宁波舟山港龟山航门航道段水下炸礁风险及应对
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宁波舟山港龟山航门航道段水下炸礁风险及应对 摘要：高流速地区的水下炸礁施工一直以来都是航道整治工程的难题之一，本文结合舟山港龟山航门航道炸礁施工风险应对实例，希望能对类似工程的建设提供参考。 关键词：高流速；水下炸礁；风险；应对 宁波舟山港龟山航门航道段位于秀山岛与官山岛之间，流急水深，素有“鬼门关”之称。该施工区水文环境恶劣，施工环境复杂，历经多次整治工程均未取得理想效果。 1、工程概况 1.1炸礁设计尺度 秀山大桥西侧网仓礁部分处于航道范围内，航道边线与炸礁底边线之间考虑约一倍船宽（远期通航船型，10万吨油船）的安全距离，取45m，炸礁设计底高程按照远期规划航道设计通航底标高考虑，取-17.5m，炸礁边坡1：1。 1.2礁石概况 网仓礁基岩多为直接裸露泥面，礁顶水深约15.4~17.5m，岩层平均厚度1.0m，礁盘面积0.69万m2，无淤泥覆盖层。礁石岩性部分为6级软岩石（约占42%），部分为8级中等硬度岩石（约占58%）。 2、环境条件 2.1自然环境 舟山本岛—岱山岛水域属北亚热带南缘海洋性气候区。季风显著，风速大，全年多大风，多年平均大风（瞬时最大风速≥8级17.2~20.7m／s）日数90天。根据工程水域大、中、小潮期间水文测验资料，实测最大涨潮流速约3.89m/s（7.6节）。工程附近没有波浪实测资料，经调查受台风影响期间的浪高曾达1.5～2.0m。基岩多为直接裸露泥面 2.2地质条件 根据勘探孔揭露，本次礁石为：微风化凝灰岩（K1g）：黄褐色、青灰色，晶屑凝灰结构，块状构造，岩芯呈短柱状，岩石较坚硬，裂隙较发育，裂隙面有灰黑色铁锰质分布，锤击声较清脆、难碎，勘探深度范围内未揭穿该层。 2.3施工环境 1#炸礁区位于龟山航门航道，该航道上有多条客运线路。根据对工程区域通航船舶进行调研，经过1#炸礁区的客运船舶约24艘次/日。官山岛与秀山岛之间秀山大桥工程目前正在实施，桥体本身距离炸礁最近施工点不足300m。中交二公局主要承接的是秀山大桥主塔的施工，二公局施工船舶较多，在秀山大桥西侧敷设有一条临时施工电缆，连接施工平台与岸岛。中交二航局主要承接的是秀山大桥南侧引桥的施工，其在进行水下墩台切割作业时，有水下潜水作业，潜水作业点距离炸礁施工作业点最近距离约400m。 3、施工难题及存在的风险 （1）环境复杂，钻爆船定位难 龟山航门航道段流速大，且礁石上无淤泥覆盖层，使用传统锚缆定位法时，海军锚无法锚定。且部分礁石位于航道内，如锚缆过长，占用航道面宽过大，将直接影响到航道内客船及其他船舶正常航行。另外，如发生走锚，可能会对锚缆范围内的临时施工电缆造成破坏。 （2）船舶流量大，协调工作难 除航道内正常航行的船舶外，附近在建秀山大桥施工单位也有多艘施工船舶。航道内船舶流量的增大，间接地增加了航道内发生船舶事故的概率，导致安全风险增加。而且，所属船舶牵涉单位多，协调起来工作量大。 （3）避让客船，有效作业时间短 客船正常航行时间一般为06：00~19：00之间，夜间客船停航。但是由于炸礁施工的特殊性，炸药、雷管等爆破器材一旦丢失，后果不堪设想，属地公安部门一般不同意爆破器材在施工船舶夜间存放。钻爆船钻杆对风浪条件十分敏感，风浪条件3级以上时，钻爆船钻杆由于晃动将无法稳定。白天涨落潮时间段由于水流急，无法正常钻孔。因此，如不能夜间施工，有效作业时间将缩短至仅白天平潮时段。 （4）潜水作业距离近，危险性大 中交二航局潜水作业点距离炸礁施工作业点最近距离约400m，根据《水运工程爆破技术规范》JTS204-2008，当单次最大起爆药量在200~1000kg时，对水下钻孔爆破，潜水作业的安全距离是1400m。本工程潜水作业点处于炸礁影响范围内，且潜水作业也需利用白天平潮时段，因此，本工程炸礁施工将不可避免的与中交二航局潜水作业存在冲突情况。潜水作业的同时一旦进行炸礁起爆作业，可以预见将发生伤亡事故。 4、施工工艺及风险应对措施 4.1施工工艺 4.1.1船机设备选择 国内常见的钻爆船定位方式有锚缆式和平台式。在高流速水域施工时，一般选用平台式。本工程由于成本和资源受限，考虑采用锚缆式定位方法。另外，考虑非自航船舶在船舶走锚时控制能力有限，本工程最终确定采用自航锚缆式钻爆船。钻爆船基本参数：船长49m，船宽15m，型深3m。该钻爆船配备三台高风压英格索兰空压机和五台全液压航道钻机，钻机钻头孔径为146mm，一次钻爆面积可达约882m2。 4.1.2施工工艺流程 施工准备→钻爆船抛锚定位→钻孔→装药→起爆→抓斗船清渣→运泥船运渣→自检测量→扫浅→第三方验收→交工。 4.1.3爆破参数设计 （1）钻孔方式及孔径：本工程采用垂直钻孔方式，钻孔孔径为φ146mm。 （2）炮孔布置方式：采用矩形方式布孔。 （3）炸药单耗：水下爆破的炸药单耗取q=1.8Kg/m3。 （4）单孔装药量：Q取75kg （5）装药结构：钻孔内连续装φ110mm的药卷。孔深小于10m装2枚雷管，雷管分别放置在总装药长度的1/4和3/4处。 （6）网孔参数：设计炮孔间距a=2.5~3m，炮孔排距b=2.5~3m。 （7）堵塞长度：水深大于6m不需堵塞。 （8）爆破网路：采取单排起爆，每排10个孔每2个孔一个段号共分5个段号，最后用2发180米1段导爆雷管引爆。 4.2风险应对措施 4.2.1采用微差爆破，降低爆破影响 微差爆破时采取孔间微差单段延迟爆破，每个炮孔装一个段别的塑料毫秒导爆管，用各炮孔起爆次序与时差来减少爆破后出现的大块率，减少地震波、冲击波的强度，以最大限度确保附近建筑物或其他构筑物的安全。 4.2.2利用扭王块制作地笼，确保钻爆船定位稳固 锚缆定位采用四缆定位法，在预制场加工8只25吨扭王块，每2块为1组，作为锚碇结构沉入海底，并对炸礁船钢丝绳加粗。施工过程中，锚定结构位置基本固定，确需调整位置时，利用起重船起吊扭王块转移。航道侧的扭王块要求不超过航道中心线，预留半幅航道，降低对航道正常通航活动的影响。预先核对中交二公局临时施工电缆位置，扭王块沉放时应避免与施工电缆发生碰触，以免对电缆造成破坏。 4.2.3做好沟通协调，确保各相关方安全 开工前，分别于客船单位、中交二航局、中交二公局签订安全生产管理协议，明确各自安全职责，并建立起有效的联络机制。安排专人值守瞭望客船航经情况，在客船驶离爆破作业区1500m后，方可进行起爆作业。钻孔作业时，要求客船单位高速轮减速通过，以降低对钻杆钻孔的影响。针对潜水作业的危险性，由双方每日班前通报作业计划。在潜水员出水后，潜水作业班组立即通知爆破作业班组，爆破作业班组起爆作业前务必确认是否仍有潜水作业，确保起爆作业与潜水作业不同时进行。 4.2.4利用信息化监控，加大风险管控力度 本工程可采用基于4G信号的高清移动监控系统，结合船讯网精确定位功能，对现场施工船舶进行全天候管控。施工单位可通过监控终端实时查看现场爆破作业情况，及时下达各项施工作业及安全指令，一旦发现有危险情况，可第一时间通知警戒船开展救援活动。 5、结语 舟山港龟山航门航道段炸礁施工虽然危险因素多，风险大，但是在各应对措施有效实施的情况下，其风险是可控的，项目的实施是可行的。 参考文献： [1]李东、张玥，舟山港马岙港区公共航道整治项目炸礁施工工艺及质量控制，[J]，中国水运，2012，9（9）. 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/6c22346b31d4b14e852458fb770bf78a64293a35.html