摘要：基床爆炸夯实法处理水下抛石基床技术具有设备简单、施工简便、施工速度快等特点，本文针对深水厚基床施工为实例进行该项工艺的介绍，为类似工程施工提供参考借鉴。
关键词：深水 厚基床 爆夯工艺
一、工程概况
1 某港口工程建造的港区包括集装箱、散粮和通用三个泊位作业区，共形成生产性码头6300m，工作船码头340m，码头结构采用重力式沉箱结构。另建设防波堤中长2395m，护岸总长4747m，采用斜坡式结构、混合式结构或直立式结构。
2 工程海域波浪常浪向为NE向，所占频率为36.4%，其次为W向，所占频率为17.38%，强浪向为NNW向和W向。浪高较大，长期维持在1.14m以上。自然海底基床以粘土及砂为主，基础需开挖至石灰质中粗砂层。
3 北防波堤基床抛石标高为DL(-)46.40~(-)22.50，抛石基础厚度约为23.9m，本文主要针对北防波堤深水厚基床施工特点来介绍爆夯工艺的应用。
二、总体施工方案
水下基床爆夯是利用基床顶面悬挂的炸药包所产生的巨大能量振动基床，从而使不均匀排列的抛石体在爆炸冲击力作用下重新排列、相互挤紧，达到基床的密实效果。爆破夯实起到早期密实抛石体和机床的作用，大大减少后期上部承载后产生的沉降。本工程参照《水运工程爆破技术规范》(JTS 204—2008)要求，根据水下抛石基床的具体厚度，结合以往施工经验取值，采用分层、分区域爆夯的施工工艺。
1 布药工艺及炸药选择
1.1本工程具有水深浪大的特点，为了确保安全和施工质量，采用排水量大于2000吨方驳定位，人工同步布药的施工方法，并注意以下几点：
(1)尽量选择平潮时段布药；
(2)尽量选择流速小的时段布药；
(3)有风影响时，应逆风布药；有流影响时，应逆流布药；风、流均有影响时，应逆流布药；
(4)布药前应进行模拟药包投放试验，判定水流对药包位置的影响，从而修订布药点的位置。具体做法是：往编织袋内装入适量沙土，大小、重量与实际布药时的药包(包括配重)相当，再用与导爆索粗细相当的绳索扎紧编织口，绳的长度保证大于水深并有足够余量，然后在船舷边选取一个布药点位置，把模拟药包按布药时的方式放落至设计位置，这时适当拉紧绳索确保模拟药包不能移动，移动绳索至与水面呈垂直状态，然后度量绳索与刚才布药点的水平相对位置，紧接着的实际布药时，通过GPS对布药点位置的修正，保证药包在基床顶面位置的准确度。
1.2 炸药的选取：在水下爆破作业中，必须考虑炸药的主要性能有：炸药的起爆感度、炸药的抗水抗压性能及炸药的威力。根据以往的施工经验，本工程采用编织袋装乳化炸药，导爆索、非电导爆管混合传爆网路。
2 爆炸参数设计
2.1单药包重量
q2=q0′·a·b·H·η/n
式中：q0′──爆破夯实单耗，指爆破压缩单位体积石体所需的药量(kg／m3)，取4.0～5.5kg／m3，对较松散石体取大值，较密实石体取小值；
ａ、ｂ—— 平面排间距(m)，一般取等值；
第一层及第二层：ａ＝5m，b＝5m；第三层：ａ＝4m，b＝4m；
Ｈ ──爆破夯实前石层平均厚度(m)
η ── 夯实率(％)， η=△H/H×100%
对没有前期预压密历史的石体可取10～15％，对有前期预压密历史的石体视预压密程度可作适当折减。
△H───爆夯后石层顶面平均沉降量(m)。
ｎ ─── 爆夯遍数，取2遍。
表1 北防波堤基床爆夯设计参数表
注：药包悬高ｈ2 (m)
ｈ2≤(0.35～0.50)ｑ21/3
式中ｈ2—药包悬高，即爆夯药包中心在石面以上的垂直距离(m)，在这里取规范要求的最小值，是考虑本工程的特点(爆夯后上部还有补抛部分)，适当减小悬高能降低药包与抛石基床之间的水垫层对药包爆炸能量的损耗，充分利用炸药爆炸所产生的能量。
2.3 药包布放
将总的布药区域分为多个起爆单元，纵向3-8排为一个起爆单元，每次可投放多个起爆单元，该多个起爆单元组成每次的布药区域，每次投放的多个起爆单元之间由下次或和上次布药区域的起爆单元进行间隔。
2.4 起爆方式
利用分区间隔布药、分条依次起爆的办法来增加爆炸作用次数，也可根据需要采用分段起爆的办法来增加爆炸作用次数，段差应大于100毫秒。
三、主要施工步骤
1 基槽验收：基床深度和尺寸满足设计要求。
2 基床抛石：按设计厚度分层抛填，基床抛填的高度应满足设计高程。
3 布药前测量。测量内容：基槽开挖断面及每层爆夯前抛石基床断面，每10米一个断面，每2米一个测点。断面测量的宽度为抛石基床顶面两侧各宽出两个测点。
4使用乳化炸药，按设计的重量和数量制作药包。具体方法是：预先在编织袋装40~60kg的配重，然后根据不同重量的药包，按竖直方向自上而下往编织袋内装乳化炸药，接着将乳化炸药的袋口打开，把炮头插入药包内，用绳子扎紧药包袋口，最后将炮头的引索从编织袋的一侧抽出，用绳子将编织袋口扎紧，药包制作完毕。
5布药：布药船定位后，在布药船一侧船舷，按药包间距标出布药点并摆放好药包，同时沿侧舷摆放的药包布放支索，引索与主索搭接时，要注意传爆方向一致，相邻两个药包之间的支索应留有余量，不能过份松弛或过于紧绷，药包与支索联接完毕，工人按指挥员的要求，将药包放到船的一侧，听指令，同时将药包投入水中基床的顶面。当若干支路投放完毕后，用主索将各支索并联，实施爆夯。
6 爆炸网路：采用群药包，布药网格为第一、二层为5m×5m，第三层为4m×4m。
7 起爆：采用导爆索网路和有线起爆配合进行爆破，将连接起爆体的起爆线引至方驳上，方驳撤到安全距离后，指挥员与海域警戒哨联络，确认无人员、车辆人、船只逗留在非安全区，即指令爆破工将起爆线与起爆器联接，充电起爆。
8 爆后断面测量：每层爆夯后均进行断面测量，每10米一个断面，每2米一个测点，断面测量的宽度为抛石基床顶面两侧各宽出两个测点，爆后测量在爆后当天晚上测量完毕。
9 计算夯沉率：以爆前、爆后测量基床高程计算其算术平均值。按
δ=△H/H×100%
计算夯沉率，其中△H为爆夯前爆夯后高程平均值之差(平均沉降量) ，H为爆夯前石层平均厚度。
10 验收
本工程基床爆夯夯沉量均控制在10%~15%之间，抛石重新排列、抛石体密实可靠，满足规范要求。
四、结语
传统的水下重锤夯实法，工期长、费用高，很难满足快速和大面积夯实的要求，而爆夯处理水下抛石基床技术具有设备简单、施工简便、作用能量大、基床密实效果好、工期短(施工速度快，基床分层少，有效作业面积大)、工程造价低等优点，特别是在水比较深，基床厚度比较大的情况下，爆夯最大分层厚度可以达到15m，优势更为明显。
参考文献：
[1].JTS204-2008 水运工程爆破技术规范
[2].GB6722-2014 爆破安全规程
[3].JTJ/T 258-98爆炸法处理水下地基和基础技术规程
论文作者:彭蠡泽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/17
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