硬质基槽凿岩挖礁施工技术

范国娟

（福建宁德市港航设计有限责任公司， 福建 宁德 355200）

1 工程概况

本工程新建4万吨级通用泊位1个，码头为重力式沉箱结构，泊位岸线总长200m，码头前方作业地带宽30m，高程+9.1m，前沿设计底标高-13.7m。基槽总长为106.36+67.3m，基槽底宽41.85m，设计底标高-29m，两侧坡比1：3，顶层设计坡比1：5。基槽开挖方量共计约46.01万方，其中开挖Ⅰ类土约30.25万方，Ⅱ类土约11.5万方，Ⅳ类土约1.97万方。

硬质基槽开挖区域主要位于系缆墩，紧邻泊位东侧已有山体。清礁设计底标高-13.7m，约1.99万方，开挖地质为中风化花岗岩层。清礁前沿线区域与港池设计底标高齐平。

图1 ：基槽挖礁设计断面图

2 挖礁工艺

由于距离本工程水上约700m范围为大片养殖渔排，且工程紧邻已建8号、9号泊位，为确保工程周边养殖鱼类和已建8号、9号泊位的安全，并保证锤夯施工质量和工期，本工程基床夯采用分层锤夯工艺，将标高-29m至-17.7m抛石厚度每层提高为3.0m，以减少抛石船组移船、定位时间，减少各工序之间的干扰，同时提高抛石基床施工工效。

由于采用常规钻孔爆破工艺，势必会产生较大的水下冲击波，对周边养殖渔类将造成较大影响，后果不堪设想。为保证工程顺利进行，该区域硬质基槽采用钻孔船进行水下钻孔，钻孔深度按超深0.5m考虑，然后采用抓斗船配55t重型凿岩棒进行水下碎岩，最后采用斗容15m3抓斗进行清礁工艺，每次开挖厚度约0.8m，如此分层循环作业，直至设计底标高。

3 施工方法

3.1 挖礁参数确定

根据地质、水深及施工环境因素考虑，确定钻孔孔径：φ130mm，孔距0.5米×排距0.5米，钻孔超深0.5m，每次凿岩厚度0.8m。

3.2 船机设备选择

本工程钻孔船采用长37.4m宽12m的“中海工58”炸礁船钻孔作业，炸礁船从东侧往西侧钻孔，海侧往岸侧进行施工。

钻孔采用清礁平台上6台潜孔钻，各台钻机采用21m3高风压空压机供风，单台钻机钻孔能力15m/h能满足本工程钻孔需要。

抓斗船采用长45m宽19m的“恒强7”抓斗船碎岩与清礁作业，“恒强7”配备专用的碎岩设施（55吨的重型凿岩棒）确保清礁效率。

由于工作面较狭小，每次碎岩完成一定面积后，抓斗船随即对碎岩区域进行清礁。炸礁船则在不影响抓斗船施工的情况下钻孔作业。

另配备一艘1000m3的泥驳船用于装卸石碴。

3.3 施工顺序

根据本工程的施工特点和总体施工布置原则，先进行钻孔施工，待钻孔覆盖面积达1000m2时，在不干扰炸礁船钻孔作业的情况下则按排抓斗船进场用碎岩棒破碎石头，然后再进行清礁施工作业，抓斗船碎岩与清礁按0.8米分层循环施工。

3.4 钻孔施工

施工时钻孔船的船位布置平行航道中心线方向，每个船位的布孔图见下图2。施工前将施工区域的布孔图用电子版的形式输入定位软件中，移船定位时，打开定位软件直接在屏幕上显示船舶的位置，直到实际位置和设计位置在误差范围内为止。

为保证施工效率，钻孔船一次性钻孔至设计底标高，并超深0.5m，按照要求钻完孔后，钻孔船退场，及时为抓斗船提供足够作业空间。

3.5 凿岩施工

根据地质勘察资料，本工程系缆墩处岩层从上至下依次为卵石、散体状花岗岩、中风化花岗岩、微风化花岗岩。岩石强度较高，单轴饱和抗压强度达50～80MPa。待钻孔船钻孔后，采用重约55t劈裂斧直接冲砸岩面，岩层沿钻孔方向分裂成块状，然后采用重型抓斗进行清礁。

图2 ：钻孔孔位布置示意图

图3 ：钻孔船就位钻孔施工图

图4 ：挖礁船水上凿岩棒实物图

图5 ：挖礁船凿岩及钻孔现场施工图

正式冲砸前，先采用不同冲程试砸，然后通过抓斗开挖难易程度、岩层碎裂程度等进行后续纠正，以选择合适的冲程，提高作业效率。

3.6 清礁施工

基床面碎岩后，更换重型抓斗负责水下清渣。

在施工中，根据每个清碴区域的实际范围划定条数，每两条之间保证有一定的重叠部分(一般为2米)，斗与斗之间亦要重叠，保证基床面清理彻底，无孤石存在，便于下层的碎岩施工。每层清礁厚度0.8m，逐层施工。

此外，在开挖深水区域，抓斗受潮流流速的影响，会产生“漂斗”，开挖时应考虑抓斗的漂移，并通过测试确定下斗的位置。

图6 ：挖礁船重型抓斗实物图

图7 ：挖礁船重型抓斗配泥驳清礁施工图

根据设计及规范要求，清碴工程结束后，应对施工区域进行扫床，不允许有浅点存在。对于抓斗式挖泥船漏清的浅点，用DGPS精确定位后，直接进行冲砸处理，然后由重型抓斗清除，直到测深仪测量结果满足设计水深为止。

3.7 功效分析

结合本工程的特点及船机设备施工功效分析，钻孔船平均每天钻孔约120个，碎岩与清礁方量的理论日产量约为200m3/天，则完成钻孔共需12000/120/0.8=125天；清碴需要天数：20000/200/0.8=125天。钻孔船与抓斗船平行施工作业天数为60天，总工期为6个月。虽然较钻孔爆破施工周期长，但该工艺有效解决了爆破对周边养殖的影响，保证了工程顺利完工。

4 结束语

福州港三都澳港区漳湾作业区10号泊位工程硬质基槽采用钻孔+凿岩+清礁组合工艺，很好地解决了钻孔爆破对周边渔排的影响，为今后类似工程施工提供了经验。