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摘 要：本文着重介绍广西水下施工钻爆工程船的发展变化趋势以及钻爆过程中为解决卡钻和钻具套管的断裂问题而采取的技术措施。
关键词：水下钻爆；工程船；发展趋势
【中图分类号】P75 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879（2017）03-0132-02
随着广西航道建设的发展，航务基础设施建设也在不断的完善当中，航务施工中钻爆船主要进行水下爆破炸礁，是承担航务工程施工必不可少的工程船，水下钻爆船也会随着技术的进步而不断改造更新发展中。当初五十年代，航道水下炸礁靠的是人工裸露炮手段，六十年代至七十年代中靠的是人工裸露炮和手持风钻浅眼爆破手段，七十年代中至八十年代初采用地质钻安装上工程船，成为有史以来广西第一艘水下钻爆工程船，由于地质钻打硬质河床的地质效率低，人工劳动强度大，八十年代中期被0.7MPA的低风压潜孔钻机所取代。
九十年代后期，随着经济的快速发展，水运货源剧增，要求大吨位的货运船舶，水运基础设施的航道、码头也大幅度提高等级和规模，如：内河航道和沿海航道提高到三级（千吨级）以上和万吨级以上的深水航道，码头泊位也提高到300吨级至万吨级以上。以此规模建设，要求水下钻爆工程量大、石层厚、水深、工期短、质量技术要求高。为此许多施工单位感觉到，原有水下钻爆设备己不能满足于市场要求，光靠低风压潜孔钻机来抢占市场，吃老本是构成企业发展的最大障碍，新技术的进步，设备也要与时俱进，对设备更新改造才是企业发展的根本。进入九十年代末，中风压潜孔钻机随之兴起，并根据施工经验自行对潜孔钻机进行改进，使其能够在垂向300范围内钻直孔、斜孔，大大增强钻机的适应性，能使钻机船在不同的海况下作业。目前内河潜孔钻机船的发展方向主要采用电动机带动回转、实现低转速大扭矩、减少钻头磨损、减少电动机烧坏频率。取消链条给进，采用电动葫芦来完成钻杆的上下给进工作，即利用钢丝绳的伸缩性来缓冲波浪和水位变幅对钻孔的影响，解决了链条断、钻杆断和弯曲的问题。加长滑槽使钻进行程加大，减少钻杆驳接次数，提高钻孔效率。
钻爆船上潜孔钻机的布置应合理化，根据钻机所配置的空压机、冲击器、钻头等布置钻机间距，钻机与空压机的风管和电缆在空间局限的船上布局，是一个需要考虑的重要问题，一般为给船上甲板留下足够的工作空间，管线路走向采用经过甲板底下的舱室。常规的内河钻爆船都配备有船首主锚绞车一台和前后左右边锚绞车共四台，钻爆船定位时这些锚抛放入河床底并由绞车拉紧固定，每台边绞车还采用过底装置把锚缆绳压入水中，主要是为方便泥驳等其他工作船舶及应急船舶靠近和通过，减少施工中造成的碍航情况，施工过程中首部主锚方向始终面向上游水流方向。内河钻爆船的定位主要通过这些工作锚缆配合全站仪测量来完成，另外还为作业过程中避免波浪对钻杆的作用而造成钻杆断裂，船上还安装定位桩，其有效作用深度在6米左右，这些机械操作比较简单。而海上钻爆船由于没有确切的水流方向，施工中锚泊主要设首尾主锚和前后左右边锚以及配套的绞车，这些锚泊设备完成了船舶各个方位的移动，这还不够，能够对施工起到定位作用的是船上的GPS卫星定位仪，测深采用超声波测深仪，只有配备了这些设施，茫茫大海上钻爆船施工才能做到有的放矢，由于海上钻孔一般钻深在10米以上，因此船上安装定位桩意义不大，为防止钻杆断裂，一般风浪较大时，海上钻机船不适宜施工。
由于一般钻爆船不需要很多的配员，以减少不必要的开支，原则上都不安装主机，多采用非机动型，但在急流航道施工的钻爆船需要具备良好的机动性，这种工况下的钻爆船都安装有主机。广西航务工程局在澜沧江——湄公河流域施工时，由于水流湍急，所改装的钻爆船都采用具有当地特色的民用货船改装，云南路港工程公司的施工船也是根据广西的经验建造新的钻爆船。
如果钻机与船体固定结合在一起，会白白浪费有效的设备资源，许多单位把钻爆船集成化，根据施工需要可把钻爆设备与工程船体有效分离。钻爆船只是一个钻爆设备在水上的工作平台，为提高钻机使用率，钻机通常应适用于不同的施工环境，在水路没有通航的库区或水域，施工队多采用把钻爆设备与船体拆除分开，将钻爆设备与船体由陆运到库区水域再次组合拼装后施工。为此钻机的机座应该适应不同船体结构需要，实施有效连接。
水下钻爆技术在不断的改进，以更有利于水下各种工况的施工作业，在使用高风压钻机带来的高效率后，在施工过程中又出现另一种令人担忧的夹钻现象，如图所示为钻机工作中的状态：
先把适长的套管卡入夹管器中，再安装钻具，一切准备后可进行钻进，边钻边推进套管，钻到设计标高后，先拆卸钻杆、钻具、捆绑好成条的药包顺着套管装入炮孔内，用砂回填堵塞炮孔，便可吊出套管，连接好起爆网路，一次钻孔操作便完成。
然而就在砂卵石较多的施工段，易出现几颗卵石同时挤入套管与钻具一起挤死，造成卡钻或把套管挤破，如图①、②所示：
造成上述情形下，每钻完一个孔，套管就要割除一节（段），十分浪费。
为了解决以上存在的两个问题，尝试过多种方法，最终未能彻底解决，但在套管底部加焊锥头，极大地改善上述现象，根据所有钻头尺寸决定套管锥度部位的尺寸，以稍微大于钻头直径为宜，锥度部位工作时锥头始终保持与河床底同高（由于其自身锥度在推进时易自动找位），小石头没有机会钻入套管内造成夹钻，不会出现钻杆与石頭撑破套管而需要切割的情形，从而节约成本。另外由于套管内壁与钻孔外径大小相差无几而可保持较小的间隙，装药时可顺利进行。该项目的改进成本十分低，加工一个锥套头大约几百元，但其节约的费用开支及提高的效益是无可限量的，具有推广意义。总之，任何技术、工艺都需要在实践中不断总结，不断创新，只有这样，我们才能节约更多的成本，创造更好的效益。
总的来说在世界经济全球化的今天，广西甚至是我国各种技术状况与相对发达国家还很落后，在我国加入世界各种经济组织后，新的技术挑战将冲击我们的民爆施工业市场，旧的钻机及厂家的淘汰率更为激烈，同时这将是一种更新换代的良好机遇，是市场经济运转的规律，我们应该抓住机遇乘势而上，不断发展完善我们的钻孔爆破装备技术。
参考文献
[1] 《广西航道史》.
关键词：水下钻爆；工程船；发展趋势
【中图分类号】P75 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879（2017）03-0132-02
随着广西航道建设的发展，航务基础设施建设也在不断的完善当中，航务施工中钻爆船主要进行水下爆破炸礁，是承担航务工程施工必不可少的工程船，水下钻爆船也会随着技术的进步而不断改造更新发展中。当初五十年代，航道水下炸礁靠的是人工裸露炮手段，六十年代至七十年代中靠的是人工裸露炮和手持风钻浅眼爆破手段，七十年代中至八十年代初采用地质钻安装上工程船，成为有史以来广西第一艘水下钻爆工程船，由于地质钻打硬质河床的地质效率低，人工劳动强度大，八十年代中期被0.7MPA的低风压潜孔钻机所取代。
九十年代后期，随着经济的快速发展，水运货源剧增，要求大吨位的货运船舶，水运基础设施的航道、码头也大幅度提高等级和规模，如：内河航道和沿海航道提高到三级（千吨级）以上和万吨级以上的深水航道，码头泊位也提高到300吨级至万吨级以上。以此规模建设，要求水下钻爆工程量大、石层厚、水深、工期短、质量技术要求高。为此许多施工单位感觉到，原有水下钻爆设备己不能满足于市场要求，光靠低风压潜孔钻机来抢占市场，吃老本是构成企业发展的最大障碍，新技术的进步，设备也要与时俱进，对设备更新改造才是企业发展的根本。进入九十年代末，中风压潜孔钻机随之兴起，并根据施工经验自行对潜孔钻机进行改进，使其能够在垂向300范围内钻直孔、斜孔，大大增强钻机的适应性，能使钻机船在不同的海况下作业。目前内河潜孔钻机船的发展方向主要采用电动机带动回转、实现低转速大扭矩、减少钻头磨损、减少电动机烧坏频率。取消链条给进，采用电动葫芦来完成钻杆的上下给进工作，即利用钢丝绳的伸缩性来缓冲波浪和水位变幅对钻孔的影响，解决了链条断、钻杆断和弯曲的问题。加长滑槽使钻进行程加大，减少钻杆驳接次数，提高钻孔效率。
钻爆船上潜孔钻机的布置应合理化，根据钻机所配置的空压机、冲击器、钻头等布置钻机间距，钻机与空压机的风管和电缆在空间局限的船上布局，是一个需要考虑的重要问题，一般为给船上甲板留下足够的工作空间，管线路走向采用经过甲板底下的舱室。常规的内河钻爆船都配备有船首主锚绞车一台和前后左右边锚绞车共四台，钻爆船定位时这些锚抛放入河床底并由绞车拉紧固定，每台边绞车还采用过底装置把锚缆绳压入水中，主要是为方便泥驳等其他工作船舶及应急船舶靠近和通过，减少施工中造成的碍航情况，施工过程中首部主锚方向始终面向上游水流方向。内河钻爆船的定位主要通过这些工作锚缆配合全站仪测量来完成，另外还为作业过程中避免波浪对钻杆的作用而造成钻杆断裂，船上还安装定位桩，其有效作用深度在6米左右，这些机械操作比较简单。而海上钻爆船由于没有确切的水流方向，施工中锚泊主要设首尾主锚和前后左右边锚以及配套的绞车，这些锚泊设备完成了船舶各个方位的移动，这还不够，能够对施工起到定位作用的是船上的GPS卫星定位仪，测深采用超声波测深仪，只有配备了这些设施，茫茫大海上钻爆船施工才能做到有的放矢，由于海上钻孔一般钻深在10米以上，因此船上安装定位桩意义不大，为防止钻杆断裂，一般风浪较大时，海上钻机船不适宜施工。
由于一般钻爆船不需要很多的配员，以减少不必要的开支，原则上都不安装主机，多采用非机动型，但在急流航道施工的钻爆船需要具备良好的机动性，这种工况下的钻爆船都安装有主机。广西航务工程局在澜沧江——湄公河流域施工时，由于水流湍急，所改装的钻爆船都采用具有当地特色的民用货船改装，云南路港工程公司的施工船也是根据广西的经验建造新的钻爆船。
如果钻机与船体固定结合在一起，会白白浪费有效的设备资源，许多单位把钻爆船集成化，根据施工需要可把钻爆设备与工程船体有效分离。钻爆船只是一个钻爆设备在水上的工作平台，为提高钻机使用率，钻机通常应适用于不同的施工环境，在水路没有通航的库区或水域，施工队多采用把钻爆设备与船体拆除分开，将钻爆设备与船体由陆运到库区水域再次组合拼装后施工。为此钻机的机座应该适应不同船体结构需要，实施有效连接。
水下钻爆技术在不断的改进，以更有利于水下各种工况的施工作业，在使用高风压钻机带来的高效率后，在施工过程中又出现另一种令人担忧的夹钻现象，如图所示为钻机工作中的状态：
先把适长的套管卡入夹管器中，再安装钻具，一切准备后可进行钻进，边钻边推进套管，钻到设计标高后，先拆卸钻杆、钻具、捆绑好成条的药包顺着套管装入炮孔内，用砂回填堵塞炮孔，便可吊出套管，连接好起爆网路，一次钻孔操作便完成。
然而就在砂卵石较多的施工段，易出现几颗卵石同时挤入套管与钻具一起挤死，造成卡钻或把套管挤破，如图①、②所示：
造成上述情形下，每钻完一个孔，套管就要割除一节（段），十分浪费。
为了解决以上存在的两个问题，尝试过多种方法，最终未能彻底解决，但在套管底部加焊锥头，极大地改善上述现象，根据所有钻头尺寸决定套管锥度部位的尺寸，以稍微大于钻头直径为宜，锥度部位工作时锥头始终保持与河床底同高（由于其自身锥度在推进时易自动找位），小石头没有机会钻入套管内造成夹钻，不会出现钻杆与石頭撑破套管而需要切割的情形，从而节约成本。另外由于套管内壁与钻孔外径大小相差无几而可保持较小的间隙，装药时可顺利进行。该项目的改进成本十分低，加工一个锥套头大约几百元，但其节约的费用开支及提高的效益是无可限量的，具有推广意义。总之，任何技术、工艺都需要在实践中不断总结，不断创新，只有这样，我们才能节约更多的成本，创造更好的效益。
总的来说在世界经济全球化的今天，广西甚至是我国各种技术状况与相对发达国家还很落后，在我国加入世界各种经济组织后，新的技术挑战将冲击我们的民爆施工业市场，旧的钻机及厂家的淘汰率更为激烈，同时这将是一种更新换代的良好机遇，是市场经济运转的规律，我们应该抓住机遇乘势而上，不断发展完善我们的钻孔爆破装备技术。
参考文献
[1] 《广西航道史》.