凿岩施工方案

冲击锤凿岩作业施工方案

2014年2月18日

目录

第一章工艺概况 (3)

一、凿岩方式适用环境 (3)

二、工艺原理 (3)

三、凿岩作业优缺点 (4)

第二章施工工艺 (6)

一、凿岩前准备 (6)

二、冲击锤凿岩流程 (7)

第三章凿岩进度分析及效率保证措施 (13)

一、进度分析 (13)

二、施工效率保证措施 (13)

第四章凿岩安全注意事项 (14)

第一章工艺概况

一、凿岩方式适用环境

针对施工区域周边环境复杂、周边建筑物离施工区较近，被保护要求较高、对海洋生物和海洋环境保护要求高，综合分析下在不宜采用爆破岩石预处理法的情况下，采用凿岩的形式对岩层事先预处理（凿碎），再进行清挖。

二、工艺原理

将挖泥船的抓斗换成55T重冲击锤，施工时将其提升至一定高度后自由落下。依靠重力作用冲击海床，以纵向撞击力破碎岩石。

海底的岩石表面受到冲击力的作用时，接触处产生冲击变形，随后出现微裂纹，多次锤击后岩石表面破裂，出现岩体破碎，具体根据不同地质其凿岩原理不同：

1.1硬地质：冲击锤通过自由落体运动在岩石表面冲击时，接触处会产生裂纹，经过多次凿击后，岩石表层破碎；又由于冲击锤在凿点1结束凿击后，在凿点2凿击过程中，在冲击锤陷入岩层表面瞬间，冲击力向两边扩散，在力的挤压下会使岩层深处部分出现膨胀，导致深层岩石松动；

1.2硬地质（夹层）：在冲击力的作用下，将岩层凿穿，以便清挖；

1.3硬地质（覆盖层）：在冲击力的作用下，将覆盖物下层震松，甚至震裂；

三、凿岩作业优缺点

岩石预处理大多采用爆破破岩处理，然后用挖泥船或铰吸船等疏浚设备进行清除，但是在环境复杂周边建筑物较多的情况下，采用爆破炸礁方案无法保证爆破作业对周边建筑物的稳定，从而选择冲击锤辅助抓斗船施工清除岩石，采用该种方法进行岩石预处理与炸礁岩石预处理对比分析如下：

3.1采用爆破方式作业

3.1.1优点

（1）施工效率高；

（2）岩石预处理效果好；

3.1.2缺点

（1）爆破时所产生的冲击波和地震波对码头以及过往船只的影响较大，对海洋生物也会造成一定影响，在爆破前必须做好一系列的防护措施，导致成本加大，而且工期也会相对的延长；

（2）爆破后炸药所产生的化学成分对海洋环境影响较大；

（3）在爆破前还需要全面封航，给码头的生产带来影响；

（4）对当地的渔业生产有较大影响；

（5）所需投入的船机设备较多；

3.2采用冲击锤凿岩方式作业

3.2.1优点

（1）冲击锤施工工艺是对挖泥船功能的改进，将“斗”改为“凿”，施工方法与抓斗挖泥类似，无需另增挖泥设备。

（2）凿岩施工和炸礁施工对比，炸礁作业无法保证对码头的稳定性及过往船舶安全的影响，但是凿岩作业可以有效的保证这两点。

（3）在凿岩施工过程中，施工船能根据码头生产、进出港船舶的需要及时抛锚、起锚，避让船舶，解决了施工和生产之间的矛盾，而炸礁施工工艺则无法达到这一要求。

（4）如果采用炸礁作业在爆破时水下冲击波和地震波较大，并且炸药会对水体造成污染；而采用凿岩作业，不仅对周边水体污染较小，而且由于其产生的冲击波和地震波较小，对海洋生物和周边建筑的影响都很小，具有环保的意义。

3.2.2缺点

（1）施工效率比爆破作业慢；

（2）岩石预处理效果比爆破作业差；

（3）对抓斗船的钢丝绳、制动系统损伤大；

第二章施工工艺

一、凿岩前准备

1.1设备调试

将吊机挖泥程序状态，改至冲击锤凿岩程序状态，在冲击锤“自由落体“运动中主要关键在于刹车装置，一般以“碟刹”方式最为常用：

1.1.2该种方式可以根据海床的高低随意调整钢丝绳刹车长度，（如冲击区域初

始标高为-9m，钢丝绳刹车长度可设置为在到达-11m时开始刹车），同时更有效的降低了刹车片的磨损程度；

1.2冲击锤组装

1.2.1材料准备

序号设备名称型号数量单位用途

1冲击锤55T1个冲击凿岩层

2主钢丝绳∮52mm13米与冲击锤相连，凿岩

3保险钢丝绳∮52mm13米与冲击锤相连防止由于主钢丝绳断

裂冲击锤落水

4卸扣100T2个连接主钢丝绳与旋转接头

5老虎扣50T4个紧固钢丝绳，防止滑落，减少磨损

1.2.2冲击锤连接

冲击锤连接效果的好坏直接关系到冲击锤的安全和凿岩施工的效率。如果连接不好，不但冲击锤会掉入海里面去影响施工，而且打捞也相当的困难，因此宜采用有足够强度的牢固连接方式：

用带有旋转接头的锚链将副吊和冲击锤主钢丝绳连接，主钢丝绳从冲击锤主孔穿过与锚链另一端相连（主钢丝绳和锚链之间用卸扣过渡）；为了确保冲击锤在冲击过程中的安全，用一根钢丝绳，一头将其固定在冲击锤保险孔上，一头固定在挖泥船直接与船体连接，更好的对冲击锤做了保险工作；

注：①连接冲击锤的钢丝绳、卸扣质量要求较高，选用时应考虑的其抗拉强度，以避免频繁更换钢丝绳而影响施工；

②卸扣固定螺栓全部进行满焊，防止在冲击过程中由于震动导致松动掉落；

二、冲击锤凿岩流程

冲击锤凿岩流程为“施工船定位—覆盖层清理—凿岩—清渣—凿硬点—再清渣”这样的步骤循环施工；

2.1施工船定位

2.1.1凿岩定位方式与清渣定位方式一样，根据锚位图配合GPS 将锚抛至指定位置，利用定位系统定位；

2.1.2根据施工区域地质资料结合施工船工作能力，制定凿岩布点，以下三种：

（1）方案一：地质坚硬（大于50击），每排制定凿岩点4-5个，每个凿岩点凿击至设计深度（无论凿击多少次），下锤高度为初始岩面+水面至冲击锤高度10m，初始水面至冲击锤高度随初始岩面的增高而相对提高，尽量控制下锤高度为20m 左右，排与排之间使用梅花型布点方式；

保险钢缆从此孔穿过

另一头在系缆墩固定