某航道急流湾滩整治工程的施工要点分析

杨长平

摘要 建设急流航道常遇到险急浅弯等问题，严重阻碍了航道的正常通行，尤其是急弯河段的航道，弯曲度较大，且宽度较小，船舶通过时，过弯尺度受到严重限制，这就对船舶操作提出了较高要求。基于此，文章以某急流航道整治工程作为具体案例，论述了整治水位和整治线宽度，制定了施工方案，分析了陆上钻孔爆破的施工方法及水上清渣技术，旨在为今后此类工程建设提供借鉴。

关键词 航道整治工程项目；爆破施工方案；疏浚方案；施工技术要点

中图分类号 U617文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）12-0114-03

0 引言

在急流弯道处建设航道，船舶的正常通航不能停止，航道往来船舶数量较多、水位高低变动较大，而且通航视线会受到影响。施工单位面临的主要技术难题是如何确保施工阶段船舶的安全航行。该文以某航道整治工程为案例，施工过程中，考虑到河流下游河水回流问题严重，在爆破时综合运用分条法与分层法，中深孔主要采用台阶，并辅以浅孔补充。重点施工内容如下：①先疏通上游，再疏通下游，河道边坡的开挖深度，需要综合考虑水上清礁；②设计航道时，其底边线内的水域开挖值必须符合设计标准，开挖断面需大于开挖断面的设计值；③航道整治施工作业不可避免地会影响到船舶航行，为将不利影响降到最低，综合运用了陆上爆破与水上清渣技术[1]。

1 工程概况

贵州省铜仁市沿河县城猫滩段航道CK9+600～CK11+

146，共计整治里程为猫滩河段1.546 km。主要设计指标：①航道建设标准为Ⅳ级通航标准；②航道尺度为1.6 m×30 m×330 m；③航道等级为工程河段为Ⅳ级航道；④航道整治里程为旁海滩河段1.546 km；⑤设计船型为500吨级机动货船，船型尺度为55.0 m×10.6 m×1.6 m（长×宽×吃水）。

该工程地处沿河现场，对外交通运输条件较好，外来机械设备拟以公路为主，弃碴拟以公路和水运运输为主。施工全为挖方，没有施工用水的需求，生活用水采用租用民房的自来水。该项目施工内容主要包括炸礁。施工工艺采取钻孔－破碎－开挖－运输－弃渣，根据沙沱水电站下游引航道礁石处理及连接段航道维护清障工程经验，在晚上九时至第二日凌晨六时之间，有2～3个时间段沙沱水电站不发电，下泄流量非常小，猫滩滩尾实际水位低于设计水位50 cm左右，所以，夜间施工破碎开挖礁石是该项目的施工难点。

2 整治水位和整治线宽度

2.1 整治水位与整治流量

根据航道整治方案要求，其水位超出设计值0.9 m。水位H与流量Q之间具有数量关系，可据此计算出整治流量为820 m3/s。结合以往的航道整治经验，相对于正常的设计水位，整治水位要超出1.2 m，这还要比附近的水利枢纽的设计水位高0.9 m，接近于浅滩边高[2]。

2.2 整治线宽度

根据附近河段浅滩边高，并结合以往的航道整治经验，可运用具体公式计算出整治线宽度。航道整治工程方案提出了明确的施工标准，综合运用水力学及优良河段的河相公式，计算出整治线宽度：

式中，B2——整治线宽度（m）；Q——整治线流量（m3/s）；n——河段糙率（m）；H——整治航道产生的断面水位深度；J——比降；ζ——河相关系值。

运用上述公式计算出航道整治工程量，其疏浚、爆破工程量分别为396 364 m3、215 028 m3，具体情况见表1。

3 施工方案

3.1 施工平面布置

针对工程量较大的河段，通常实施陆上爆破。施工过程中，在凹槽的上下游同时开工建设，凹槽处需要铺设临时路面，便于渣土车将废渣拉运出去在指定区域临时存放。水上施工作业主要通过挖泥船来清理废渣。

（1）陆上挖土施工：挖槽横断面设计为梯形，如图1所示。B——挖槽标准宽度，B=60 m；H——挖槽水深，H=3.2 m；Δb——施工计算超宽值，Δb=0.0 m；Δh——施工设计超深值，Δh=0.3 m；m——航槽开挖边坡系数，m=3。

（2）为优化河段流态及通航效果，一方面要求挖槽与航道设计值必须一致，另一方面将部分凸嘴清除掉，还可将边线之外的浅点挖掉。依照挖槽后水位及航道水位，确定纵断面的挖槽纵坡，施工后的水面线比减小。

（3）确定抛泥区位置及处理土方：确定抛泥区位置，用于放置开挖产生的土方，能有效增加河床平整度，并加大水流效果。

3.2 陆上钻孔爆破的施工方法

通过勘测发现，该河段的河滩可采用陆上爆破的方法，适宜开挖此处河滩，具体采用分层爆破方案，主要是中深孔台阶，并辅以浅孔。根据水上清礁的具体状况，采用分层技术实现陆上爆破，图2表示CK10+606～CK10+666断面圖。

（1）工艺流程：①进行测量放样；②开始钻孔，深度符合设计标准后将钻杆抬起，钻完所有的待爆破区域，确定钻孔深度达标；③将炸药放置到孔内，并布设导爆线，详细记录各项作业环节内容。导爆线一直延伸到掩体中，接通电源引爆炸药，如果爆破效果未达预期，则需要进行下一次爆破。图3表示陆上钻孔爆破工艺。

（2）中深孔台阶爆破：①孔网直径d=70 mm；②根据孔径倍数计算出超深Δh，最小为8 D、最大为12 D。开挖活动并未明显影响到附近的基岩，取Δh=0.5 m；③根据当地的地质环境，并结合以往的施工成功经验，要达到预期的爆破效果，炸药消耗量q=0.35 kg/m3；④堵塞长度表示为h0，最长为3.5 m、最短为2.5 m；⑤装药密度t=0.85 g/mL。

（3）计算爆破参数及药量：①孔深h，实行分层爆破，各层的厚度不能超过8.0 m，h=H+Δh=8.5 m；②最小抵抗线W，需要综合考虑孔径倍数，若取值25～30倍，则W等于2.5 m；③设定排距b为3.0 m，孔距a=b/0.866=3.5 m。施工过程中，主要根据爆破产生的渣块度，具体调整a、b，当面积固定时，设定较小排距，对应的孔距设置为较大值；④计算药量，通过Q=qawh计算出首排孔装药量，计算等于24.5 kg，因为矿岩存在阻力，之后每排的孔装药量应为27 kg；⑤计算每延米装药量，每节35 cm需要1.75 kgφ70 mm乳化炸药，算出装药量为5 kg；⑥计算装药长度，首排L1=4.9 m，之后每排的L2=5.4 m，图4表示施工断面。

（4）装药和堵塞：实行间隔装药的方法，向孔内填装黏土等进行堵塞，其长度应符合L2标准，图5表示装药结构。

（5）起爆网络：陆上钻孔爆破所用的击发元件为工业用途的电雷管，外层装有铜壳起到防水效果，其起爆元件采用的是不具有导电性的爆管雷管。各排之间采用毫秒延期雷管，为达到起爆效果，并确保安全施工，安装前需严格核验。图6起爆网络。

（6）警戒起爆：正式爆破前，应设定30 min警戒时间，对周边300 m的行人及车辆实行交通管制，并做好相关人员疏散。在各路口安排工作人员，将交通管制及警戒情况汇报给爆破指挥人员，确保没问题后起爆。爆破过后进行安全检查，并放开警戒状态。

3.3 清渣

（1）施工工艺：使用挖泥船将近河处的石渣运送到指定位置，并倾倒存放。安排挖掘机将陆上石渣平推进河道，装上挖泥船后运送到指定位置。

（2）施工方法：采用分条开挖方法，通过挖泥船进行清渣，目的是提高施工质量，结合挖泥船的具体挖宽效率，确定分条宽度。作业过程中，条数的划定需要综合考虑清渣区域的大小，为确保挖掘充分，各分条间需要有重叠，各铲斗间也需要有重叠部分。通过铲斗大臂刻度，控制挖掘深度。当开挖厚度超过3 m时，应综合运用分条分层技术进行开挖，同时还要由施工人员检查开挖情况，判断是否符合作业标准。

（3）弃渣：开挖河道产生的石渣，通过泥驳送到指定位置存放，为防止堆积过高，需要使用测探设备监测抛渣状况。

4 结论

综上所述，该文以某航道整治工程為案例，根据施工现场的地质条件，爆破施工综合运用了分条分层方法，得出如下结论：

（1）针对中深孔台阶开挖，采用爆破方式，可提升开挖面的平整度与光滑度，清理与支护工作量明显减少，便于开展后续作业。

（2）施工方案需达到对岩体稳定性无明显影响，有利于稳固边坡。

（3）该方案降低了超欠挖工作量，有利于节约施工费用，并加快工期，确保施工工程中不影响航道正常通航。

（4）运用英格索兰CDH-901C、CDH-911C液压钻进行陆上爆破，便于施工，作业效率明显提高，通过延长钻杆，每台钻机每个班可钻进180 m，作业效率提高，降低了建设费用。

参考文献

[1]陈建， 汪越， 谢见开. 微差爆破技术在湄洲湾航道三期（Ⅱ阶段）炸礁施工中的应用[J]. 水运工程， 2021（9）： 201-205.

[2]王斐， 闫涛， 李少希， 等. 基于船舶安全通航的厢廊急弯段航道整治研究[J]. 水运工程， 2022（4）： 146-150.