【摘要】本文結合中遠大連造船項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設計、施工工藝、質量控制、安全管理及經驗總結。 　　【關鍵詞】爆破擠淤；造船項目；防洪堤工程
　　【中圖分類號】TV87【文獻標識碼】A
　　【文章編號】1007―4309（2010）10―0089―2
　　
　　一、工程概況和自然條件
　　
　　中遠大連造船項目防波堤工程內容包含防波堤1 880m，接岸護岸250m。防波堤及護岸均采用拋石斜坡堤結構，根據護岸、防波堤的功能及地基情況、堤身的結構分以下幾種類型：
　　K0-250.00―K0-150.00為護岸段，由于離岸較近，淤泥層厚度很小，基礎不處理，采用拋石擠淤；K0-150.00―K0+0.00段也為護岸段，基礎處理采用爆破擠淤的方式，處理土層為淤泥及淤泥質粉質粘土；K0+0.00―K0+420.00為防波堤內側兼碼頭段，基礎處理方式有兩種，其中K0+0.00―K0+150.00采用挖泥方案，基礎開挖要求達到卵石層，K0+150.00―K0+420.00采用爆破擠淤方式； K0+420.00―K1+250.00段為防波堤內側遠期預留碼頭段，基礎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，護岸堤爆破擠淤石方183 196m3，合計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，以風浪為主，涌浪為次。
　　
　　二、爆破擠淤的機理
　　
　　爆破擠淤是“爆破法處理水下淤泥質軟基”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壓和重力作用下定向滑移落入爆坑并形成石舌，瞬時實現泥石置換。同時，藥包爆炸產生的沖擊波和振動還使爆源附近一定范圍內的淤泥受到強烈擾動，物理力學性能參數急劇下降，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一步滑移或下沉；后續(xù)堤頭藥包爆破的多次振動作用將加速堤身下沉落底；爆破振動效應使拋填塊石相對移動，堤身石料密實度增加，使堤身后期沉降減小。
　　三、爆破參數計算及起爆網路設計
　　
　　根據《爆炸法處理水下地基和基礎技術規(guī)程》規(guī)定，擠淤一次爆破藥量按下式計算：
　　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q0的因素很多，如淤泥的物理力學指標、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，根據近年來的爆破擠淤工程實踐，此單耗值偏大。不同地區(qū)不同淤泥指標的擠淤爆破炸藥單耗量差異較大，大連地區(qū)單耗藥量通常不會超過0.2kg/m3。另外，在計算總裝藥量時通常需要計入淤泥包隆起的高度，但不計入覆蓋水深的折算厚度。
　　計算藥包埋深時不僅要計入淤泥包的隆起高度，也應計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，計算得出的折算后埋深越深，藥包埋入淤泥內的深度越淺。當覆蓋水足夠深時（水深大于泥深的1.6倍），藥包可以放置在淤泥表面。
　　起爆網路可以采用導爆索網路，導爆管網路或兩者的混合網路。在埋入藥包之前，首先用導爆索加工成起爆體放入藥包中，然后選用導爆索或導爆管引出水面，構成了導爆索網路或導爆管網路。如果用導爆管引出，之后與主導爆索相連，則構成了混合網路。爆破時通常采用電雷管起爆，或者采用分段延時雷管起爆。起爆網路如下圖所示：
　　 四、施工工序
　　
　　爆破擠淤施工工藝有三種，即堤頭爆填，內外側側向爆填和坡腳爆夯。通過上述工藝使堤身拋石體落底至設計高程，同時按設計尺寸形成穩(wěn)定的堤身斷面。
　　堤頭爆填開始前先設立堤軸線和兩側拋填邊沿線標記，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測。然后按兩側邊沿線標記和進尺進行拋填。進尺、寬度及高程滿足要求后進行裝藥作業(yè)。裝藥作業(yè)結束后，機械設備、人員撤場。放警戒線，鳴警報，連接雷管，準備起爆。爆后經現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，但仍需對堤身兩側進行側爆填，以便加寬堤身和整形，使之達到設計要求。兩側爆填施工方法與堤頭爆填相同，可在堤頭爆填50m后進行，側爆循環(huán)進尺一般為50m。
　　要想使內外側坡腳穩(wěn)定，坡腳爆夯是必不可少的步驟，通過對坡腳進行爆夯處理，可以起到密實加固的作用。爆夯時根據坡腳平臺寬度確定采用單排藥包或雙排藥包，藥包直接放置在基礎平臺石料表面，內外側可分別進行。爆夯在側爆完成后進行，爆夯后通過理坡使堤身達到設計斷面。
　　
　　五、質量控制
　　
　　根據《爆炸法處理水下地基和基礎技術規(guī)程》（JTJ/T258-98）中對爆炸擠淤施工的相關規(guī)定：
　　本工程質量控制在技術方面包括下面幾項內容：
　　第一，上堤石料質量控制（塊度、抗壓強度、含泥砂量等）。
　　第二，爆破擠淤施工過程質量控制（測量、定位、裝藥、起爆等）。
　　第三，檢驗與檢測（鉆孔、物探、體積平衡驗算、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進行一次體積平衡檢驗。體積平衡法是根據每炮拋填石料質量、方量記錄，在準確統計上堤方量的基礎上，比對設計斷面方量，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
　　
　　（一）環(huán)境保護
　　在施工過程中，為了了解爆炸產物對海洋環(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，取得了可靠的數據。跟蹤監(jiān)測結果表明：爆炸法處理海淤軟基對水質影響范圍有限，持續(xù)時間較短，不會造成施工區(qū)外的污染。爆破對海洋水質及海洋生態(tài)環(huán)境沒有產生有害影響。
　�。ǘ�）加強火工品管理
　　施工中按有關規(guī)定進行火工品運輸、保管和加工，嚴格執(zhí)行各種簽領手續(xù)，做到可追溯，避免保管不善造成流失。
　�。ㄈ�）施工安全距離的確定
　　根據《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的水域內進行水下爆破，水中沖擊波最小安全距離，應遵守下列規(guī)定：當炸藥量為200kg―1 000kg時，采用水中裸裝藥方式，水中沖擊波對人員安全最小距離為2 000m，對潛水人員最小距離為2 600m，對木船最小距離為500m，對鐵船最小距離為250m�！�
　�。ㄋ模┌踩�警戒
　　由于水下爆炸較為復雜，為確保人員和施工船舶安全，考慮到水下的地質、水文和爆炸方式等條件產生、傳播的復雜性，在施工中按規(guī)定的警戒范圍警戒。特別加強與旅游區(qū)人員、施工船舶及其他施工單位之間的通訊聯系，水上安排警戒船只進行巡邏，做到萬無一失，確保爆夯安全。
　　
　　七、結語
　　
　　本工程基礎處理方法采用了爆破擠淤筑堤法，該方法具有工程造價低，施工速度快，后期沉降量小等優(yōu)點，被廣泛應用于防波堤、護岸、圍堰等地基處理項目。但爆破擠淤工藝也有它相應的適用范圍，《爆炸法處理水下軟基和基礎技術規(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，遠遠超過了規(guī)程中推薦的適用范圍，國內沒有類似的成功實例可以借鑒，爆破擠淤施工技術難度很大。通過對本工程的成功實施總結出以下幾點經驗：
　　第一，爆破擠淤施工除按規(guī)范設計爆破參數外，應通過典型施工來確定爆破參數的可行性。本工程選取樁號K0-150―K0-105護岸起始段、樁號K0+000―K0+030防波堤內側挖泥段和樁號K0+230―K0+260防波堤內側兼碼頭段作為典型施工段，證明所選用的爆夯參數是合適的。根據爆破前、后的測量結果，針對該典型施工段具體情況，選用相應的爆夯參數，取得了良好的效果。
　　第二，堤身內側先寬后窄，落底寬度一次到位，同時根據拋石層厚度不同，采用了不同的翅膀疊加技術。這一方法解決了常規(guī)施工工藝中深水條件下容易出現的落底寬度不足的缺陷。
　　第三，堤身外側采用了兩次側爆加寬，側爆與爆夯相結合的施工工藝。在改善堤身抗風浪沖刷能力的同時，提高了拋石車輛的工作效率。單一堤頭24小時拋填石方量超過25 000方也是防波堤施工中較為罕見的。
　　第四，改進型的陸上裝藥機及雙向復式起爆網路，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】
　　[1]黃育民.爆破擠淤法處理軟基的技術簡介[J].水運工程，2002（7）：97―100.
　　[2]喬繼延，丁華，鄭哲敏.爆炸排淤填石法機理研究[J].巖土工程學報，2004，24（3）：349―352.
　　[3]張翠兵.厚層淤泥中采用爆炸定向滑移法修筑防波堤機理研究[D].鐵道部研究院，2001.
　　[4]陳杏明，鄭長青.爆炸法處理軟基在深淤泥港口工程中的應用[J].爆破，1999，16（4）：98―106.
　　【收稿日期】2010年8月21日
　　【作者簡介】關劍鋒：大連中遠造船工業(yè)有限公司

相關熱詞搜索：防波堤 大連 造船 爆破擠淤在中遠大連造船項目防波堤工程中的應用 工程船招聘 港口電氣技術