完成时间：2002年7月～2003年6月

工程地点：厦门港东渡港区8—11号集装箱码头

完成单位：广东宏大广航工程有限公司

项目主持人及参加人员：陈郁华、孙吉祥、汪万煌

撰稿人：陈郁华、汪万煌

1工程概况

厦门港位于福建省东南沿海金门湾内，九龙江人海处，北距上海56l海里、南距香港287海里、广州389海里。厦门港东渡港区8～11号集装箱泊位原设计为3万t级码头，码头建成后，使用单位发现3万t码头已经不能满足航运发展的需要，计划将其扩大为5万t码头和不满载10万t码头。为了节省开支，设计将泊位及港池由原-10.5m、-12.2m和-13.3m增深至-13.3m、-13.8m，其中有部分区域底质为岩石，需要进行爆破处理。该项目进行设计、评审时，与会专家特别强调要确保码头安全，对由于爆破产生的地震波和水中冲击波采取相应的防护措施，防止码头抛石基床和倒滤层受到破坏，影响码头施工质量。需水下炸礁的8～1l号泊位位于东渡港区岸线中段，北接东渡港12号泊位、南邻东渡港1～7号泊位。施工区在已建码头的?白位和港池内，爆破区距离码头最近处仅有5.4m，炸礁施工时，可移动的保护对象无条件移走后，还留有集装箱桥吊，对码头有一定的荷载作用。需保护已建码头和码头设施的安全，施工难度大。

2施工方法

本工程爆破施工采用水下钻孔爆破方法，对码头的安全，主要考虑地震波和水中冲击波对码头的影响。为了减小爆破地震波对码头的影响，采用减振孔、改变装药结构和不耦合装药结构等多项措施；为了减小水中冲击波对码头的影响，采用气泡帷幕进行防护。

2.1减振孔

本工程施工时，如果按照以往的施工工艺进行施工，势必存在两个问题：要保证岩石破碎所需的炸药单耗将会影响码头安全；为了确保码头安全而减少起爆药量，将会出现岩石破碎度不够或根本无法炸碎岩石。因此必须采取减振措施，才能保证起爆药量。

码头主体工程的验收资料显示，需爆破处理的区域均为花岗岩地质，已经按照当时的基槽设计高程进行过爆破施工。码头抛石基床有明基床和暗基床两种，基床肩宽3．0～5．Om，基床抛石厚度1.O～2.Om左右。如果按照以往经验，采用预裂孔施工方法来降低地震波已经很难施工，而且效果较差(曾经爆破处理过该区域，岩石地质结构已经受到破坏，码头基床的抛石结构直接关系码头的整体稳定性)。结合现场实际情况，我们采用减振孔减振的施工方法。

主爆破施工前，在爆破开挖边线(离码头前沿线4.5m)处钻减振孔，前后两排，间距不超过30cm。孔网参数根据钻孔设备和其他条件，取减振炮孔直径D=1lOmm，取孔距口=O.4m，取超深值h₀=2．Om(大于主炮孔超深值)。

在施工中，由于施工设备为船舶，当地潮差高达6m，受潮流等因素的影响，钻孔位置与设计有一定的出入，但也起到一定的减振作用。厦门市地震局现场对振动速度的检测报告显示：在距离码头前沿线lOm位置、单孔单段最大装药量为3kg时，测得振动速度为6．06cm／s，按照检测点与爆破区的距离、岩石的地质情况计算出实测振动速度比理论值降低，基本达到减振孔削减地震波25％的设计要求。

2.2主炮孔

在炮孔设计时，考虑到码头为重力式码头，爆破振动速度允许值为5～8cm／s，实际选择振动允许速度为6cm／s。为了确保码头的安全和岩石的爆破效果，在码头附近区域，将炮孔密度加大，降低单孔装药量。施工中期，因碎岩施工进展缓慢，为了加快施工进度，根据现场实际施工情况，我们将距离码头前沿线5～10m的范围纳入爆破施工范围。

主炮孔孔网参数：炮孔直径D=100～llOmm；距码头前沿线7～9m的施工区域，取孔距a=2.3m、排距b=1.1m、超深h₀=1.2m；5.4～7m的区域，孔距a=1.15m、排距b=1.1m、超深值h₀=1.2m。10m以外的区域，孔距a=2.3m、超深值h₀=1.0～1.8m、排距b=1.2～1.8m，向外依次增大，取炸药单耗q=1．5kg／m³，孔口填塞长度L>0.5m。

在爆破初期，我们按照以往的经验(超深1.5m)施工时，发现施工区域的超深部分破碎效果比较良好，但上层有部分大块，不利于清挖。经过现场分析，主要是由于距离码头较近，装药量受到控制，炸药全部集中在孔底(超深部分)的缘故。此后，一方面将超深缩小为1.Om，避免炸药全部集中在超深部分；另一方面改变装药结构，在钻孔内进行间隔装药，一个1.5m左右的孔装入三个不同段别的炸药和雷管，彼此之间用砂筒间隔。改进之后，岩石破碎效果得到很大提高，满足岩石块度粒径小于500cm的要求。

2.3起爆网路

采用毫秒延时起爆技术，最大限度地降低爆破振动对码头的危害。

距离码头前沿线5—10m的位置，孔内装药用非电导爆雷管起爆，网路用电雷管起爆。孔内用高段别毫秒延时，孔与孔之间用低段别毫秒再延时。合理的毫秒延时和可靠的起爆网路，既保证了码头的安全，也提高了爆破破碎效果。

距离码头前沿线10m以外的炮孔采用电爆网路，雷管为防水的毫秒延时电雷管，每个起爆体内装两发并联的电雷管，整个起爆网路采用并串并联的方式连接。一次起爆的炮孔数，根据允许起爆最大药量和起爆器的起爆能力确定。

2.4气泡帷幕

根据施工时的实际装药量，经计算，爆心距离码头30m时，爆破时产生的水中冲击波对码头的峰值压力为1.69MPa，已经超出码头能够承受的压力1.6MPa，需采取有效的措施进行防护。为此，在离码头前沿线30m范围以内进行爆破施工时，采用气泡帷幕方法来削弱水中冲击波的影响作用。

在三条直径为100mm的钢管壁上钻三排气孔，每个气孔的孔径为4mm，间距为40mm，每排之间距离为20mm，三排孔呈梅花状布设。钢管的两端连通后各留一个进气孔，用空压机输入高压气体，通过气孔发射气泡，在爆破区域与被保护物之间形成一道气泡帷幕墙，将水中冲击波与码头隔离开，缓冲和吸纳冲击波，降低冲击波对被保护物的危害。在施工时，原设计钢管吊点为5个，由于钢管放人-13.Om的位置，很难水平，气泡不能在整条钢管上涌出。经过反复调试，增加吊点，将钢管按一定的坡度放置后才达到理想的效果。排气孔的孔径最初设计为2mm，放入水下2m左右时，效果还比较明显，但沉入水下13m时，气泡无法成一条线状，而且经常胀爆气管，经过计算，发现空压机的供气量与排气孔的排气量相差甚远，最后将排气孔孔径扩大为4mm。

3爆破效果

经过将近一年的水下爆破炸礁施工，顺利地完成了东渡港港区8～11号集装箱泊位拓深开挖任务。达到了预期的爆破效果，保证了周围近距离码头和其他水工设施的安全。

对码头位移和沉降观测的数据显示，爆破施工期间，码头没有受到影响；对码头卸荷板、胸墙的外观观察显示，未发现受爆破的影响产生裂痕、破裂现象。