水下钻孔爆破施工中的安全和质量控制

水下钻孔爆破施工中的安全和质量控制
摘要：在航道疏浚,海港建设及水下工程的施工实践中经常采用水下钻爆破作业.由于水下钻孔爆破作业的作业条件相对艰苦,爆破作业中大量使用炸药,起爆器材,发生事故造成人员伤亡,财产损失的危险性较大.水下爆破产生巨大的水冲击波和地震效应,对作业场所周边及水下的建(构)筑物,停泊和航行的船舶,水产养殖及海洋生物的破坏作用也越来越引起人们的高度重视.辨识水下钻孔爆破作业危险源,评价水下钻孔爆破作业的危险性,采取恰当的工程技术措施和管理措施控制危险源具有十分重要的意义.
引言：针对水下钻孔爆破作业,采用故障树,事件树等系统安全分析方法,辨识了生产过程中可能发生的主要事故类型及其危险源;探讨了爆破造成的水冲击波,空气冲击波和地层冲击波的产生及危害;在预先危害分析的基础上对水下钻孔爆破作业各个主要作业环节进行了生产作业条件危险性评价,制定了安全管理考评表,从基础安全管理,设备设施安全考评,作业环境与职业健康3个方面评价了安全管理状况;在危险源辨识和危险性评价的基础上,针对危险性较大的放炮事故,爆破冲击波等和常见的机械伤害,高处坠落,淹溺事故等提出了危险源控制的技术措施,以及相应的安全管理措施方面的建议,用以指导实际安全工作。

关键词：水下钻孔爆破爆破作业安全危险源辨识危险源控制
1.工程概况
水下爆破及码头建设顺序：一期炸礁范围爆破→一期码头、防波堤施工→
二期炸礁范围爆破→二期码头施工。

在重力式码头基槽开挖和港池疏浚施工中，当水下原地面高程高出设计高程较多且为硬厚岩石地质时，通常采用水下钻孔爆破的施工工艺来清除水下礁石，以达到设计需要的地面高程。

在水下钻孔爆破施工中，受水文、地质及作业环境等因素影响，施工质量难于控制；另一方面，爆破在地层中产生地震波并在水下形成冲击波、飞散物等，对邻近既有结构物和水上活动带来一定安全风险，因此有必要采取措施以控制施工安全和质量，钻孔平
面位置偏差。

钻孔平面位置偏差是指施工中的钻孔位置与设计不相符，从而导致
钻孔的孔距误差超过设计的允许值。

造成孔平面定位偏差的主要原因:1施工放样
控制点的座标不准确、或是控制点变动，从而导致钻爆位置的错误:②由于施工
孔位的测量、计算、标图等操作出错，而引起个别孔位超偏差;③由于外界环境
如水流、潮汐、风力等因素的影响，造成钻爆船的固定系统移动，而引起孔位的
超偏差。

针对这些不利因素，在施工中应积极采取措施，加强检查和校核的力度，以防止孔位超偏差是很有必要的。

2.安全控制及效果
2.1安全控制的要求
爆破区周围主要有海底光缆、民房、已建码头结构物等建筑物；爆破区附近
船只及水上人员活动较少。

施工过程中按照《爆破安全规程》（GB6722-2014）
相关要求控制安全距离和一次起爆炸药量，确保人员及建筑物安全。

2.2安全控制措施
①控制最大一次起爆药量。

水下爆破实施过程中严格按照分区、分段起爆，
严格按照安全距离计算、控制最大一次起爆药量。

在距离保护对象较近处爆破时
适当减小起爆药量。

全面爆破前选取安全距离最近的区域进行典型施工，根据典
型施工情况调整爆破药量。

②设置减震孔。

在保护对象和爆破点之间距离爆破点10～20m处设置5排减
震孔，减震孔按梅花型布置，孔深约10m，形成蜂窝状孔减震带，达到衰减地震
波的目的。

③设置消能气泡帷幕水帘。

在保护对象和爆破点之间设置消能气泡帷幕水帘，利用气泡带达到衰减水中冲击波的目的。

④设置砂袋防护墙。

在保护对象和爆破点之间设置砂袋墙，利用砂袋墙达到
阻隔和衰减水中冲击波的目的。

⑤采用预裂爆破措施。

主爆区爆破之前，在预定的爆破区边线上钻进两排密
集的梅花形药孔，采用小药量进行预裂爆破，以形成一道不完全断裂的岩石裂缝，达到衰减地震波的目的。

施工过程中，根据建筑物安全距离和现场条件，选择减
震孔、气泡帷幕、砂袋墙和预裂爆破中其中一种或多种设置。

3..主要施工工艺
3.1特殊的地质条件
在施工中难免会碰到对钻孔、爆破效果不利的特殊地质条件，如岩石溶洞，
软弱夹层、上硬下软等。

这种特殊的地质条件对爆破应力波的传播不利，很容易
造成爆碴粒径过大或过小，爆破能量利用不充分，易产生硬埂等。

一般应变的措
施是:钻孔深度不变。

起爆药量不变，而加密孔排距;或者是孔排距不变而增加起
爆药量，钻孔深度随增加的药量而定。

3.2 装药因素
装填炸药的操作。

也是影响爆破效果的一个重要因素，但不少人往往不注意，造成爆破效果欠佳。

为此须注意的主要问题如下，①国内的防水抗压乳化炸药的
使用保质期一般标明是六个月。

但在施工实践中发现，按照正常施工操作，如果
使用保质期已达到4个月的炸药，其爆破效果已经不理想，其爆碴大粒径率高、
易产生硬埂。

需二次补爆率高。

故在施工中最好使用保质期在4个月内的乳化炸药。

如果超过4个月，则应慎重考虑;②在炸药加工过程中，如炸药的塑料包装
袋破裂了，应重新入袋包装，以防炸药入水浸泡时间过长而失效或影响炸药稳定
传爆，甚至会引起药包拒爆。

同时，在安装起爆雷管时，将两枚起爆雷管捆绑在
一起埋装在炸药包内，以增加其起爆性能，并提高引爆炸药的可靠性;③在炸药
装孔过程采用船舶进行水上钻孔、装药；采用毫秒延期的微差爆破技术，使每次
爆破产生的地震波错开而减少地震应力的叠加，降低地震波与水下冲击波对附近
结构物的安全威胁。

主要施工工艺流程如下所述。

4.质量控制及效果
此次质量控制要求为确保礁石清除的平面位置、高程符合设计要求，避免出
现超出设计标高的浅点，且爆破后地面高程尽可能接近设计槽底标高，避免额外
增加基床抛石用量。

采取的质量控制措施有以下五点。

（1）施工试验段确定爆破参数。

在正式施工前选择地质条件较为典型的区
域进行试验段施工。

结合试验段施工情况合理设计爆破参数，确定布孔间距、孔深、单孔用药量及一次起爆量等爆破参数。

（2）局部加密地质勘探。

在岩石类别或岩层厚度突变的区域进行加密地质
钻孔勘察，细化地质资料；根据实际地质情况适当调整爆破参数。

（3）采用动态GPS定位放样。

严格控制定位船和钻机的位置偏差在规范允
许内，采用GPS进行钻爆船和定位船的定位。

水尺零点高程。

（4）浅点处理。

爆破施工时，有可能因为钻孔深度不够、岩石强度较高、
钻孔至标高后、清孔不彻底等原因出现浅点的质量问题。

当炸礁清渣完成后，及
时对清礁区域进行扫海高程测量，发现有浅点存在时采取裸露爆破的方式处理。

根据完工后水深测量及验收结果显示，施工质量满足设计和规范要求，且超挖量
在允许偏差范围内。

5.结束语
综上所述，在南方沿海地区某码头工程水下爆破施工中，通过采取一系列措
施降低了爆炸效应对邻近建筑物的不利影响，实现了施工安全。

最后要强调的是，如果增加炮孔的装药量，一定要进行爆破安全距离验算，避免工程意外的损失而
增加施工成本和工期。

高质量、低消耗、安全生产、文明施工，永远是工程施工
的宗旨。

在水下礁石钻爆施工中，只要抓住了影响施工质量的关键问题，对工程
施工实行质量控制。

那么，水下礁石钻孔爆破工程就能高效低耗，安全文明地进行。

1.
参考文献
【1】杨光论水下爆破工程技术的应用和发展前景【J】现代工程技术资讯。

2011.3
【2】王董库浅论爆破工程技术及港口码头工程建设【M】湖北工程科学技术。

2011.9。