周旺仁

Engineering technique 工程技術(shù)

無遮掩海域深海沉箱拋石基床爆夯技術(shù)淺析

周旺仁

（中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司，江蘇 連云港 222000）

本文主要對深海拋石基床爆夯工藝進(jìn)行了介紹，選取的爆夯參數(shù)取得了預(yù)期的效果，為其他類似工程提供參考。

外海；深層；拋石基床；爆夯

本工程位于海南省洋浦經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)西北部，是某乙烯及煉油改擴(kuò)建工程配套碼頭防波堤工程，沉箱基床長1023m，基床寬31.3m，基床石料規(guī)格10～100kg，基床存在兩種頂高程-24.5m、-22.5m（已分別預(yù)留500mm沉降量），厚度4.5m至9.5m（包含預(yù)留500mm沉降量）不等。因為業(yè)主要求工期緊張，如果采取分層回填分層重錘夯實的工藝則工期無法滿足要求，因此綜合考慮，最終采取了基床拋石一次回填到位后再進(jìn)行爆夯的工藝。

1 爆夯施工技術(shù)參數(shù)

1.1 爆夯分區(qū)與分層

在平面上分區(qū)段爆破夯實時，相鄰區(qū)段搭接一排藥包布藥。爆夯分區(qū)設(shè)計主要以沿每段基床相同的設(shè)計基床厚度來劃分區(qū)的原則，目的是設(shè)計參數(shù)統(tǒng)一，清晰，有利于實施。結(jié)合以往基床爆夯施工經(jīng)驗和本工程的特點及相關(guān)規(guī)范要求，本工程爆夯段基床面水深全天候大于8m，一次爆夯厚度按不超過9.5m控制。

夯實范圍按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行，基床頂層按照沉箱底寬各邊加寬2米、基床頂面以下各層按照應(yīng)力擴(kuò)散線各邊加寬2米的范圍進(jìn)行夯實。

1.2 爆夯布藥網(wǎng)格

原則是為使爆夯作用均勻，爆后基床平整。藥包平面布置采用正方形網(wǎng)格布置，布藥網(wǎng)格擬采用3.3×3.3m。

1.3 單藥包藥重Q

按《水運(yùn)工程爆破技術(shù)規(guī)范》（JTS 204-2008）計算：

式中q0—爆夯單耗，kg/m3，取4.0kg/m3；

H—爆夯前石層平均厚度（m）； a、b分別為藥包間距及排距，均取3.3m；

η—夯實率，取12%； n—爆夯遍數(shù)取3；

Q—單藥包藥量（Kg）。

根據(jù)上式計算單藥包藥量及分區(qū)單遍總藥量計算得出試驗段藥量使用結(jié)果見表1。

表1 爆夯參數(shù)表

注：各斷面分段及微差爆破的方法控制單段最大藥量500kg以內(nèi)。

2 工藝流程

2.1 藥包制作方法

船上制作藥包時，具體方法如下所述：

（1）按設(shè)計要求的藥包質(zhì)量稱取乳化炸藥，并用導(dǎo)爆管雷管插入藥卷做成炮頭， 用膠布扎緊塞入藥包中，引出導(dǎo)爆索或塑料導(dǎo)爆管；

（2）備好配重體，配重采用砂土或碎石，裝入編織帶扎緊，配重量根據(jù)炸藥量大小，現(xiàn)場試驗漂浮狀態(tài)和下沉速度確定。一般情況下配重宜大于2倍藥包重量，用線繩與起爆卷藥扎牢，防止拉脫。

（3）將塑料泡沫漂浮物放置于藥包袋內(nèi)，將藥包袋口扎牢，用引繩拉住藥包與配重，放于施工船邊沿。

（4）依次完成要求的藥包數(shù)量，船上布藥準(zhǔn)備結(jié)束。填寫爆夯布藥記錄。

（5）藥包的包裝采用防水性能好的塑料袋，切不可漏水、透水、滲水。

2.2 爆夯次數(shù)的確定

水下爆夯并不是一次性爆夯就能達(dá)到設(shè)計要求的，爆夯次數(shù)的多少、施工前根據(jù)工況實際需求，根據(jù)以前工程實踐經(jīng)驗本工程取2~3遍，即小于5米的基床爆夯2遍，其余的選取3遍，另外，根據(jù)試夯數(shù)據(jù)再進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

2.3 布藥

考慮到布藥寬度及每天引爆頻率高的特點，采用自航1000T鐵駁船作為布藥船（長度40米，寬度10米），布藥船上設(shè)布藥平臺（考慮靜電等影響平臺用木板和橡膠地板鋪設(shè)。且設(shè)防曬頂棚）。布藥船錨機(jī)操作靈活滿足爆破頻率要求。錨纜長度要大于600米，滿足船機(jī)爆破安全距離要求。

爆夯施工采用船上線性布藥工藝，具體的布藥方法如下所述：

（1）在施工船旁，數(shù)名操作手牽引投放一排藥包于基床布藥位置的2同步投放方法，即以一排中的“藥包+配重+飄浮體”為爆夯單元，分配1-2人用繩索控制，按著“爆夯單元放置水面→放入基床表面→脫離繩索”的2同步方法。

所謂的2同步主要是指：

（1）第1個同步，船舷上的操作手分別利用繩索控制的藥包同時由船旁放置于水面上，根據(jù)GPS確定的藥包位置進(jìn)行調(diào)整；

（2）第2個同步，按一個較均勻的速度放繩索將調(diào)整后的藥包放到基床表面。這種工藝施工簡單，操作方便，布藥準(zhǔn)確。

藥包布置過程中需綜合考慮水流、風(fēng)向、潮汐等環(huán)境因素對藥包投放質(zhì)量、安全的影響，盡量組織在水流較緩的平潮時布藥施工，具體布藥方式如下：

（1）施工船在確定的爆區(qū)范圍內(nèi)拋錨定位。

施工船平行于基床軸線駐位，由4個定位錨進(jìn)行固定。船艏艉各下2錨，控制爆區(qū)的每一斷面布藥位置兩端坐標(biāo)，調(diào)整布藥船滿足布藥位置的要求。

（2）用GPS確定平行于基床軸線的布藥位置，按照指揮員口令將爆夯單元同步放于水面。

（3）到位后按照指揮員的口令同步送放藥包至基床的表面；

（4）將繩索脫開移船于下一個布藥位置；

（5）施工中保護(hù)好引出的導(dǎo)爆索，布藥取逆流向順序。按（1）～（4）步循環(huán)施工，直至完成整個布藥范圍。將布設(shè)完成的導(dǎo)爆索或?qū)П芾υ诟∽由稀?/p>

（6）施工船撤離爆區(qū)至安全位置，連接各導(dǎo)爆索（管）引線，警戒，發(fā)出起爆信號，起爆。

（7）起爆后檢查爆區(qū)確認(rèn)無隱患，發(fā)布解除警報信號。由交通船用網(wǎng)兜對海面上的塑料塊等漂浮物進(jìn)行清理回收。

2.4 起爆

采用非電雷管和有線起爆配合進(jìn)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)絡(luò)連接并綁上浮漂，投船撤至安全區(qū)，指揮員與海域、陸域崗哨聯(lián)絡(luò)，確認(rèn)無人員、車輛、船只逗留在非安全區(qū)，即指令爆破工將爆線與起爆器連接、起爆。

3 檢測

3.1 爆前檢測

以K0+785.03～0+K0+885.03段100米為例，第一遍爆前用測深儀對拋石基床進(jìn)行檢測驗收，水砣校核，平均標(biāo)高-23.77 m，表面基本平整，能夠控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。

3.2 爆后檢測

第三遍爆后用測深儀對拋石基床進(jìn)行檢測，水砣校核，平均標(biāo)高-24.82m，表面基本平整，有少量低點（大部分標(biāo)高偏差在0~-500mm允許范圍內(nèi)，無大于1/3倍構(gòu)件底面積或連續(xù)面積大于30m2,且厚度普遍大于0.5m)，經(jīng)潛水探摸檢測未發(fā)現(xiàn)爆坑，基床寬度滿足要求。

3.3 夯沉率計算

共進(jìn)行10個斷面170個點位的檢測，整個典型試驗段平均下沉1.05m，夯沉率10.52%。每個斷面夯沉量及整個典型施工段夯沉率計算見表2。

表2 典型施工段夯沉率計算表

4 結(jié)論及建議

（1）通過檢測計算夯沉率指標(biāo)為10.52%， 符合規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求（規(guī)范要求10%~15%），說明施工方案可行，爆夯參數(shù)基本合理。建議以本次爆夯的典型施工參數(shù)，作為控制和指導(dǎo)下一步施工的依據(jù)。

（2）后續(xù)施工中加強(qiáng)拋石標(biāo)高控制，勤測水深，預(yù)留夯沉量，盡量避免補(bǔ)拋、補(bǔ)爆現(xiàn)象，以加快施工進(jìn)度。

（3）藥包布置過程中需綜合考慮水流、風(fēng)向、潮汐等環(huán)境因素對藥包投放質(zhì)量、安全的影響，盡量組織在水流較緩的平潮時布藥施工。每次藥包正式投放前必須做投放試驗。

（4）起爆時岸上必須有人警戒，海上警戒船只必須不停巡邏，船上必須按規(guī)定信號鳴笛。

[1]爆夯工藝于碼頭拋石基床工程之應(yīng)用[J]. 呂賢郎.中國水運(yùn)(下半月).2011(06)

[2]碼頭拋石基床中的水下爆夯技術(shù)分析.姚建成.施建鈴.珠江水運(yùn).2015（20）

周旺仁（1986.4- ），江蘇鹽城，男，漢族，本科，中交三航局江蘇分公司，工程師，研究方向：鐵道及隧道工程。

TU723

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1007-6344（2021）01-0185-02