福建船坞岩坎拆除爆破

1.工程概况

图11.2.6　坞口前沿平面图（单位：mm）

图11.2.7　坞口前沿剖面图（单位：mm）

福建某船厂万吨级船坞依山而建，其有效尺寸为160m×26m×12m。为保证船坞干施工需要，在坞口前沿预留了一段岩坎，其上建有挡水围堰。由于迎水面岩石走向很陡（约45°～50°），为节省造价，围堰设计选址离坞首结构很近（最近的堰中心线至坞首混凝土结构边缘为8.7m），前期基坑开挖时，为保证围堰安全，坞口前沿仅超挖1～3m 富余空间，坞口前沿的平、剖面如图11.2.6、图11.2.7所示。

船坞主体完工后，坞口岩坎（含围堰）需爆破拆除并开挖至-3.0m，需爆破的完整岩石方量约为20000m3。

2.爆破方案的确定

该渡船坞为排水减压式船坞，坞口前沿线底板与基岩之间进行了帷幕灌浆处理，且坞口岩坎离坞口混凝土结构较近，爆破振动坞口门框、门槛处已安装有花岗岩镶面石，因此爆破振动、飞石需严格控制。在多种爆破方案研究的基础上，遴选了下述两种方案进行论证：

方案①：先爆除围堰，＋4.0m以上赶潮位陆上钻爆，＋4.0m 以下用钻孔船水上钻爆。其特点是能有效保证爆破振动不对船坞主体造成损坏。施工安全。但造价较高，在挖泥船配合良好的情况下，工期也需2～3 个月，满足不了45 天的工期要求。

方案②：维护围堰，保证堰内爆破干施工，先爆挖去＋4.0m 以上土石方，再对＋4.0m以下钻孔装药，最后和围堰一起爆破。其特点是造价省，能保证（甚至提前）工期，但对船坞主体是否会受到损坏有较大风险。

经过综合论证最后决定采用方案②施工。

3.爆破参数设计

方案②将整个爆破分三个区域进行施工。第Ⅰ区为靠近船坞结构5～8m区。该区采用浅孔开挖至-3.5m，作为大爆破的防震沟；在该区与前沿线相距3m的平行线上钻线性浅孔，进行预裂爆破形成一个预裂面，减弱地震波对船坞首部底板的影响。第Ⅱ区为堰内岩坎区，该区采用垂直中深孔爆破（＋4.0m以上部分预先用浅孔爆破法拆除）；第Ⅲ区为延伸至堰外的岩坎区，该区采用堰内钻扇形中深孔爆破。南翼墙边界进行深孔预裂，形成光滑墙面。

（1）Ⅰ区爆破。浅孔开挖：孔深H＝2.0m，炮孔间排距为1.0m×1.0m；堵塞0.8m，每孔装药1.2kg，平均单耗0.6kg／m3。用毫秒雷管微差起爆，控制单段药量。

浅孔预裂：孔深2.0m，间距30cm，装药密度350g／m，用导爆索传爆，每20孔左右进行一次预裂。

（2）Ⅱ区爆破。孔径115mm，套管110mm。考虑孔内有水，药径用80mm.装药量6kg／m。平均单耗取q＝0.7kg／m3。

超深h 取1.5m.堵塞长度取2.5m，孔间、排距取为2.8m×3.0m。

（3）Ⅲ区爆破。孔径115mm，套管110mm，药径80mm，平均单耗1.2kg／m3，扇形孔排距2.0m，同排扇形孔孔底抵抗线不超过3.0m，孔口堵塞长度不小于2.5m。

（4）边界预裂爆破。孔径115mm，孔距90cm，孔深比爆破孔加深1.0m。底部线装药密度1.0kg／m，长2～3m，上部0.3kg／m，孔口堵塞长度为1.0m。(www.xing528.com)

炮孔布置如图11.2.8所示。

图11.2.8　钻孔平面布置图

4.起爆网路设计

采用复式塑料导爆管起爆网路，每孔内装2发MS15 段非电导爆管雷管，孔外传爆网路的排间用MS5 段非电毫秒雷管，每排孔间用MS2 段非电毫秒雷管。靠近坞首的3～4排实行单孔单段，单段药量15kg，外侧斜孔3～5 孔一段，以克服底盘抵抗线。为增加网路可靠性，每5 个孔用非电雷管再进行一次排间连接，在网路中，增加多个电起爆点火点。为防止炮孔爆破破坏地表传爆网路，传爆网路设计在880ms以内完成地表的传爆。

5.施工工艺

（1）钻孔。钻孔施工中，预裂孔及扇形孔的成孔角度要求较高，为此，在钻机上设置了偏角度器，使成孔角度偏差小于1%。

由于扇形孔均分布在残积土与花岗岩的过渡区，成孔时易塌孔和卡钻。本工程采用内凿岩潜孔钻机钻孔，并用塑料套管进行护孔。

（2）装药、堵塞。垂直深孔、浅孔装药按一般操作规范进行；扇形孔孔深在20m左右，为装药方便和快捷，把药包改装在φ80mm的塑料管内，用特制接力炮棍装入孔中。由于孔内有水，堵塞时将砂装在塑料袋内形成沙棒塞入孔内。

（3）防护措施。为防止飞石砸坏坞口混凝土表面，在坞口混凝土结构立面、平面均进行了防护，其中以坞口门框、门槛处花岗石及南墩泵房出水泵管为重点防护部位。

混凝土平面表面覆盖3层砂袋，花岗岩立面采用竹排夹废轮胎，以缓冲飞石的冲击力。

（4）联网。为避免施工中不同雷管发生混淆，整个过程分四个阶段，每个阶段只提供一种段别的雷管至现场：

一阶段：孔内装药只使用MS15 段雷管，装药完毕，进行清场，现场不再有MS15 段雷管。

二阶段：孔间连接用MS2 段雷管，连接完毕，进行清场。

三阶段：排间连接用MS5 段雷管，每5 个孔用MS5 段雷管进行排间搭接，绑接完毕，进行清场。

四阶段：起爆点连接电雷管。

（5）起爆。为减小爆破时产生的涌浪及水石流对船坞主体的冲击，选在最低潮位起爆。对爆破进行振动测试，以便对爆破安全进行评价。

6.爆破效果

1998 年l2月18日按预定时间准时起爆，孔外传爆雷管依次爆破后，接着一声沉闷的爆破声，围堰和岩坎瞬间消失，飞石最远达400m，距离300m处码头发现1.5m涌浪。爆破后，坞首、坞室的钢筋混凝土和花岗岩镶面未见破坏（已做防护）；爆破块度较小、均匀，爆堆较为理想；坞首底板下帷幕灌浆保持完好；爆破振动测试的五个测点中，只有一个测点的实测振动速度达12.5cm／s，超过设计值，其余均小于10cm／s。