大源渡航电枢纽炸礁工程浅点成因分析及控制措施

周志江,张韩涛,黄海军

(1.湖南省航务工程有限公司， 湖南 长沙 410201；2.长沙市公安局治安支队危爆大队， 湖南 长沙 410002)

水下炸礁工程施工难度大，受水文地质、天气、施工条件等多种因素影响。施工质量难以把控，最主要的问题就是水下炸礁施工后，挖泥船清挖时发现炸礁产生浅点，由于浅点处的岩堤仍高于设计高程，从而需要对浅点进行二次甚至多次爆破，直到达到设计标高，这无疑将加大施工成本并且延误工期。因此，本文结合大源渡航电枢纽二线船闸江心洲炸礁工程施工实际经验，分析了产生浅点的主要原因，并提出了相应的防治措施。

湘江二级航道二期工程大源渡航电枢纽二线船闸江心洲炸礁工程，依最新变更设计，挖槽宽度60 m，纵坡采用 5‱，挖槽上游开口处控制高程为37.00 m，挖槽长度约为1150 m，每200 m作为一级阶梯，挖槽下游开口处与原河床 36.5 m高程衔接。施工范围以炸礁为主，设计工程总量为187253 m3，其中炸礁工程量为163621 m3，挖槽区域上层砂卵石覆盖层疏浚量为23632 m3。

1 水下炸礁浅点成因分析

水下炸礁产生浅点的原因有很多,根据大源渡航电枢纽二线船闸江心洲炸礁工程实际情况,总结为以下几点。

1.1 施工水位控制不当

为了保证礁石爆破施工区河底标高达到设计要求,在爆破施工中通常以钻孔深度为主要控制值，即：

钻孔深度=施工水位−设计高度−该孔位水深+孔深超深值

通过上式可以看出，钻孔深度控制的关键就是施工水位，钻孔深度随施工水位的变化而变化。大源渡航电枢纽工程施工区紧邻大源渡航电枢纽下游，施工水位对于枢纽下泄流量的变化十分敏感。由于施工期间为汛期，大源渡枢纽流量变化频繁，水位极不稳定，日波动大，不确定性大。在水下钻爆过程中，如果水位变化没有及时观测到，未根据水位变化调整钻孔深度，则钻孔深度将超过或低于设计深度，这时就会造成爆破浅点。

1.2 水下钻孔平面位置与设计出现偏差

1.2.1 定位出现偏差

根据水下钻爆施工技术，通过拉索和铺设钢丝绳控制钻机船的运动和位置，根据测量仪器的定位判断钻机船的位置。换句话说，定位精度直接关系到钻孔位置是否满足设计要求。影响测量和定位精度的主要因素是施工放样控制点的坐标是否正确、仪器是否按规范使用等。

如果钻孔位置偏差过大，则实际孔距大于设计孔距的位置会出现浅点，错误的钻孔位置会导致漏炸或炸不到设计边线位置。

1.2.2 外界环境影响引起的偏差

本工程施工区域位于湘江大源渡枢纽下游洣河汇入口处，此处水流湍急且横流水较大，当水流和横流水的冲击力过大，系泊设备的锚固力不足以与之相抗时，钻机船的位置会在当前推力作用下发生变化，若船组技术人员不及时进行纠偏，会造成实际钻孔位置与设计有所偏差。

1.3 施工技术的影响

1.3.1 炮孔深度不够

（1）超深值选取不当。超深值应综合考虑岩石性质、水深、爆破质量、清渣效率等几个因素，但由于水下炸礁爆破施工环境的复杂性和特殊性，无法准确对水下爆破漏斗的类型进行量化分析，只能依靠现场施工人员的实践经验进行判断，这就容易造成炮孔超深取值过小，从而导致药包中心位置过高，炸药能量无法有效地克服水下礁石底盘抵抗力，最终形成爆破浅点。

（2）钻孔深度不到位。造成这种情况有两种：一是在钻孔施工中水位基准高程的控制不准确，造成钻孔深度不够或超钻；二是在装药前孔内的沉积物和碎屑未被吹净或钻孔完成后未立即装药，导致泥沙和石渣淤孔，这也会导致钻孔深度小于设计孔深。

1.3.2 装药不到底

水下钻孔爆破宜一次钻孔至设计要求深度，然后来回提钻数次，如若操作不当容易造成孔壁不够光洁，装药时易造成药包卡塞，致使装药深度不够，产生爆破浅点。

1.4 水下炸礁产生盲炮

盲炮是产生浅点最主要的原因之一。水下钻孔爆破由于是在水下进行施工，受水文、地质、爆破材料和爆破技术等多方因素的影响，水下施工的质量难以控制，这样不可避免会产生盲炮。如果爆破施工中出现盲炮，将会改变原设计的爆破参数，增加了孔间距离,使相邻炮孔间爆破漏斗切线在河底设计标高处无法相切，致使爆破后碎石块度过大，清挖机械无法进行开挖，从而留下浅点。产生盲炮的常见原因有以下几个方面：

（1）导爆管质量差,连接中打结、受弯以及破损进入水或杂质，或导爆管绑扎处松动、脱落，发生拒爆。

（2）采用孔外微差时，间隔时间选择不合理，使先爆炮孔的有害效应把后爆炮孔的导爆管打断，从而不能正常传爆产生拒爆。

（3）技术不熟练，操作又不谨慎，装填中搞破导爆管，导爆管打结或在流速大时移船将导爆管拉细造成断药，由于断药长度达15 cm以上而产生拒爆。

（4）当起爆药包进入孔内时遇到卡塞现象，反复提拉导爆管雷管，导致导爆管雷管从起爆药包中脱落，造成起爆时导爆管雷管无法顺利引爆药包。

（5）装入炮孔的导爆管在水流较急或邻孔作业风压作用反复摆动时，被锋利的孔口岩石和管脚磨破而发生拒爆。

（6）在起爆网路的连接过程中，如果雷管的聚能穴指向与导爆管传播方向相同，也会产生盲炮，因为导爆管在尚未传爆前容易被雷管破片击穿或切断而使传爆中断。

2 水下炸礁浅点控制方法

2.1 严格控制施工水位

施工前应严格检查水准点标高，按四等水准精度确定施工水准仪的位置和控制范围，并按规定检查施工水准仪的零点标高。当水位变化时，应重新测量水准，以确保零点高程的准确性。

鉴于大源渡工程施工区域水位对下泄流量变化极为敏感，项目部安排专职人员密切关注未来2～3 d的天气、降水预报和水位预报。实时关注上游闸坝蓄排水通知，认真记录水位变化，随时通知施工现场相关人员。从而及时调整钻孔深度和清挖深度，确保工程质量。

2.2 严格控制施工工艺

为了防止浅点的产生，最重要的是要做好施工工艺的控制，确保按设计进行施工。

2.2.1 优化爆破参数

（1）施工前选择有代表性的施工区域进行试爆，通过对试爆后的爆堆高度、岩石块度进行分析，合理优化炸药单耗、孔网参数。

（2）加大钻孔超深值，宁可开挖深度超出设计值也不能减超深值，充分利用炸药能量，以防止浅点的产生，提高生产效率。

（3）合理安排各施工船的施工位置，在设计边线及岩石密集处多布置炮孔，做到不漏爆。

2.2.2 保证钻孔质量

钻孔质量包括满足设计要求的钻孔深度和孔径。钻孔前应复核岩石表面高度，成孔后用风压机将孔内泥沙、沉淀物吹净并用标尺进行验孔，确保实际钻孔深度。

2.2.3 装药质量

装药质量包括根据设计单位消耗进行装药，保证单孔装药量，另一方面,装药应到达孔底。水下礁石爆破施工区地形复杂，无法看到实际钻孔深度，应根据实测水深确定钻孔深度，然后计算钻孔装药量。装药是否到达孔底，应根据装药前后用标尺探测的装药深度、装药长度进行计算和判断，装药时用药杆压住药包顶部，拉稳药包提绳，配合药杆顺进，通过套管缓慢地送人孔内。

2.3 预防盲炮的产生

（1）使用前对火工品性能进行检测，禁止使用不合格产品；选择具有优异爆炸性能的防水火工品，杜绝使用不合格火工品。外观检查有明显缺陷的导爆管雷管不得使用(如有破损、折断、压扁、死结、断药长度大于15 cm等)。

（2）提高爆破设计水平，避免因设计误差而发生拒爆。制作起爆药包时必须将雷管插入一次药包中心并用尼龙绳将导爆管与炸药固定好。当水流速过快时，需对导爆管进行保护，将麻绳一端与药包进行捆绑，麻绳另一端引出水面，塑料导爆管松弛的绑扎在麻绳上，由麻绳承受水流的冲击力和拉力，确保网路安全、准爆。

（3）提高操作人员的施工技术水平，防止操作失误造成拒爆；装药后，应小心取出套管。尽量将雷管保持在炮孔的中心位置，并固定好套管不让其左右摆动，避免套管管脚和孔口锋利的岩石割断导爆管。

（4）绑扎雷管时，雷管的聚能穴朝向应与导爆管传爆方向相反，导爆管应均匀地缠绕在击发雷管周围，然后用电胶带牢固地缠绕。电胶带捆扎层数应大于3层。每组导爆管雷管数量不超过20个。每 5～10个导爆管雷管使用 1个击发（或过桥）雷管。

（5）钻机船移位时不得返回越过己装药的爆区，以免船底和河床接触时磨断导爆管。造成炮孔全拒爆。移船及涨潮、落潮时，应适当收放导爆管；导爆管上附有漂浮物时，应及时清理。

2.4 严格控制钻孔位置精度

由于水下礁石爆破作业是在水面上进行，外部因素对施工有很大的影响。由于水力、风力和波浪对钻孔设备的影响，往往会使布孔位置产生偏差,影响爆破效果。在施工过程中，要保证船位、钻机位置和孔位能够固定在设计位置，才能保证孔网参数的精度。施工前，对所使用测量仪器、控制点坐标进行反复校核，测量过程中技术员应严格按照相关技术要求进行操作，发现测量数据有问题时应及时向现场负责人报告，并及时纠偏。

3 结 语

水下炸礁施工受施工条件的影响不可避免地会产生浅点，浅点过多将极大地影响工程的质量、进度、成本及企业的经济效益。在大源渡航电枢纽炸礁工程施工过程中，根据施工现场条件，分析浅点产生的原因，不断优化施工方案，调整爆破参数，逐步改进施工工艺，在一定程度上控制了浅点的产生，部分炸礁区域甚至未发现浅点，从而减少了二次爆破、降低了施工成本、加快了施工进度，提高了经济效益，为类似工程提供了宝贵经验。