鑿岩棒水下環保碎岩施工工法

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》是中交廣州航道局有限公司、中國港灣工程有限責任公司完成的建築類施工工法，完成人是潘永和、張勝康、蘇紹鑫、劉毅光、吳院生。適用於沿海、內河水域、自然保護區、水產養殖區等對環境保護要求高，對水擊波、振動波和水體污染較敏感的生態敏感區水域的水下環保碎岩施工，也適用於臨近碼頭、護岸、船閘、船塢等建築物或城市、村鎮的水域和建設期內不能停止港口生產、船舶通航密度大的港池航道工程的水下環保碎岩施工。

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》主要的工法特點是採用抓鬥挖泥船配備鑿岩棒構成鑿岩系統進行水下碎岩預處理施工；採用DGPS定位系統、疏浚工程電子監控系統等一整套集成系統監控指導施工；採用機械作用方式碎岩。

2011年9月，《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：鑿岩棒水下環保碎岩施工工法
• 工法編號：GJEJGF294-2010
• 完成單位：中交廣州航道局有限公司、中國港灣工程有限責任公司
• 主要完成人：潘永和、張勝康、蘇紹鑫、劉毅光、吳院生
• 套用實例：廣州港出海航道二期蓮花山東航道工程
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

沿海及內河航道與碼頭的建設中，水下土石方開挖工程不可避免地會遇到硬質岩土。而隨著中國國家海洋環境法律法規的完善和對水資源保護及漁業養殖的重視，傳統的爆破碎岩施工方法將受到更多的限制。擴建期內港口生產和船舶通航不能中斷，對爆破作業的安全性問題將提出更多要求。這就需要有利於海洋環境保護和滿足通航安全要求的新施工方法。

廣州港出海航道二期蓮花山東航道工程和國華寧海電廠進港鞋子礁清礁浚深工程等工程中遇到了施工區域毗鄰碼頭建築物和海上養殖場，只能間歇性封航施工保證高潮期間大型船舶安全通過、不能使用炸藥爆破傷害魚蝦類養殖物和水生生物、污染水體等技術難題。

中交廣州航道局有限公司對鑿岩棒水下碎岩施工工藝進行了專項研究，掌握了“鑿岩棒水下環保碎岩施工技術”這一關鍵技術，開發了《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》。

工法特點

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的工法特點是：

1.採用抓鬥挖泥船配備鑿岩棒構成鑿岩系統進行水下碎岩預處理施工，用同一艘挖泥船配泥駁進行碎岩和清礁，配置簡便經濟，無需增加其他船舶和人員（圖1）。

圖1 抓鬥挖泥船及鑿岩棒系統配置圖

2.採用DGPS定位系統、疏浚工程電子監控系統等一整套集成系統監控指導施工，確保施工精確、快捷。

3.鑿岩棒碎岩後岩土膨鬆率很小，通常僅為10~15厘米，對通航水深影響不大，更能滿足擴建期內的通航要求。

4.採用機械作用方式碎岩，操作安全可靠，作業時產生的水擊波和振動波的能量較小，對周邊水域環境和建築物的安全影響不大，其衝擊波峰值遠小於魚類可承受的安全值。對鑿岩棒施工安全距離的研究形成了特有的關鍵技術。

5.沒有像爆破炸礁施工時炸藥等化工原料給水體造成的污染，更符合建設工程日益嚴格的環保要求，特別適用於沿海、內河水域，特別是自然保護區水域內的施工。

6.不涉及雷管、炸藥的使用，也不存在炸藥等化工原料給水體造成的污染，辦理施工手續更便捷，作業時間不受夜間、雷雨天氣的限制，有利於施工安排和工期保證。

操作原理

適用範圍

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》適用於以下各種水域、工況的水下環保碎岩施工：

1.沿海、內河水域、自然保護區、水產養殖區等對環境保護要求高，對水擊波、振動波和水體污染較敏感的生態敏感區水域。

2.臨近碼頭、護岸、船閘、船塢等建築物或城市、村鎮的水域。

3.建設期內不能停止港口生產、船舶通航密度大的港池航道工程。

工藝原理

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的工藝原理敘述如下：

在挖泥船的抓鬥吊機上裝鑄鋼製造的鑿岩棒，施工時將其提升到一定高度後自由落下。依靠重力作用衝擊海（河）床岩體。由於鑿岩棒具有一定的重量和落高，產生的重力勢能遠遠大於浮阻力，因此使被衝擊岩體在一定範圍內破碎。

海底的岩石表面受到衝擊力的作用時，先在接觸處產生彈性變形，隨後出現微裂紋，然後逐漸形成放射裂紋，岩石表面突然破裂，最後出現岩體破碎。

這種方法的特點是接觸應力瞬間可達極高值，應力比較集中，所以儘管岩石的動硬度要比靜硬度大，但仍易產生裂紋。而且衝量愈大，岩石脆性愈大，愈有利於裂隙發育。因此，用不大的衝擊能，就可以破碎較堅硬的岩石。

鑿岩棒碎岩施工產生的振動波及範圍與鑿岩棒的重量有關、產生的水擊波與鑿岩棒的形狀有關。不同形狀的鑿岩棒，將產生不同的入射應力波形。一般而言，細長狀鑿岩棒入射波的振幅小，波長長；短粗狀鑿岩棒入射波的振幅大，波長短。改變入射波的形狀，主要是改變鑿岩棒的形狀，可以產生不同的碎岩效果。套用該工法時可根據所在工程的具體岩質條件選擇合適形狀和重量的鑿岩棒，幾種不同形狀和重量的鑿岩棒參見圖2所示。

圖2 幾種不同形狀和重量鑿岩棒的外觀

施工工藝

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：

工藝流程

施工工藝流程見圖3。

圖3 施工工藝流程圖

操作要點

一、施工區平面控制點布設

1.平面控制點檢驗

將差分式全球衛星定位系統（DGPS）天線放到各個控制點上進行數據採集，把採集到的數據用XYPLOT軟體進行處理，將處理得到的平面坐標與控制點已知坐標進行比較並驗證平面控制點，以證實誤差符合交通部《水運工程測量規範》的要求。

2.平面控制點的布設

根據業主提供的經過驗證的平面控制點，各施工區選用最佳的定位控制點控制整個施工區。施工船定位採用DGPS進行，接收離工程施工區最近的差分站發射的固定頻率數據鏈，以此作為定位的基準數據，精度為±1~3米。

3.浚前水下地形測量

測量船：採用適合工程所在地工況的專用或由機動船改裝的測量船，測深儀換能器安裝在距測量船船臘1/3~1/2船長位置，DGPS接收機天線與測深儀換能器置於同一鉛垂線上，DGPS接收機與測深儀的數據採集同步進行，確保測深點與定位點完全重合併做到測深定標與定位時間完全同步，從而保證測深質量。

水位控制：根據設計資料，依據實際情況和規範要求在施工區附屬檔案設立施工水尺，並設定自動驗潮儀和潮位遙報儀，實時記錄並傳報潮位變化情況，以作測量水位修正。

水下地形測量成果整理：根據外業測量成果，整理水下地形圖、等深線圖等，疊套地質成果資料，形成指導施工的浚前圖。

二、施工準備

1.辦理水上、水下施工作業許可證、廢棄物海洋傾倒許可證、航行通告等必要手續。

2.根據計算機導航畫面將挖泥船移入施工區就位。

3.船體定位系統（錨鏈系統、鋼樁系統）選擇：在施工水域受限或施工干擾較大的情況下或施工區域較小，礁石面積小要求定位精度較高時使用鋼樁系統進行施工；在施工水域條件許可的情況下採用錨鏈系統施工。

三、鑿岩棒選擇

1.鑿岩棒的重量

主要根據礁石形態、岩層厚度、船舶設備的起重能力以及兼顧施工成本等因素進行選擇。一般情況下，岩塊硬度較大，岩層較厚時應採用重量較大的鑿岩棒施工；而岩層較薄、岩石強度不大、只需鑿一次就可以達到設計深度時可選用重量較小的鑿岩棒施工。在安全距離允許的範圍內，適當增加鑿岩棒的重量可提高水下碎岩的施工速度。

2.鑿岩棒的形狀

前端為斧頭形狀的鑿岩棒對較大面積的岩盤有較好的破碎效果。這種鑿岩棒一般頭部兩側呈楔形，並以弧形流線向鑿岩棒中上部過渡，轉變為直立式，其形狀有利於鑿岩棒的能量只向兩側傳遞，增加對岩土的破壞作用，並且在鑿岩棒嵌入岩土過深時可減少棒身側向的摩擦阻力，使鑿岩棒更易提起來。鉛筆形狀的鑿岩棒可產生集中的衝擊荷載，如果下層的岩石比較硬，建議使用筆狀鑿岩棒。

3.安全距離要求

鑿岩棒是在一定水深條件下依靠鑿岩棒重力作用衝擊岩體破岩，其產生的衝擊波和振動波會對水生生物或周邊的建築物造成影響或傷害。施工中產生的振動波及範圍與鑿岩棒的重量有關、產生的水擊波與鑿岩棒的形狀有關，因此當施工區域靠近養殖區、海洋生物保護區或建築物時，選擇鑿岩棒時需考慮鑿岩棒產生的衝擊波和振動波對養殖物、水生生物和建築物的影響。由於鑿岩棒破岩和炸藥水下爆炸破岩除了能量釋放速率不一樣外，其他效應基本相同，所以其產生的振動波、衝擊波等可以參照炸藥水下爆炸對魚類等水生生物和鄰近建築物能否造成傷害或傷害程度作為判斷的依據。把鑿岩棒的衝擊能折算成產生等量能量需要的硝鉉類炸藥用量，計算鑿岩棒施工對水生生物和鄰近建築物的危險區半徑。因忽略了較多的阻力，因此計算所得水生生物和建築物危險半徑安全係數比實際的大。根據現場的監測結果，表1的安全距離滿足水生生物和建築物的安全要求。表中列出的安全距離是按不同重量的鑿岩棒提升到15米高度下放碎岩進行計算的半徑距離。

表1 鑿岩棒施工對魚類和建築物的安全距離

序號	鑿岩棒重量（噸）	相當炸藥量（千克）		水生生物安全距離（米）	建築物安全距離（米）	備註
1	8	0.3		20	7	╱
2	11	0.4		23	8	╱
3	14	0.5		26	8	╱
4	16	0.6		28	9	╱
5	19	0.7		31	9	╱
6	22	0.8		33	10	╱
7	25	0.9		35	10	╱
8	27	1.0		37	11	╱
9	30	1.1		38	11	╱
10	33	1.2		40	11	╱
11	36	1.3		42	12	╱
12	38	1.4		43	12	╱
13	41	1.5		45	12	╱
14	44	1.6		46	12	╱
15	46	1.7		48	13	╱
16	49	1.8		49	13	╱
17	52	1.9		50	13	╱
18	55	2.0		52	13	╱
19	57	2.1		53	14	╱
20	60	2.2		54	14	╱

註：上表建築物以重力式碼頭作為參考，取安全振動速度為5厘米/秒。

四、確定施工方案

選擇試驗區域：根據工程實際情況，可以通過試鑿作業為確定鑿岩棒的重量和形狀、鑿岩布點間距以及鑿岩棒提升高度提供依據。一般根據地質資料選擇岩石抗壓強度最大的區域作為試鑿區，以不同的組合參數按一定的距離分塊試驗，一般分塊大小30米x30米比較合適。可根據試鑿結果和對岩石強度的了解調整各鑿岩施工參數。

確定鑿岩布點間距：鑿岩布點間距要綜合考慮鑿岩棒的大小、形狀和岩盤的層厚及硬度。一般情況下，鑿岩棒的布點距離控制在斧頭形鑿岩棒厚度或者鉛筆形和多齒形鑿岩棒直徑的1.5~2倍左右，參見圖4。

圖4 鑿岩棒尺度示意圖

鑿岩棒的布點間距可參見表2。

覆蓋層清挖：主要目的是減少岩石表層存在的軟質土削弱鑿岩棒的能量、確定礁石區的具體範圍、厚度、礁石區邊界的地質情況。覆蓋層清挖過程中要注意泥層厚度及土質類別，存在粒徑較大碎石時施工應使用長齒的石斗。在不影響施工效率的情況下，應儘可能一次開挖到設計標高，以減少鑿岩棒施工的面積。

五、碎岩操作要點

1.根據施工區岩層性質、厚度及分布、潮流方向及流速、風向風力等因素，確定合適的施工操作方案。

2.查驗DGPS定位顯示系統上的方位數據及施工區數據是否正常。

3.將鑿岩棒吊起，棒尖靠近水面，這時將儀表上的基準高度復位，並根據潮位數據和施工水深設定水深補償值。

4.根據施工計畫和計算機螢幕畫面，將鑿岩棒移吊至開鑿點上方的指定高度（根據水流急緩程度和方向等實際狀況對位置進行修正）。

5.扳動離合器操作手柄，鬆脫離合器，使鑿岩棒自由落下。

6.注視儀表顯示的落下深度，在撞擊底岩前的適當距離及時制動（制動時間、距離與提棒高度有關，高度越高，制動越早）。

7.觀察鑿岩棒撞擊底岩後主吊纜的松出狀態，對制動深度位置值進行調整，避免出現鋼絲過度松出或者過度繃緊的現象。

8.手柄扳至離合器合上位置，吊起鑿岩棒。鑿岩棒一般應吊離水面，以便觀察棒體和連線鋼絲的狀況。

9.根據GPS導航畫面以及儀表指示，旋轉吊臂至下一個鑿岩布點位置。

10.操作過程中與船位集控室保持聯繫，根據施工位置的變化情況配合船位移動。

11.重複上述4至10的操作，直至該次作業結束。

六、清礁施工步驟

根據測量結果制定清礁施工計畫，從鑿岩施工轉為清礁施工，步驟如下：

1.拆卸鑿岩棒，換裝硬土抓鬥；

2.泥駁靠船的左舷或右舷，或同時靠兩舷；

3.根據潮位數據設定水深補償值；

4.根據計算機導航定位畫面將抓鬥吊移至開挖位置；

5.按照施工計畫和要求進行清挖碎岩和裝卸駁作業。

七、提高鑿岩施工效率

1.鑿岩施工一般按"鑿岩一清渣一鑿淺點一再清渣”這樣的步驟循環施工，要求精確掌握覆蓋層鑿岩施工和第一次清渣的土質變化，據此合理調整鑿岩棒的類型，儘量減少鑿岩的次數，提高施工效率。

2.在清渣過程中，應觀察挖起碎岩的狀況判斷碎岩效果，結合測量結果及時對下一步碎岩施工安排和參數作出相應的調整。

3.施工期間，鑿岩棒以自由落體反覆撞擊岩石，一定時間後會對棒端部分造成較大的磨損甚至破損，參見圖5。為了保證鑿岩效率，應及時對磨損或破損的鑿岩棒進行修補。

圖5 鑿岩棒尖磨損狀況對比

鑿岩棒採用高強度合金鑄鋼製作，重量大，造價高，一般情況下採用修補方式延長其使用壽命。鑿岩棒的修補採用堆焊的方式進行。堆焊工藝要具體根據鑿岩棒的材質和修補量考慮選擇不同硬度的焊條及其搭配比例、焊接部位預熱和保溫的時間和溫度等，以達到所要求的指標。

八、勞動力組織

無額外的勞動力需求，可按照疏浚工程抓鬥挖泥船施工的人員配置進行安排。

材料設備

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》無需特別說明的材料，採用的設備是在抓鬥挖泥船上配備鑿岩棒、由泥駁等輔助船舶配合施工，參見表3所示。

1.抓鬥挖泥船

抓鬥挖泥船（圖6）為鑿岩棒施工的主要設備，主要分為船體、吊機、錨鏈和定位樁系統等幾個部分。

圖6 抓鬥挖泥船布置示意圖

2.鑿岩棒

鑿岩棒有不同的形狀和尺寸重量，它們不同的撞擊面接觸條件將產生入射應力波形和不同的破岩效果，可根據所在工程的具體地質條件選擇使用。

3.測量儀器及軟體系統

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》使用的測量儀器及軟體系統如表4所示。

參考資料：

質量控制

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的質量控制要求如下：

工程質量控制標準

一、疏浚工程施工質量執行交通部《疏浚與吹填工程質量檢驗標準》。參照使用挖岩和炸礁清渣的質量檢驗標準。

1.挖岩與炸礁清渣應滿足設計要求，開挖區內不得出現淺點，平均超深不得大於1米，平均超寬不得大於4米，邊坡不得陡於設計邊坡。

2.炸礁工程的質量檢驗應符合交通部《航道整治工程質量檢驗評定標準》和《水運工程爆破技術規範》的有關規定。

二、航道整治工程施工質量執行交通部《航道整治工程質量檢驗評定標準》。參照使用水下爆破及清渣的質量檢驗標準，其允許偏差、檢驗數量和方法應符合表5的規定。

表5 水下爆破及清渣允許偏差、檢驗數量和方法

序號	項目		允許偏差（毫米）	檢驗單元和數量	單元測點	檢驗方法
1	無挖線	鑽孔爆破	+1000 0	每個斷面（每4-10米一個斷面）	1	用測深儀和經緯儀等儀器測量，並進行硬式掃床
		裸露爆破	+2000 0
2	高程	航行區域	0 -400		3
		非航行區域	+50 -400

注∶①硬式掃床應提交掃床測量軌跡圖，相鄰掃床軌跡的重疊寬度不得小於1米；

②開挖線項目中"+"代表超挖。

• 工程質量目標的技術措施和管理方法

1.鑿岩施工的質量控制可藉助於測深、水下攝像儀等手段和設備了解現場實際地形和岩石破碎狀況，在施工過程中綜合這些狀況、岩土性質及水深潮流等要素隨時調整施工計畫和操作方法。

2.在鑿岩過程中，要嚴格按照計畫的鑿岩布點間距開鑿，防止因鑿岩點位置發生較大偏移造成實際鑿岩點不均勻，使部分區域岩石沒有破碎而直接影響到下一步碎岩和清礁效果，並且容易造成抓鬥損壞。

3.施工過程檢測：在清除完破碎的岩渣後必須通過水深測量或水下探摸了解岩盤的最新狀況，分析鑿岩施工的效果，根據岩層的厚度和破碎情況，調整布點間距或重新選用合適重量和形狀的鑿岩棒。

4.掃淺過程控制：最好採用多波束測深系統進行檢測，以便及時全面的反映已施工區域的淺點分布情況。若無多波束測深儀，可通過單波束加密測量來解決。

5.竣工驗收用測深儀和經緯儀等儀器測量，並進行硬式掃床；亦可採用多波束測深系統掃床，不宜採用軟式掃床。

安全措施

採用《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

• 工前準備

一、針對鑿岩施工作業組織必要的培訓。

二、根據當地海域特點配備水上施工安全設施，對船舶進行安全檢查，消除隱患。

三、建立通暢的聯繫渠道，及時與海事、海洋、業主、氣象部門等相關方溝通和交流，以便能夠及時獲取和處理相關信息。

四、確保海上施工現場與項目經理部之間的通信暢通無阻。

五、加強安全技術交底。

• 過程控制

一、鑿岩清礁作業

1.操作人員要嚴格按照挖泥機操作程式進行操作，施工過程中密切注意各儀表的參數，發現問題及時停止操作並通知值班輪機員。

2.操作時要集中精神，充分利用視覺與聽覺留意儀表和機器的運轉情況，起吊時注意觀察鑿岩棒、起吊鋼絲繩和連線扣件的情況，發現問題及時報告處理。

3.輪機人員要定時巡查吊機主要設備的運轉狀態，確保正常運轉。

4.注意施工區域周圍通航情況的變化，及時做出避讓措施。必要時提前了解船舶經過施工區的動態。

二、移船作業

1.操作前確認周圍水域的情況。

2.在移船前，由甲板值班人員查看現場，確認正常後報告控制室。

• 防台預案

因為鑿岩施工在寬闊的海域中進行施工，可能受到熱帶氣旋和颱風的影響。因此，在施工前必須制定完善的防台預案，並報公司相關部門批准實施。避風錨地的選擇要提前徵得當地海事部門的同意。

鑿岩棒連線

一、鑿岩棒連線效果的好壞直接關係到鑿岩棒的安全和鑿岩施工的效率，宜採用有足夠富裕量的牢固連線方式，可採用單鋼絲繩或雙鋼絲繩連線。但其吊架兩滑輪間距較小時，需考慮鑿岩棒作業時出現旋擺的情況。為了防止強烈的碰撞和剛性連線對主吊鋼絲繩造成損傷，主吊鋼絲繩與穿接鑿岩棒鋼絲繩之間應串接數節足夠強度的扣環及旋轉接頭作為過渡；同時必須加裝保險鋼絲繩，並且保險鋼絲繩與主吊鋼絲繩能同時固定在同一扣件上，以防止連線鋼絲繩或卡環斷裂後鑿岩棒失落水底。保險鋼絲繩應有一定的長度，並且不阻礙鑿岩棒旋轉（連線參見圖7）。

圖7 鑿岩棒連線主吊鋼絲繩

二、連線鑿岩棒的鋼絲繩、卡環質量要求較高，選用時應考慮較多的富裕抗拉強度，以避免頻繁更換鋼絲繩而影響施工。

環保措施

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的環保措施如下：

一、鑿岩棒施工的環保問題主要是考慮振動、水擊波和海上傾倒對周圍水體中魚類的影響。鑿岩棒衝擊岩體過程中對破碎區以外的海床岩體產生彈性擾動，這種擾動以振動波的形式向外傳播。海床岩體的振動波傳達到與水的交界面，使交界面及以外的水體產生擾動，擾動達到一定強度便會產生水擊波。水擊波的強度與距鑿岩棒衝擊點的半徑範圍、鑿岩棒的形狀和重量有關。

二、鑿岩棒施工應注意採取以下環保措施：

1.施工組織和安排嚴格按照契約的環境要求。由工程主管、環保主管負責監督所在工程施工的環保工作，制定環保改進措施，保持與有關環保部門的聯繫。

2.根據鑿岩棒施工振動與水擊波對周圍水域影響監測報告的結果（表6），對可能造成影響範圍內的施工區域應在施工前與業主等相關方進行充分的協商。

3.嚴格執行國家海洋局頒布的傾卸海洋廢棄物的有關規定。為確保到指定的拋泥區卸泥，應將得到有關部門批准的拋泥區位置及拋泥航線輸入泥駁（或拖輪）用於導航的計算機。

4.開工前應對所有的施工設備，尤其是泥艙的泥門進行嚴格檢查，發現有可能泄漏污染物（包括船用油類及疏浚泥砂）的必須先修復後才能施工；在施工過程中應密切注意有無泄漏污染物的現象，如有發生應立即採取措施。

5.加強施工船舶自身的防污管理，船舶施工時產生的油污水必須通過船舶身配置的油水分離器處理，處理後的污油用桶裝運到指定地點；禁止把施工中的生活垃圾直接拋入水中，套用袋裝處理後運到指定地點。

6.與當地的環保部門密切配合，共同做好工程施工環保工作。

效益分析

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的效益分析是：

經濟效益

1.經濟成本低：船載鑿岩棒僅使用有一定起吊能力的抓鬥挖泥船配置鑿岩棒進行施工，不需要另外投資增加設備。該工藝對岩石強度為中風化以弱的礁石區破碎預處理是非常經濟、有效的。例如，在廣州港出海航道二期蓮花山東航道預備工程中，鑿岩棒施工的單方成本比採用爆破炸礁工藝節約了約10%。

2.辦理施工相關手續更簡單便捷：由於船載鑿岩棒施工與一般的挖泥船施工作業相似，因此辦理水上水下施工許可證方面沒有特別的要求。與爆破施工相比，可以贏得時間。

3.作業時間不受夜間、雷雨天氣的影響，有利於工期的保障。

4.由於大多港口碼頭都臨近城市，採用爆破施工的施工時間往往受到限制，而鑿岩棒施工則不存在這種情況，可以加快工程的整體進度。

5.充分利用了原有的疏浚設備和技術，無需額外增添設備和人員配置，操作簡單便捷，解決了船舶資源與工期保障問題。

• 社會效益

1.由於國家對環境保護法律法和管理日益健全，傳統的水下爆破工藝對底岩進行破碎預處理，不但水中衝擊波和地震波較大，而且炸藥等化工原料也對水體造成污染，在很多場合已受限制或被禁止。鑿岩棒水下破岩施工不使用炸藥，現場觀測結果表明，該工藝產生的振動和水擊波以及施工噪聲對周圍環境和海洋生物影響很小（對50米外的網箱養殖魚類沒有影響），具有良好的環保特性。

2.隨著沿海和內河航道、碼頭建設規模、尺度的提升，港口航道在原有基礎上進行擴建，建設期內港口生產、船舶通航又不能中斷，對爆破作業的安全性問題必然會提出更多要求。鑿岩棒碎岩施工正是符合這種要求的新的施工作業方法，經鑿岩棒碎岩後的岩石膨鬆率很小，對通航水深影響不大並且容易維護，不影響港口生產、船舶通航。

套用實例

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》的套用實例如下：

• 實例1：廣州港出海航道二期蓮花山東航道工程

廣州港出海航道二期工程項目是中國國家“十五”重點建設項目，蓮花山東航道備工程是該工程中的難點。該段航道長7723米，設計底寬160米，設計底標高-13.2米，工程量157萬立方米，其中岩石段長5435米，岩石層厚1~3米，岩石開挖量為101.35萬立方米。

為保證港口的正常生產，港口方要求實行間歇性封航施工，每天高潮前後開通5個小時供大型船舶進出；而且該航段緊鄰新沙港區，如果採用爆破碎岩施工，則難以保證碼頭和過往船舶的安全；環保部門為防止炸藥污染水體，不允許採用爆破施工。因此，該工程礁石區全部採用鑿岩棒輔助抓鬥清除風化岩的施工工藝。

從2005年10月到2006年6月，歷時9個月施工，工程按時完成，質量優良，安全生產無事故，共取得效益約1492萬元。

• 實例2：國華寧海電廠進港航道鞋子礁清礁浚深工程

工程位於浙江省北部象山港附近，進港航道大部分水深12米以深，而當中的鞋子礁5000平方米礁盤平均水深只有6.6米，要保證5萬噸級的運煤船滿載進出，必須解決此問題。

該工程原由某施工單位採用水下鑽孔爆破方法施工，爆破作業產生的振動波、衝擊波以及受污染的混濁水體給鄰近的海上養殖場造成很大損害，電廠業主遭受索賠、工程被迫停工。

2006年10月，公司受委託接手該工程，採用該工法施工使工程得以復工。使用18立方米抓鬥挖泥船配備重35噸、長約5米、端部為斧頭形狀的鑿岩棒破岩施工。挖泥船用3根鋼樁定位和移船，滿足了施工期間不封航的要求。施工過程中該海域未發現養殖魚類死亡現象，也不再有漁民的抱怨和投訴。經過3個月施工，工程提前完成，質量優良，較短的施工期取得效益32.28萬元。

• 實例3：汕尾發電廠一期工程港池航道疏浚工程

汕尾發電廠一期工程的煤港港池航道工程施工地質情況複雜，礁石分散，孤石較多，岩面標高和體積差異很大，施工過程中發現設計礁石區範圍外還存在面積較大、包含較多孤石且位置分布不確定的礁石淺區，地質鑽探資料無法滿足施工要求，不僅給施工設備造成損壞，而且嚴重影響施工進度。

項目部於2007年7月運用該工法施工，採取分條分段儘量加密布點的原則，對設計範圍內礁石區及疑似新增礁石區進行了全面地質探摸和碎岩施工，累計完成碎岩面積4.3萬平方米。大部分的硬土和風化岩淺區經鑿岩施工後均鬆散、破碎，可以用抓鬥船直接挖除，還掌握了需要爆破的堅硬花崗岩類礁石（孤石）的平面位置及分布情況，有效減少了爆破炸礁的工作量，縮短了施工時間，節省了施工成本252.5萬元。

• 實例4：沙特扎瓦爾港主航道疏浚工程

沙特扎瓦爾港工程航道22~23千米段土質主要為3~4米厚的砂岩層，土質硬、距離長、範圍廣，由世界第一抓200方抓鬥施工，施工效率低，對抓鬥損壞嚴重，不但給施工設備帶來較大隱患，而且嚴重影響工程施工進度，中交廣州航道局有限公司、中國港灣工程有限責任公司於2009年8月15日~9月19日套用“鑿岩棒碎岩施工工法”新工藝——利用18米，抓鬥船“金建”配備重35噸、長約5米、端部為斧頭形狀的鑿岩棒，採取分條分段施工，按每條寬度為20米，橫向和縱向布點間距2~2.5米，平均移船前進距離5~8米，鑿岩布點儘量加密原則，對寬175米，長1千米的航道進行了全面鑿岩施工，累計鑿岩施工565.6小時，完成鑿岩面積17.5萬平方米，經鑿岩施工使砂岩層均有一定的鬆散、破碎，200方抓鬥再次施工時效率提高了20%，且降低了抓鬥的損壞率，節約了施工成本，保證了工程進度。

榮譽表彰

《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》被評為2010年度交通運輸部水運工程一級工法。

2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《鑿岩棒水下環保碎岩施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。