闽江航道疏浚炸礁及桥基坑开挖专项施工方案.docx
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闽江航道疏浚炸礁及桥基坑开挖专项施工方案
1.工程概况
南平至龙岩铁路从在建的合福铁路南平北站引出，向西南途经沙县、永安后穿越鸡公光山过漳平，于九龙江北溪峡顺江向西南至龙岩。
根据铁路线路规划，铁路在南平市两次跨越闽江干流。
南平至龙岩铁路闽江特大桥（以下简称正线桥）及合福联络线闽江特大桥（以下简称联络线桥）跨越闽江，闽江干流为国家IV级内河航道，通航代表船型为2×500t级顶推船队。
本工程为闽江航道疏浚炸礁、桥梁主墩基坑水下爆破开挖及废弃桥墩拆除爆破工程。
航道疏浚炸礁（施工岩层厚度）底标高约51m及55m（黄零），航道宽度150m，航道疏浚炸礁距离峰福铁路最近距离为130m，水深4~8m。
疏浚炸礁总方量约为3.6万方（含超宽、超深，实际工程量以测量核算为准），航道疏浚炸礁平面图见附图1所示。
闽江特大桥17#、18#主墩及合福联络线闽江特大桥10#、11#主墩基坑开挖坑底平面尺寸为36m×26m，边坡按5:
1坡度开挖，爆破深度为9m～10m，基坑水下爆破（施工岩层平均厚度）水下爆破总方量约为4.2万方（实际工程量以测量核算为准）。
基坑爆破开挖距离峰福铁路最近距离（10#墩）为114m，水深8~12m。
桥梁基坑水下爆破开挖平面图见图1-1、图1-2所示。
废弃桥墩拆除爆破工程为原南福铁路闽江大桥废弃桥墩拆除，距离正线桥位上游140m，共19个，本次需拆除3#~11#桥墩（9个），总爆破方量约为5000方。
拆除废弃桥墩（11#）距离峰福铁路最近距离为280m。
距铁路最近距离
图1-1闽江特大桥平面示意图
距铁路最近距离
图1-2合福铁路联络线闽江特大桥平面示意图
图1-4废弃桥墩平面示意图
2.编制依据
A、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》（2006.9.1）；
B、《爆破安全规程》（GB6722—2003）；
C、《爆破法处理水下地基和基础技术规程》（JTJ／T258—98）；
D、《水运工程爆破技术规范》（JTS204—2008）；
E、《水运工程测量规范》（JTJ203—2001）；
F、《疏浚工程施工技术规范》（JTJ319—99）；
G、《水运工程质量检验标准》（ITT$257—2008）；
H、其他同类型工程的施工经验和工程技术总结；
I、相关的图纸和文字等设计资料；
J、工程爆破实用手册。
3.爆区自然地理、水文及其他环境
本工程处于闽江，地形陡峻，山体上植被茂盛、跨越峰福铁路、闽江、朱熹路；桥址区的岩土层主要为岩山早期第二次侵入花岗闪长岩。
桥址跨越闽江地表水系极为发育，流域水流丰沛，年径流总量达623.70亿立方米，径流年际变化比较稳定。
桥位处闽江水面开阔，河道顺直。
3.1礁石特性
礁石岩性为弱风化花岗岩和强风化花岗岩。
强风化花岗岩结构属块状结构，完整程度等级比较完整；弱风化花岗岩岩石属后层状，完整程度为完整，石质较硬。
3.2风况
多年平均风速为1.3m/s，最大风速9.7m/s，极大风速21.1m/s，常风向和强风向均为NNW，频率为10%，全年大于等于8级风平均日数3.0天，大于等于6级风平均日数23天。
各风向频率及风玫瑰图见表1-1，影响该地区出现大风的主要天气系统是雷雨大风，冷空气大风和登陆后的台风大风，尤其是雷雨大风出现时可造成短时10～12级大风。
表1-1夏道气象站2009～2011年各风向频率（%）
站名
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
C
夏道
5
1
1
1
2
7
8
7
7
7
6
6
5
5
6
10
14
3.3降水
多年平均降水量：
1518.2mm
历年年最多降水量：
2136.7mm
历年月最多降水量：
604.8mm
历年日最多降水量：
173.9mm
当地每年降水主要集中在4月下旬至6月下旬的梅雨季节，这个季节的降水量占全年总降水量的37%以上，3～4月的春雨和7～9月的台风季降水量各占全年总降水量的20%左右。
全年大于25毫米降水日数，多年平均16.3天。
3.4水文
（1）水口库区水位特征值
设计死水位：
55.00m（黄零基面，下同）；
设计最低通航水位：
57.00m；
汛期限制水位：
61.00m；
正常蓄水位：
65.00m；
（2）水口库区水位逐时累积频率统计
水口库区水位逐时累积频率统计见表1-2。
表1-2各级水位保证率统计表（2001～2006年）
水位（米）
2001年～2006年
2001年
2002年
2003年
2004年
2005年
2006年
65
0.1%
0.0%
0.2%
0.0%
0.0%
0.1%
0.0%
64
5.3%
11.3%
8.4%
0.7%
2.5%
8.5%
0.5%
63
17.5%
28.2%
28.8%
2.9%
22.1%
18.3%
4.8%
62
34.2%
48.2%
46.4%
10.2%
38.1%
43.2%
19.0%
61
49.9%
60.3%
54.0%
23.8%
45.6%
59.3%
56.8%
60
67.2%
86.4%
64.5%
37.4%
56.5%
78.5%
80.1%
59
78.0%
91.1%
76.0%
52.3%
71.7%
89.5%
87.2%
58
86.8%
95.1%
86.4%
62.2%
84.2%
98.2%
93.0%
57
95.5%
98.7%
95.1%
92.0%
88.4%
100.0%
98.7%
56
99.5%
100.0%
98.0%
99.9%
99.1%
100.0%
99.8%
（3）南平十里庵站迳流特征
十里庵水文站位于南平市城区闽江干流上，位于联络线桥上游约4公里。
设立于1935年6月，为闽江上游控制站，属国家级重点站，有水位、流量、泥沙、水温、降雨和蒸发等观测项目，并担负着闽江的水文情报和预报，1994年终止了流量和泥沙的测验。
统计年限：
1952～1965、1967、1969～1972、1979～1987年
多年平均迳流量：
411.4亿m3
最大洪峰流量：
24200m3/s（1982.6.19）
最枯流量：
142m3/s（1971.8.28）
平均流量：
1304m3/s
（4）不同频率下桥区计算水位
表1-3不同频率下桥区计算水位表
频率
合福联络线
南平至龙岩大桥（正线）
2年一遇
67.04
66.96
5年一遇
68.06
68.02
10年一遇
69.54
69.02
3.5水电枢纽及过往船舶特性
航道所处位置涉及到沙溪口电站及水口电站（表1-4）。
表1-4航道所处位置相关的电站情况
水电站名称
单位
沙溪口电站
水口电站
控制流域面积
km2
25562
52438
多年平均流量
m3/s
778
1690
多年平均输沙量
万t
302
844
多年平均含沙量
kg/m3
0.094
0.158
正常蓄水位
m
88
65
设计洪水时最大下泄流量
m3/s
20300（p=1%）
46700（p=0.1%）
设计洪水位（p=2%）
m
85（p=1%）
64.99
相应坝址下游水位
m
79.4
33.39
防洪限制水位
m
85
61
死水位
m
55
枯水期调节流量（P=90%）
m3/s
258
相应下游水位
m3/s
64.09
库区常年通航300～500吨机动驳，最大800吨。
其中相当部分为自卸式机动驳。
水口坝下现有的货船载重吨多在600～1000吨，由于多种因素制约，水口库区内至今尚未通航过顶推船队。
南平市地方海事局目前按涨水时延福门水位超过66.0m时实施停航。
据调查，目前通过桥区段的船舶每天约30艘次（上、下行，见照片1-1、1-2），另有区间客运班船3艘。
客运班船每天运行时间如下：
照片1-1：
通过废弃桥墩通航孔的运输船
照片1-2：
通过废弃桥墩非通航孔的运输船
客运班船
南平延福门夏道（航程约12km）“锦华号”（48人）
上午7：
20夏道（大洲）8:
20（延福门）
下午2：
00延福门3:
00夏道（大洲）
樟湖板南平延福门（航程约54km）“飞龙号”（41人）
上午6:
30（樟湖板）10:
30（延福门）
下午1:
00（延福门）4:
30（樟湖板）
南平延福门樟湖板（溪口）“九峰号”（160人）
上午7:
30（延福门）11:
00（樟湖板溪口）
下午1:
30（樟湖板溪口）4:
30（延福门）
3.6其他环境
3.6.1水上跨河建筑物
（1）距联络线桥位上游约4.5km和4.0km，有南平双塔闽江铁路大桥和南平闽江（八仙）大桥，距正线桥位下游约4.5km处有南平市夏道大桥，以上三座大桥距拟建桥区较远，对桥区通航环境没有影响。
（2）距正线桥位上游140m，有原南福铁路闽江大桥废弃桥墩19个，本次计划拆除9个废弃桥墩。
（3）距正线桥位下游约4.0km的夏道小鸠（右岸）前沿水域于上世纪六十年代，省林业部门在此建有拦河埂（拦蓄漂木）设施（不跨河）早已废弃，现留有若干个横向和纵向的废弃墩柱，对过往船舶通航有一定影响，但对本工程通航环境没有影响。
3.6.2渔业养殖
本工程附近没有网箱养鱼等养殖业，但在联络线桥位附近水域有捕鱼点，常有小渔船活动，在正线桥位附近偶有小渔船活动，对桥区通航环境有影响。
3.6.3渡口渡船
在桥区附近目前无渡口渡船对渡。
3.7交通环境条件
3.7.1交通流统计分析
（1）交通流现状
据南平市地方海事局介绍，按每年船舶签证量统计，目前航行于南平水口库区段的货船总数约380艘，其中定期签证的船舶约180艘，临时签证的船舶约300艘。
但大部分船舶均不在拟建桥区段通航。
此外，水口库区内的客运航班轮有3艘，每天往返各一次。
另据南平市地方海事局介绍，目前桥区段的通航密度不大，平均每天约30艘次。
（2）交通流预测
根据《福建省内河航运发展规划》预测，2020年闽江干流货运量达1200万吨，其中下行670万吨、上行530万吨。
考虑到货物运输及船舶货载的不平衡因素，按500吨级内河货船平均实载率为85%，以及由于货物流向的不平衡、空放航次约占20%测算，则每年下行航次约为15800航次，上行航次约为12500航次，扣除汛期水位超限以及受恶劣气象条件影响的停航测算每年平均约为25天，预计至2020年平均每天通航的船舶约为85艘次。
若加上小量短程区间零星货物运输及空放航次，则桥区每天通航的船舶流量约为100～120艘次。
3.7.2交通事故统计分析
根据南平市地方海事局对水口库区内水上交通事故统计资料显示，自2005至2007年共发生3起事故，其中船舶碰撞1起，发生在夏道土目洲上游，主要原因是库区航行，船员不注意引起，另外2起为触礁事故，发生在南平市标和双塔铁路桥下，主要原因是枯水季，航道水深减小，船舶超载航行引起，造成船舶翻沉和破损，但没有人员伤亡。
自2008年至今未发生属水上交通事故统计的事件。
据了解近几年来，曾在本工程正线桥位下游附近，发生过船舶触礁事故，船舶撞翻小渔船事故，其主要原因是河段暗礁多，枯水水浅走错航线，小渔船缺乏避让常识造成。
3.8安全保障现状，相关管理规定
3.8.1助航设施现状
为保障船舶安全通航，闽江干流按内河一类航标布设，在跨江桥梁通航孔设置桥涵标；在航道狭窄处抛设界标；在水域宽处设有过河标、沿岸标，以引导船舶安全航行。
南平市地方海事局配备有航标巡逻艇1艘，海巡艇2艘，快艇1艘共4艘，配备船员共12人。
3.8.2海事监管现状
福建省内河水上交通安全管理，由“福建省地方海事局”、设区市地方海事局及县地方海事处，行使《内河交通安全管理条例》、《船舶登记条例》、《船舶和海上设施检验条例》、《水污染防治法》、《海域使用管理法》等国家法律、法规赋予内河港航监督的职责。
拟建工程水域隶属南平市地方海事局辖区。
水域安全监督管理，主要采取船舶签证，现场安全检查，巡航艇巡查等传统手段。
目前，南平市地方海事局已建立起安全监管与应急处置平台，并在重点水域安装监控探头，可实时监控水域活动动态。
3.8.3相关管理规定
（1）桥梁建设或管理单位、施工单位应严格执行的相关管理规定主要有：
执行《中华人民共和国水上水下活动通航安全管理规定》，向当地海事管理机构申请办理《中华人民共和国水上水下活动许可证》。
（2）执行《中华人民共和国航道管理条例实施细则》，建设桥涵标志，桥梁河段航标并负责建设和维护管理费用；禁止向河道倾倒泥沙、石块和废弃物；及时清除施工遗留物等。
（3）施工船舶应按《中华人民共和国船舶最低安全配员规则》配备足以保证船舶安全的合格船员。
（4）施工船舶的适航区域要符合航区要求，所有的施工船舶包括打桩船、起重船、驳船、交通船、运输船等，都应持有船检部门签发的有效证书。
（5）施工船舶应遵守《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》。
禁止向内河水域排放船舶垃圾、生活污水。
按照相关规定处理机舱污水以及残油、含油污水等其他残余物质。
（6）施工船舶应遵守《中华人民共和国内河避碰规则》，实行航行和避让的相关规定；按船舶在航行、掉头、停泊等不同行动方式，按相关规定显示号灯和号型。
4.工程与通航环境的相互影响
4.1强对流、暴雨恶劣天气的影响
暴雨会导致能见度降低，影响船舶正常航行，对施工作业安全也会造成影响。
暴雨时建议暂停施工作业；桥区段附近有时突然出现强对流恶劣天气，风力会超过7级。
2013年3月21日桥区下游樟湖板渡口，渡船航行遭遇强对流天气，导致渡船倾覆，造成11人遇难的事故。
施工作业遇到强对流天气，应停止作业，并加强防范。
4.2台风期的影响
每年7月中旬至9月下旬为台风盛行期，台风影响极大风速达12级。
台风期间给航行船舶安全构成严重威胁，为保证现场施工和过往船舶的安全。
大桥建设指挥部、施工单位应与海事部门、气象部门加强联系，及时发布台风信息，做好防台工作，必要时由海事部门采取禁航措施。
由于这个时期亦是雷暴雨多发期，施工单位还应做好防雷暴雨的安全措施。
5.航道工程爆破对既有峰福铁路的影响
既有峰福铁路距航道炸礁爆破作业区最近距离约130m，对峰福铁路的安全运营须重点考虑，根据爆破工程的特点，从以下几个方面考虑保障峰福铁路的安全。
（1）起爆时间
项目部应严格根据峰福铁路的列车运行时刻表制定本工程的起爆时间，爆破施工必须在爆破施工必须在无列车通过时间内进行，根据工务段提供的列车通行时刻表及驻站联络员的信息进行施工，严禁在有火车通过本段工程施工范围时进行起爆作业，保证沿线运行列车不受爆破施工的影响。
（2）爆破参数
设计爆破参数时应充分考虑爆破对峰福既有铁路路基的影响，通过控制单段最大药量来控制爆破震动对峰福铁路路基的震动，将爆破震动限制在小于火车运行时产生的震动。
（3）施工过程监测
爆破工程开始初期，应进行小药量试爆，起爆时须安排专人对峰福铁路的爆破震动进行实时监测。
在确认对峰福铁路路基及列车通行没有影响后逐步加大起爆药量，在确认安全后使用设计药量进行施工。
6.水下炸、清礁施工方法
6.1施工测量控制
6.1.1平面控制
6.1.1.1施工区平面控制网点的布设
布设的平面控制网点必须满足《水运工程测量规范》（JTJ203—2001）及相关技术文件要求。
①施工基线方向的允许误差值±12秒；
②施工基线长度的允许误差值l／10000。
平面控制点标志及埋设按业主的技术文件要求执行。
6.1.1.2施工船舶定位
根据业主提供的平面控制点，选用最佳的定位控制点。
炸礁船采用RTK—DGPS定位（精度：
±3cm+1ppm）技术，在岸上设立RTK—DGPS基准站控制点，由RTK—DGPS定位系统把炸礁船上的钻机孔位的平面位置显示到电脑显示窗口，定位时，移动锚具，使实测孔位与设计孔位点的平面偏差控制在0.2m以内。
6.1.2高程控制
根据设计提供的水准点引至施工区，炸礁时，根据实时水位数据对炸礁船上的RTK仪器进行水位校正，以便能够正确控制钻孔的深度。
炸礁船进行施工时，直接能从电脑上观测得到实际水位高程。
6.1.3水深测量
水深测量采用GPS定位系统进行测量定位，测深则使用回声测深仪。
测量的内、外业均使用计算机处理数据。
利用《水深测量自动化成图系统》软件，可实现计算机导航测量、同步采集定位座标和水深数据，以及内业数据处理，包括潮位改正、水深数据编辑和计算机成图。
水深测量作业将严格依照交通部颁发的《水运工程测量规范》（JTJ203．2001）进行。
6.2施工工艺流程
施工准备
设备进场组装
非电雷管检测
起爆体加工
水上航道安全警戒
发警报
网路连接、检测
装药
起爆
检查炮孔质量是否合
钻孔
钻爆平台定位
清礁
清礁船定点
测量验收
6.3水下爆破总体施工方案
6.3.1概述
根据该爆区地形状况、开挖深度和周围环境，结合现场情况，采用水下钻孔爆破方法进行施工。
拟投入平底炸礁船一艘，锚艇一条。
炸礁船上有高风压潜孔钻机，孔径规格为中138mm。
6.3.2水下爆破施工总体方案
根据该爆区地形状况、开挖深度和周围环境，结合现场情况，闽江航道疏浚炸礁采用水下钻孔爆破方法进行施工。
采用水下钻孔爆破，平台作业船钻孔，一次钻孔至设计要求高程（包括超深），疏浚炸礁施工时对航道浅点区域分区按排钻孔爆破，从航道一侧向另一侧顺序推进，航道炸礁进行一段时间后，清渣船可从距炸礁位置100m以上的安全距离开始清渣，炸礁与清渣同步进行，以加快施工进度。
桥墩基坑水下爆破施工时先从桥墩中间开始按排钻孔爆破，然后向两侧放坡方向推进，爆破至放坡处排距减小至50mm，以保证边坡的平顺度。
边坡处根据边坡底高程钻孔至边坡线处（包括超宽），钻孔角度为垂直孔，边坡坡度为1:
5，施工至边坡时，按放坡要求每排间隔改为50mm，以保证边坡的平顺度。
6.3.3工程设备
本工程处于闽江上游，距离出海口较远，将采用当地租借船只、焊接拼装成所需作业平台，然后将钻机、空压机、抛锚设备、定位设备等由陆运至施工地点，再在当地现场安装到位，进行相应的机械设备调试后即可投入工程。
施工总体布置包括：
场内外施工道路、风水电系统、临时房建。
①施工道路
场内交通：
使用平台作业船。
②机械设备
爆破钻孔：
钻孔机具安设在浮平台上，同时装有抛锚的锚机6台，用于施工定位的RTK系统一套。
钻孔平台示意照片2-1
照片2-1钻孔平台示意图
照片2-2清渣平台示意图
石渣清理：
爆破完毕后，爆破产生的石渣，采用φ-60浮箱拼组的浮体上长臂挖掘机进行开挖。
石渣采用大船运到弃渣场进行改造作为建筑材料。
清渣平台示意图如上（照片2-2）
爆破钻孔、石碴清理浮平台或采用长30m,宽10m的方驳，抛设八字锚定位，锚缆长度不小于50m。
b.供电
船上发电机供电。
主要需用电施工机械设备有：
抽水机、电焊机等。
其用电量，根据各种施工机械同时运转的组合情况而定。
6.4施工现场清理与准备
（1）爆破作业前，应对施工现场和其它项目进行清理，完成与爆破作业无关的拆除工作；合理安排钻孔作业机具的位置，所有炸药均由炸药库提供和保管。
（2）在爆破作业地段、必须设置明确的工作范围标志、并安排警戒人员。
（3）进入爆破作业现场的工作人员，要佩戴胸标或臂标,爆破员应随身携带“爆破作业证”。
（4）施工作业期间,严禁与爆破作业无关人员进入现场.
6.5抛锚移船
钻爆施工船舶抛设六具锚，首尾两具中锚，锚缆长100～200m；两侧共四具边锚，锚缆长80～150m。
采取梅花状布孔的施工方法进行施工。
在水下钻孔定位时，利用具有RTK—DGPS全球卫星定位系统进行钻孔定位。
先在岸上开阔位置设置基站，并在炸礁船上设置移动站，按爆破设计的孔距、排距将钻孔排位预先绘制到GPS测量软件中，由RTK—DGPS定位系统把炸礁船上的钻机孔位的平面位置显示到电脑显示窗口，定位时，移动锚具，使实测孔位与设计孔位点的平面偏差控制在0.2m以内。
根据钻孔时的水位计算该点的钻孔深度。
要求一次钻爆到设计深度。
起爆时，施工船舶移开爆区一定安全距离。
施工船舶锚缆设置示意图
绞车
水流方向
主锚缆
横锚缆
施工船舶
主锚缆
6.6布孔、钻孔
采用梅花形布孔,起爆时采用微差起爆的顺序，利用其空中碰撞达到块度均匀的效果。
6.6.1钻孔孔径的选择
钻孔孔径选138mm，采用高风压钻机钻孔。
6.6.2钻孔深度的控制
一次打孔到设计底高程（加超钻深度）。
6.6.3钻孔精度的控制
（1）钻孔位精度
钻孔作业应尽可能地按爆破设计的炮孔间距和排距钻孔，在实际钻孔时，由于受地形、地质等因素的影响，不能完全准确地按设计的位置钻孔，但是，为了保证爆破效果，钻孔孔位误差为±10cm，对于一些不能按设计钻孔的炮位，应适当地前后左右移动，不能轻易地取消炮孔，必须严格地控制孔位精度。
（2）钻孔角度的精度
为了控制爆破飞石，在钻孔作业时，特别是同一排炮孔，倾斜角度的误差不能大于±5度。
（3）钻孔深度的精度
无论是一次性爆破，还是分层爆破，钻孔孔深（包括超钻）是十分重要的，深度不够，爆破效果就不好，因此必须严格控制钻孔深度，一般误差不应大于±30cm。
对于个别的堵孔、卡孔现象，应做好处理工作，用炮棍捣通或用高压风管吹通，否则，应重新补空。
（4）钻孔数量
因网路联结采取单孔单段形式，且采用孔内单孔单段网路联接方式，为了减少放炮时对周围的干扰，应尽可能地减少爆破次数。
6.6.4钻孔技术
（1）钻孔平台的修建
平台要平整，便于钻机行走和作业，在施工时，可采用小爆破，挖掘机整平的方法，为钻机修筑平台。
（2）钻孔技术
①钻孔质量标准
孔位、孔深、角度符合爆破设计的要求，误差在允许的范围内；孔口完整、孔壁光滑、孔身直顺。
②钻孔要领
钻机操作手应掌握钻机的操作要领，熟悉和了解设备的性能、构造原理及使用注意事项，有熟练的操作技术，并掌握不同性质岩石的钻凿规律。
6.6.5验孔
钻孔完成后施工人员通过测深绳放入转机套管内检查孔深是否到位。
6.7装药与堵塞
6.7.1装药
（1）每个孔口应由专人负责，记录装入各孔的炸药品种和数量，并与设计数量核对无误后，再填卡、签字或盖章，交爆破负责人。
（2）装药前应与当地气象，及时掌握气象资料尽量选择晴天进行装药填塞。
（3）装药工作时，应在爆破工作技术人员指导下进行。
（4）使用合适炮棍进行装药，在装药过程中引导炸药保证顺利装药和保证一定的堵塞长度。
（5）爆破中水孔的处理：
采用乳化炸药，只将堵塞段的水处理掉即可，并尽可能缩短水孔装药到起爆的时间。
（6）起爆雷管必须按设计要求放入孔内，并在周围用炸药将空隙填满，同时将雷管的导线引至孔口保护好。
6.7.2堵塞
（1）堵塞开始前，应根据设计要求备足填塞材料，堆放在孔口附近。
（2）装药完毕后，药室中间采用空气间隔堵塞，孔口采用细沙料充填，项部不留空隙。
（3）堵塞时，应由专人负责检查督促堵塞质量，堵塞完毕，应进行检查。
堵塞示意图：
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