设爆破设计编制施工设备安装调试测量放样和爆区分割爆破孔钻凿炸药装填药包布置方案报批领购买证起爆网络连接爆破器材购买火工品浸水试验警戒和起爆防水处理爆渣开挖施工段竣工移交河床测量验收水下地形测量合格不合格施工坐标点移交置临时设施，解决施工人员的生活问题。本次的水下炸礁工程施工全部在水上进行，因此，为便于人员施工操作和设备的放置，施工必须借助浮动施工平台或施工船舶，施工所用的空压机、潜水装具、发电机等设备全部布置在工作平台上。工作平台配置锚泊系统和交通艇，便于施工人员的交接班上下和爆破期间的巡逻警戒。施工平台安装结束后，施工人员必须对所有施工设备进行必要的调试，确保水下钻孔开始后能正常地进行施工。施工设备全部调试结束、水下地形测量完毕后，有施工技术人员根据水下地形的测量成果进行水下实际地形小密度断面图的绘制,以便确定水下礁石的爆破方法的确定。2.3、水下炸礁方法的确定水下炸礁的施工方法很多，但具体的施工方法的确定必须根据水下礁石的分布情况、岩石质地、硬度、爆破区周围施工环境及需要保护的对象、水流速度和爆破层厚度进行选择和确定，由于需要选择和参照的影响因素较多，因此，施工方法的确定是一个综合性分析研究的过程。根据现有的水文资料和地址资料，以及设计的爆破断面情况和要求，本次水下水下爆破岩石层厚较薄的情况，我们初步考虑采用水下压渣爆破（浅于0.4m处）和钻孔爆破相结合的方法完成整个的水下炸礁施工任务，具体的药包布置和孔位布置见爆破设计。2.4、爆破设计2.4.1、爆材种类和规格炸药：主要采用乳化炸药；雷管：采用8#工业非电毫秒雷管1～15段；传爆器材：采用塑封工业导爆索；起爆器材：采用电雷管。2.4.2、爆破参数设计A）、孔径：D＝42mmB）、孔距：a=(14～18)*D=588～756mm取650mmb=0.8a取500mmC)、孔深：L＝h+0.4hL为钻孔深度；h为爆层厚度；0.4h为超钻深度。D）、钻孔直径D：深孔采用史丹利液压钻钻孔，选用Φ50mm钻头成孔；浅于1.5m岩层采用YT7655（或YT28）手持式风钻钻孔时，选用Φ42mm钻头进行成孔；E）、最小抵抗线W：W=（20～40）d，选用30d式中：d—药卷直径，选用Ф32mm故W=20×32=640mm，取W=0.64m；F）、单孔装药量Q：Q=qɑab式中：q—单位耗药量，取1.25kg/m则：Q=1.25×0.65×0.5=0.4kgG）、装药长度L1：L1=Q/q1式中：q1—每m药包的重量，Φ32mm药包q1取值为0.89kg/m，则L1=0.4/0.89=0.4494m,取0.5m；H）、堵塞长度L2：L2=（0.7-1.0）W=0.448-0.64m装药结构：浅孔采用连续装药，深孔采用间隔装药，孔内微差爆破。（上述爆破参数施工时将根据现场爆破试验作调整）2.4.3、爆破试验由于水下爆破时，火工品必须能稳定承受足够的水压方能保证爆破效果，因此，在正式进行爆破前，应对火工品的耐水压特性进行实验，检查火工品的准爆率，这样便于及早发现问题并予以解决。火工品试验包括炸药、导爆系统、传爆系统的抗水性能、准爆率，电雷管的通断、阻抗检测等，该项工作在正式爆破施工前应全部做完，确保现场爆破使用的器材均为经过检验合格的起爆器材，以便能在施工前处理好实验中所发现的问题，确保工程爆破的一次成功。在进行水下大爆破施工前，为了保证起爆网络的正常工作，减少爆破网络产生的事故（特别是非电起爆网络），应在正式连接网络前，做好爆破网络的试验。试验可以采用实爆试验或等效模拟试验，一方面可以通过试验检测网络的的可行性，另一方面可以通过试验培训一下现场的爆破工，减少实际施工时的爆破网络连接事故发生。2.5、炸礁施工2.5.1、施工测量施工队伍及施工船舶进场后，先行对各施工区进行水下地形测量，了解水下岩石分布及层理走向情况和淤积情况，为爆破设计提供技术参数。测量前将根据甲方提供的爆区测控点进行工程船定位，然后采用加密网点进行地形测量，采用钎插法触探水下岩石基面的埋深，为钻孔前是否清淤、采用何种方法清淤提供依据。测量成果绘制成图，以供钻孔参考。测量采用全站仪进行定位，并在爆挖区各结点位置设立浮标或标杆，以方便指示工程船进行定位。2.5.2、基岩面清淤测量结束后，组织工程船舶机械进场，对爆挖基岩面进行冲吸清淤，根据目前海况及前期淤积覆盖层开挖机械使用情况，我部准备采用空气吸泥机和高压水枪进行基岩面的清扫。清淤作业由潜水员及水面作业人员配合进行，并结合钻机进行成孔。2.5.3、钻孔根据本次爆挖工区的岩石爆挖层厚度不大，加上水位升降、水流速度的影响、爆挖方量较小等因素，我部只能采用手风钻或水下液压潜孔钻进行钻孔。这主要是因为采用其它钻机成孔时，措施、设备调遣组装时间较长而增加施工费用、延误工期。而采用小型钻机，可以在量上增加投入来克服上述困难。钻孔施工前，将根据爆挖区的长宽尺寸，制作一付符合钻孔施工模数的导向框架，由潜水员根据测量确定的边线进行水下安放，然后根据导向架上的孔位逐个进行穿凿。钻孔深度将按爆挖深度+超钻深度进行控制。排间距将根据爆破设计的孔网参数进行控制。采用手持风钻进行钻孔时，将采用从短钻杆逐步向长钻杆过渡替打的方法进行，对局部深度较大处，将采取分层钻爆的方式来确保爆挖深度，每钻完一孔后应用测深杆对孔深情况进行复测校核，并做好记录，每班完成的记录交爆破工程师进行汇总并计算每孔装药量。由于岩石层现有较厚的强风化层，钻孔时必须注意对表层强风化石孔段的扩扎，防止拔钻时产生回堵。2.5.4、护孔由于爆层薄，钻孔面积大，单区钻孔周期相对较长，为了确保日后的爆破效果，必须对先期完成的炮孔进行有效保护，确保布药时的炮孔有效深度。护孔采用楔形木塞进行孔口封堵，为了方便日后布药时辩认及方便布药时分段控制对号装药，孔口塞采用导绳