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通航河道爆破礁石疏浚施工技术的有效运用

2023-11-22张焱广东正方圆工程咨询有限公司

珠江水运 2023年21期
关键词:礁石接收机河道

◎ 张焱 广东正方圆工程咨询有限公司

通航河道通常指的是具备一定航道条件和规则的,可以确保船舶自由、安全行驶的河道。近几年,通航河道在物流和运输领域的重要性日益凸显,该类航道不仅为货物运输提供了更加便捷、经济和高效的选择,也为旅游和休闲活动提供了机会。需要注意的是,现阶段,航道水深已经无法满足交通水运的要求,增加通航深度势在必行。传统观念中,存在覆盖层的河段,通常要先挖泥再进行疏浚施工,没有覆盖层的河段则通过炸礁的方式完成开挖,但由于炸礁会污染水质和附近环境,因此,该技术已逐渐被边缘化,在此背景下,爆破礁石疏浚技术应运而生,本文便以该技术为研究对象,对项目施工方法和技术要点进行了说明,以供参考。

1.项目概况

A 通航河道投入使用的时间较长,现有部分区域出现了礁石堆积的现象,导致河道的通航深度不理想,给船舶航行带来了一定的风险。为了确保船舶安全通行,当地政府决定全权委托专业机构,对河道进行疏浚施工。施工方派技术人员前往现场展开勘测,发现该河道有一段长约2km、宽约25m的河段堆积了大量礁石,导致船舶无法正常通行,随后,施工方以现场情况为依据,制定了相应的爆破礁石疏浚方案,希望能够尽快移除河道中的礁石,恢复航道宽度和水深,同时提高河道的通航深度,确保船舶安全通行。事实证明,以前期调查所掌握信息为依据,有针对性地制定爆破方案和安全措施、规范的施工步骤,能够有效移除礁石,恢复河道的航道条件,并且提高河道的通航能力和安全性。

2.爆破礁石疏浚施工的流程

(1)前期准备:正式施工前,施工方要进行详细的调查和勘测,确定施工区域现有礁石的位置、数量、体积和堆积情况。在此基础上,考虑爆破施工对附近环境的影响,制定相应的安全、环保措施。

(2)确定方案:根据调查结果,制定爆破方案,确定爆破点、选择爆破使用的炸药并设定相关参数。与此同时,根据具体情况,分析爆破安全性,预测爆破效果,确保施工过程始终可控。

(3)布置设备:以爆破施工方案为依据,在河道恰当区域布置爆破需要用到的设备,具体包括炸药、引信和远程遥控装置等[1]。

(4)安全疏散:对附近居民、相关人员进行安全疏散,沿施工区域设置警示标志,确保周围区域的安全。

(5)实施爆破:施工人员以爆破方案和设备布置情况为依据,在安全的条件下,严格按照规定实施爆破。注意爆破的时间还有频率,避免对周围环境、既有设施造成不利影响。

(6)疏浚清理:完成爆破后,通过机械清理、人工清理等方式,清除爆破的碎石物料、礁石,确保河道能够恢复理想运行状态。

(7)环境保护:待施工告一段落,施工方应组织现场人员,清理施工所产生的垃圾还有废弃物,为周围植被、水生生物提供良好的生长环境。

3.爆破礁石疏浚施工的技术要点

爆破礁石疏浚施工流程较为复杂,每个环节的侧重点、技术要点均有所不同,只有做到全面掌握,才能使其优点得到充分发挥。

3.1 前期准备阶段

正式施工前,先要准备施工所需设备及材料,具体见表1、表2。

表1 项目施工设备

表2 项目施工材料

3.2 测量水下地形

测量水下地形的技术要点如下:一是通过横断面法测量地形,在此期间,测量方向和航道始终保持一致。二是GPS接收机优选双频测量接收机,根据现场情况,设置采样高度角、采样率。三是如果条件允许,可以分别在船首、船尾安装测深仪和GPS接收机,同步测量点位,将测量值的平均值作为点位坐标。四是依托数据通信链,对测量船所安装测深仪、GPS接收机与岸上既有GPS基站加以连接,确保测量数据能够同步到GPS基站[2]。

3.3 确定设备位置

本项目中,施工方采用了GPSRTK技术,根据岸边所设定基准点坐标、船首接收机坐标、船尾接收机坐标,确定钻爆船位置,保证钻爆船的方向、河道中线一致。而施工方决定采用GPS-RTK的原因,主要是该技术能够利用GPS信号以及参考基站的数据,实时计算出移动站的位置,凭借精确的差分计算和校正,提供cm级别的定位精度。该系统主要由参考基站、移动站两部分组成,其中,基站位于已知位置,主要负责收集卫星信号、真实位置数据,并将该信息传输给移动站,移动站则可以接收来自卫星的信号、基站提供的参考数据,根据所接收的各项数据,实时计算其位置[3]。

本项目中,要想使GPS-RTK技术的优点得到充分发挥,有以下两方面内容需要施工人员引起重视:其一,沿岸边设置2个基准点,准确记录基准点坐标,保证基准点与船首接收机、船尾接收机的连线平行于船舷。监测接收机的位置,确保钻爆船始终在礁石的上方,在此基础上,对比接收机、基准点坐标,根据坐标调整钻爆船当前方向,使其平行于施工基线。其二,定位工作结束后,通过抛锚的方式停泊,通航侧应配备自重偏重、能够迅速沉底的优质锚链,以免船舶安全受到影响。

3.4 水下钻孔作业

钻孔前,施工方需要以现场情况为依据,对钻孔的布局、直径、间距和排距加以确定。随后,根据钻机位置的精确度,判断是否需要滑移轨道,微调钻爆船位置。钻机到达指定位置后,先以礁石高度为依据,确认钻孔的深度,再钻孔并清孔。钻孔完成后,在套管内放入配重导管并抽出套管,这样做可以确保河水先进入孔洞再浸入套管。由抗浮原理、配重原理可知,配重导管要想发挥作用,关键是要在下段侧壁、末端配重部位开孔,同时用无纺布缠腰,保证导管露出水面,只有这样才能够充分填充钻孔,避免由于硬岩回流,导致钻孔堵塞[4]。此外,配重导管在装药、回填等环节同样发挥着重要作用,这点应有所了解。

3.5 装药以及填塞

待钻孔施工告一段落,按照要求对炮孔药柱进行加工,酌情设置配重,以免药包浮起,无法发挥作用。水下爆炸所需起爆器材包括电线、雷管等,上述器材应具备理想的防水性。装药时,先沿配重导管的引料方向放入药柱,药柱到达管底后,再沿引料方向引出引爆导波管,将引爆导波管和管外浮球相连。装药完成后,用级配砂石充分填塞孔洞。上述工作结束后,将钻爆船驶入安全区,在保证设备、人员安全的前提下,实施爆破,复查施工区域的礁石高度,若高度符合要求,可过渡到下一环节。

3.6 水下爆破常见问题及解决措施

3.6.1 孔塌

孔塌的处理方案为:第一步,评估孔塌程度和影响范围,判断是否需要停止施工。第二步,使用适当的工具清理破石、土壤和其他残余物,恢复通航能力。第三步,根据孔塌的情况,使用恰当的填充材料进行修复,例如,河砂、砾石等,恢复河床的平整性。第四步,用合适的封堵材料,将孔洞密封,避免问题再度出现。

3.6.2 盲炮

根据出现盲炮的原因,采取恰当的处理措施,可以使问题得到有效解决。如果问题的原因是炮孔封堵不严密,应酌情改进封堵的方式或材料,若问题出现的原因是施工方案不够详细、准确,没有考虑河道的水力特征以及周围的环境,则需要重新勘测现场并制定施工方案,确保操作的安全性和效果的合理性。

3.6.3 哑炮

如果施工期间遇到哑炮,首先要停止施工,确保施工人员的安全,其次要评估出现哑炮的问题,最后要根据评估的结果,采取相应的措施。如果是爆炸物本身的质量或性能不符合要求,导致出现哑炮,应更换供应商或是爆炸物。如果问题是由于施工方案设计、操作不当所引起的,则需要重新评估并调整施工方案。

4.爆破礁石疏浚施工的管理措施

4.1 安全管理

实践经验表明,要想保证施工现场安全,应做到以下几点:

1)安全策划。正式施工前,施工方联合各单位进行详细的安全策划与评估,确保施工过程中,现场人员和设备的安全。考虑到爆破作业风险系数高,因此,应提前制定应急方案,明确各种意外事件的处理步骤、责任人,并确保现场人员熟悉处理方法,以从容应对可能发生的情况。

2)控制爆破参数。严格控制爆破参数,包括但不限于炸药用量、爆破深度、范围,酌情选择并配置炸药、引信,确保爆破安全性、最终效果均能够达到理想水平。

3)选择爆破时机。选择爆破的具体时机时,应重点考虑考虑项目所在地的天气、施工现场的水位。切记不得在强风、大雨等恶劣天气下施工,以免施工安全性、爆破效果受到影响。

4)安全防护措施:在施工现场设置必要的安防措施,例如,安全警示标志、周界隔离。为施工人员提供安全帽、救生衣,要求进入现场的人员严格按照要求佩戴安防装备。

5)重视安全预警。安装先进的监测设备,实时监测现场水情、天气和爆破情况,设立科学的预警机制,在发生意外的第一时间采取恰当措施,保证人员安全。

6)组织人员培训。所有参与施工的人员均需要接受相关培训,全面了解并严格遵守施工规程、安全操作要求。

4.2 质量管理

施工质量管理是确保施工过程、结果符合要求的关键,对本项目而言,实证有效的措施包括:第一,建立适用于项目的管理体系,明确质量管理的目标、职责分工和方法,确保施工质量可控。第二,制定完整、可行的技术规范还有施工方案,结合现场情况,确定爆破作业方案、疏浚计划,明确各项施工要求。第三,根据所制定技术规范、设计方案,有序开展质量控制和检查等工作,重点检查爆破设备、材料的质量,确保施工过程符合质量标准。第四,装药前,使用恰当工具测量孔深,保证装药到位。第五,定期进行隐患排查,及时处理排查所发现的问题,避免影响整体质量。第六,建立完善的记录体系,保留施工日志、检查记录、非合格品的处置记录,形成相应的文字报告,为后续评估施工质量等工作提供依据。第七,视情况决定是否聘请第三方机构,由其对施工过程、最终结果进行独立检测和评估,确保项目质量符合要求。

4.3 其他注意事项

爆破礁石疏浚的难度极大,为保证施工效果、人员安全,还要对以下几项工作引起重视:首先是前期勘测分析。正式施工前,应对现场进行详细的勘测和分析,准确了解礁石的分布、特性以及规模,制定可行的爆破方案并选取适当的爆破工艺。其次是做到施工合规。获得相关部门的施工许可后,再着手准备后续工作。施工期间,应严格遵守法律规定,与项目所在地的政府、管理机构保持沟通,以环保要求为依据,对施工方案的细节作出相应调整。最后是保护现场环境。在施工中,酌情采取适当措施,减少爆破对环境的影响,例如,合理控制噪音和震动、及时处理炸药残渣,确保施工现场以及附近区域清洁,随后,以环保要求为依据,全面落实环境恢复工作。

5.结束语

A通航河道重新投入使用后,与施工前相比,河道堆积的礁石被彻底清理,宽度和稳定性得以恢复,同时其通航深度也得到了明显提高,由此可见,爆破礁石疏浚对保障河道通航能力、促进水上交通和经济发展具有积极作用。未来,有关人员应加大对该技术的研究力度,制定更加完善且科学的施工方案,确保其价值能够在河道施工领域得到最大化实现。

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