福宁弯(沙头)围垦工程消波堤爆破挤淤方案

爆破挤淤施工方案1．工程概况福宁弯（沙头）围垦工程消波堤的软基处理采用爆破挤淤方法，需处理的堤长为110m，置换的淤泥深度为10～10.3m，底宽48米，共需要爆填石方约72000立方米。根据招标资料提示，围堤所处的滩涂部位地基土主要由新近沉积的淤泥组成，厚度为10m左右，该层淤泥具有含水量大，高压缩性、强度低、透水性差等不良工程地质性质。消浪堤使用功能要求具备防冲抗浪功能，其主要目的是确保松山水闸在台汛期的安全运行，因此消浪堤要承受较大横向载荷。2．工程地质条件根据地质勘察结果，堤基土壤从上到下可分为五层：第一层(Ⅰ-1)位于海滩涂面下0～1.6m，土质为淤泥，黑灰色、灰色，饱和流动状态，强度低；第二层(Ⅰ-2)位于海滩涂面下0.6～6.0m，土质为淤泥，淤质粘土，灰色、深灰色，上部含少许贝壳、碎片，饱和塑；第三层(Ⅰ-3)位于海滩涂面下6～18m，土质为淤泥，淤质粘土，灰、深灰色，上部含少许贝壳，饱和塑，静力触探比贯入阻力Ps和十字板强度随深度逐渐加大；第四层(Ⅱ)位于海滩涂面下18～45m，土质为粘土，粉质粘土，含粉细沙粘土，部分含有沙夹层和透镜体，密实度大，强度高；第五层(Ⅲ)位于海滩涂面下40～45m，土质为沙砾卵石层。3．爆破挤淤施工工艺及流程爆破挤淤处理地基的基本原理是在堤头一定位置的淤泥内埋置药包，药包爆炸将淤泥向四周挤出并向上抛掷形成爆坑，堤头抛石体在爆炸空腔负压和重力作用下定向滑移落入爆坑并形成石舌，瞬时实现泥石置换。同时，药包爆炸产生的冲击波和振动还使爆源附近一定范围内的淤泥受到强烈扰动，物理力学性能参数急剧下降，承载能力迅速减弱至几乎完全失去，抛石体在自重作用下进一步滑移或下沉；后续堤头药包爆破的多次振动作用将加速堤身下沉落底；爆破振动效应使抛填块石相对移动，堤身石料密实度增加，使堤身后期沉降减小。3.1．施工流程爆破挤淤施工工艺包括堤头爆填，内外侧侧向爆填及坡脚爆夯。通过上述工艺使堤身抛石体落底至设计高程，同时按设计尺寸形成稳定的堤身断面。1.主要的施工流程为：爆炸挤淤施工流程图2.主要施工工艺要求：(1)施工准备施工开始前，首先应进行爆破区及周围现场的勘察，特别是周围建筑物设施的安全调查；按规定将有关材料送当地公安部门和水上安全监督部门审查批准，办理火工品购买手续，发布爆破施工通告。此后，连同其他资料文件报业主、监理工程师审查批准后实施。同时，根据业主提供的坐标控制点，水准点，进行实地校核，发现施工准备测量放线自卸车运输至堤端抛填检测验收填筑断面测量检查、沉降、位移观测堤端爆填推土机摊铺内外坡补抛堤内外侧坡于15cm，搭接处用防水胶布绑扎紧密，除搭接处外禁止打结或打圈。支导爆索与主导爆索的传爆方向的夹角必须小于90度。脚爆夯循环内外坡爆填内外坡爆夯堤脚下部水下抛石问题及时提交业主解决，在施工区内建立控制网点，水准点，便于控制施工进展，根据设计施工图纸进行放样，设立抛填标志。建立施工管理体系，建立爆破作业指挥机构和爆破人员的组织机制，制定岗位责责任制，制定施工安全和质量保证体系，建立原始施工记录和资料整理制度。建立和健全工程质量检查制度，严格执行“三检制度”。(2)测量放线：根据业主单位提供的坐标控制点，设立施工水准点及辅助施工基线，水准点及基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方。同时，据此设立施工标志、水尺等，并根据设计施工图进行放样，设立抛填标志。（3）堤头爆填：堤心石从料场通过深孔梯段爆破开采，采用20t自卸车上堤填筑，推土机平整，严格按爆炸挤淤设计确定的抛填宽度和高度进行堤身抛填，大块石料尽量抛填在外海侧。当达到爆填进尺时，开始爆填作业。在推填堤芯前方一定距离内，将药包埋入淤泥下或置于泥面上。爆炸动能将淤泥排开，形成爆坑，堤头石料在瞬时内塌落和充满爆坑，并落到持力层上，完成石料对淤泥的置换。堤头爆填后补抛并继续向前推进，整个过程称之为一个爆填循环。然后再开始石料推填－装药－起爆，进行下一个循环。（4）堤身侧向爆填：堤身向前延伸一定长度后，要进行两侧爆炸处理(侧爆)。在两侧爆炸前，中间得石料基本落到持力层上，而堤两侧出现较高的淤泥包，如处理不当，抛填体坡脚宽度和厚度难以保证，这是大部分海堤出现质量事故的主要原因。“控制加载爆炸挤淤置换法”在堤头爆填时已基本确保了堤身两侧的宽度，淤泥包的存在，使得必须经过侧爆才能保证平台落底深度和密实度，以便加宽堤身和整形，达到设计要求，并保证护面稳定。施工时炸药必须埋入泥中一定深度。侧爆一次处理长度，一般视工程具体情况而定。一般情况下，堤芯侧爆填可在堤头爆填后50～100米时开始进行。堤芯侧爆填循环进尺一般为30～60米。（5）内外侧坡脚平台爆夯：坡脚平台爆夯是使内外侧坡脚稳定的必要步骤，尤其是在风浪及潮差较大的情况下，坡脚往往是堤身较薄弱的部位，通过对坡脚进行爆夯处理，可以起到密实加固的效果。(6)施工检测：在每次爆破前后，都要进行堤身断面测量，并对堤内外侧进行挖泥并补抛基础块石，对水下平台不足的部分补抛大块石，平整坡面，挖除多余的石料。然后抛填护底石和进行护面施工，完成堤身施工。并采用自沉和爆沉累计算法及体积平衡法等进行分析，发现与设计有偏差时，应及时调整抛填和爆破参数。3.2.布药工艺爆炸挤淤要求将炸药置放到设计要求的位置，如淤泥中一定深度或在有覆盖水时淤泥表面上。采取常规装药方式：履带式直插装药设备（如图所示）。采用挖掘机改装。特点是陆上装药，不受风浪影响；快速，堤头爆破一次循环作业时间约1～1.5小时。适用于4～20m厚度淤泥。3．3爆破器材的选择与使用1.爆破器材的选择(1)爆炸处理软基所用炸药应有防水性能，本工程拟采用普通的袋装乳化炸药，其防水性能能满足本工程要求。(2)水下传引爆器材采用防水性能较好的普通工业导爆索(塑料外皮)。(3)起爆用2发并联的同厂、同批号8#工业电雷管用胶布紧紧绑扎在导爆索上，起爆雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。当总装药量较大而需分段起爆时，采用8段非电毫秒雷管延时，分段延时250毫秒左右。起爆电雷管采用电起爆器。2.爆破器材的使用(1)加工药包前应先检查爆破器材的质量，发现过期、变质或破损的爆破器材，不得在工程中使用。(2)药包加工在现场附近由公安局等相关部门指定或同意的地点进行。(3)药包大小要满足装药容器的尺寸要求，药包重量按设计确定。本工程拟联系炸药厂按要求定做药包。(4)每个药包装一个起爆体，起爆体由导爆索制作而成。将导爆索的两端用防水胶布密封，将其一端按15cm左右长度多次折叠成束，并扎紧，即形成起爆体，用炮棍(木或竹制)将其插入药包的中心，扎紧袋口。(5)药包的配重采用中粗砂，爆填时重量应大于设计药包重量的1/3倍；爆夯时配重量要加大，以防被浪冲走，一般与设计药包重量相当。配重用编织袋装好，将上述制做好的药包装入装有配重的编织袋内，扎紧袋口。3.爆破网路的连接爆破挤淤施工的起爆网路比较简单，首先用导爆索加工成起爆体放入药包中，然后将药包埋入泥中一定深度处，同时将导爆索引出水面，并与主导爆索相连（并联），主导爆索采用双股，最后用电雷管起爆。在连接网路时，将每个药包的导爆索按同样的方向搭接在主导爆索上。搭接长度不小于15cm，搭接处用防水胶布绑扎紧密，除搭接处外禁止打结或打圈。支导爆索与主导爆索的传爆方向的夹角必须小于90度。起爆网路如图所示：水淤泥导爆索结药包导爆索起爆雷管起爆网路4．消浪堤设计结构参数消浪堤下部采用爆破挤淤方法处理地基，上部和内外两侧均布置扭王块消浪，两侧平台较宽（内侧16m，外侧21m），平台上抛填400～500kg的块体护脚。消浪堤的头部为一半圆体。表4-1.消浪堤设计参数表1.断面1—12—23—32.总宽度（m）其中：外侧内侧633429633429323.落底宽度(m)其中：外侧内侧4826.521.54826.521.524.54.顶面高程(m)+6.5+6.5+6.55.泥面高程(m)-1.7-2.0-2.056.落底高程(m)-12.0-12.0-12.07.置换深度(m)10.310.09.955．抛填参数的设计抛填参数的设计是爆炸挤淤达到设计断面要求的关键因素，爆炸挤淤一方面强调爆炸载荷的作用，同时要保证在挤淤时有充足的石料，并尽可能的防止超出设计断面，因此抛填高程、宽度、进尺等参数的控制尤其关键。根据本工程设计断面形状，在爆炸处理软基施工时，抛填采用“堤身先宽后窄”的方法，使得爆后宽度一次到位，而爆后补抛时堤身缩窄以控制方量，尽量减少理坡工作量。抛填中大块石尽量抛在堤身外侧，以利防浪冲刷。各设计段抛填参数表堤头圆弧段应根据施工实际情况，另行提出处理方案。在施工过程中，施工单位有责任根据淤泥包变化等实际施工情况，对抛填参数的调整提出方案，报请有关部门批准后实施，以求达到最佳的效果。6．爆破参数的设计本工程的难点在两侧的平台宽，既要保证在挤淤时有充足的石料，并尽可能的防止超出设计断面，减少后续的理破工程量，为此抛填时采用“堤身先宽后窄”的方法，使得爆后宽度一次到位，而爆后补抛时堤身缩窄以控制方量，在爆破时采取堤头爆破与侧爆同时进行的爆破方案。6.1线药量设计根据爆炸法处理水下软基经验公式，堤头爆填单位长度上药量Ql＝q0·Ls·Hm其中：Ql－线药量，单位：Kg/m，q0－爆炸挤淤单位体积淤泥的耗药量，单位：Kg/m3,Ls－一次推填的循环进尺，Ls=6m,单位：m，Hm－置换淤泥层厚度，Hm=10m,单位：m。影响爆炸挤淤单位体积淤泥的耗药量系数q0的因素很多，包括淤泥的物理力学指标，淤泥深度，石料块度情况，覆盖水深，炸药种类等等。q0的确定需要综合考虑各种影响爆破效果的可能因素，同时借鉴其他类似工程的经验，本工程取值范围应在0.12～0.15之间。Ql＝7.2～9Kg/m3项目桩号爆前堤顶抛填宽度（m）抛填进尺（m）爆前堤顶高程（m）爆后堤顶补抛宽度（m）爆后堤顶高程（m）内侧外侧内侧外侧1—118236+555+4.52—218236+555+4.56.2每炮装药量设计每炮的装药量Q=Ql·L=345.6～432Kg(L为装药长度，L=48m)本工程取值Q=420Kg堤头爆填与两侧侧爆填参数设计表项目桩号药包间距（m）单药包重（Kg）药包个数（个）第一次侧爆药量单炮布药量kg导爆索用量（m）1--1320174*204206002--2320174*20420600两侧平台爆夯参数设计项目桩号单药包重量（kg）药包间距(m)药包距堤轴线距离(m)一次爆炸长度（m）内侧外侧1--1163.018~2022~2450~1002--2163.018~2022~2450~1006.3药包埋深HB的设计《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》中的药包埋深按公式Hmw=Hm+γw/γm·Hw计算，式中：Hmw—计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m)；Hm—置换淤泥厚度(m)，含淤泥包隆起高度；γm—淤泥重度(kN/m3)，取16.3kN/m3；γw—海水的重度(kN/m3)，取10.3kN/m3；Hw—覆盖水深(m)。药包在泥面下的埋入深度HB按下表计取：Hm(m)＜22～4＞4HB0.50Hm0.45Hm0.55Hmw6.4火工品材料计算本工程需火工材料用量：散装乳化炸药10吨（药包直径20厘米，每个20公斤）；塑料导爆索7000米（直径6毫米）；电雷管100发。7、质量控制7.1填筑质量标准堤心石置换范围（主要为堤身两翼位置、落底位置及临海侧堤脚的平台宽度等）不小于设计要求。涂面以下坡脚处的爆填堤心石与中间部位的爆填堤心石密实度相同。爆填预留沉降15cm。7.2填筑质量控制措施（1）原材料质量控制：质检部门对开挖出的石料进行检测分类并报监理审核，并对现场装料指挥人员质量交底，装料时对分类的石料根据堤头填筑要求，分序装料。有针对性地选择料场、合理控制爆破参数。技术和管理人员及质检人员通过目测发现上堤的石料级配和含泥量有问题，及时汇报，同时加强与开采运输部门的沟通和协作，对不符合要求的石料作弃料处理，严禁不合格料上堤。（2）卸料高度控制：卸料高度严格控制