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威海船厂水下炸礁施工工艺赵亚兵深圳市中航建设监理有限公司广东深圳518033【摘要】山东威海船厂整体搬迁扩建工程1#、2#船坞工程水下炸礁工程主要是将围堰基槽范围内的礁石进行水下爆破施工，爆破后能满足8方抓斗挖泥船清碴能力。本文主要阐述【关键词】炸礁、爆破、GPS定位、起爆【工程概况】拟建工区位于黄海之滨的威海湾东南皂北湾山东新船重工有限公司厂区东侧，与甲午海战的古战场刘公岛隔水相望，交通十分便利。本炸礁工程施工范围为施工围堰及其后沿20米范围水下爆破，炸礁面积10744.5m2，平均岩石厚度为4.5米，炸礁方量约40000m3。工程质量要求为优良等级。爆破后能满足8方抓斗挖泥船清碴能力。1、本工程施工组织条件1)交通条件a、水路：港址地处威海湾东南皂北湾，海区开阔，大部分海区自然水深6m以上，工程地点距离威海港锚地约6km，防风较为方便。b、陆路：威海地区陆路交通发达，陆路距威海市中心20km左右。我部的住宿、办公地点距离工程地点6km。公路直达工地，方便上下班。2）通讯条件项目部与各有关单位、部门、船舶、个人之间的通讯可采用有线、无线电话、高频对讲机、电子邮件进行联系，通讯方式多样化，确保工程指令及时传递。3）防台避风锚地工程地点距离威海港锚地约6km，防风较为方便。我公司船舶施工过程，如遇强寒流大风气，就与甲方联系拖轮，把船拖到避风锚地避风。2、施工总体布置采用100型潜孔钻机船“新港湾9号”进行施工，施工船上安装有6台100型潜孔钻机，6台船舶绞锚机，及GPS定位系统等设备。施工总体布置我部拟采用船艏艉南北站向，由东向西全断面炸礁施工，并结合实际施工情况进行调整。钻机钻进深度根据岩层厚度变化情况而定，钻进方法确定为一次钻至设计底标高，以确保满足8方抓挖泥船一次清挖到设计底标高。3、施工潮位的测设与观测1）在施工区域附近，选择好便于观测潮位的位置，设好潮位观测尺。并使零潮位与潮位观测尺的零读数相吻合，以便于通过观测水尺读数就能直接知道潮位的变化。潮位观测尺必须确保最高潮位或最低潮位都能观测。2）利用船上的GPS定位系统，通过观测某一时刻的实时潮位，通过计算改正数，改正《中海达海洋测量软件》里的天线高度，从而动态的在测量软件里显示实时潮位。但是，此方法必须经常的校对已设好的潮位观测尺，避免因软件设置错误时，显示潮位不准确。4、炸礁施工方法1）TrimbleGPS定位系统测试定位系统：地方坐标系统（威海城建97坐标系统）定位采用美国Trimble公司生产的Trimble5700RTK-GPS进行。先是采用“任意点”架基准站的方法，对甲方提供的三个控制点进行“点校正”得相对应的转换参数，再引点到要架基准站的地方。再次启动基准站到所提供的三个控制点进行比对。接收机进入RTK状态后，测得各点坐标情况如下：WH-2点理论值（m）实测值（m）差值（m）X(m)55296.31855296.3840.066Y(m)101586.623101586.551-0.072Z(m)7.16910.83.631根据所得数据分析，平面坐标误差控制在充许范围之内，满足施工要求，高程误差可通过测量定位软件（Haida5.0）进行改正，可忽略不计.GPS定位满足施工要求。2）炸礁施工工艺旗墩点理论值（m）实测值（m）差值（m）X(m)54718.29354718.3930.1Y(m)102084.99102084.87-0.12Z(m)56.4660.263.8WH-1点理论值（m）实测值（m）差值（m）X(m)55044.97855045.0580.08Y(m)101959.479101959.399-0.08Z(m)32.90436.8043.9采用“新港湾9号”进行炸礁。船上共有6台100型钻机，采用左右4门边锚及前后两门主锚共6门锚控制船舶前后、左右移动，左右边锚钢丝缆长度约200m，控制船舶横向移动；前后主锚钢丝缆长度约400m，控制船舶纵向移动。水下钻孔时，利用架设在岸上控制点基站和钻机船上的具有RTK功能的移动站GPS卫星定位系统，精确测定船舶位置。按设计确定的平面控制参数，将钻孔布置图绘于测量软件中，根据GPS测定钻机船的位置，指挥钻机船移动、定位到设计的钻孔位置上。钻完一排后，在测量软件里记录当排的开始、结束时间，从而做到定位准确，防止漏钻和叠钻。测定的孔位误差控制在20cm以内。根据钻孔时的潮位计算该钻孔深度。钻孔深度=潮位（m）+设计标高（m）+超深值（m）。潮位：开钻时的实时潮位。超深值：为确保施工质量，结合本工程的实际情况，本工程采取超深值为2.0米。炸礁施工工艺流程如下图1图1炸礁施工工艺流程图5、爆破方案的设计1）爆破器材的选取本工程水下爆破采用防水性能较好的乳化炸药，药卷用塑料袋包装，直径为100mm，药卷长度为500mm，标称重量为4.5kg。用8#防水金属壳工业电雷管作为击发元件，非不合格不合格趋近总药量小于总药量炸礁定位水下钻孔孔深检测装药网路连接药包标高检测警戒、清场准备工作总药量检测移船起爆电导爆管为传爆元件，非电雷管为起爆元件。2）爆破参数的选择炮孔直径D=115mm；药卷直径ф=100mm；药卷长度500mm；每节药卷重量4.5kg。钻孔超深h=2.0m炮孔间距a=2.5m炮孔排距b=2.0m，梅花布孔。3）单孔药量计算Q=q0baH0式中：Q—装药量（kg）；q0—单位炸药消耗量(kg/m3)。据查表风化石单耗=1.72kg/m3；考虑炸药换算指数e，乳化炸药的e=320/260=1.23；再考虑深水压力及残积层的影响用药量增加15%；所以q0=1.72*1.23*1.15=2.43kg/m3；H0—爆破岩层厚度（m）；其它字母的物理量同上。则Q=q0baH0=2.43×2.5×2×H0=12.15H0,同时还需考虑装药量必须达到钻孔深度的70~80%左右（在有残积层的岩面必须装药、药卷规格及便于加工等因素，装药量参照表《孔深装药量参照表》。孔深装药量参照表岩层厚度孔深装药量(kg)装药长度堵塞长度(m)(m)计算实际(m)(m)0.5～1.02.0～2.515.1913.51.50.5~1.01.0～1.52.5～3.022.7818.02.00.5~1.01.5～2.03.0～3.530.3822.52.50.5~1.02.0～2.53.5～4.037.9727.03.00.5~1.02.5～3.04.0～4.545.5631.53.50.5~1.03.0～3.54.5～5.053.1636.04.00.5~1.03.5～4.05.0～5.560.7540.54.50.5~1.04.0～4.55.5～6.068.3445.05.00.5~1.04.5～5.06.0～6.575.9449.55.50.5~1.05.5～6.06.5～7.083.5354.06.00.5~1.04）起爆网路为了避免爆破地震造成的危害，起爆网路设计采取如下措施：采用微差爆破减震：微差爆破与齐发爆破相比，平均降震率为50%。微差段数越多降震效果越好，实践表明，段间间隔时间大于100ms时降震效果比较明显。所以导爆管的段别向厂家定制1、2、4、6、7、8、9段，以便于采取孔外微差爆破。本次爆破网路采用导爆管雷管并串联网路，以确保微差网路的实现。爆破网路见下图2：1段导爆管电雷管1段导爆管9段8段7段6段4段2段9段8段7段6段4段2段9段8段7段6段4段2段9段8段7段6段4段2段图2水下爆破起爆网络图4）起爆当总药量趋近一次最大起爆药量时(最大起爆药量定为500kg)，等到达规定的起爆时间段后，检查导爆管雷管网路有无漏接和错接，接点连接牢固，做好起爆前的准备工作，警戒船舶到警戒区进行警戒，施工主管通知周边的潜水单位，等周边的潜水单位回复后，接上起爆电雷管和传爆电线。把施工船舶移到安全起爆距离之外，警戒人员发回警戒范围安全信号后，起爆船在确认安全后方可起爆。6、结语本水下爆破的装药量基本满足设计要求，爆破后大部分碴料可以由8方抓斗挖泥船，大块石的含量很少，布孔间距据装药量满足要求。作者简介赵亚兵（1972-），男，大学本科学历，注册监理工程师。联系方式：广东省深圳市深南中路福田大厦东部401室，邮政编码：518033，电话：13751153060