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河道爆破礁石各项施工技术及流程控制

来源:原创论文网 添加时间:2021-11-12

  摘    要: 作为通航河道疏浚的一项重要技术组成部分,爆破礁石对于内河航道水下施工发展具有关键性的影响。文章对通航河道传统疏浚的发展现状进行了简单描述,重点介绍了爆破礁石各项施工技术及流程控制,希望帮助相关工程人员提高施工管理水平。

  关键词 :     通航河道;爆破礁石;施工管理;

  1 、引言

  随着交通水运行业的飞速发展,主要航道水深亟待加深,对于有覆盖层的区域,先进行挖泥疏浚施工,无覆盖层的区域直接进行炸礁开挖,传统炸礁工程带来的地质危害及对水质环境污染等问题。根据实际项目施工实践,本文主要对爆破礁石疏浚施工技术新工艺的应用进行了分析讨论,施工后满足现场要求,在类似工程中具有借鉴意义。

  2、 工艺特点

  (1)在测量水下复杂地形时,采用高精度GPS-RTK三维数字化测量技术。
  (2)在定位钻爆船时,采用将船艏和船艉作为两个GPS-RTK测站点,对比实时坐标数据来调节钻爆船与岸边施工基线平行,提高钻爆船的定位精度和效率。
  (3)在钻爆船侧边安置有整体式滑移导轨,实现钻机沿船体横、纵向的微调。
  (4)采用套管钻孔法成孔并底端配重。

  3、 适用范围

  适用于航道爆破礁石疏浚工程,尤其是对河道环境保护要求较高的工程施工。
 

河道爆破礁石各项施工技术及流程控制
 

  4、 工艺原理

  本施工技术采用高精度GPS-RTK三维数字化测量技术。钻爆船定位时,已知岸边两个基准点的平面坐标为(X1,Y1)和(X2Y2),实时读取船艏和船艉GPS接收机的坐标分别为(Xm,Ym)和(Xn,Yn),动态调整钻爆船方向至满足(Yn-Ym)/(Xn-Xm)=(Y2-Y1)/(X2-X1),与通航河道中线保持一致。在钻爆船定位后钻孔前,利用滑移式导轨X、Y轴移动,略微调整后达到准确定位。

  图1 爆破礁石疏浚施工工艺流程图
图1 爆破礁石疏浚施工工艺流程图

  钻孔完成套管抽出前,放入配重式导管。由于配重及抗浮原理,末端配重和下段侧壁开孔并缠腰无纺布,确保导管填充钻孔充分,以免硬岩等回流造成堵孔。利用该配重式导管可以继续进行装药和回填作业。汇总连接导爆索,钻爆船移位后起爆。

  5 、工艺流程及操作要点

  5.1 、工艺流程

  图2 爆破礁石疏浚施工工艺流程
图2 爆破礁石疏浚施工工艺流程

  5.2 、操作要点

  5.2.1 、水下地形测量

  (1)采用横断面法,方向与航道主线一致。
  (2)启动测量船(兼钻爆船)船艏和船艉的GPS接收机和测深仪,与河岸上GPS基站信号通过数据通信链连接。
  (3)GPS接收机宜选用双频测量型,配置好采样率、高度角和断口输出等参数。

  图3 钻爆船定位示意图
图3 钻爆船定位示意图

  表1 施工技术采用的主要材料
表1 施工技术采用的主要材料

  表2 施工机械设备表
表2 施工机械设备表

  (4)采用RTK三维方法。

  (5)由于船艏和船艉各设有一套GPS接收机和测深仪,必要时可用其测量同一点位,并对两次测量值取平均作为该点位的坐标。

  5.2.2 、钻爆船定位

  (1)在陆地选取2处基准点,坐标记为(X1,Y1)和(X2,Y2);将安装在钻爆船船艏和船艉处的GPS接收机作为测站点,二者连线与船舷平行。通过实时采集两测站点的坐标数据(Xm,Ym)和(Xn,Yn),监控钻爆船位置使其处于礁石上方,进一步与基准点坐标对比,动态调节钻爆船方向使其与施工基线平行。
  (2)钻爆船定位后,钻爆船自身抛锚停泊。在通航侧使用自重较重、可沉入水底的锚链,避免对通航船舶安全造成影响,如图3所示。

  5.2.3、 水下钻孔

  (1)钻孔间距、排距、布置形式(矩形或梅花形状等)、直径和超深等钻孔参数的确定合理取值。
  (2)在钻爆船定位后,若钻机位置还不够精确,可以进一步通过整体式滑移导轨上的横向轨道和纵向轨道对钻机进行微调,最终确定钻孔的位置,其中钻机紧固在基座上,沿整体式底板的纵向轨道可调,同时整体式底板又沿横向轨道可调。
  (3)钻机就位后,首先根据礁石高度确定钻孔深度,成孔后及时清孔。
  (4)在清孔工程完成后,插入配重式导管,待河水经过孔洞再浸入套管,保证配重式导管平稳地嵌入到钻孔之后再将其拔出,为了便于后续炸药装填,配重式导管宜暴露水面。

  5.2.4 、钻孔装药、填塞

  (1)钻孔装药

  当炮孔全部钻到位后,按照钻孔的记录及设计方法进行一个炮孔中的药柱加工,或者在其中再添置一个配重,这样药包才可以沉下来而不是浮起。水下爆炸所使用的雷管、电线等作为起爆器材,均应当具备防水性质。在装药过程中,将一根药柱沿配重式引料导管的内壁顺着引料方向下放到管底,引爆导波管顺着引料方向出入管外后与标志性的浮球临时固定。必要时可采取装药杆作为辅助,以保证安装到位。

  (2)钻孔填塞

  装药完毕后用细粒砂石进行填塞。

  (3)连接起爆网络

  采用排间毫秒延期爆破并联的方法实现微差控制爆破。

  (4)钻爆船移位

  在完成全部钻孔和装药等作业后,移动钻爆船到安全区。

  (5)起爆

  确保人员与设备安全后,再爆破。对施工区域复查,检测礁石高程。复测高程合格后进行后续施工。

  6 、材料及设备

  6.1 、材料

  本施工技术采用的主要材料见表1所示。

  6.2、 设备

  本施工技术采用的主要仪器及设备见表2所示。

  7 、质量控制

  (1)应对爆破器材采购、检验、加工、钻孔、爆破和监测等全过程进行质量控制,做好爆破器材的进场试验、检验工作等。
  (2)装药前仔细测量孔深,避免装药不到位。
  (3)钻孔爆破应按批准的爆破方案进行施工。
  (4)施工单位必须建立质量保证体系,钻孔爆破施工过程应做记录,并对爆破全过程进行监控。
  (5)开工前应制定工程质量目标和实施措施等,对全员进行技术交底和技术培训。

  8 、安全措施

  (1)由于炸礁疏浚位于内河航道内,在施工时要做好水上交通事故预防措施,按批复的通航安全报告设置水上警示标示。
  (2)水上施工前,应征得港航管理部门同意,并制定相应的专项方案。
  (3)为了保证河航道行驶船只不受水中施工的影响,可对施工段附近的水面航道进行临时封闭。
  (4)由于本工程全系水上作业,因此各船舶配置水上救生设施,员工临水作业必须穿救生衣,进入施工现场必须佩戴安全帽。

  9、 结语

  本施工技术采用高精度GPS-RTK三维数字化测量技术进行水下复杂地形的测量和钻爆船的定位,与传统技术相比,不仅大幅提升了测量和定位精度,同时可缩短10%~20%作业工期,操作更加便捷。套管钻孔法和配重式导管的结合,有效提高了成孔率,保证了装药准确到位。本工法的炸礁效果表明岩石破碎度和块径的均匀度较好,无浅点和残埂存在,可有效避免二次爆破作业,降低施工成本10%~15%,取得了良好的经济效益和社会效益。

  参考文献

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