碼頭拋石基床中的水下爆夯技術(shù)分析

姚建成+施建鈴

摘 要：當(dāng)前在碼頭、港口等工程建設(shè)中，水下爆夯施工是一種比較常用的施工技術(shù)。其施工原理是充分利用水中沖擊波的作用將爆炸力均勻作用在基床拋石體上，從而達(dá)到提高拋石體的密實(shí)度，保證爆夯施工質(zhì)量的目的?；诖耍疚膶Υa頭拋石基床中水下爆夯技術(shù)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：碼頭拋石基床 水下爆夯技術(shù) 分析

1.工程概況

廈門港海滄港區(qū)18 ～19#泊位岸壁工程規(guī)模為2個(gè)10萬噸級碼頭，位于廈門灣內(nèi)的九龍江河口北岸。碼頭水工結(jié)構(gòu)采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)，順岸連片式布置，岸線長度754m，基礎(chǔ)為拋石基床，頂寬21.95m，頂標(biāo)高-17.0m，基床底標(biāo)高為-21.0m～-30.0m，18#泊位拋填厚度為4.0m～7.0m；19#泊位基床拋填厚度為6.0m～13.0m。碼頭基床采用爆破夯實(shí)，爆破夯實(shí)斷面方量為226075.22m3。

2.設(shè)計(jì)爆破參數(shù)

2 . 1布藥網(wǎng)格

為了保證爆夯作用的均勻性，需要平整好爆夯基床，使用正方形網(wǎng)格布將藥包布置在平行軸線上，并和第二次布藥位置錯(cuò)開，設(shè)計(jì)藥包網(wǎng)格大小為4m，布置圖如圖1所示。

2 . 2藥包形狀

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，藥包的外形會(huì)對炸藥能量的利用效率造成影響，并產(chǎn)生不同的爆夯效果。例如，聚能藥包可以將炸藥產(chǎn)生的大多數(shù)能量集中到一個(gè)方向上。根據(jù)本工程實(shí)際情況，擬定使用球形集中藥包。

2.3爆夯參數(shù)的確定

藥包懸高h(yuǎn)2（m）之計(jì)算：

h2≤（0.35～0.50）q21/3；

本工程取系數(shù)0.4；

根據(jù)典型施工的經(jīng)驗(yàn)，海滄18～19#泊位爆夯參數(shù)見表1。

2 . 4起爆系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)起爆系統(tǒng)和起爆網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為確保深水條件下依然可以安全地進(jìn)行起爆，作如下設(shè)計(jì)：使用具有防水效果的爆夯藥包，采用兩發(fā)8#銅質(zhì)電雷管并聯(lián)起爆主線導(dǎo)爆索起爆端，主線導(dǎo)爆索傳爆各單排支線導(dǎo)爆索，支線導(dǎo)爆索傳爆每一個(gè)藥包的串、并聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)。

2 . 5安全距離的計(jì)算

（1）爆炸震動(dòng)距離

參考《國家爆破安全規(guī)程》中爆破安全振動(dòng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)爆破安全振動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)如下：

距本標(biāo)段工程爆夯作業(yè)區(qū)最近的陸地建筑為采石場的房屋，最近距離約600m。取安全振動(dòng)速度為1cm/s。爆炸地震安全距離計(jì)算得出R=177.13m。故現(xiàn)場附近建筑物均不會(huì)受到爆夯振動(dòng)影響。

（2）水中沖擊波安全距離

按照《爆破安全規(guī)程》中的規(guī)定：當(dāng)在水深低于30m的水域中實(shí)施爆破時(shí)，水中沖擊波最小安全距離應(yīng)符合下述規(guī)定：當(dāng)使用200～1000kg的炸藥時(shí)，使用水中裸裝的裝藥方式，水中沖擊波游泳人員的最小安全距離確定為2000m，木船最小安全距離為600m，潛水員的最小安全距離為2600m，鐵船的最小安全距離為250m。

（3）爆破飛散物的安全距離

在進(jìn)行施工過程中，爆炸產(chǎn)生的噪音以及飛散物和覆蓋水的深度以及裝藥的總量有一定的關(guān)系。由于本工程水的深度比較大，裝藥總量控制在200kg，所以基本上不會(huì)產(chǎn)生飛散物，爆炸產(chǎn)生的噪音也不大。

3.施工技術(shù)介紹

3. 1施工準(zhǔn)備

在施工之前，首先驗(yàn)收拋石基床，進(jìn)行爆夯施工之前測量預(yù)定拋石區(qū)域的全斷面，從而確定基床所在位置的水深情況以及地下地質(zhì)情況。使用回聲探測器測量水的深度，每個(gè)斷面的測量間距為5m，每2m一個(gè)點(diǎn)，并對水砣進(jìn)行校核。

3.2藥包加工及布藥

在進(jìn)行爆破施工時(shí)，首先將藥包在定位方駁船上制作好，并和起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，然后由測量員使用GPS將方駁船的位置確定出來，最后安排爆破工在水上布藥。具體操作如下：首先在船舷的一側(cè)將繩索控制的一排藥包放到水面上，然后利用GPS調(diào)整藥包的位置，再勻速使用繩索將調(diào)整過后的藥包放到基床的表面，同時(shí)采用聲墻驅(qū)趕法對中華白海豚進(jìn)行驅(qū)趕。

3.3起爆

在起爆時(shí)，由現(xiàn)場施爆人員統(tǒng)一指揮，將警報(bào)拉響，發(fā)出車輛、船只、人員從危險(xiǎn)區(qū)域撤離的警報(bào)。與此同時(shí)，警戒船上的人也將警報(bào)拉響，并通知船只、人員和車輛從爆破影響區(qū)離開。所有車輛、船只和人員撤離到安全地點(diǎn)，保證安全后，現(xiàn)場施暴人員發(fā)出起爆指令。

3.4計(jì)算夯沉率

一段基床完成起爆后，對基床夯頂面的標(biāo)準(zhǔn)高度進(jìn)行測量，并將基床頂面平面平均標(biāo)高計(jì)算出來。求出夯前、夯后頂面的平均標(biāo)高差值，然后利用平均夯沉量和爆夯基床的平均厚度相除后求出夯沉率。

4.爆夯效果

4 . 1基床夯沉量和夯沉率

在進(jìn)行施工時(shí)，由于基床表面常有淤泥質(zhì)懸浮物，對斷面測量的準(zhǔn)確性造成了影響，因此，使用測探儀對夯前和夯后的斷面進(jìn)行同步測量，并分析相關(guān)數(shù)據(jù)。

海滄18#泊位夯沉量為：

基床底面平均標(biāo)高（藥包范圍內(nèi)）：-23.2m

夯前頂面平均標(biāo)高：-16.2m，平均厚度h1=7.0m

夯后頂面平均標(biāo)高：-17.4m， 平均厚度h2=5.8m

平均夯沉量：h=h1-h2=1.2m

平均夯沉率：n=h/h1=1.2/7.0=17.14%

平均夯沉率大于預(yù)定值15%，符合設(shè)計(jì)要求。

海滄19#泊位分為兩層夯實(shí)，經(jīng)計(jì)算夯沉率為17.32%，也大于15%的預(yù)定值，符合設(shè)計(jì)要求。

4 . 2碼頭的沉降觀測

在對碼頭進(jìn)行持續(xù)沉降觀測后，發(fā)現(xiàn)碼頭的沉降是在允許范圍中的，沉降量小，并且很均勻。當(dāng)前，整個(gè)碼頭的沉降基本上已經(jīng)穩(wěn)定，證明爆夯工藝在海滄18～19#泊位基床夯實(shí)中的應(yīng)用是成功的。

5.結(jié)語

綜上所述，本工程使用爆夯工藝取得了良好的施工效果，基床的夯實(shí)效果也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行爆夯作業(yè)的過程中，除了要選擇合理的爆夯參數(shù)以外，還要保證作業(yè)的安全性。對國家要求保護(hù)的海洋生物進(jìn)行保護(hù)、對現(xiàn)場成品進(jìn)行保護(hù)、對施工現(xiàn)場人員和船機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

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