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淺談基槽巖層非爆破法處理

郭德臣

（大連港口建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，遼寧 大連 116000）

本文結(jié)合綏中36-1終端碼頭擴建工程2000噸級輸灰泊位基槽工程研究案例，介紹靜力爆破法和沖擊鉆法處理碼頭巖石基槽的實施方案。

原油外輸；強風(fēng)化巖；靜力爆破；沖擊鉆鉆孔

本工程采用沉箱重力式碼頭結(jié)構(gòu)，設(shè)計對碼頭基槽采取了標高和土質(zhì)雙控的要求，土質(zhì)要求為強風(fēng)化巖層。在工程施工期間，初期采用13方50t重斗式抓斗船施工，但是施工效率極低，挖至風(fēng)化巖層后無法繼續(xù)開挖，經(jīng)取樣分析，部分基礎(chǔ)已達到中風(fēng)化層，抓斗船很難施工，但此時碼頭基床厚度無法滿足沉箱安裝需要。根據(jù)目前行業(yè)內(nèi)普遍采取的基巖處理方式，建議采取爆破方式處理基巖；但是考慮到施工現(xiàn)場在綏中36-1原油處理廠內(nèi)，廠內(nèi)原油外輸作業(yè)繁忙，施工現(xiàn)場距離原油外輸管線直線距離為不超過30米，為不影響處理廠安全生產(chǎn)，不能采取爆破方式處理。

通過對基槽水深測量數(shù)據(jù)和潛水人員探摸取樣結(jié)果分析，現(xiàn)場存在兩種情況：一、基槽前80米范圍內(nèi)風(fēng)化巖層經(jīng)抓斗船施工后，高出設(shè)計標高的部分多為凸起的巖石，較為分散，需處理的方量小，經(jīng)測算約為15m3；二、基槽后30米底部風(fēng)化巖成片狀凸起、面積大，需處理的量大。針對上述兩種情況，為提高施工效率和質(zhì)量，主要采取了以下兩種處理工藝。

一、靜力爆破法

針對基槽前80米范圍內(nèi)的基巖主要采用靜力爆破法進行處理，即應(yīng)用膨脹水泥的特性，膨脹水泥配制的混凝土在水中自由膨脹率為8～10×10-4，可在有裂隙的風(fēng)巖層中產(chǎn)生0.2～0.6MPa的自應(yīng)力。利用此原理，在對風(fēng)化巖層造成松動破壞后，安排潛水人員進行水下作業(yè)施工。

施工方式如下：

1 裝載潛水設(shè)備和潛水作業(yè)人員的駁船沿碼頭基槽方向駐位，測量人員采用GPS配合確定碼頭基槽前后沿位置，施工人員在駁船舷邊懸掛導(dǎo)軌至設(shè)計標高，岸上有專職人員按時通報水位，每半小時根據(jù)水位變化調(diào)整導(dǎo)軌標高。

2 水下潛水作業(yè)人員根據(jù)導(dǎo)軌位置，由基槽前沿向后沿進行水下巖石清理。作業(yè)人員在清理前，先用風(fēng)泵將基槽表面淤泥和浮渣吹出基槽外側(cè)，直至露出風(fēng)化巖層；然后作業(yè)人員使用風(fēng)鎬在巖層表面打孔，打孔間距根據(jù)巖石形狀確定，一般間距20～40cm一個孔，同時布置豎向孔及橫向孔?？状蚝煤螅瑵撍藛T在孔內(nèi)塞上已配制好的膨脹水泥，膨脹水泥遇水后硬化，利用膨脹壓力對風(fēng)化巖層進行預(yù)裂。24小時后，潛水作業(yè)人員采用水下風(fēng)鎬對灌入膨脹水泥的巖石進行破碎鑿除。

3 基槽內(nèi)破碎的巖石處理采用高壓風(fēng)泵抽吸的方法，吹至碼頭基槽外側(cè)。由于膨脹力使風(fēng)化巖層破裂產(chǎn)生的較大塊石，潛水員人工搬運至水下鐵筐內(nèi)，由駁船上的履帶吊機吊出水面。

靜力爆破法施工的設(shè)備及人員清單見表一。

表1 設(shè)備及人員清單

本方法主要是利用了膨脹水泥的硬化過程中體積膨脹的特性，以潛水人員水下作業(yè)為主。由于本方法主要是潛水人員水下施工，因此施工效率較低，安全難度大。因此本方法適用于經(jīng)抓斗船施工后，基槽內(nèi)有少量高出設(shè)計標高的風(fēng)化巖石需要處理；同時由于本方法主要是潛水人員水下施工，因此對水域條件要求高，需在有掩護水域進行。本方法施工效果好，施工質(zhì)量滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

二、沖擊鉆機沖孔

通過對碼頭基槽后30米有大片風(fēng)化巖層的情況分析，需處理的面積廣，工作量大，風(fēng)化巖成片狀凸出，不適宜采用靜力爆破法施工，因本次施工水域水深較淺，平均水深為6米，經(jīng)多方分析論證后決定采用灌注樁沖擊鉆施工。

本方法利用了鉆機掛載梅花形沖擊錘,利用沖擊鉆的動能對海底巖層進行破碎沖擊，利用真空泵將破碎的石渣清楚出基槽，以降低風(fēng)化巖層標高，提高基槽水深。

施工方法如下：

1 將輪式?jīng)_擊鉆固定在500T的方駁上。

2 采用GPS配合確定基槽前后沿位置。

3 鉆機進行沖擊施工時，每沖擊一小時，需要清渣一次，清渣采用直徑10cm的鋼管，用空壓機從鋼管底部吹氣，利用高壓空氣帶起的水流吸走鉆機施工產(chǎn)生的泥漿和沉渣。

4 為了保證沖擊鉆破碎基巖的施工效果，反復(fù)施工待破碎基巖至要求深度，滿足要求后GPS定位移至下一沖擊點位進行施工。

沖擊鉆沖擊法配備的設(shè)備及人員清單見表2。

表2

本方法因采用機械為主，人員為輔的施工方式，因此施工效率較高，在施工設(shè)備無故障的條件下可24小時連續(xù)作業(yè)，適合在對基槽大面積風(fēng)化巖的處理。

通過對以上兩種的方法的分析比較，兩種方法都能滿足設(shè)計和規(guī)范質(zhì)量要求，與傳統(tǒng)的爆破法施工效果相當，避免了因爆破法施工帶來的不利因素影響。

[1]劉勝，王旭方，崔?。嗯蛎浡试囼灧椒╗J]水泥，2008（10）．

[2]JTS257-2008，水運工程質(zhì)量檢驗標準[S]．

TD23 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：B

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