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預裂爆破技術在快速形成碼頭中的應用

2014-05-29 責任編輯:崔瑋娜

 

吳金倉,曲偉友,張昆,夏宏江 

(青島海防工程局,山東青島266042)

  要:介紹了在巖石海岸采用控制爆破和預裂爆破技術形成碼頭岸壁的施工技術,比通常的方塊碼頭和沉箱碼頭減少了工序,施工簡便、縮短了工期、節約了經費,為今后類似工程提供了經驗。

關鍵詞:巖石爆破;控制爆破;預裂爆破;碼頭岸壁

近年來,我國大力發展海上運輸業,港口與碼頭的建設也隨之興起,如何經濟、高速地發展是有關行業需認真研究的問題。本文結合我單位一實例工程,介紹了預裂爆破技術在快速形成碼頭中的應用。

1  工程概況

11  項目來源

某天然港擬建一臨時裝石碼頭,長130m、寬40m。港池寬120m、長175m,碼頭前沿頂高程為+55m、上料平臺前沿頂高程+82m,前沿停泊水域設計水深-50m,港池及航道設計水深-45m。

12方案對比

該碼頭利用現場一孤島式的突出巖體,方案考慮采用預裂爆破形成直立岸壁碼頭或重力沉箱式碼頭。這兩種方案的技經指標對比見表1。

 

從以上對比來看,采用預裂爆破形成直立岸壁碼頭從工程時間、工程造價、工程重點的單一性、施工難易上都有很大的優勢,因此最終確定采用預裂爆破形成直立岸壁碼頭的方案。

2  預裂爆破方案確定

本工程的重點在于是否能一次形成較光滑的碼頭岸壁,因此預裂爆破的效果直接決定整體工程的效果,如何保證預裂效果成為確定方案的重點。

為保證預裂面的光滑度,主要考慮到預裂爆破和預裂加光面爆破兩種方案,其對比結果見表2。

綜合以上比較,最終確定采用預裂爆破,但為了保證較好的預裂面,采用在預裂孔前的一排主爆孔加密的形式。

21爆破器材選擇

本工程選用具有良好防水性能的乳化炸藥、毫秒導爆管雷管、防水導爆索、電雷管。

22 預裂爆破施工要求

(1)為保證爆破質量,必須嚴格控制鉆孔質量,確保炮孔在同一平面上,鉆孔方向正、角度精,開孔偏差不大于10cm。由于預裂孔的質量直接影響本工程的質量,而鉆孔的質量是質量控制的關鍵,布孔時由測量人員與爆破工程師根據設計以及現場情況進行布孔;鉆孔時必須保證鉆孔的垂直度。

(2)嚴格控制裝藥量,通過現場試驗及時調整炮孔的裝藥量及設計合理的裝藥結構。

(3)為了獲得高質量的開挖輪廓,必須正確地確定最后一排主爆孔至預裂孔的距離,這里取11m。

(4)通過計算爆破引起的地震波速度、水中沖擊波和飛石對人和建筑物的安全距離,確定爆破警戒范圍,必要時進行爆破監測確定。

3  預裂爆破方案設計

預裂爆破區寬11m、長140m(碼頭南北兩端各 長5m),采用陸上鉆孔在高潮時進行水下爆破。爆區布置5排主炮孔(其中1排加密孔)、1排預裂孔,共510個孔,其中預裂孔175個。爆破前先進行試爆,根據現場地形情況試爆區選在碼頭南端約lOm長度區域內,根據試爆情況對爆破參數進行調整。

31主爆孔爆破參數

(1)孔徑選擇d=115mm,孔、排距a×b=25m×25m。

(2)炸藥單耗q12kgm3,采用φ95mm乳化炸藥卷。

(3)超深為2Om,填塞長度不少于15m。

(4)按平均鉆孔長度8m考慮,單孔裝藥量Q=qabh=12×25×25×(8O15)48kg。

(5)裝藥結構:前排主炮孔孔內連續裝φ95mm藥卷,導爆管雷管裝在孔底1323處。主爆孔裝藥結構如圖1所示。

32預裂孔爆破參數

(1)孔徑選擇d=115mm,孔距按O8m選取。

(2)超深:在前排主炮孔超深基礎上再加深1m,即3Om。

(3)最小抵抗線Wmin=a/m=1.05132m,計算系數m=076,則最小抵抗線取11m。

(4)線裝藥密度:根據類似巖石爆破施工經驗,預裂孔取O75kgm。

(5)不耦合系數為孔徑與藥徑的比值,不宜小于2O,采用φ32mm小藥卷,則不耦合系數為11532=359。

(6)裝藥結構:孔內連續裝φ32mm小藥卷?自缴,巖石夾制作用越大,為保證孔底爆破效果,底部1m2倍加強裝藥,預裂孔裝藥結構見圖2。

33主爆孔網路

由于本工程一次爆破孔數多,為減少地震波等有害效應對擬成形巖壁的影響,采用逐孔起爆的爆破網路方式。借助于高精度雷管的準確延時,通過孔內雷管與孔外雷管的合理延時,使炮孔由起爆點按順序依次起爆,每個炮孔的起爆都是相對獨立的,相鄰炮孔間的巖石在移動過程中會相互碰撞擠壓,使巖石進一步破碎,從而保證了較好的破碎效果,也降低了爆破有害效應。

(1)炮孔內一律裝12段長延時非電雷管,延時時間為600ms,每孔裝23個起爆體,每個起爆體裝1發導爆管雷管。

(2)孔間采用MS3段雷管延時50ms。

(3)排間采用MS4段雷管延時75ms,然后與預裂孔連接。整個網路連接完畢后綁扎2發電雷管,用高能起爆器起爆。

34預裂孔爆破實施

預裂孔爆破施工在鉆機、爆破器材及爆破輔助材料準備好后,結合現場實際情況按以下作業程序進行。

(1)炮孔布置:設計碼頭長度為130m,預裂爆破長度擬按140m設計,按孔距08m計算需要炮孔175個。

(2)藥量與藥包:線裝藥密度取q=075kgm,裝藥量Q=qL;根據每孔裝藥量不同進行現場加工藥串,將小藥卷插入導爆索附在竹子上綁定以備用。

(3)裝藥和填塞:為使炸藥爆炸時能夠獲得良好的不耦合效應,藥串應置于炮孔中心。炸藥裝好后,孔口不裝藥段應使用沙子等材料填塞,填塞時先用編織袋等物將炮孔塞嚴,再填沙子。在填塞時應使藥串保持在炮孔的中心位置,填塞應密實,以防止爆炸氣體沖出,影響預裂效果。

(4)起爆網路連接:預裂爆破孔采用防水導爆索起爆,預裂孔與前排主爆孔之間用毫秒導爆管雷管連接,并入總爆破網路。

35安全警戒

(1)安全警戒距離為300m。陸上設置2個安全警戒點,海上設1個警戒點。

(2)起爆前,派水上交通艇在安全警戒區域進行巡邏,并鳴笛示警時間5min,所有人員及施工船舶均停止施工作業,并撤離到安全警戒范圍外。在確定人員、設備都撤離危險區域后,發出起爆信號。聽到爆破聲響及解除警報后3min,所有人員才能進入施工現場。

4   

爆破取得了預期的效果,預裂面半孔率較高,達到了直立岸壁碼頭的基本條件,爆破取得了成功。該碼頭建成后經過使用滿足業主要求,也給我們積累了寶貴的經驗。實踐證明,在巖石海岸采用控制爆破和預裂爆破技術形成碼頭岸壁,是完全可行的,為今后類似工程提供了一定的借鑒。

參考文獻:

[1]秦明武.控制爆破[M].北京:冶金工業出版社,1993

[2]中國力學學會工程爆破專業委員會.爆破工程[M].北京:冶金工業出版社,1996

[3]付天光,張家權,葛勇,等.逐孔起爆微差爆破技術的研究和實踐[J].工程爆破,2006,12(2)2831

[4]趙福興.控制爆破工程學[M].西安:西安交通大學出版社,1988

[5]鐘冬望.爆破安全技術[M].武漢:武漢工業大學出版社,1992

                                                                                                            

  摘自《工程爆破》總第60期


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