爆破切割解体、打捞马当沉船.pdf

第 “ 卷第 期 ““ 年 月 爆破 “,AB-7,,A78 4DA,6D，;78 ““““，;76） ;9565378 FA’8A6G H’A 6 ED7I,7 EF 7 J6K678 L69,AE，M6E978 F6A6G,9,AE 67K GF,G,7969’7 G,979A’KD-,K 3,7-, -67 M, A,H,AA,K MO 9G6A ,787,,A78E 178；M6E978 收稿日期 ““ . “2 . 作者简介 沙祖光 （P/ . ） ， 男； 重庆 长江重庆航道工程局副总工程 师 沉船概况 曾为军事要塞的马当位于长江下游江西省彭泽 县境内， 在抗日战争时期为阻滞日军进攻武汉， 当时 的中国政府在马当关塞构筑工事， 增修炮台， 沉船布 雷， 实施浩大的封江工程， 形成历史上有名的 “马当 阻塞线” 。据 中国战时交通史 记载 马当沉船 / 艘 （不包括木船） ， 总吨位达到 PP2 9。 从 P/ 年沉船至今已过去了 Q“ 多年， 新中国 建立后， 马当沉船历经过多次局部和零星打捞， 由于 规模有限或目的不同， 沉船的完整性已遭到破坏， 而 对航道状况却无根本改善。至 “ 世纪 /“ 年代， 马 当河段因河势演变， 漕口深泓线移入未经打捞的沉 船区， 造成航道弯曲、 浅险， 严重阻碍航行。每年枯 水季节航道部门均需投入大量人力、 物力， 采用疏 浚、 爆破等手段进行航道维护。 打捞方案 ““年经交通部批准， 实施马当沉船打捞工 程。设计航道标准为 航深 G、 航宽 ““ G、 弯曲半 径 “““ G。设计打捞范围 长 00“ G、 宽 ““ G。工 程重点为打捞、 清除铁质沉船 P 艘及可能发现的水 雷。 沉船打捞方案， 施工图设计为 “整体打捞” 与 “解 体打捞” 二套方案。在一期工程实施中，“整体打捞” 方案受阻。由于马当沉船历时久远， 河床演变巨大， 所有沉船均不同程度被深埋在泥沙之中， 并且沉船 舱内外堆有大量石块、 水泥块、 竹纤藤、 铁丝笼等障 碍物， 加之沉船曾经被破坏性打捞 （以取废铁为目 的） ， 船体已无完整性， 沉船残骸同时还存在许多威 胁潜水员的安全的锋利 “快口” ， 采用传统的打沙清 舱手段极为困难， 难以实施整体打捞。 二期施工确定采用 “解体打捞” 方案， 并对如何 “解体” 进行了有益的探索。按常规的解体方法 以 小药量聚能爆破切割， 配合链锯， 再分段起吊。但马 当沉船有其特殊性， 沉船中原国营中华招商局的 “新 丰” 号、“江裕” 号等均属千吨级的大型铁船， 加上舱 万方数据 内的块石、 泥沙难以清除， 即便分割成几段， 每段仍 重达数百吨， 在泥沙的吸附作用下， 长江上的百吨级 浮吊难以胜任， 而且潜水员作业也很困难。 通过试验， 以 “ 沉船为例， 采用条状药包爆破 切割解体沉船， 再以重型抓斗挖泥船抓捞清除爆破 后残骸的方案， 比较切合马当的实际工况。此种方 法借鉴于海军经验， 中国海军曾以如何快速清除港 口阻塞沉船为题， 进行过研讨、 试验， 并确定采用以 条状药包 “外部切割， 内部爆轰” 使沉船分解成若干 片、 块， 然后以重型抓斗式挖泥船进行清除。东海舰 队与上海救捞局等单位合作， 应用此法， 已成功清除 打捞起数千吨至万吨级的沉船。 “施工方法 “施工程序 基坑开挖 潜水探摸沉船 分段爆破设计 方案 局部吸沙 （打洞） 条状药包布设 起 爆网路连接 移船起爆 抓捞清除残骸。 “工艺要点 “分段爆破 考虑到内河施工条件 如药包量控制、 设备规 模、 回淤等问题， 必须进行分段爆破施工。根据已有 沉船资料， 按船体总长尺度大致确定分段数及分段 长度， 图 为 “ 号沉船爆破分段示意图。 “沉船系原中华招商局所属的大型客货轮 （ “新丰” 号） ， 钢质结构， 船舶吨位大约为 ’’ 。沉 船全长约 * ， 于中部折断， 型宽约 ’ ， 呈南北向 横卧江底。船体全部被泥沙淤埋， 沉船顶部高程约 为当地航行基面下 , ， 底部高程约为当地航行 基面下 。爆破分为 , 段进行， 平均每段长约 ’ 。 图 “ 沉船爆破分段示意图 （单位 ） 分段施工顺序以水流方向及沉船状况而定， 顺 江宜从上游至下游方向逐段进行施工； 横江宜从浅 埋区至深埋区逐段进行施工。 “基坑开挖 使用 , - . “抓斗式挖泥船开挖基坑， 能够有 效的清除沉船周围的淤泥及石块、 木船残骸等障碍 物， 尽可能靠近沉船船体。基坑开挖平面控制， 根据 分段施工顺序， 以 /01 定位系统或岸上导标控制开 挖范围。基坑开挖深度控制， 以潜水检查达到沉船 底部为目的； 沿船底周边能布设条状药包， 方便潜水 员作业为标准。为确保潜水员安全， 基坑开挖必须 形成相对稳定的边坡。 ““潜水探摸沉船 基坑开挖成形、 沉船分段暴露后， 由潜水员潜水 探摸沉船船体情况是十分重要的环节。必须根据潜 水探摸掌握的沉船实际情况， 包括已暴露的局部船 长、 型深、 钢板厚度、 上层建筑、 舱内状况及沉船姿态 等来确定下一步工作。不具备布设药包进行爆破的 条件， 则需继续补挖基坑或局部打沙， 使船体钢板完 全暴露出来。已具备布药条件， 则根据具体情况制 定分段爆破设计方案， 确定一次爆破用药量。 “,药包加工 爆破器材选用本着安全经济、 来源方便的原则。 炸药选用当地生产的乳化炸药， 已可满足防水和爆 力要求。雷管选用金属壳 .2电雷管， 以电容式高能 起爆器起爆。由于水下情况复杂， 爆破网路极易受 损而造成瞎炮， 采用电爆网路便于检查发现故障， 及 时采取应对措施。 装药量计算参照水中非接触爆破的通用经验公 式进行计算 “ 3 式中 为水中非接触爆破的装药量 45； 3为水中 非接触爆破的材料破坏系数， 取 “ ’’； 为船体钢 板的厚度， 取’’’ ； 为装药中心至爆破钢板的最 大距离， 平均取 ’’ 。 爆破船体钢板计算装药量 “ . 45。为达到 爆破切割的效果， 实际爆破采取连续装药， 每延米装 药量为 . 456。 药包为条状结构， 可按’ 规格， 根据需要加 工成 、 “ 、 , 等不同长度备用。药条外采用高 强度橡塑材料制成的软式管带包装， 药条在下水前 安装起爆雷管， 并扎住两头， 加上配置 （7） 完成包 装。此种条状药包， 柔软、 牢固， 便于吊放、 布设。 “药包布设 以编号 “ 沉船第一段爆破布药示意图为例 （图 ） ， “ 沉船钢板厚度， 底板约 ， 侧板约 . - ’ ， 铆钉结构。药条布置以纵向为主， 沿底板 与帮板结合部位布设， 横向在分段交界处布设。为 加强解体效果， 在分段船舱中部设置加强药包 （ 药 条并用） 。第一段爆破总装药量约 8’’ 45， 分 “ 段延 时起爆。 *.爆破’’“ 年 月 万方数据 图 分段爆破布药示意图 （单位 “） 说明 ） 药包编号按水下布药顺序排列， 便于潜水员 水下作业及爆破网路联线。 ） 药包 、 ’、 、 水平摆放， 作用于船 底切割。 ） 药包 、 * 竖向悬挂， 作用于帮板切割。 ） 药包 、 并列摆放， 加强爆破解体。 此项工作潜水员作业是关键， 水下爆破切割的 效果在药量一定条件下， 完全取决于药包与钢板贴 近的距离。距离越近爆破效果越好， 距离越远效果 越差， 超过一定距离则完全无效。潜水员在作业时 曾采用插钢钎、 捆扎尼龙绳等许多措施来固定药包、 增强爆效。 移船起爆 水下药包布设完备， 爆破网路联接导通、 检测电 阻无异常即可进入移船起爆。船舶移位时须特别注 意保护爆破网路的安全， 稍有疏忽失误就可能损伤 线路， 导致产生瞎炮难以处理。 ,抓捞清除 起爆后挖泥船可随即返回爆破区进行定位， 抓 捞清除已经分割解体的沉船残骸。马当二期施工使 用的 - “型抓斗挖泥船， 抓扬 . 提升能力可达 ** /， 抓扬 .可达 * /， 配上特制的重型抓斗， 抓捞 效果极佳。抓捞起来的沉船残骸形状各异， 有球状 的大型锅炉 （蒸汽机动力） ； 三角形的船艏结构； 长条 状的船壳帮板； 尺度与重量最大的船壳底板， 长达 * 余 “、 宽约 “， 出水后重量超过 * / （在水下 状态因水压及淤泥吸咐作用， 抓捞重力负荷高达 * 余 /） 。 在爆破切割解体效果好的情况下， 挖泥船只需 个艘班就可完成一段的抓捞清除工作， 随即转入 下段的基坑开挖。 采取分段爆破解体， 挖泥船抓捞清除的施工方 法， 按照基坑开挖、 潜水探摸、 布药联线、 移船爆破、 抓捞清除的施工程序， 每一循环所需的时间大致为 , 0。 爆破安全 爆破区离南岸长江防洪大堤最近距离约 ** “， 属重点保护对象。分段爆破总装药量控制在 *** 12 以内， 以毫秒雷管分 段微差起爆 （潜水安 放药包， 不宜分段过多） ， 最大一段起爆药量约 ** 12 。 按常用爆破地震质点振速公式计算 “ （ ） ’ “ 3“45 式中 为质点垂直振速， 3“45； 为安全距离， 取 ** “。 为最大一段起爆药量， 取 ** 12； 为介质 系数， 取 **； ’ 为衰减指数， 取 。 参照国家有关爆破地震的破坏判据， 按控制药 量进行分段爆破， 长江防洪大堤在安全距离范围以 内。 为长江航行船舶的安全， 采用起爆前短时间禁 航控制的办法， 在确定无船舶通过的情况下通电起 爆。 爆破区水深普遍超过 “， 可不考虑飞石影响。 效果评价 ） 马当沉船打捞二期施工， 采用爆破切割解体、 抓斗挖泥船打捞清除的方法， 共计打捞清除沉船 艘 （6、 6、 6、 6、 6、 6） ， 施工时间约 ** 0， 施 工质量通过扫床、 磁探验收合格。 此种施工方法的特点是 打捞清障速度快， 效果 好， 水下作业时间短， 比较适合不需要整体打捞的沉 船以及工期紧、 工程量大的打捞工程。 ） 沉船切割解体属于控制爆破， 分段爆破用药 量不大， 对周围环境影响较小； 抓斗挖泥船对于基坑 开挖、 潜水作业、 爆破定位、 打捞起吊均可胜任， 设备 利用率高， 施工成本相对较低。 ） 水下爆破切割工艺的要点是， 条型药包应尽 可能贴近船体钢板， 起爆网路必须联接可靠。工艺 的难点是船底板爆破、 抓捞， 由于船底淤埋较深， 而 船底壳钢板厚、 结构复杂不易破坏。底板清除一靠 设备、 二靠技术， 挖泥船提升能力要强， 抓斗结构及 斗齿必须牢固； 对应技术措施得当， 如局部爆破、 换 位突破等。 ,-第 * 卷第 期沙祖光爆破切割解体、 打捞马当沉船 万方数据