松木島重力式碼頭沉箱基床爆夯施工工藝

1、<p>　　松木島重力式碼頭沉箱基床爆夯施工工藝</p><p>　　［摘要］在重力式碼頭基床密實的施工中，經(jīng)常采用爆炸夯實，與傳統(tǒng)的錘夯施工方法相比，爆夯具有工期短，造價低，后期沉降小的優(yōu)點，特別是在水比較深，基床厚度比較大的情況下，爆夯的優(yōu)勢更明顯。本文結(jié)合大連松木島碼頭基床爆夯工作的實踐，對爆夯施工工藝進行初步探討。 </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：

2、A 文章編號： </p><p>　　1、前言在港灣、碼頭以及防波堤建設(shè)中，常常使用水下拋石或拋沙基床，并在夯實的基床上修筑建筑物，因而對基床的夯實處理就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的水下重錘夯實法， 工期長、費用高，很難滿足快速和大面積夯實的要求，而爆夯法處理水下拋石基床技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來的一項新技術(shù)。采用該技術(shù)不僅工期短見效快，而且成本低，質(zhì)量也能得到保證， 是一項值得推廣的新技術(shù)。 </p><

3、;p>　　2、基本原理當(dāng)炸藥起爆后，藥包爆炸時將產(chǎn)生高溫、高壓、氣體膨脹，在水中產(chǎn)生沖擊波和氣泡脈動，這些強烈壓力作用在拋石體時，造成拋石體棱角變形斷裂，隨之石塊之間發(fā)生位移，相對位置發(fā)生變化，空隙體積減少，基床拋石體被壓實。與此同時，藥包爆炸的一部分能量轉(zhuǎn)化為地震波，地震波使拋石基床出現(xiàn)顛簸和搖晃，拋石基床在這種垂直和水平方向震動的作用下，使原有的松散穩(wěn)定結(jié)構(gòu)遭到破壞，石塊產(chǎn)生滑動、轉(zhuǎn)動、錯位，小石塊充填到大石塊之間的縫隙中，拋

4、石體重新排列組合，密度增大，達到拋填體在更高荷載下的穩(wěn)定平衡。同時，由于膨脹氣體產(chǎn)生的高壓作用將使拋填體受到“錘擊”效應(yīng)，從而使拋填體進一步密實。水下爆炸夯實拋石體實際上是爆炸引起的沖擊波、高壓氣體脈動。地震波及流體運動與拋石體相互作用的結(jié)果。 </p><p>　　2、工程概況大連松木島碼頭為新建二個1萬級泊位碼頭，碼頭總長412米；碼頭頂面標高為+3.0米，水工主體采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)形式?；苍O(shè)計底部標高為-

5、16.5m，頂部標高為-11.0m。本工程施工區(qū)周圍環(huán)境較為復(fù)雜，碼頭東側(cè)是已經(jīng)投入使用的大化泵房，南側(cè)是主航道，經(jīng)常有大型集裝箱船等各種船只過往、停靠，西側(cè)是在建的銘源碼頭。 </p><p>　　3、爆夯參數(shù)計算根據(jù)《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》水下爆夯單包藥量設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定： </p><p>　　q = q0ab H / n式中：q0 —爆破夯實單耗，指爆破壓縮單位體積石

6、體所需的藥量（kg/m3）。取4.0～5.5 kg/m3對較松散石體取大值，較密實石體取小值；ａ、ｂ—藥包間距、排距（m）；H—爆破夯實前拋石層平均厚度（m）；η—夯實率（%），對沒有前期預(yù)壓密歷史的石體可取10%～15%，對有前期預(yù)壓密歷史的石體視預(yù)壓密程度可作適當(dāng)折減；n—爆破夯實遍數(shù)，對無前期預(yù)壓密歷史的石體可取3～4遍，對有前期預(yù)壓密歷史的石體可取2～3遍。在本工程，爆夯的平均水深大于10m，能量利用率比較高，所以在本工程計算藥

7、量取值時，對單耗?。簈0=4kg/m3 η=12%。在本工程中對爆夯引起的振動控制比較嚴格，設(shè)計要求一次爆夯總藥量要小于400kg，單段起爆總藥量要小于200kg。 為了既滿足振動安全要求，又保證爆夯施工質(zhì)量，在決定爆夯參數(shù)時要充分考慮兩方面的因素。規(guī)程規(guī)定，爆夯的分層夯實每層厚度H不宜大于12m，在本工程中， H=5.8m，（已預(yù)留0.3m沉降量）m。對于爆夯網(wǎng)格，取間距a=4，排距b=3.6。由于在本工程中爆夯遍數(shù)取n=3遍，所以我

8、們?nèi)≥^大的爆夯網(wǎng)格，這樣在不增加單次爆夯總藥</p><p>　　4、爆炸網(wǎng)路受一次起爆總藥量400kg的限制, 采用群藥包4m×5m方格式網(wǎng)格布藥，布藥排數(shù)為5排，每排藥包數(shù)為6個，總藥量約為384kg, 采用8段非電雷管延時，既延時時長約為250毫秒，這樣既可以保證每段爆夯引起的震動不產(chǎn)生疊加，又確保了相鄰藥包的安全起爆。 </p><p>　　5、安全評估關(guān)于水下爆夯安全，

9、主要有以下幾方面：1. 爆夯引起的地基振動；2.水中沖擊波；3.個別分散物；4.噪音。本工程應(yīng)對上述危害做出了如下的安全評估，以保障水下爆夯施工安全的進行：a．爆破震動按照國家標準《爆破安全規(guī)程》（GB6722-86）和交通部行業(yè)標準《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（JTJ/T258-98）上所列數(shù)據(jù)，普通民房的抗震能力V=2.0～3.0cm/s，鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)房取V=5.0cm/s，重力式碼頭取5.0～8.0 cm/s，本工程最近

10、的建筑物距到爆點的距離為120m，由爆破地震速度計算公式：V=K·（Q1/3/R）a（cm/s）式中：R：建筑物距爆點最近距離（m）；本工程取100m； </p><p>　　Q：一次起爆藥量（kg）；本工程取400kg。K、α為與傳震介質(zhì)等有關(guān)的系數(shù)、指數(shù)，取K=530，α=1.82。由上式計算得V=4.6 cm/s，我們設(shè)計的最大單段藥量爆破產(chǎn)生的震動小于安全值，完全可以保證建筑物的安全。b．水中沖

11、擊波本工程為了確保安全，特別執(zhí)行以下兩點原則：1.只要有人在爆夯水域內(nèi)水下作業(yè)，一律不進行爆夯作業(yè)，嚴格規(guī)定爆夯和水下作業(yè)的時間段。2.爆夯的時候嚴格執(zhí)行《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》（JTJ/T258-98）中有關(guān)對人員和船舶的安全距離的規(guī)定，具體見下表4.2-2。c．個別飛散物及噪音爆炸處理基床施工時，個別飛散物的距離和噪音，跟覆蓋水深及裝藥量等有關(guān)，本工程水深較大，單藥包藥量小于20kg，所以在本工程中，爆夯安全控制主要針對

12、爆夯引起的基礎(chǔ)振動和水中沖擊波，在水下11m以上深度的基床上爆破，一般不會有飛散物，爆炸的噪音也比較小。表1水中沖擊波對人員和船舶的安全距離 </p><p><b>　　6、起爆 </b></p><p>　　采用非電雷管網(wǎng)絡(luò)和有線起爆配合進行爆破入水中，布藥，將連接起爆體的起爆線引至布藥船上，然后將起爆體與爆破網(wǎng)路連接并綁上浮漂投船撤至安全區(qū)，指揮員與海域、陸域崗

13、哨聯(lián)絡(luò)，確認無人員、車輛、船只逗留在非安全區(qū)，即指令爆破工將起爆線與起爆器連接，充電起爆。 </p><p>　　7、基床水下爆夯效果在爆夯前，針對待爆夯地段，以每10 m為一個斷面，每個斷面上每2.5 m一個測點，測出待爆地段的平面圖，并將每個斷面位置在岸上作標記。測量采用水準儀和探桿配合的方式進行。在爆后采用同樣的方式進行測量，作出爆后的斷面圖，將其與爆前的斷面進行比較，就可得到沉降情況分布曲線，并由此可計算

14、出平均夯實率。爆后當(dāng)天進行了夯后測量， 按η=ΔH/H×100% （ΔH為爆夯前爆夯后高程平均值之差（平均沉降量），H為爆夯前石層平均厚度）。計算夯沉率為12%，符合《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》，夯實率（%），對沒有前期預(yù)密的石體可取10%—15%的要求。 </p><p>　　8、結(jié)束語觀測與分析結(jié)果表明，采用爆炸法夯實水下拋石基床有如下優(yōu)點： (1)與傳統(tǒng)的重錘夯實法比較．可大大節(jié)省工程費用