爆破擠淤技術(shù)在海堤填筑中的應(yīng)用

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 【摘要】爆破擠淤技術(shù)是地基處理方式之一，主要應(yīng)用于沿海區(qū)域淤泥較深的地質(zhì)條件。爆破擠淤作為軟基處理的方法之一，具有施工工期短、堤身密實(shí)、整體穩(wěn)定 性好及節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了爆破擠淤的原理，詳細(xì)闡明了爆破擠淤參數(shù)計(jì)算，分析了施工工藝操作要點(diǎn) ，探討了施工過程中的管理。

　　【關(guān)鍵詞】爆破擠淤技術(shù) 海堤填筑 應(yīng)用 質(zhì)量控制 　　中圖分類號(hào)：O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 　　一、前言 　　爆破擠淤(也稱爆破排淤填石)處理軟土地基是通過置換一定深度的淤泥，使地基達(dá)到設(shè)計(jì)承載力和滿足地基在一定時(shí)間內(nèi)沉降要求的施工工藝。其優(yōu) 點(diǎn)是爆破作業(yè)時(shí)間短、車輛通過能力強(qiáng)、堤身推進(jìn)速度快、工程質(zhì)量可靠等。適用于拋石置換水下淤泥質(zhì)軟基的防護(hù)堤、護(hù)岸、海堤等工程。 　　二、爆破擠淤參數(shù)計(jì)算 　　一般情況下，爆破擠淤參數(shù)可按如下公式進(jìn)行計(jì)算： 　　1、線藥量ql(kg／m) 　　qL=q0•LH•Hmw(1) 　　Hmw=Hm+(γw／γm）•Hw(2) 　　式中：LH為單循環(huán)進(jìn)尺量，一般取4～7m；Hmw為計(jì)入覆蓋水深的折算淤泥深度，m；Hm為淤泥深度，m；Hw為覆蓋水深，即淤泥面以上的 水深，m；go為爆破擠淤法藥量單耗，一般取0．6～1．0kg／m3；γ為水的重度，kN／m³；γm為淤泥重度，kN／m³。 　　2、單次爆破藥量 　　Q=(O．8～1-2)B•qL式中B為堤頭處寬度。 　　3、藥包埋深 　　HB=(0．20～0．45)Hmw 　　4、藥包間距：α=2．0～3．0m 　　5、群藥包布藥寬度 　　Lb=(o．8～1．2)B一次起爆的總藥量應(yīng)根據(jù)爆破安全要求進(jìn)行適當(dāng)控制。 　　爆破設(shè)計(jì)參數(shù) 　　由于爆破擠淤的平均厚度約8～12m、最深為15m，因此爆破擠淤的機(jī)理、裝藥工藝、爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)及施工組織都不同于以往的淺厚度淤泥的爆 破擠淤施工。交通部制定的《爆破法處理水下地基與基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》的有效深度適宜在12m以內(nèi)，而部分新筑堤段的淤泥深度超過12m，超過了上述限定的適用 范圍。因此，根據(jù)上述公式并參照以往工程經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)，得到爆破擠淤參數(shù)如下：藥量：?jiǎn)嗡幇?0kg；布藥寬度28-～40m；布藥位置：離石與泥交界線 1．5---2．0m；埋藥孔距1．8～2．5m；埋藥深度0．5n--0．8 Hm(Hm為處理淤泥層厚度)，即5～12m，起爆水深0---2．Om；循環(huán)推進(jìn)量6～7m；超拋高度1．5--2．0m。 　　 6、裝藥深度的計(jì)算 　　藥包插設(shè)深度按下式計(jì)算。 　　 （5.2.4-2） 　　式中H —— 裝藥器插入深度、即裝藥筒插設(shè)刻度線標(biāo)高，m； 　　H藥 —— 炸藥藥包高度，m； 　　H設(shè) —— 藥包設(shè)計(jì)埋入深度，m，按下表選取。 　　 藥包設(shè)計(jì)埋入深度 　　 　　淤泥厚度折算按下式計(jì)算： 　　 （5.2.4-3） 　　式中Hmw —— 計(jì)入覆蓋深水的折算淤泥厚度，m； 　　Hm —— 置換淤泥厚度，含淤泥包隆起高度，m； 　　Hw —— 覆蓋水深，即泥面以上的水深，m； 　　γw —— 水重度，kn/m3； 　　γm —— 淤泥重度，kn/m3。 　 　三、施工工藝操作要點(diǎn) 　 　 　　1、施工前準(zhǔn)備 　　首先應(yīng)進(jìn)行爆破區(qū)及周圍現(xiàn)場(chǎng)的勘察，特別是周圍建筑物設(shè)施的安全調(diào)查，并送當(dāng)?shù)毓膊块T和水上安全監(jiān)督部門審查批準(zhǔn)，辦理火工品購買手續(xù)，發(fā) 布爆破施工通告。此后，連同其他資料文件報(bào)業(yè)主、監(jiān)理工程師審查批準(zhǔn)后實(shí)施。同時(shí)，根據(jù)業(yè)主提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)地校核，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)提交業(yè) 主解決，在施工區(qū)內(nèi)建立控制網(wǎng)點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)，便于控制施工進(jìn)展，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行放樣，設(shè)立拋填標(biāo)志。 　　2、起爆網(wǎng)路 　　爆破擠淤施工的起爆網(wǎng)路比較簡(jiǎn)單，首先用導(dǎo)爆索加工成起爆體放入藥包中，然后將藥包埋入泥中一定深度處，同時(shí)將導(dǎo)爆索引出水面，并與主導(dǎo)爆索相連（并聯(lián)），主導(dǎo)爆索可用單股或雙股，最后用電雷管（或非電雷管）起爆。 　　 　　 　　 　　3、拋填參數(shù)的設(shè)計(jì) 　　拋填參數(shù)的設(shè)計(jì)是爆炸擠淤達(dá)到設(shè)計(jì)斷面要求的關(guān)鍵因素，爆炸擠淤一方面強(qiáng)調(diào)爆炸載荷的作用，同時(shí)要保證在擠淤時(shí)有充足的石料，并盡可能的防止 超出設(shè)計(jì)斷面，因此拋填高程、寬度、進(jìn)尺等參數(shù)的控制尤其關(guān)鍵。根據(jù)本工程設(shè)計(jì)斷面形狀，在爆炸處理軟基施工時(shí)，拋填采用“堤身先寬后窄”的方法，使得爆 后水下平臺(tái)寬度一次到位，而爆后補(bǔ)拋時(shí)堤身縮窄以控制方量，盡量減少理坡工作量。拋填中大塊石盡量拋在堤身外側(cè)，以利防浪沖刷。 　?。ㄒ唬佁罡叱痰目刂?。根據(jù)土工計(jì)算原理和堤身設(shè)計(jì)高度，經(jīng)過理論分析計(jì)算，確定堤身拋填高度。設(shè)計(jì)原則是：在方便堤面施工、施工期高潮位時(shí) 堤頂不過水、爆后堤頂不超高的前提下，拋填高度應(yīng)盡量高，以最大限度地達(dá)到擠淤效果；同時(shí)要考慮減少平臺(tái)上多余石方量，綜合多方面因素。 　?。ǘ佁顚挾鹊目刂?。爆破擠淤工程成功與否的關(guān)鍵因素之一就是要保證平臺(tái)的寬度和厚度，從以往的工程實(shí)踐中可以知道，在深厚淤泥中平臺(tái)的形成必須在堤頭爆填時(shí)一次到位，通過 側(cè)爆向兩側(cè)拉出平臺(tái)的作用是有限的，因此在堤頭爆填時(shí)就要嚴(yán)格控制拋填的寬度。拋填寬度的計(jì)算取決于以下幾個(gè)因素：斷面總的寬度，拋填高程，泥面高程等參 數(shù),同時(shí)需要兼顧拋填車輛通行。 　?。ㄈ佁钸M(jìn)尺的控制 。采用“堤身先寬后窄”的方法，使得爆后水下平臺(tái)寬度一次到位，而爆后補(bǔ)拋時(shí)堤身縮窄。進(jìn)尺過短易造成坡上大量重復(fù)拋填，進(jìn)尺太長(zhǎng)對(duì)堤身落底有影響，應(yīng)綜合考慮實(shí)際的地質(zhì)情況，施工狀況和坡上重復(fù)拋填情況，決定進(jìn)尺長(zhǎng)度。 　　四、施工管理 　　1.施工安全 　　在施工中嚴(yán)格執(zhí)行《爆破安全規(guī)程》，計(jì)算水中沖擊波安全允許距離、爆破安全警戒距離；爆破器材由專人領(lǐng)取、管理、記錄爆破器材使用情況。根據(jù) 國家有關(guān)規(guī)定，爆破器材不準(zhǔn)在施工現(xiàn)場(chǎng)過夜。每天爆破剩余的爆破器材必須如數(shù)退回炸藥倉庫。對(duì)使用爆破器材進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品禁止使用。爆破完畢后 進(jìn)行安全檢查，從爆炸物品運(yùn)輸、使用全程嚴(yán)格管理，杜絕了任何可能的爆破安全事故的發(fā)生，做到了零傷亡事故。 　　2.環(huán)境安全 　　嚴(yán)格控制一次起爆藥量產(chǎn)生的爆破震動(dòng)，不超過交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《爆破法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的抗震能力要求，普通民房的抗震能力為震速V=2-3cm/s，鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)房V=5cm/s，重力式碼頭V=5-8cm/s，爆破地震速度計(jì)算公式： 　　V=K*(3√Q/R)acm/s 　　式中：R：距爆破點(diǎn)距離，Q：一次起爆藥量，K、a為與傳震介質(zhì)等有關(guān)的系數(shù)、指數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)爆炸處理軟基筑堤施工，取K=7450、a=1.65. 　　3.質(zhì)量安全 　?。ㄒ唬┕こ藤|(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) ：施工期與使用期內(nèi)，不得出現(xiàn)滑移；處理完成后，每20米設(shè)置2個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行長(zhǎng)期沉降觀測(cè)，三個(gè)月內(nèi)的工后沉降量不超過30cm；斷面尺寸誤差，理 坡后符合工程規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)；拋石為混合料，塊度偏大為宜，必須嚴(yán)格控制混合石料中的泥、砂含量，控制標(biāo)準(zhǔn)為：泥砂含量小于10%。 　 　（二）施工中的質(zhì)量控制要求。爆炸處理前后須進(jìn)行測(cè)量，堤身處理后用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)分別測(cè)量縱橫剖面，測(cè)量間距2.0m，側(cè)向處理前后每10m測(cè)量一個(gè)橫斷面?？⒐r(shí)每20m測(cè)量一個(gè)完整橫斷面。 　　 4、拋石置換深度檢測(cè) 。拋石置換深度是保證圍堤穩(wěn)定的重要條件。爆炸處理后拋石置換落底標(biāo)高誤差為+0～-1.0m，填石落底寬度要求0～2.0m。拋石置換深度與穩(wěn)定性檢驗(yàn) 可從宏觀判斷與多種方法檢測(cè)兩方面進(jìn)行。經(jīng)上百次爆炸振動(dòng)作用的圍堤，施工期內(nèi)如果不出現(xiàn)滑移或過量沉降，從宏觀上可以判斷，在使用期內(nèi)圍堤的穩(wěn)定性是有 充分保證的。拋石置換深度檢測(cè)有多種方法，比較常用的有體積平衡法、鉆孔檢測(cè)、探地雷達(dá)檢測(cè)。 　 　結(jié)論 　　通過對(duì)爆破擠淤技術(shù)的理論研究、施工過程管理和事后分析，爆破擠淤施工需要結(jié)合爆破試驗(yàn)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行多次修改和優(yōu)化，選擇更為合理的爆破參數(shù)，在施工工程中嚴(yán)格控制每個(gè)施工環(huán)節(jié)，最終取得滿意的爆破擠淤效果。 　　【參考文獻(xiàn)】 　　[1] 連云港港口工程設(shè)計(jì)研究所．JTJ／'1258--98 爆破法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程[S]．北京：人民交通出版社，1999． 　　[2] 喬繼延，丁樺，鄭哲敏．爆炸排淤填石法機(jī)理研究[J]．巖土工程學(xué)報(bào)，2004，24(3)：349．352．