成都苍龙水下作业技术服务有限公司
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    一、水下爆破施工工艺流程:

    爆孔设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确定孔深→钻孔→成孔冲洗→测量验孔→装药→连线→平台撤离(同时封锁航道和陆路交通)起爆→解除警戒→清渣→下施工循环。

    二、施工方法

    1、钻孔作业平台设计

       为顺利实施石方开挖工程水下爆破的施工任务,因地制宜就近制作了简易钻爆作业平台船(16m×6m)。作业平台可采用钢体驳船组装,两船间距5m。通过槽钢、工字钢将两船焊接为一双体船。钻机由脚手架钢管铰接固定在平台上,组成钻机作业平台,可供4台潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度,钻机平台可沿槽钢轨道滑动移位。

       钻孔时,利用全站仪进行测量定位,指挥钻机船锚泊定位,做到钻孔定位准确,防止漏钻和叠钻。根据当天当时的水位、设计水深及超深值计算该点的钻孔深度。施工时要按要求钻到所需求深度以避免二次爆破。

    2、钻爆技术措施

    (1)水下爆破采用垂直钻孔作业。其优点是钻孔定位易于控制,简便操作,利于装药,提高工效。

    水下爆破工程钻孔机具计划选用KSZ-100型地质钻,孔径Φ100mm。为了确保开挖达到设计的深度,钻孔应有一定的超钻深度,考虑到保护桥墩基础基岩的持力层,超钻深度取0.5m。

    (2)火工品的品种及防水。选用具有防水性能良好的乳化炸药,由Φ80mm塑料包装。非电雷管用环氧树脂灌封后,再用防水白粘胶布密封。起爆网络采用微差复式起爆网络,以确保传爆的准确性。

    (3)每船(平台)可钻4排共24个炮孔,一般一个船次为一爆破区域,当钻孔完毕后,利用潜水员进行集中装药,装药时应注意对雷管脚线的保护。为了确保安全,用粗砂将炮孔堵满,防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖,砂袋系一浮球露出水面,其作用有:①作为爆破孔位标记,便于集中装药;②装药后便于连接导爆管脚线,形成起爆网络。

    (4)导爆管的放置。在水中放置浮胎,使其锚定地飘浮在水面上,将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上,按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来,为了不使传爆雷管将其他导爆管炸断造成拒爆现象,连接时应将雷管置于浮胎上面,并用泡沫盒包住扎紧,不能浮在水面随波漂移。

    3、布孔方式和孔网参数

    水下炮孔布置原则上越简单越好。本工程水下爆破次采用水下浅孔爆破,采用矩形钻孔排列方式,孔距2.0m,排距2.0m,最小抵抗线为1.5m,实际施工过程时应根据岩层和厚度等情况做适当调整。

    4、装药量计算

        考虑到水下砼爆破时需克服的水体阻力,因此其装药量计算包括破碎砼所必须的能量和克服阻力所作的功,水下爆破的炸药单耗较陆地爆破大,根据该工程水下砼性质判断分析,结合水下爆破产生的水中冲击波的危险半径考虑,炸药单耗控制在1.0~1.2kg/m³左右。

    5、起爆设计

        采用电雷管起爆导爆管雷管、导爆管雷管引爆炸药的起爆网路。即用导爆管并串联网络,采用1段非电雷管将各个炮孔内雷管连接起来,为了确保每个孔的准爆,每孔装2发非电雷管。

    6、水下炮孔的施工程序

    (1)测定孔位。依照水下爆破地形图,采用全站仪和测绳等工具测定孔位。拉动缆绳将钻机对准孔位,开钻前将四周缆绳拉紧,抛锚就位,钻孔过程中不能让平台移位。

    (2)钻孔。按照设计的炮孔深度进行钻孔,做到准、直、平。

    (3)装炸药。在钻孔达到设计标高后,拔出钻具后由潜水员将带有雷管的炸药装至设计高程。装药一定要装到孔底,并用砂子堵塞炮孔。

    7、爆破注意事项

    (1)钻完每炮次设计工作量后,即进行装药、联线。

    (2)起爆网络。采用复式非电起爆网络,为了确保每个孔的准爆,每孔装2发非电雷管。

    (3)火工品的品种及防水。选用具有防水性能的乳化炸药,并用塑料袋包好。

    8、水下清渣

    利用人工配合挖渣船清渣。驳船上的石渣上岸后通过装载机配合人工就近堆放和平整,无法就地处理的部分石渣运至指定堆弃场。

    9、水下爆破主要参数及计算

    (1)最小抵抗线ω:抵抗线是岩石爆破的重要参数之一。综合考虑,抵抗线ω取1.5m。

    (2)台阶高度:H=1.5m

    (3)超    深:△l=0.5m

    (4)孔    深:L=H+△l=2m

    (5)孔    距:a=2m

    (6)排    距:b=2m

    多排炮孔布置为矩形方式,采用微差起爆。

      (7)单孔装药量:Q=qabH

    式中:单耗:q=1.0kg/m³;孔距:a=2.0m;排距:b=2.0m;孔深H=2m。

    Q=qabH=1.0×2×2×2=8kg

    10、水下爆破安全校核

      水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应和水中冲击波效应。

    (1)爆破振动速度计算

    式中:V—介质质点振动速度,cm/s;

    Q—装药量(齐发爆破的总药量;毫秒微差爆破或秒差爆破时取最大一段装药量),kg;

    R—爆源至被保护物的距离,m;

    K—与介质性质、爆破方式等因素有关的系数;

    α—与传播途径和地质地形等因素有关的指数。

    为保证安全该工程计算取: K=250、α=1.5、R=150m,则爆破振动速度如下表:

    表3  不同装药量爆破产生的爆破振动速度值

    装药量Q(kg)        爆破振动速度值v(cm/s)

         8                          0.39

         16                         0.55

         24                         0.67

         32                         0.77

    为确保原某大桥的绝对安全,最大一段齐爆药量控制在25kg以内,各段微差时间不小于100ms。

    (2)水中冲击波计算

    按照《爆破安全规程》的第6.36条规定:

    6.3.6 在水深不大于30 m的水域内进行水下爆破,水中冲击波的安全允许距离,应遵守下列规定。

      对人员:按表4确定。

    表4 对人员的水中冲击波安全允许距离

    装药及人员状况             炸药量/kg

                                      ≤50      >50~≤200         >200~≤1000

    钻孔或药室装药/m        游泳        500           700                1100

                            潜水        600           900                1400

    对船舶:客船1500 m。

    施工船舶:按表5确定。

    非施工船舶:可参照表5和式(4)根据船舶状况由设计确定。

    表5 对施工船舶的水中冲击波安全允许距离

     装药及人员状况                              炸药量/kg

                                        ≤50      >50~≤200     >200~≤1000

    钻孔或药室装药/m        木船          100          150             250

                            铁船           70          100             150

    三、爆破时间安排

    为保证工程正常施工,确保人民的生命和财产安全,结合工程的实际情况,对每天的爆破时间根据施工实际情况进行统一安排。

    四、  质量保证措施

    此项施工方案为专项施工方案,在实施《某大桥施工组织设计》中关于质量保证措施基础上,我们强调以下几项措施:

    (一)、建立工程质量保证组织机构:

    1.服从业主、监理工程师及主管部门的监督和指导。

    2.成立以项目经理为组长,总工程师、项目副经理为副组长的质量管理体系领导小组,组员包括质检工程师、测量工程师、现场施工负责人、施工队长等,负责工程总体质量控制。

    3.配备足量的技术人员,严格按照自检、互检和交接检的工艺流程组织施工。

    4.质量检查程序

    (1)尊重和绝对服从监理工程师及其代表,根据合同条款要求,在工程师及其代表监督和指导下施工,并如实向监理工程师汇报进度和质量情况。

    (2)建立形成文件的检验和试验程序,按程序规定对施工全过程进行检验和试验,并按程序规定的种类、格式和方法予以记录、归档。

    (3)测量组拟定施工测量实施方案,负责控制网点的自检、施工全过程中的测量放样及测量验收工作,交工程师进行审核。

    (4)每一工序完工后,应及时对施工场地进行清理,以免残留物对下道工序产生质量影响。

    (5)严格按部颁标准及技术规范要求分项分单元整理并保存各原始资料。