關(guān)于外海深水基床爆夯施工的探討

袁飛盛

摘 要：深水外海基床（厚度8m）采用爆破夯實工藝進行基床夯實，基礎沉降量控制成為控制主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的重錘分層夯實工藝很難滿足質(zhì)量及工期要求，建議采用整體爆夯的施工工藝代替重錘夯實。實踐證明，通過試驗段確定爆夯參數(shù)，選取15%的夯沉率，可有效控制基礎沉降，確保夯實的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：基床爆夯;提高夯實質(zhì)量;沉降量

中圖分類號：U655.52? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2019）07-0098-02

1工程概況

某防波堤工程長度3060m，其中，斜坡段長度3000m，堤頭直立段長度為60m。堤頭為沉箱式直立結(jié)構(gòu)，基床夯實的長度為66.75m。拋石厚度為8m，基床拋填<800kg的開山石。設計要求基床夯實率達到15%。爆區(qū)周圍環(huán)境較好，爆區(qū)水深大于15m。

2施工工藝流程

施工準備→基床拋石→夯前水深測量→藥包投放及位置調(diào)整→引出導火索→警戒起爆→夯后水深測量→驗收

3主要施工方法

3.1爆夯參數(shù)確定

爆破夯實拋石基礎，是利用水下爆破產(chǎn)生的地基和基礎震動使地基和基礎得到密實。爆破夯實施工前，應選擇爆夯實驗段從而確定爆夯參數(shù)，進行爆夯試驗的目的是為了選取經(jīng)濟、合理、安全的爆夯施工參數(shù)，確保爆夯施工質(zhì)量，取得更大經(jīng)濟效益。

依據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS204-2008）并參照該地區(qū)相鄰工程的施工經(jīng)驗來確定該工程實驗段的爆破參數(shù)。擬定爆夯參數(shù)如下：

（1） 藥包間、排距：間距 a=4.5m;排距b=4.5m

（2）基床塊石拋填厚度：H=9.2m

（3）單藥包重量q2= q0×a×b×H×η/n

η=△H/H×100%

式中：q0——爆破夯實單耗，指爆破壓縮單位體積石塊所需的藥量（㎏/ m3），本工程取5.0㎏/m3;a、b——藥包間距、排距（m）;H——爆夯前拋石層平均厚度（m）;△H——爆夯后石層頂面平均沉降量（m）;η——夯實率（%），根據(jù)設計要求試驗段夯實率取15%;n——爆破夯實遍數(shù)，取2遍。

（4） 布藥寬度（m）：太寬會導致邊坡塌方嚴重，太窄爆破范圍不夠而導致密實不均勻，實際施工時根據(jù)沉箱及拋石基床寬度布藥，同時考慮本地區(qū)處于防波堤的口門區(qū)，且四周部分已經(jīng)形成閉合，起落潮該地區(qū)流速很大，因此爆破區(qū)域按照沉箱底面邊線外擴2m，藥包距離爆破區(qū)域邊線1m控制。

（5） 藥包懸高h2=0.4 q21/3

式中：h2——藥包懸高，即爆夯藥包中心在石面以上的垂直距離（m）;q2——單藥包重量（㎏）。

本工程采用理論計算確定參數(shù)如下表1：

考慮到爆破沖擊波對相鄰工程建筑物的影響，本段劃分為三個區(qū)域進行爆破，增加爆夯次數(shù)為3次，并減小每次爆破的用藥量，盡量不對相鄰建筑物造成影響，參照相鄰工程的施工經(jīng)驗確定參數(shù)如下表2：

（6）安全距離：因單次起爆為1564kg大于1000kg，依據(jù)《水運工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS204-2008），則水中沖擊波的最小安全距離。

RH=K0Q1/3

式中：RH——水中沖擊波的最小安全距離（m）;K0——系數(shù)，取K0=25;Q——一次起爆的炸藥量（kg）。

可得RH=291m。

3.2? 爆夯施工方法

3.2.1基床拋石

拋石前采用4000t定位船按照設計坐標完成定位，拋石船到現(xiàn)場后，靠泊定位船，開體駁打開底倉，通過定位船移錨拋石。拋石基床頂面1.5m以下區(qū)域，采用1000m3開體駁拋石，基床頂部1.5m以上區(qū)域采用方舶配挖掘機拋填。

3.2.2夯前水深測量

在爆夯前對拋石基床進行全斷面測量，采用水砣進行水深測量，測量間距為5.0m一個斷面，2.0m一個點，對測量數(shù)據(jù)進行處理后，如果發(fā)現(xiàn)高差超過0.3m應進行處理，對過低部分補拋或?qū)^高部分清除，保證基床基本平整（高差控制在0.3m以內(nèi)）。

3.2.3藥包的加工

藥包加工前應在岸邊做好漂浮物的實驗，首先裝好一個藥包并做好配重，觀察藥包的起浮狀態(tài)，確定泡沫板的大小。

藥包使用乳化炸藥制成，每箱炸藥重24kg，每箱12根，每根炸藥直徑為90mm，重量為2kg，要求藥量與設計偏差不大于5%，每個藥包內(nèi)插一組起爆體。每組起爆體內(nèi)插1發(fā)塑料導爆管毫秒雷管，毫秒雷管為1段、3段和5段。將炸藥和雷管用編織袋裝好，并塞填密實。

3.2.4藥包布置方式

藥包按方格式布置，三遍爆夯藥包與上一次錯開布置，防止破壞基床和使已經(jīng)夯實的基礎又形成松散狀態(tài)。

3.2.5藥包投放

方駁在垂直基床前沿線方向駐位，用GPS進行測量定位，在作業(yè)平臺邊緣根據(jù)藥包的間距在船舷上用紅油漆畫出藥包的投放位置，按要畫出的位置向下依次投放藥包。考慮水流對藥包投放位置影響較大，因此投放藥包前應測算流速，盡量選擇在平潮時施工，保證藥包投放位置的準確性。藥包在水中采用上邊用浮漂懸掛，水底用重物（砂石袋）下墜的方法固定，藥包配重根據(jù)岸邊的試驗確定，根據(jù)施工經(jīng)驗選擇連接藥包與配重的繩索為2m，如圖1所示。

3.2.6聯(lián)線起爆

采用導爆索將各藥包的導爆管串聯(lián)，起爆雷管綁在導爆索的端部，為防止電雷管出故障，一般都采用兩個起爆電雷管，即預留一個，毫秒雷管與起爆電雷管采用“一把抓”的方式連接。毫秒雷管在連接過程中緩慢移動工作方駁，同時防止在移船過程中雷管受力而發(fā)生斷裂，一般用一根繩索連接藥包和起爆管（詳見圖2藥包聯(lián)線示意圖）。

起爆前應安排警戒船四周警戒，防止其他船舶駛?cè)氡茀^(qū)，并高頻撥話通知四周施工船舶和相鄰施工區(qū)域的潛水作業(yè)人員，待確定船舶全部做好準備，潛水人員全部上岸后才可引爆。

3.2.7夯后水深測量

三遍爆夯完成后，按要求對爆夯范圍前后左右各擴大5米進行水深測量，采用水砣進行水深測量，測點間距為5.0m一個斷面，2.0m一個點，且不少于3個斷面。

4數(shù)據(jù)分析

拋石及爆夯前后，采用水砣，按照5m一個斷面，2m一個進行測量，每次測量204個點，所得數(shù)據(jù)見下表3。

由上表所知，拋石厚度為26.82-17.64=9.18m，三次爆夯后夯沉量為17.64-15.99=1.62m，夯沉率為1.62/9.18=17.6%，滿足夯沉量15%的要求。因此不必再增加爆夯次數(shù)。

5注意事項

（1）拋石前，了解拋石區(qū)的水流情況，盡量選擇平流時施工，如必須趁流施工時，應提前掌握流速流向。

（2）拋石過程中用水砣勤打水測量，采用開體駁拋石時，底口不要打開過大，基床拋石嚴格遵守“寧低勿高”的原則。

（3）藥包裝藥完畢后，要逐個檢查，藥包布線情況，布線時要逐根捋順清楚。

（4）起爆前，現(xiàn)場所用船舶必須撤離至安全區(qū)域，并安排人員做好周圍水域警戒。

（5）起爆后，要確認無啞炮，人員方可撤離現(xiàn)場，警戒方可撤離。

6結(jié)束語

本工程外海深水基床采用爆夯工藝，快速完成了基床夯實施工，施工夯沉量滿足設計及規(guī)范質(zhì)量要求，為類似工程提供參考。

參考文獻：

[1]? 長江重慶航道工程局. JTS204-2008水運工程爆破技術(shù)規(guī)范. 北京：人民交通出版社，2008.

[2]? 中交第四航務工程局，中交四航局港灣工程設計院有限公司. JTS167-2-2009重力式碼頭設計與施工規(guī)范. 北京：人民交通出版社，2009.

[3]? 連云港港口工程設計研究所. JTJ/T258-98爆炸法處理水下地基和基礎技術(shù)規(guī)程. 北京：人民交通出版社，1999.