预裂爆破技术在快速形成码头中的应用.doc

预裂爆破技术在快速形成码头中的应用吴金仓，曲伟友，张昆，夏宏江 (青岛海防工程局，山东青岛266042)摘  要：介绍了在岩石海岸采用控制爆破和预裂爆破技术形成码头岸壁的施工技术，比通常的方块码头和沉箱码头减少了工序，施工简便、缩短了工期、节约了经费，为今后类似工程提供了经验。关键词：岩石爆破；控制爆破；预裂爆破；码头岸壁近年来，我国大力发展海上运输业，港口与码头的建设也随之兴起，如何经济、高速地发展是有关行业需认真研究的问题。本文结合我单位一实例工程，介绍了预裂爆破技术在快速形成码头中的应用。1  工程概况11  项目来源某天然港拟建一临时装石码头，长130m、宽40m。港池宽120m、长175m，码头前沿顶高程为+55m、上料平台前沿顶高程+82m，前沿停泊水域设计水深-50m，港池及航道设计水深-45m。12方案对比该码头利用现场一孤岛式的突出岩体，方案考虑采用预裂爆破形成直立岸壁码头或重力沉箱式码头。这两种方案的技经指标对比见表1。 从以上对比来看，采用预裂爆破形成直立岸壁码头从工程时间、工程造价、工程重点的单一性、施工难易上都有很大的优势，因此最终确定采用预裂爆破形成直立岸壁码头的方案。2  预裂爆破方案确定本工程的重点在于是否能一次形成较光滑的码头岸壁，因此预裂爆破的效果直接决定整体工程的效果，如何保证预裂效果成为确定方案的重点。为保证预裂面的光滑度，主要考虑到预裂爆破和预裂加光面爆破两种方案，其对比结果见表2。综合以上比较，最终确定采用预裂爆破，但为了保证较好的预裂面，采用在预裂孔前的一排主爆孔加密的形式。21爆破器材选择本工程选用具有良好防水性能的乳化炸药、毫秒导爆管雷管、防水导爆索、电雷管。22 预裂爆破施工要求(1)为保证爆破质量，必须严格控制钻孔质量，确保炮孔在同一平面上，钻孔方向正、角度精，开孔偏差不大于10cm。由于预裂孔的质量直接影响本工程的质量，而钻孔的质量是质量控制的关键，布孔时由测量人员与爆破工程师根据设计以及现场情况进行布孔；钻孔时必须保证钻孔的垂直度。(2)严格控制装药量，通过现场试验及时调整炮孔的装药量及设计合理的装药结构。(3)为了获得高质量的开挖轮廓，必须正确地确定最后一排主爆孔至预裂孔的距离，这里取11m。(4)通过计算爆破引起的地震波速度、水中冲击波和飞石对人和建筑物的安全距离，确定爆破警戒范围，必要时进行爆破监测确定。3  预裂爆破方案设计预裂爆破区宽11m、长140m(码头南北两端各 长5m)，采用陆上钻孔在高潮时进行水下爆破。爆区布置5排主炮孔(其中1排加密孔)、1排预裂孔，共510个孔，其中预裂孔175个。爆破前先进行试爆，根据现场地形情况试爆区选在码头南端约lOm长度区域内，根据试爆情况对爆破参数进行调整。31主爆孔爆破参数(1)孔径选择d=115mm，孔、排距a×b=25m×25m。(2)炸药单耗q为12kgm3，采用95mm乳化炸药卷。(3)超深为2Om，填塞长度不少于15m。(4)按平均钻孔长度8m考虑，单孔装药量Q=qabh=12×25×25×(8O一15)48kg。(5)装药结构：前排主炮孔孔内连续装95mm药卷，导爆管雷管装在孔底13和23处。主爆孔装药结构如图1所示。图1 主爆孔装药结构图Fig. 1 Charge structure chart of main blastholes32预裂孔爆破参数(1)孔径选择d=115mm，孔距按O8m选取。(2)超深：在前排主炮孔超深基础上再加深1m，即3Om。(3)最小抵抗线Wmin=a/m=1.05132m，计算系数m=076，则最小抵抗线取11m。(4)线装药密度：根据类似岩石爆破施工经验，预裂孔取O75kgm。(5)不耦合系数为孔径与药径的比值，不宜小于2O，采用32mm小药卷，则不耦合系数为11532=359。(6)装药结构：孔内连续装32mm小药卷。孔越深，岩石夹制作用越大，为保证孔底爆破效果，底部1m应2倍加强装药，预裂孔装药结构见图2。图2 预裂孔装药结构图Fig.2 Charge structure chart of presplitting blasthole33主爆孔网路由于本工程一次爆破孔数多，为减少地震波等有害效应对拟成形岩壁的影响，采用逐孔起爆的爆破网路方式。借助于高精度雷管的准确延时，通过孔内雷管与孔外雷管的合理延时，使炮孔由起爆点按顺序依次起爆，每个炮孔的起爆都是相对独立的，相邻炮孔间的岩石在移动过程中会相互碰撞挤压，使岩石进一步破碎，从而保证了较好的破碎效果，也降低了爆破有害效应。(1)炮孔内一律装12段长延时非电雷管，延时时间为600ms，每孔装23个起爆体，每个起爆体装1发导爆管雷管。(2)孔间采用MS3段雷管延时50ms。(3)排间采用MS4段雷管延时75ms，然后与预裂孔连接。整个网路连接完毕后绑扎2发电雷管，用高能起爆器起爆。34预裂孔爆破实施预裂孔爆破施工在钻机、爆破器材及爆破辅助材料准备好后，结合现场实际情况按以下作业程序进行。(1)炮孔布置：设计码头长度为130m，预裂爆破长度拟按140m设计，按孔距08m计算需要炮孔175个。(2)药量与药包：线装药密度取q=075kgm，装药量Q=qL；根据每孔装药量不同进行现场加工药串，将小药卷插入导爆索附在竹子上绑定以备用。(3)装药和填塞：为使炸药爆炸时能够获得良好的不耦合效应，药串应置于炮孔中心。炸药装好后，孔口不装药段应使用沙子等材料填塞，填塞时先用编织袋等物将炮孔塞严，再填沙子。在填塞时应使药串保持在炮孔的中心位置，填塞应密实，以防止爆炸气体冲出，影响预裂效果。(4)起爆网路连接：预裂爆破孔采用防水导爆索起爆，预裂孔与前排主爆孔之间用毫秒导爆管雷管连接，并入总爆破网路。35安全警戒(1)安全警戒距离为300m。陆上设置2个安全警戒点，海上设1个警戒点。(2)起爆前，派水上交通艇在安全警戒区域进行巡逻，并鸣笛示警时间5min，所有人员及施工船舶均停止施工作业，并撤离到安全警戒范围外。在确定人员、设备都撤离危险区域后，发出起爆信号。听到爆破声响及解除警报后3min，所有人员才能进入施工现场。4  结  语爆破取得了预期的效果，预裂面半孔率较高，达到了直立岸壁码头的基本条件，爆破取得了成功。该码头建成后经过使用满足业主要求，也给我们积累了宝贵的经验。实践证明，在岩石海岸采用控制爆破和预裂爆破技术形成码头岸壁，是完全可行的，为今后类似工程提供了一定的借鉴。参考文献：1秦明武控制爆破M北京：冶金工业出版社，19932中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程M北京：冶金工业出版社，19963付天光，张家权，葛勇，等逐孔起爆微差爆破技术的研究和实践J工程爆破，2006，12(2)：28314赵福兴控制爆破工程学M西安：西安交通大学出版社，19885钟冬望爆破安全技术M武汉：武汉工业大学出版社，1992                                                                                                              摘自工程爆破总第60期