关于外海深水基床爆夯施工的探讨

    袁飞盛

    

    

    

    摘 要：深水外海基床（厚度8m）采用爆破夯实工艺进行基床夯实，基础沉降量控制成为控制主体结构施工质量的关键，传统的重锤分层夯实工艺很难满足质量及工期要求，建议采用整体爆夯的施工工艺代替重锤夯实。实践证明，通过试验段确定爆夯参数，选取15%的夯沉率，可有效控制基础沉降，确保夯实的质量。

    关键词：基床爆夯;提高夯实质量;沉降量

    中图分类号：U655.52? ? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ? ? ? 文章编号：1006—7973（2019）07-0098-02

    1工程概况

    某防波堤工程长度3060m，其中，斜坡段长度3000m，堤头直立段长度为60m。堤头为沉箱式直立结构，基床夯实的长度为66.75m。抛石厚度为8m，基床抛填<800kg的开山石。设计要求基床夯实率达到15%。爆区周围环境较好，爆区水深大于15m。

    2施工工艺流程

    施工准备→基床抛石→夯前水深测量→药包投放及位置调整→引出导火索→警戒起爆→夯后水深测量→验收

    3主要施工方法

    3.1爆夯参数确定

    爆破夯实抛石基础，是利用水下爆破产生的地基和基础震动使地基和基础得到密实。爆破夯实施工前，应选择爆夯实验段从而确定爆夯参数，进行爆夯试验的目的是为了选取经济、合理、安全的爆夯施工参数，确保爆夯施工质量，取得更大经济效益。

    依据《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008）并参照该地区相邻工程的施工经验来确定该工程实验段的爆破参数。拟定爆夯参数如下：

    （1） 药包间、排距：间距 a=4.5m;排距b=4.5m

    （2）基床块石抛填厚度：H=9.2m

    （3）单药包重量q2= q0×a×b×H×η/n

    η=△H/H×100%

    式中：q0——爆破夯实单耗，指爆破压缩单位体积石块所需的药量（㎏/ m3），本工程取5.0㎏/m3;a、b——药包间距、排距（m）;H——爆夯前抛石层平均厚度（m）;△H——爆夯后石层顶面平均沉降量（m）;η——夯实率（%），根据设计要求试验段夯实率取15%;n——爆破夯实遍数，取2遍。

    （4） 布药宽度（m）：太宽会导致边坡塌方严重，太窄爆破范围不够而导致密实不均匀，实際施工时根据沉箱及抛石基床宽度布药，同时考虑本地区处于防波堤的口门区，且四周部分已经形成闭合，起落潮该地区流速很大，因此爆破区域按照沉箱底面边线外扩2m，药包距离爆破区域边线1m控制。

    （5） 药包悬高h2=0.4 q21/3

    式中：h2——药包悬高，即爆夯药包中心在石面以上的垂直距离（m）;q2——单药包重量（㎏）。

    本工程采用理论计算确定参数如下表1：

    考虑到爆破冲击波对相邻工程建筑物的影响，本段划分为三个区域进行爆破，增加爆夯次数为3次，并减小每次爆破的用药量，尽量不对相邻建筑物造成影响，参照相邻工程的施工经验确定参数如下表2：

    （6）安全距离：因单次起爆为1564kg大于1000kg，依据《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008），则水中冲击波的最小安全距离。

    RH=K0Q1/3

    式中：RH——水中冲击波的最小安全距离（m）;K0——系数，取K0=25;Q——一次起爆的炸药量（kg）。

    可得RH=291m。

    3.2? 爆夯施工方法

    3.2.1基床抛石

    抛石前采用4000t定位船按照设计坐标完成定位，抛石船到现场后，靠泊定位船，开体驳打开底仓，通过定位船移锚抛石。抛石基床顶面1.5m以下区域，采用1000m3开体驳抛石，基床顶部1.5m以上区域采用方舶配挖掘机抛填。

    3.2.2夯前水深测量

    在爆夯前对抛石基床进行全断面测量，采用水砣进行水深测量，测量间距为5.0m一个断面，2.0m一个点，对测量数据进行处理后，如果发现高差超过0.3m应进行处理，对过低部分补抛或对过高部分清除，保证基床基本平整（高差控制在0.3m以内）。

    3.2.3药包的加工

    药包加工前应在岸边做好漂浮物的实验，首先装好一个药包并做好配重，观察药包的起浮状态，确定泡沫板的大小。

    药包使用乳化炸药制成，每箱炸药重24kg，每箱12根，每根炸药直径为90mm，重量为2kg，要求药量与设计偏差不大于5%，每个药包内插一组起爆体。每组起爆体内插1发塑料导爆管毫秒雷管，毫秒雷管为1段、3段和5段。将炸药和雷管用编织袋装好，并塞填密实。

    3.2.4药包布置方式

    药包按方格式布置，三遍爆夯药包与上一次错开布置，防止破坏基床和使已经夯实的基础又形成松散状态。

    3.2.5药包投放

    方驳在垂直基床前沿线方向驻位，用GPS进行测量定位，在作业平台边缘根据药包的间距在船舷上用红油漆画出药包的投放位置，按要画出的位置向下依次投放药包。考虑水流对药包投放位置影响较大，因此投放药包前应测算流速，尽量选择在平潮时施工，保证药包投放位置的准确性。药包在水中采用上边用浮漂悬挂，水底用重物（砂石袋）下坠的方法固定，药包配重根据岸边的试验确定，根据施工经验选择连接药包与配重的绳索为2m，如图1所示。

    3.2.6联线起爆

    采用导爆索将各药包的导爆管串联，起爆雷管绑在导爆索的端部，为防止电雷管出故障，一般都采用两个起爆电雷管，即预留一个，毫秒雷管与起爆电雷管采用“一把抓”的方式连接。毫秒雷管在连接过程中缓慢移动工作方驳，同时防止在移船过程中雷管受力而发生断裂，一般用一根绳索连接药包和起爆管（详见图2药包联线示意图）。

    起爆前应安排警戒船四周警戒，防止其他船舶驶入爆破区，并高频拨话通知四周施工船舶和相邻施工区域的潜水作业人员，待确定船舶全部做好准备，潜水人员全部上岸后才可引爆。

    3.2.7夯后水深测量

    三遍爆夯完成后，按要求对爆夯范围前后左右各扩大5米进行水深测量，采用水砣进行水深测量，测点间距为5.0m一个断面，2.0m一个点，且不少于3个断面。

    4数据分析

    抛石及爆夯前后，采用水砣，按照5m一个断面，2m一个进行测量，每次测量204个点，所得数据见下表3。

    由上表所知，抛石厚度为26.82-17.64=9.18m，三次爆夯后夯沉量为17.64-15.99=1.62m，夯沉率为1.62/9.18=17.6%，满足夯沉量15%的要求。因此不必再增加爆夯次数。

    5注意事项

    （1）抛石前，了解抛石区的水流情况，尽量选择平流时施工，如必须趁流施工时，应提前掌握流速流向。

    （2）抛石过程中用水砣勤打水测量，采用开体驳抛石时，底口不要打开过大，基床抛石严格遵守“宁低勿高”的原则。

    （3）药包装药完毕后，要逐个检查，药包布线情况，布线时要逐根捋顺清楚。

    （4）起爆前，现场所用船舶必须撤离至安全区域，并安排人员做好周围水域警戒。

    （5）起爆后，要确认无哑炮，人员方可撤离现场，警戒方可撤离。

    6结束语

    本工程外海深水基床采用爆夯工艺，快速完成了基床夯实施工，施工夯沉量满足设计及规范质量要求，为类似工程提供参考。

    参考文献：

    [1]? 长江重庆航道工程局. JTS204-2008水运工程爆破技术规范. 北京：人民交通出版社，2008.

    [2]? 中交第四航务工程局，中交四航局港湾工程设计院有限公司. JTS167-2-2009重力式码头设计与施工规范. 北京：人民交通出版社，2009.

    [3]? 连云港港口工程设计研究所. JTJ/T258-98爆炸法处理水下地基和基础技术规程. 北京：人民交通出版社，1999.