爆破擠淤在中遠(yuǎn)大連造船項(xiàng)目防波堤工程中的應(yīng)用 威海中遠(yuǎn)造船科技招聘

　　【摘要】本文結(jié)合中遠(yuǎn)大連造船項(xiàng)目防波堤工程采用爆破擠淤的施工方法，介紹了爆破擠淤施工的參數(shù)設(shè)計(jì)、施工工藝、質(zhì)量控制、安全管理及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 　　【關(guān)鍵詞】爆破擠淤；造船項(xiàng)目；防洪堤工程
　　【中圖分類號(hào)】TV87【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
　　【文章編號(hào)】1007―4309（2010）10―0089―2
　　
　　一、工程概況和自然條件
　　
　　中遠(yuǎn)大連造船項(xiàng)目防波堤工程內(nèi)容包含防波堤1 880m，接岸護(hù)岸250m。防波堤及護(hù)岸均采用拋石斜坡堤結(jié)構(gòu)，根據(jù)護(hù)岸、防波堤的功能及地基情況、堤身的結(jié)構(gòu)分以下幾種類型：
　　K0-250.00―K0-150.00為護(hù)岸段，由于離岸較近，淤泥層厚度很小，基礎(chǔ)不處理，采用拋石擠淤；K0-150.00―K0+0.00段也為護(hù)岸段，基礎(chǔ)處理采用爆破擠淤的方式，處理土層為淤泥及淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；K0+0.00―K0+420.00為防波堤內(nèi)側(cè)兼碼頭段，基礎(chǔ)處理方式有兩種，其中K0+0.00―K0+150.00采用挖泥方案，基礎(chǔ)開挖要求達(dá)到卵石層，K0+150.00―K0+420.00采用爆破擠淤方式； K0+420.00―K1+250.00段為防波堤內(nèi)側(cè)遠(yuǎn)期預(yù)留碼頭段，基礎(chǔ)處理采用爆破擠淤的方式；K1+250.00―K1+830.00為純防波堤段，基礎(chǔ)處理采用爆破擠淤方式； K1+830.00―K1+880.00為堤頭段，地基處理采用爆破擠淤方案。
　　本工程中爆破擠淤筑堤主要工程量為：防波堤堤心爆填石方4 486 763m3，護(hù)岸堤爆破擠淤石方183 196m3，合計(jì)4 669 959m3。
　　本區(qū)瀕臨海域潮汐屬于不正規(guī)半日潮，每日潮位兩漲兩落，以風(fēng)浪為主，涌浪為次。
　　
　　二、爆破擠淤的機(jī)理
　　
　　爆破擠淤是“爆破法處理水下淤泥質(zhì)軟基”的簡稱。爆破擠淤處理加固地基的基本原理是在堤頭一定位置的淤泥內(nèi)埋置藥包，藥包爆炸將淤泥向四周擠出并向上拋擲形成爆坑，堤頭拋石體在爆炸空腔負(fù)壓和重力作用下定向滑移落入爆坑并形成石舌，瞬時(shí)實(shí)現(xiàn)泥石置換。同時(shí)，藥包爆炸產(chǎn)生的沖擊波和振動(dòng)還使爆源附近一定范圍內(nèi)的淤泥受到強(qiáng)烈擾動(dòng)，物理力學(xué)性能參數(shù)急劇下降，承載能力迅速減弱至幾乎完全失去，拋石體在自重作用下進(jìn)一步滑移或下沉；后續(xù)堤頭藥包爆破的多次振動(dòng)作用將加速堤身下沉落底；爆破振動(dòng)效應(yīng)使拋填塊石相對(duì)移動(dòng)，堤身石料密實(shí)度增加，使堤身后期沉降減小。
　　三、爆破參數(shù)計(jì)算及起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)
　　
　　根據(jù)《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，擠淤一次爆破藥量按下式計(jì)算：
　　Ql＝q0•LH•Hmw•LL
　　Hmw＝Hm +（γw/γm）Hw
　　其中：
　　Ql－一次爆破排淤填石藥量，單位：kg，
　　q0－爆炸擠淤單位體積淤泥的耗藥量，單位：kg/m3，
　　LH－一次推填的水平距離，單位：m，
　　Hmw－計(jì)入覆蓋水深的折算淤泥厚度，單位：m，
　　LL－布藥線長度，單位m
　　Hm－置換淤泥層厚度，包含淤泥包隆起高度，單位：m，
　　Hw－覆蓋水深，即泥面以上的水深，單位：m，
　　γw－水重度，單位：kN/m3，
　　γm－淤泥重度，單位：kN/m3。
　　影響爆炸擠淤單位體積淤泥耗藥量系數(shù)q0的因素很多，如淤泥的物理力學(xué)指標(biāo)、石料塊度、炸藥種類、淤泥深度、覆蓋水深、等等。規(guī)程中給出的q0值在0.6至1.0之間，根據(jù)近年來的爆破擠淤工程實(shí)踐，此單耗值偏大。不同地區(qū)不同淤泥指標(biāo)的擠淤爆破炸藥單耗量差異較大，大連地區(qū)單耗藥量通常不會(huì)超過0.2kg/m3。另外，在計(jì)算總裝藥量時(shí)通常需要計(jì)入淤泥包隆起的高度，但不計(jì)入覆蓋水深的折算厚度。
　　計(jì)算藥包埋深時(shí)不僅要計(jì)入淤泥包的隆起高度，也應(yīng)計(jì)入覆蓋水深的折算淤泥厚度。覆蓋水有利于炸藥能量的充分利用，覆蓋水越深，計(jì)算得出的折算后埋深越深，藥包埋入淤泥內(nèi)的深度越淺。當(dāng)覆蓋水足夠深時(shí)（水深大于泥深的1.6倍），藥包可以放置在淤泥表面。
　　起爆網(wǎng)路可以采用導(dǎo)爆索網(wǎng)路，導(dǎo)爆管網(wǎng)路或兩者的混合網(wǎng)路。在埋入藥包之前，首先用導(dǎo)爆索加工成起爆體放入藥包中，然后選用導(dǎo)爆索或?qū)П�管引出水面，�?gòu)成了導(dǎo)爆索網(wǎng)路或?qū)П�管網(wǎng)路。如果用導(dǎo)爆管引出，之后與主導(dǎo)爆索相連，則構(gòu)成了混合網(wǎng)路。爆破時(shí)通常采用電雷管起爆，或者采用分段延時(shí)雷管起爆。起爆網(wǎng)路如下圖所示：
　　 四、施工工序
　　
　　爆破擠淤施工工藝有三種，即堤頭爆填，內(nèi)外側(cè)側(cè)向爆填和坡腳爆夯。通過上述工藝使堤身拋石體落底至設(shè)計(jì)高程，同時(shí)按設(shè)計(jì)尺寸形成穩(wěn)定的堤身斷面。
　　堤頭爆填開始前先設(shè)立堤軸線和兩側(cè)拋填邊沿線標(biāo)記，為了解堤軸線附近水深地形變化，施工前做必要的水深地形復(fù)測。然后按兩側(cè)邊沿線標(biāo)記和進(jìn)尺進(jìn)行拋填。進(jìn)尺、寬度及高程滿足要求后進(jìn)行裝藥作業(yè)。裝藥作業(yè)結(jié)束后，機(jī)械設(shè)備、人員撤場。放警戒線，鳴警報(bào)，連接雷管，準(zhǔn)備起爆。爆后經(jīng)現(xiàn)場安全人員檢查無誤后，堤頭爆填一次循環(huán)完成。
　　堤頭爆填完成后，石料基本落到持力層上，但仍需對(duì)堤身兩側(cè)進(jìn)行側(cè)爆填，以便加寬堤身和整形，使之達(dá)到設(shè)計(jì)要求。兩側(cè)爆填施工方法與堤頭爆填相同，可在堤頭爆填50m后進(jìn)行，側(cè)爆循環(huán)進(jìn)尺一般為50m。
　　要想使內(nèi)外側(cè)坡腳穩(wěn)定，坡腳爆夯是必不可少的步驟，通過對(duì)坡腳進(jìn)行爆夯處理，可以起到密實(shí)加固的作用。爆夯時(shí)根據(jù)坡腳平臺(tái)寬度確定采用單排藥包或雙排藥包，藥包直接放置在基礎(chǔ)平臺(tái)石料表面，內(nèi)外側(cè)可分別進(jìn)行。爆夯在側(cè)爆完成后進(jìn)行，爆夯后通過理坡使堤身達(dá)到設(shè)計(jì)斷面。
　　
　　五、質(zhì)量控制
　　
　　根據(jù)《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（JTJ/T258-98）中對(duì)爆炸擠淤施工的相關(guān)規(guī)定：
　　本工程質(zhì)量控制在技術(shù)方面包括下面幾項(xiàng)內(nèi)容：
　　第一，上堤石料質(zhì)量控制（塊度、抗壓強(qiáng)度、含泥砂量等）。
　　第二，爆破擠淤施工過程質(zhì)量控制（測量、定位、裝藥、起爆等）。
　　第三，檢驗(yàn)與檢測（鉆孔、物探、體積平衡驗(yàn)算、沉降位移觀測等）。
　　其中，體積平衡法貫穿于爆破擠淤堤頭爆填施工的全過程，堤心爆填每30m進(jìn)行一次體積平衡檢驗(yàn)。體積平衡法是根據(jù)每炮拋填石料質(zhì)量、方量記錄，在準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)上堤方量的基礎(chǔ)上，比對(duì)設(shè)計(jì)斷面方量，使堤心石落底情況能夠被確定下來。
　　
　　六、安全、環(huán)境與文明施工管理
　　
　�。ㄒ唬┉h(huán)境保護(hù)
　　在施工過程中，為了了解爆炸產(chǎn)物對(duì)海洋環(huán)境的影響，大連市環(huán)境監(jiān)測中心作了大量的環(huán)境跟蹤監(jiān)測，積累了資料，取得了可靠的數(shù)據(jù)。跟蹤監(jiān)測結(jié)果表明：爆炸法處理海淤軟基對(duì)水質(zhì)影響范圍有限，持續(xù)時(shí)間較短，不會(huì)造成施工區(qū)外的污染。爆破對(duì)海洋水質(zhì)及海洋生態(tài)環(huán)境沒有產(chǎn)生有害影響。
　�。ǘ�）加強(qiáng)火工品管理
　　施工中按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行火工品運(yùn)輸、保管和加工，嚴(yán)格執(zhí)行各種簽領(lǐng)手續(xù)，做到可追溯，避免保管不善造成流失。
　　（三）施工安全距離的確定
　　根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-86）中第8.3.5條規(guī)定：“在水深不大于30m的水域內(nèi)進(jìn)行水下爆破，水中沖擊波最小安全距離，應(yīng)遵守下列規(guī)定：當(dāng)炸藥量為200kg―1 000kg時(shí)，采用水中裸裝藥方式，水中沖擊波對(duì)人員安全最小距離為2 000m，對(duì)潛水人員最小距離為2 600m，對(duì)木船最小距離為500m，對(duì)鐵船最小距離為250m。”
　�。ㄋ模┌踩�警戒
　　由于水下爆炸較為復(fù)雜，為確保人員和施工船舶安全，考慮到水下的地質(zhì)、水文和爆炸方式等條件產(chǎn)生、傳播的復(fù)雜性，在施工中按規(guī)定的警戒范圍警戒。特別加強(qiáng)與旅游區(qū)人員、施工船舶及其他施工單位之間的通訊聯(lián)系，水上安排警戒船只進(jìn)行巡邏，做到萬無一失，確保爆夯安全。
　　
　　七、結(jié)語
　　
　　本工程基礎(chǔ)處理方法采用了爆破擠淤筑堤法，該方法具有工程造價(jià)低，施工速度快，后期沉降量小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于防波堤、護(hù)岸、圍堰等地基處理項(xiàng)目。但爆破擠淤工藝也有它相應(yīng)的適用范圍，《爆炸法處理水下軟基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》中推薦的置換淤泥深度為4m―12m。本工程水深為15m，淤泥厚度為20m，堤身落底寬度最大為120m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了規(guī)程中推薦的適用范圍，國內(nèi)沒有類似的成功實(shí)例可以借鑒，爆破擠淤施工技術(shù)難度很大。通過對(duì)本工程的成功實(shí)施總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：
　　第一，爆破擠淤施工除按規(guī)范設(shè)計(jì)爆破參數(shù)外，應(yīng)通過典型施工來確定爆破參數(shù)的可行性。本工程選取樁號(hào)K0-150―K0-105護(hù)岸起始段、樁號(hào)K0+000―K0+030防波堤內(nèi)側(cè)挖泥段和樁號(hào)K0+230―K0+260防波堤內(nèi)側(cè)兼碼頭段作為典型施工段，證明所選用的爆夯參數(shù)是合適的。根據(jù)爆破前、后的測量結(jié)果，針對(duì)該典型施工段具體情況，選用相應(yīng)的爆夯參數(shù)，取得了良好的效果。
　　第二，堤身內(nèi)側(cè)先寬后窄，落底寬度一次到位，同時(shí)根據(jù)拋石層厚度不同，采用了不同的翅膀疊加技術(shù)。這一方法解決了常規(guī)施工工藝中深水條件下容易出現(xiàn)的落底寬度不足的缺陷。
　　第三，堤身外側(cè)采用了兩次側(cè)爆加寬，側(cè)爆與爆夯相結(jié)合的施工工藝。在改善堤身抗風(fēng)浪沖刷能力的同時(shí)，提高了拋石車輛的工作效率。單一堤頭24小時(shí)拋填石方量超過25 000方也是防波堤施工中較為罕見的。
　　第四，改進(jìn)型的陸上裝藥機(jī)及雙向復(fù)式起爆網(wǎng)路，提高了爆破裝藥的效率和操作的安全性，降低了盲炮發(fā)生的概率。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
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　　【收稿日期】2010年8月21日
　　【作者簡介】關(guān)劍鋒：大連中遠(yuǎn)造船工業(yè)有限公司

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