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工作背景
大连新港新30万吨级进口原油码头工程基槽、泊位及调头水域需要大规模炸礁，炸礁面积30余万㎡，炸礁方量50余万m3。工程紧邻已建成投产的老30万原油码头和沙坨子罐区，炸礁施工必然会对老30万吨级原油码头和沙坨子围堰产生振动影响。为了保证老30万吨级原油码头和沙驼子围堰的安全，必须对老30万吨码头和沙坨子围堰炸礁前、炸礁中和炸礁后进行安全检测、评估炸礁振动对已有建筑物的影响，指导炸礁施工，以确保炸礁爆破能够安全、顺利进行。
1.对炸礁施工前老30万吨原油码头的状况进行检测
(a) 对大连新港30万吨原油码头的5跨栈桥的线形进行静态测量，确定每个桥墩上2个控制点的坐标（高程、方位），同时确定每跨桥面5个点、拱圈5个点的坐标，将这些点的坐标作为炸礁前的原始档案材料。
(b)确定各跨栈桥的第一阶共振频率；
(c)确定码头各墩顶面（2－4个角点）的原始高程和坐标；
(d)对码头墩和码头上的辅助设施进行宏观调查（包括输油管等），记录其原始状态。
(e)确定码头各墩的第一阶共振频率，作为炸礁爆破前。
2.对沙坨子围堰静态测量
对围堰的轴线和关键点进行静态测量，确定原始坐标，作为爆破以后评价安全的参考指标。
3.爆破中的响应加速度和动水压强监测
每次爆破时在现场进行监测，检测码头墩和控制建筑物、围堰不同高度的速度响应和对最近的码头墩的动水压强。对爆破药量和工艺进行监控，每次爆破后及时提出有关爆破结果和意见的报告。
在爆破中，将在码头墩上布置8个加速度测点，每个点3个方向（2个水平、一个竖直），通过加速度传感器控制速度指标。在靠近爆破点的2个桥墩各布置2个不同高度的水压力传感器，测取动水压强。
同时，在沙坨子围堰布置4个加速度传感器，2个动水压强传感器，监测爆破效应。
4.在爆破工程完成以后的全面检测
爆破工程完成以后，对老30万吨原油码头和沙坨子围堰再次进行全面检测，确定爆破对结构的影响和结构的安全性。
二、工作方法、技术路线
30万吨原油码头水下炸礁施工的监测工作分为码头墩和附属设备以及沙坨子围堰的静态观测和爆破中的动态观测两方面内容。静态观测将采用基准测量和雷达、超声探测确定码头结构的原始状态，爆破中逐次检测和比对结构的状态是否变化，分析水下炸礁爆破对结构的影响；动态观测中速度采用加速度传感器、放大器、采集分析处理系统现场实测的办法确定，比对爆破中码头墩和栈桥的频率是否变化（如果有变化就表示结构有了变化），控制墩顶的速度和位移；同时，用动水压力传感器检测爆破引起的水的震荡对码头墩的影响，监控炸药的药量和施工工艺，分析炸礁爆破施工对码头结构的影响。
采取的技术路线和实施方案为：静态检测以爆破施工前结构的参数为原始基准，以高精度水准以及经纬测量系统、瑞典RAMA探地雷达系统等先进仪器为手段，在爆破施工开始前将码头墩混凝土结构表面状态—包括通过调查得到的裂缝位置、数量、伸展长度、宽度和深度，墩顶高程、偏转角度等基本参数进行全方位测定，以取得码头墩和附属结构第一手数据。在随后进行的爆破施工过程中，对上述参数进行抽样监测，并在爆破施工结束时对结构状态进行最终校核检测。以确定水下炸礁爆破施工对码头和附属结构状态的影响。
根据设计方提出的控制标准，结构的响应速度V≤3.0 cm/s，动水压强q≤0.03MPa,动态响应主要监测爆破施工时码头结构最大响应爆速，依照前苏联萨道夫斯基公式控制一次齐发药量、毫秒微差延时等爆破控制参数，将30万吨原油码头、输油管和支架和沙坨子围堰等结构最大响应爆速控制在设计安全限制值以内。
三、预期工作成果和提交成果时间
1预期研究成果
码头结构以及相关辅助结构、围堰的初始状态；水下爆破炸礁按预定方案进行时原油码头结构及油管振动效应以及沙坨子的观测结果；水下爆破炸礁对码头墩混凝土结构的现有状态影响的观测和分析结果；水下爆破炸礁施工对30万吨原油码头结构和沙坨子围堰振动特性的影响等观测、分析结果。
2监测信息反馈
水下爆破炸礁施工前，检测和记录30万吨原油码头结构和沙坨子围堰结构的初始状态参数；水下爆破炸礁施工过程中，提供码头结构和输油管爆破响应过程曲线以及最大响应振速等参数成果；每次爆破后次日提交爆破监测结果和建议。如监测数据经评价超出控制标准或有其他异常情况时，及时通知工程参建相关各方（有必要召开专题会议研究解决），以便施工方及时调整施工方案，确保周围建构筑物结构安全。
具体实施：
1、前期码头结构状态检测
在炸礁爆破施工开始之前，对老30万吨原油码头钢栈桥，码头桥等结构线形，动态特性等进行水准、坐标轴线、栈桥、主要悬索和码头桥墩特征频率和混凝土结构裂缝、强度等参数进行全面检测，为老30万吨原油码头核实其工作状态并建立其特征状态“指纹”档案。
2、试爆监测
在正式爆破开始前，在老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰上布设10个左右的拾振传感器，监测试爆时两个结构的振动响应，并按施工爆破参数核实爆破响应参数，控制指标按结构最大振动响应速度不超过3cm/s、水下动水压力响应不超过30KPa的标准。
试爆监测按照不同爆距的试爆进行全部试爆振动监测，按钻孔坐标、各孔装药量、一次齐发药量等参数验证设计爆破参数的正确性。因此，要求在试爆开始前要给予充分时间开展监测准备工作，并在试爆时前提供准确钻孔坐标、各孔装药量、一次齐发药量等技术参数。
3、 150m内爆破效应监测
由于爆破震动效应具有随爆心距逐渐衰减的特征，因此，近距离爆破对周围建筑物结构的振动影响较为剧烈，必须进行跟踪监测。初步确定以老30万吨原油码头9#码头墩为中心，对其周围150m半径范围为爆破控制区，平均每2个工作日监测1次。每次监测平均有18个振动监测点，包括码头结构、沙坨子围堰结构的监测点以及水下监测点等。
4、远区爆破响应抽测
对以老30万吨原油码头9#码头墩为中心，对其周围150m半径范围以外的区域，采取由近及远逐渐减少爆破振动监测的方法，对爆破施工产生的振动进行抽查，平均每4个工作日监测1次。每次监测平均有18个振动监测点，监测内容与距9#墩150m內爆破效应监测内容相同。
5、中期栈桥状态检测
在爆破施工期中间，对老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰进行与前期码头结构状态检测内容相同的爆破中期栈桥状态检测。以便及时发现可能出现的异常情况。
6、终期码头结构状态检测
在爆破施工结束后，对老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰进行与前期码头结构状态检测内容相同的爆破终期老30万吨原油码头整体状态检测。并进行炸礁工程中老30万吨原油码头和沙坨子围堰结构的安全性进行分析和评价，以便给出确定性结论。
7、实际工作监测重点
由于水下炸礁爆破震动效应随爆心距地增加而迅速衰减，因此，对原有30万吨原油码头而言，150m距离内的各次爆破是实际工作监测的实施重点，严格保证监测密度，在保证总体监测次数和工作量不变的前提下重点监测区域适当增加了监测次数，。
工作效果
炸礁爆破施工过程中，实际共进行了68次爆破震动监测，并及时提供了68份单次爆破监测报告以及2份中期评价报告和1份最终评价报告。其中，有6次监测数据超标，超标数据个数合计13个。每次监测到数据超标后，都及时组织对监测数据、爆破参数进行分析研究，查找引发原因并调整施工方案。炸礁爆破监测工作实际起到了非常良好的效果，炸礁施工结束后，经有关方对周围已有建构筑物联合检测、验收表明，周围建构筑物结构安全无影响。
附表1：施工过程中监测数据表
2008年10月7日16时40分炸礁监测测点爆破响应
测点编号 测点位置 拾振方向 加速度幅值（g） 速度幅值（cm/s）
1 9号栈桥墩 水平径向 0.60 2.42
2 9号栈桥墩 水平横向 0.37 1.02
3 9号栈桥墩 垂直 0.48 1.52
4 8号栈桥墩 水平径向 0.04 0.55
5 8号栈桥墩 水平横向 0.03 0.38
6 8号栈桥墩 垂直 0.14 1.53
7 7号栈桥墩 水平径向 0.02 0.23
8 7号栈桥墩 水平横向 0.01 0.14
9 7号栈桥墩 垂直 0.01 0.13
测点编号 测点位置 拾振方向 水下深度
/m 最大动水冲击
压力/KPa
10 8号栈桥墩 水平径向 / /
11 8号栈桥墩 水平径向 6 15.2
12 9号栈桥墩 水平径向 5 39.8
13 9号栈桥墩 水平径向 9 38.7
14 7号栈桥墩 水平径向 3 2.6
15 7号栈桥墩 水平径向 7 2.4
备注： 本次爆破中心点坐标为4314696.28,65318.03（新5#船位）以114段控制，总装药量855kg，单段最大装药量20kg。
附图1： 与上表对应振动冲击超标测点时程响应图：
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
大连新港新30万吨级进口原油码头工程基槽、泊位及调头水域需要大规模炸礁，炸礁面积30余万㎡，炸礁方量50余万m3。工程紧邻已建成投产的老30万原油码头和沙坨子罐区，炸礁施工必然会对老30万吨级原油码头和沙坨子围堰产生振动影响。为了保证老30万吨级原油码头和沙驼子围堰的安全，必须对老30万吨码头和沙坨子围堰炸礁前、炸礁中和炸礁后进行安全检测、评估炸礁振动对已有建筑物的影响，指导炸礁施工，以确保炸礁爆破能够安全、顺利进行。
1.对炸礁施工前老30万吨原油码头的状况进行检测
(a) 对大连新港30万吨原油码头的5跨栈桥的线形进行静态测量，确定每个桥墩上2个控制点的坐标（高程、方位），同时确定每跨桥面5个点、拱圈5个点的坐标，将这些点的坐标作为炸礁前的原始档案材料。
(b)确定各跨栈桥的第一阶共振频率；
(c)确定码头各墩顶面（2－4个角点）的原始高程和坐标；
(d)对码头墩和码头上的辅助设施进行宏观调查（包括输油管等），记录其原始状态。
(e)确定码头各墩的第一阶共振频率，作为炸礁爆破前。
2.对沙坨子围堰静态测量
对围堰的轴线和关键点进行静态测量，确定原始坐标，作为爆破以后评价安全的参考指标。
3.爆破中的响应加速度和动水压强监测
每次爆破时在现场进行监测，检测码头墩和控制建筑物、围堰不同高度的速度响应和对最近的码头墩的动水压强。对爆破药量和工艺进行监控，每次爆破后及时提出有关爆破结果和意见的报告。
在爆破中，将在码头墩上布置8个加速度测点，每个点3个方向（2个水平、一个竖直），通过加速度传感器控制速度指标。在靠近爆破点的2个桥墩各布置2个不同高度的水压力传感器，测取动水压强。
同时，在沙坨子围堰布置4个加速度传感器，2个动水压强传感器，监测爆破效应。
4.在爆破工程完成以后的全面检测
爆破工程完成以后，对老30万吨原油码头和沙坨子围堰再次进行全面检测，确定爆破对结构的影响和结构的安全性。
二、工作方法、技术路线
30万吨原油码头水下炸礁施工的监测工作分为码头墩和附属设备以及沙坨子围堰的静态观测和爆破中的动态观测两方面内容。静态观测将采用基准测量和雷达、超声探测确定码头结构的原始状态，爆破中逐次检测和比对结构的状态是否变化，分析水下炸礁爆破对结构的影响；动态观测中速度采用加速度传感器、放大器、采集分析处理系统现场实测的办法确定，比对爆破中码头墩和栈桥的频率是否变化（如果有变化就表示结构有了变化），控制墩顶的速度和位移；同时，用动水压力传感器检测爆破引起的水的震荡对码头墩的影响，监控炸药的药量和施工工艺，分析炸礁爆破施工对码头结构的影响。
采取的技术路线和实施方案为：静态检测以爆破施工前结构的参数为原始基准，以高精度水准以及经纬测量系统、瑞典RAMA探地雷达系统等先进仪器为手段，在爆破施工开始前将码头墩混凝土结构表面状态—包括通过调查得到的裂缝位置、数量、伸展长度、宽度和深度，墩顶高程、偏转角度等基本参数进行全方位测定，以取得码头墩和附属结构第一手数据。在随后进行的爆破施工过程中，对上述参数进行抽样监测，并在爆破施工结束时对结构状态进行最终校核检测。以确定水下炸礁爆破施工对码头和附属结构状态的影响。
根据设计方提出的控制标准，结构的响应速度V≤3.0 cm/s，动水压强q≤0.03MPa,动态响应主要监测爆破施工时码头结构最大响应爆速，依照前苏联萨道夫斯基公式控制一次齐发药量、毫秒微差延时等爆破控制参数，将30万吨原油码头、输油管和支架和沙坨子围堰等结构最大响应爆速控制在设计安全限制值以内。
三、预期工作成果和提交成果时间
1预期研究成果
码头结构以及相关辅助结构、围堰的初始状态；水下爆破炸礁按预定方案进行时原油码头结构及油管振动效应以及沙坨子的观测结果；水下爆破炸礁对码头墩混凝土结构的现有状态影响的观测和分析结果；水下爆破炸礁施工对30万吨原油码头结构和沙坨子围堰振动特性的影响等观测、分析结果。
2监测信息反馈
水下爆破炸礁施工前，检测和记录30万吨原油码头结构和沙坨子围堰结构的初始状态参数；水下爆破炸礁施工过程中，提供码头结构和输油管爆破响应过程曲线以及最大响应振速等参数成果；每次爆破后次日提交爆破监测结果和建议。如监测数据经评价超出控制标准或有其他异常情况时，及时通知工程参建相关各方（有必要召开专题会议研究解决），以便施工方及时调整施工方案，确保周围建构筑物结构安全。
具体实施：
1、前期码头结构状态检测
在炸礁爆破施工开始之前，对老30万吨原油码头钢栈桥，码头桥等结构线形，动态特性等进行水准、坐标轴线、栈桥、主要悬索和码头桥墩特征频率和混凝土结构裂缝、强度等参数进行全面检测，为老30万吨原油码头核实其工作状态并建立其特征状态“指纹”档案。
2、试爆监测
在正式爆破开始前，在老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰上布设10个左右的拾振传感器，监测试爆时两个结构的振动响应，并按施工爆破参数核实爆破响应参数，控制指标按结构最大振动响应速度不超过3cm/s、水下动水压力响应不超过30KPa的标准。
试爆监测按照不同爆距的试爆进行全部试爆振动监测，按钻孔坐标、各孔装药量、一次齐发药量等参数验证设计爆破参数的正确性。因此，要求在试爆开始前要给予充分时间开展监测准备工作，并在试爆时前提供准确钻孔坐标、各孔装药量、一次齐发药量等技术参数。
3、 150m内爆破效应监测
由于爆破震动效应具有随爆心距逐渐衰减的特征，因此，近距离爆破对周围建筑物结构的振动影响较为剧烈，必须进行跟踪监测。初步确定以老30万吨原油码头9#码头墩为中心，对其周围150m半径范围为爆破控制区，平均每2个工作日监测1次。每次监测平均有18个振动监测点，包括码头结构、沙坨子围堰结构的监测点以及水下监测点等。
4、远区爆破响应抽测
对以老30万吨原油码头9#码头墩为中心，对其周围150m半径范围以外的区域，采取由近及远逐渐减少爆破振动监测的方法，对爆破施工产生的振动进行抽查，平均每4个工作日监测1次。每次监测平均有18个振动监测点，监测内容与距9#墩150m內爆破效应监测内容相同。
5、中期栈桥状态检测
在爆破施工期中间，对老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰进行与前期码头结构状态检测内容相同的爆破中期栈桥状态检测。以便及时发现可能出现的异常情况。
6、终期码头结构状态检测
在爆破施工结束后，对老30万吨原油码头7#9#码头墩上以及沙坨子围堰进行与前期码头结构状态检测内容相同的爆破终期老30万吨原油码头整体状态检测。并进行炸礁工程中老30万吨原油码头和沙坨子围堰结构的安全性进行分析和评价，以便给出确定性结论。
7、实际工作监测重点
由于水下炸礁爆破震动效应随爆心距地增加而迅速衰减，因此，对原有30万吨原油码头而言，150m距离内的各次爆破是实际工作监测的实施重点，严格保证监测密度，在保证总体监测次数和工作量不变的前提下重点监测区域适当增加了监测次数，。
工作效果
炸礁爆破施工过程中，实际共进行了68次爆破震动监测，并及时提供了68份单次爆破监测报告以及2份中期评价报告和1份最终评价报告。其中，有6次监测数据超标，超标数据个数合计13个。每次监测到数据超标后，都及时组织对监测数据、爆破参数进行分析研究，查找引发原因并调整施工方案。炸礁爆破监测工作实际起到了非常良好的效果，炸礁施工结束后，经有关方对周围已有建构筑物联合检测、验收表明，周围建构筑物结构安全无影响。
附表1：施工过程中监测数据表
2008年10月7日16时40分炸礁监测测点爆破响应
测点编号 测点位置 拾振方向 加速度幅值（g） 速度幅值（cm/s）
1 9号栈桥墩 水平径向 0.60 2.42
2 9号栈桥墩 水平横向 0.37 1.02
3 9号栈桥墩 垂直 0.48 1.52
4 8号栈桥墩 水平径向 0.04 0.55
5 8号栈桥墩 水平横向 0.03 0.38
6 8号栈桥墩 垂直 0.14 1.53
7 7号栈桥墩 水平径向 0.02 0.23
8 7号栈桥墩 水平横向 0.01 0.14
9 7号栈桥墩 垂直 0.01 0.13
测点编号 测点位置 拾振方向 水下深度
/m 最大动水冲击
压力/KPa
10 8号栈桥墩 水平径向 / /
11 8号栈桥墩 水平径向 6 15.2
12 9号栈桥墩 水平径向 5 39.8
13 9号栈桥墩 水平径向 9 38.7
14 7号栈桥墩 水平径向 3 2.6
15 7号栈桥墩 水平径向 7 2.4
备注： 本次爆破中心点坐标为4314696.28,65318.03（新5#船位）以114段控制，总装药量855kg，单段最大装药量20kg。
附图1： 与上表对应振动冲击超标测点时程响应图：
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。