1、舟山长白岛海洋工程装备与船舶制造项目光面爆破施工技术摘 要：在船坞工程爆破技术中，光面爆破占有重要地位，这不仅是因为光面爆破施工难度大，而更重要的是光面爆破成功与否，直接影响岩面的稳定及成本控制。本文介绍了在本工程中船坞坞壁光面爆破参数的选择、施工方法及工艺，使坞壁光面爆破质量大大提高，取得了良好的效果。 关键词：船坞 光面爆破 参数选择 施工技术 1.工程概况 舟山长白岛海洋工程装备和船舶制造项目一期水工工程建设地点位于中国浙江省舟山市定海区长白岛。该工程建成后将形成年产 60 万载重吨位的海事工程船舶，年产船舶 12 艘，平均吨位 5 万吨。一期水工工程主要包括 380.0m80.0m13
2、.5m 干船坞一座、400.0m10613.5m 干船坞一座，由中交第三航务工程局有限公司承建。场地下伏基岩为侏罗系地层，岩性主要为中风化凝灰岩，呈褐黄色，青灰色、灰绿色，凝灰结构，块状构造，岩质较新鲜，坚硬，节理裂隙很发育，裂隙面平直，倾角较大，岩体比较破碎。根据基岩面高度变化情况，坞壁结构采用全衬砌式结构、混合式结构和扶壁式三种结构型式。全衬砌式结构和混合式结构基坑开挖时需要进行光面爆破，1#船坞坞壁光面爆破岸线长约600m，光面深度 611.5m 之间。 2.光面爆破的特点 周边轮廓线较精确地符合设计要求，有效保持船坞坞壁开挖的完整性和整齐度。爆破后岩面光滑平整，岩面上应力集中现象减少，
3、肉眼几乎看不到爆破裂隙，原有的构造裂隙也不因爆破而有明显的扩展，从而最大限度的保证了坞壁岩体的自身强度。增强了坞壁岩体的自承能力。光面爆破大大减少了坞壁的超挖量，因此，减少材料和炮机等机械设备二次开挖的损耗，从而降低了成本，提高了工程进度和质量。光面爆破可减少岩面的炮震裂隙，保持坞壁岩体的整体性，稳定性。 3.坞壁光面爆破的参数设计 坞壁开挖要达到预期的理想效果，就必须选择准确合理的爆破参数。本工程根据工程具体特点，在参考相关文献资料的基础上，采用试验结合施工经验确定初步参数，在现场选取一段坞壁长度进行试验，通过对爆破效果的分析逐步优化参数，最终达到理想的效果。光面爆破要求坞壁周边预留 34m
4、 宽的光面保护层，光爆孔前布置必要的辅助孔或缓冲孔。坞壁光面爆破开挖断面，具体爆破参数如下： （1）光爆孔参数。 炮孔直径（D）：D=90mm 炮孔倾角（0）：=90 炮孔超深（h）：h=0.5m 炮孔长度（L）：（按最深孔进行计算）L=H+h=3+ll+0.9=14.9m，船坞开挖顶标高+3.0m，坞口、水泵房及主坞室底板开挖标高不一，先以主坞室边底板开挖底标高为例。 炮孔间距（a）： a=1.0m 距前排孔距离（b = W）：b=W=2.0m 线装药密度（）=0.55kg/m（底部加强装药，上部减弱装药）不偶合系数（）：= 23（=90/32=2.81，药卷直径d=32mm） 炮孔堵塞长度
5、（L 堵）：L 堵=1.21.5m 单位炸药消耗量（q）：q=0.2kg/ m3， （单孔装药量 8.94kg/孔） 。 （2）辅助孔爆破参数。 炮孔直径（D）：D=90mm 炮孔深度（H）：H=H+h=3+11 +0.5=14.5m（含超深） 炮孔超深（h）：h=0.5m 孔距（a）：a =3.0m 距光面孔排距（b）：b=2m 最小抵抗线（w）w=3m 堵塞长度 （L 堵）：L 堵3.5m 炮孔倾角（）=900。 炸药单耗（q）q=0.32kg/m3， 单孔装药量（Q 孔）：Q 孔=40.3kg。校核单孔装药量：堵塞长度 L 堵 1=L-（4Q/d2）=14.5-（440300/（9020
6、.9） ）7.5m3.5m （3）光面爆破网路设计。 光爆孔采用普通导爆索连接间隔的炸药串，用黑胶布将其捆扎在毛竹片上，所有的边坡光面爆破孔，在孔外用一根导爆索，将各孔的导爆索联接在一起。再由前排孔联接的非电毫秒雷管起爆，确保光面爆破孔同时起爆，起爆时差愈小愈好，辅助孔延迟于光面孔起爆。 4.施工工艺及质量控制 4 . 1 测量放样布眼 钻孔前，测量人员用全站仪、石灰和红油漆准确绘出开挖轮廓线、周边孔和辅助孔的位置，其误差不超过5cm，每次测量放样时，对上次爆破效果进行检查分析，及时将结果反馈给技术主管和爆破人员，及时修正爆破参数，以期达到最理想的爆破效果。 4 . 2 钻眼 钻孔应挑选有经验
7、、水平高、责任心强的人员担任，钻孔人员要熟悉炮眼布置图，熟练操作潜孔钻机，钻出的炮眼要做到准、平、直、齐，钻孔后，要有专人检查炮孔的位置、深度、角度是否符合设计要求，孔中心位置偏差距设计开挖边线不得大于 3cm；钻孔方向应与地面垂直；孔底中心偏离设计坡面、垂直于开挖方向，不超过孔深的 2%；孔底均应在同一底板平面上。对不符合设计要求的要采取补救措施或废弃重钻。 4 . 3 清孔装药 装药前用小直径高压风管将炮眼内石屑吹净，将药卷连同导爆索一同绑扎在竹片上按设计图确定的装药量自上而下进行，非电毫秒延期雷管要对应入座，所有炮孔均用炮泥堵塞。 4 . 4 起爆网络 起爆网络采用复式网络，以确保起爆的
8、可靠性和准确性。导爆管采用四通管连接，不得拉伸打结。各类炮眼连接段数相同，引爆雷管应用绝缘胶布包扎在离一根导爆管自由端 15cm 处，聚能穴背向传爆方向，网络连接好后要有专人负责检查后再起爆。 5.试验段坞壁光面爆破效果 试验段坞壁爆破效果不佳，光面爆破后岩面破碎松散，岩面裂隙扩散，坞壁面极不规则，多处出现超挖现象，平均超挖在 23m。仅在底部34m 处，岩面与光面爆破布孔线保持一致。经过项目部认真分析总结，出现此情况的原因主要有：岩面裂隙发育，岩体较破碎，节理交错且节理面光滑，节理面稍有振动，岩层之间产生分离；虽然单位体积装药量正常，但因钻孔间距过大，上部装药量偏，对岩石爆破振动过大，产生岩
9、体破碎，出现超爆现象。 6.参数调整和再次爆破效果分析 由于试验段坞壁爆破超挖严重，在对现在岩石性质的重新分析对比后，将光面孔的间距 a 由 1.0m 调整为 0.8m；光面孔装药单位药量由原来的 q=0.2kg/ m3 调整为 q=0.15kg/m3，则每光面孔装药量由原来的8.94kg/孔减少为 6.71kg/孔，辅助孔间距和装药量不变；装药结构由平均间隔填药调整底部增强、顶部减弱装药。 通过以上的参数调整，获得了良好的爆破效果，主要有： 获得了较稳定、整齐、美观的坞壁面。光面爆破后在坞壁上留下的半孔率在 80%以上，不平整度小于 15cm，炮孔壁面上没有明显的爆破裂隙。由于超挖量大幅降低
10、，减少了开挖数量、回填数量及混凝土浇筑量。同时因为对坞壁后方的爆破振动影响小，岩体裂隙减少，对减少止水帷幕灌浆量和提高止水体系的可靠性有利。 7.调整后光面爆破经济效益分析 节省时间：坞壁光面爆破虽然施工钻眼时间延长，但爆破后清理危石和装碴、运碴时间大为减少，并且方便了后续锚杆和永久止水帷幕的施工。 节省材料：若不调整参数，以试验段坞壁最小超挖量 1m 计算可得出，超挖计算量为 3565m3，调整参数后实际超挖量为 534.75m3，调整参数后减少开挖量约 3030m3；减少同标号混凝土超挖填充量约 3030m3，同时也节省了炸药和爆破所造成的坞壁岩体破碎所需加深锚杆入岩深度和永久止水帷幕深度
11、的工程量。 8.结束语 本工程坞壁光面爆破试验段施工中产生了大量的超挖，造成了开挖量的增加和混凝土的浪费，也对后期的锚杆栽设和扶壁底板施工造成不利的影响。在试验段完成后，项目部及时总结分析，并根据试验情况适当调整光面爆破参数，将超挖宽度控制在 15cm 以内，对坞壁岩体的破坏也大大减小，确保了工程的顺利进展，为项目取得了明显的经济效益，同时，也为以后同类型船坞施工积累了宝贵的经验。 参考文献： 1蔡福广.光面爆破新技术M.北京市：中国铁道出版社 ， 1994.02. 2于亚伦.工程爆破理论与技术M.北京：冶金工业出版社.2004. 3王玉杰.工程爆破M.武汉市：武汉理工大学出版社 ， 2007.09.
