海灣灘涂爆破擠淤施工工藝及參數(shù)計算

唐治國

（中交通力建設(shè)股份有限公司，西安710075）

1 工程概況

某公路工程線路經(jīng)過海灣灘涂，淤泥深度5～10m，受潮汐影響，設(shè)計該路段采用爆破擠淤工藝填筑石方成型路堤，爆破擠淤范圍5m（內(nèi)側(cè)）+路基寬度+10m（靠海側(cè)）。

2 施工工藝

施工工藝分為以下幾個步驟：

1）測量放樣。根據(jù)設(shè)計提供的GPS 控制點、水準(zhǔn)點，復(fù)測后增設(shè)施工控制的平面及高程控制點。并據(jù)此設(shè)立施工水尺標(biāo)志等，根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行放樣，設(shè)立拋填位置標(biāo)示。

2）堤身路基填筑及首輪爆破。按設(shè)計及施工確定的填筑寬度和填筑高度進(jìn)行堤身路基填筑。堤身拋填到達(dá)設(shè)計進(jìn)尺后，進(jìn)行堤頭首次爆填。即根據(jù)施工組織設(shè)計確定的炸藥用量數(shù)量制作藥包，根據(jù)不同水深和裝藥深度，采用由挖掘機改裝的液壓陸上裝藥機進(jìn)行藥包布設(shè)（見圖1），在路堤正面和兩側(cè)布設(shè)藥包群，實施堤頭首輪爆破。

3）循環(huán)拋填。堤頭爆破后，補拋至設(shè)計寬度，當(dāng)?shù)填^達(dá)到下次爆破進(jìn)尺后，再次在堤頭布設(shè)藥包群，實施爆破，按照“拋填—爆破—拋填”循環(huán)進(jìn)行，直至完成爆破段落填筑。

4）側(cè)方爆填。當(dāng)?shù)躺硗七M(jìn)到約80m 后，進(jìn)行堤身側(cè)向爆破和補拋，達(dá)到設(shè)計要求的坡腳線，并擠除坡腳殘留淤泥。

5）堤身外側(cè)挖淤并回填大石塊（石塊直徑60～100cm），如果局部坡腳不滿足設(shè)計要求時可實施補爆，形成滿足設(shè)計斷面要求的坡率及線型。

6）采用體積平衡法、鉆孔探摸法進(jìn)行檢測和質(zhì)量控制，設(shè)置水平位移及沉降觀測點。

圖1 液壓式陸上裝藥機布藥示意圖

3 施工要點

在正式施工前，編制50m 試驗段的施工方案，試驗段施工完成后收集試驗段結(jié)果，確定施工采用的各項參數(shù)。在正式施工時，嚴(yán)格按照試驗段確定的拋填參數(shù)和爆破參數(shù)進(jìn)行控制。按照“石料內(nèi)細(xì)外大，路堤先寬后窄”；路堤頭拋填時，確保路堤身坡腳厚度和寬度一次完成，爆破后按照設(shè)計路堤寬度和厚度控制總方量，坡面整修同時進(jìn)行。挑揀大石塊放置在坡面外側(cè)，增強海浪抵抗能力。

4 爆破參數(shù)

4.1 原則

根據(jù)路堤身設(shè)計高度和受力計算原理，確定路堤拋填的高度。重點是爆破后自然沉降后高程不超過路堤設(shè)計高程，同時不能不填更多土石方，考慮到潮汐和最高潮水位因素，爆破擠淤后路基正常填筑，最終確定拋填高程4.7m（最高潮水位高程4.2m）。根據(jù)拋填計算高度和路基設(shè)計斷面圖（路基頂面寬度、放坡坡度級高度、坡底平臺寬度、預(yù)留值等），計算拋填寬度。通過拋填寬度控制路基各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。

4.2 置換法計算爆破參數(shù)

本工程爆破參數(shù)計算按“置換法”方法計算，并綜合類似工程的施工經(jīng)驗調(diào)整后計算[1]。參數(shù)計算步驟如下：

1）根據(jù)拋填高度、拋填寬度及堆積密度，確定填筑自重可擠淤的深度，自重擠淤深度D0的計算公式如下：

式中，Cu為淤泥抗剪強度；γs、γ 分別為淤泥、填料的容重，B為堤頭拋填部位的堤頂寬度；h為堤頭拋填部位堤軸線處泥上堤身的高度。

2）估算路堤頭爆破下沉的平均高度D1：

式中，D為設(shè)計值，即設(shè)計提供的擠淤深度；K1=0.2～0.6，為經(jīng)驗系數(shù)。

3）確定每次拋填進(jìn)尺b。根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場勘測，以及手運輸條件限制等困難，取b=8～10m，按公式（3）計算單藥包重量Q。

式中，K2=0.2～0.4，為經(jīng)驗系數(shù)。

4）爆破藥包間距a按式（4）計算：

式中，Q為單個藥包重量；0.062Q1/3為球形藥包的半徑；K3為檢驗系數(shù)，取0.8～1.1。

5）爆破布設(shè)的藥包數(shù)量計算：

式中，M1為堤頭前所布設(shè)數(shù)；M2為兩側(cè)布設(shè)數(shù)；M1和M2按式（6）和式（7）計算：

式中，B為已計算得出的路堤頂寬；Bm為路堤邊到淤泥處的寬度；K4、K5為經(jīng)驗系數(shù)。

4.3 路堤頭拋填及兩側(cè)側(cè)爆拋填

路堤頭拋填及兩側(cè)側(cè)爆拋填示意圖如圖2 所示。

圖2 拋填平面示意圖

注：兩側(cè)爆破前路堤頂不加寬。堤頭內(nèi)、外兩側(cè)各布設(shè)2 個藥包，其他藥包布設(shè)在堤頭端部，間距按計算參數(shù)控制。補爆藥量按正常藥量的50%控制。

5 爆破網(wǎng)路設(shè)計

根據(jù)火工品使用的相關(guān)法規(guī)及要求，以及施工安全、環(huán)保及防水的需要，炸藥采用防水包裝成型乳化炸藥。為保證藥包重量計量和方便使用，直接采用當(dāng)?shù)鼗鸸て饭?yīng)商的產(chǎn)品成品。傳爆器材采用導(dǎo)爆索。為安全傳爆，選用每米含炸藥重量不小于11g 的導(dǎo)爆索。起爆器材采用8#工業(yè)銅質(zhì)瞬發(fā)電雷管。分段起爆采用非電導(dǎo)爆管雷管，分段段差大于200ms。

導(dǎo)爆索網(wǎng)路注意事項包括：（1）導(dǎo)爆索采用搭接，搭接長度不小于15cm，搭接處用防水膠布綁扎結(jié)實，不得打結(jié)；（2）導(dǎo)爆索切割用電工刀加工，兩端應(yīng)用防水膠布密封；（3）確保導(dǎo)爆索主索與支索在相同方向，角度小于90°；（4）起爆導(dǎo)爆索應(yīng)采用兩發(fā)同廠、同批號并聯(lián)，電雷管起爆，電雷管的聚能穴應(yīng)朝向?qū)П鞯膫鞅较颉?/p>