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1、第二节 爆破挤淤1. 工程概况本标段围堰堤身采用斜坡式抛石堤结构,填料为块石。堤心石设计顶标高为+3。0m，设计堤顶宽度为9.5m，堤心石内外坡比皆为1：1.5。抛石堤水下软土地基采用爆破法实施置换处理，各相关堤段拟置换处理的淤泥厚度为3.9m7.2m.2。 工程特点本海堤爆破处理软基工程总体特点是：石料全部为水上抛填，抛填石方量大，工期短，抛填强度高；淤泥较薄，爆破处理软基处理不当极易超方；需谨慎选择合拢段的位置及其施工方法。据此，施工时应着重考虑以下几个方面:2.1 与常规的陆上抛填施工相比，由于本海堤所需堤心石全部需要从水上运输与抛填，且抛填方量大、强度高,使堤心石抛填施工参数的控制难度
2、增大，故必须妥善协调水上抛填施工与可能的堤上补抛，合理控制堤身的抛填参数与爆破参数，以防止因抛石不足引起质量缺陷，或因断面超宽超深造成堤心石抛填超方。2。2 鉴于海堤堤身内侧可能要求利用“闭气土发挥防渗功能，因此,爆破处理软基设计与施工应选择合理的爆破施工方法和参数,尽量降低堤心石抛填施工和爆破施工可能对堤身内侧坡脚一定范围内淤泥结构的扰动与破坏。堤外侧淤泥包须要清除，希望爆破时尽量降低淤泥包高度。2。3 合拢段位置的选定和施工方法是本工程爆破处理软基施工的又一重要方面.本工程工期短,须有多个堤头同时抛填推进，在相邻两个堤头的相接处由于淤泥鼓包的影响，两个堤头的淤泥包相叠加，抛石体的自重挤淤效
3、果差，另外正对面两堤头的泥下块石会在合拢部分相遇,堤头装药困难。合理的抛填工艺及爆破参数选取是保证合拢段施工质量的关键。3。 施工方案3.1方案比选爆破处理软基筑堤的施工方法:针对不同的淤泥厚度和环境要求，已发展起来多种爆破处理软基筑堤的施工方法，常用的为下面二种。现分别介绍如下：3.1.1“爆破排淤填石法”(即专利技术“水下淤泥质软基的爆破处理法”的简称）其要点是：1、泥上要有覆盖水.2、施工起始端采用陆上抛填。3、炸药埋入抛填体前面泥中0.450。55倍淤泥深。4、爆破使抛填体向前塌落，软土被排开，石料一次落到坚实层上，并形成“石舌”。爆破排淤填石法要求“陆上抛填”，在本工程是不可能的，因
4、而不适用。按照爆破排淤的机理，爆破用药量要非常大，定额规定炸药单耗在0.47kg/m3以上，极不安全也易造成浪费;同时,对淤泥较薄的情况，易于产生爆破超深超方，或者堤头爆破时“排淤不尽，塌落的填石马上覆盖，堤下的淤泥不可能再有机会爆破排出。因此严格意义上的爆破排淤填石法目前已基本淘汰。 3。1。2控制加载爆破挤淤置换法（简称“爆破（挤淤）置换法”)抛石挤淤置换法是最古老最简单的一种施工方法，但因理论研究和施工经验的局限，规范规定抛石挤淤只适用于厚度为4m以内的淤泥。而上述的爆破排淤填石法等方法可以认为是开挖换填的延伸，并均把重点放在爆破作用上，由于受爆破效果的限制和泥、石互动的影响，造成抛填体
5、最终断面和落底深度难以控制，使得部分海堤产生堤身落底深度与设计差异较大、两侧平台不稳等质量缺陷。有鉴于此，基于土工计算原理，我们在总结抛石挤淤和爆破处理软基技术优缺点的基础上,提出了“控制加载爆破挤淤置换法”，该法可以认为是抛石挤淤的延伸，其基本原理是：3。1.2。1根据土工计算原理和堤身设计高度，经过理论分析计算，确定堤身抛填高度。要点是通过抛填高度参数的控制最大限度地达到挤淤效果，又不至于施工不便,爆后堤顶超高；3.1。2。2根据抛填计算高度值和堤身设计断面，计算堤身抛填宽度值。通过抛填宽度控制，使堤身宽度尤其是堤身两侧平台宽度得到保证,同时要尽量减少理坡工作量；3.1.2.3由抛填高度和
6、宽度计算堤身自重加载挤淤深度，确定堤身要达到设计深度还需要挤除的淤泥厚度值，根据经验和爆破作用机理确定爆破参数；3.1.2。4施工时,通过对施工环境和爆前爆后断面（包括淤泥包）的监测,控制两侧药包位置和参数，确保堤身断面的完整形成。在本方法中，土及填料的物理力学性质是内因，控制抛填加载是手段，必要的爆破是使挤淤过程得以完成的附加外载。通过抛填加载的控制和爆破载荷的控制，使挤淤过程按设计进行,确保堤身达到设计断面，满足质量要求。综合比较上述方法,本工程采用“控制加载爆破挤淤置换法”。该方法能有效地保证堤身落底和堤侧水下平台的完整形成, 减少堤身坡面的理坡工作量,满足施工安全环境的要求，并在堤身内
7、侧形成可被利用的闭气土.该方法在阳江核电东平台防护堤工程、温州洞头北岙二期围垦工程、粤海铁路轮渡南、北港防波堤工程等国内重要的工程中得到成功应用。3.2总体施工方案本工程爆破处理软基采用“控制加载爆破挤淤置换法”。根据工程自然条件和堤身断面结构的特点，爆破采取“堤头爆填+两侧爆填的工序施工.在施工时，按抛填参数和爆破参数两方面进行施工控制。抛填要做到“堤身先宽后窄，石料外大内细”；堤头爆破前抛填时应保证堤身坡脚宽度和厚度一次到位，爆后堤身缩窄到设计堤顶宽度控制方量，并尽量减少理坡工作量。大块石尽量抛在堤身外侧，以利防冲抗浪，同时为护面施工储备块石。堤头爆破-抛填施工完成一定进尺后，进行侧向爆填
8、。为满足工期要求，保证外运石料有足够的工作面进行水上抛填,应充分利用现场施工条件，可安排多个堤头工作面进行抛填施工。在正式开工前，向有关单位提供50m试验段的施工方案和检测方案，并根据试验段结果优化相关堤段的抛填参数和爆破参数。试验段具体位置由设计与监理单位根据现场情况会同施工单位协商确定。3。3施工工序3。3。1主要的施工流程为：施工准备药包制作检测验收堤侧布药、起爆(侧向爆填)外侧挖泥、补抛块石堤头布药、起爆 (堤头爆填)堤身抛填测量放线堤身循环抛填药包制作堤身进尺满足设计侧爆长度3.3.2具体施工工序为：(1）施工准备:进行施工现场勘察及爆破区安全检查，编制完善的施工组织设计，提交当地公
9、安部门和水上安全监督部门审查批准后,办理火工品购买手续及准备其它爆破辅助材料。施工组织设计经业主、监理工程师批准后组织施工。（2）测量放线:根据业主单位提供的坐标控制点、水准点，在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方设立施工水准点及辅助施工基线.并据此设立施工标志、水尺等，根据设计施工图进行放样，设立抛填标志。（3)堤身抛填：严格按施工组织设计确定的抛填宽度和抛填高度进行堤身抛填.(4）堤头爆破：堤身抛填进尺达到设计进尺后，进行堤头爆填。即根据施工组织设计文件要求的数量和重量制作药包，根据不同的水深及装药深度要求采用由大型挖掘机改装的液压式陆上装药机(见下图)或布药船进行药包布设，在堤头
10、正面和两侧布设群药包，实施堤头爆破.液压式陆上装药机布药示意图（5）循环抛填:堤头爆后按设计宽度补抛并继续向前推进，当堤头达到新的设计进尺后，再次在堤头布设群药包实施爆破，如此“抛填爆破抛填”循环进行，直至达到设计堤长。（6）两侧爆填：当堤身推进达到一定长度后,即进行堤身两侧爆破处理(即：侧向爆填)，完整形成堤身两侧的坡脚,挤出堤底可能残留的淤泥.侧爆的一次处理长度根据爆破安全的需要取50100m。（7）对堤身外侧进行挖泥与补抛块石，如必要时可再次在外侧布药实施侧向爆填,以形成满足设计断面要求的外侧坡脚。（8）检测验收。采用体积平衡法、钻孔探摸法及探地雷达法进行检测验收。 3。4合拢段施工3。
11、4.1合拢段的选取原则合拢段应选在水深较深、淤泥厚度较薄的堤段。水深较深可增加堤身自重挤淤的作用,满足该段的体积平衡,淤泥较薄本身可减少挤淤难度。3。4.2合拢段的施工方法根据合拢段水深和淤泥厚度，合拢段的长度一般取30米60米，按正常堤身的设计抛填宽度两侧各缩窄12米（实践证明：如果堤身抛填宽度太窄，由于堤身下已有部分来自堤头爆填的块石，不能满足装药深度要求)，在堤身侧面布药爆破3遍,每一遍爆破后均应进行堤身补抛，宽度向两侧增加1米，并将堤身高度补抛至设计高程(见下图）.合拢段施工平面示意图3。5爆破参数和爆破网路设计3。5。1抛填及爆破参数设计3。5.1.1“控制加载爆破挤淤置换法”的计算
12、方法（1）抛填参数计算原则根据土工计算原理和堤身设计高度，经过理论分析计算，确定堤身抛填高度。要点是施工方便、爆后堤顶不超高的前提下抛填高度尽量高，最大限度地达到挤淤效果。根据土工计算结果及抛填施工的要求，综合两方面因素,取抛填高程为+4.00m。根据抛填计算高度值和堤身设计断面参数（堤顶高度、宽度，水下平台高度、宽度，堤身落底深度、宽度），计算堤身抛填宽度值。通过抛填宽度控制，使堤身宽度尤其是堤身两侧坡脚宽度和厚度得到保证，同时可尽量减少理坡工作量。(2）爆破参数的计算本工程爆破参数的计算按 “控制加载爆破挤淤置换法”的计算方法并按类似工程的施工经验进行适当调整后，综合得出。“控制加载爆破挤
13、淤置换法”计算爆破参数的步骤如下：根据堤身抛填高度和堤身抛填宽度,确定堤身自重挤淤深度，自重挤淤深度D0通过如下公式确定:估计堤头爆破下沉平均高度D1：D为设计挤淤置换深度，本工程为3.9m7.2m。给定每炮抛填进尺b。考虑到本场址淤泥特性，以及因海堤堤心石均需水上船抛给抛填进尺控制所造成的困难，取b=8m10m，按公式计算单药包重量.堤头爆填药包的间距a应满足如下关系：Q为单药包重量，值为球形药包的半径。堤头爆填布设的药包的个数M应满足如下关系:其中，M1为堤头前面所布设的药包的个数，M2为堤头两侧所布设的药包的个数,M1和M2应分别满足如下关系：B为堤顶宽度，Bm为堤身在泥面处的宽度。3.
14、5。1.2 抛填参数和爆破参数设计堤头抛填及侧爆抛填施工示意图详见图5.1图5。3。 图5。1 堤头抛填平面示意图图5。2 堤头抛填推进A-A横断面图5。3 堤头抛填推进B-B横断面注：侧爆前堤顶不加宽。在堤头内、外侧分别布设2 个药包，其他药包布设在堤头端部。若外侧挖泥、补抛后需再次侧爆，其药量按原药量的50%计。3。5.2 爆破网路设计35。2.1 爆破器材的选择（1）根据防水、安全及环境保护的需要，炸药采用袋装乳化炸药。为保证药包重量误差和使用方便，药包按设计单药包重量在炸药厂定做。（2)传爆器材采用导爆索.为安全传爆,要选用每米含炸药重量不小于11克的导爆索.(3）起爆器材采用8工业铜
15、质瞬发电雷管。分段起爆时，采用非电导爆管雷管，分段段差不小于200毫秒。3。5。2.2 爆破器材的使用（1）药包制做药包制作要在公安局及相关管理部门指定的地点进行加工。药包起爆体用导爆索制作。导爆索的两端用防水胶布密封，将一端按15cm长“之字形折叠56折，防水胶布绑扎两道,形成起爆体,用木制炮棍将其插入袋装药包的中心，袋口用麻绳扎紧。药包的配重分两种：爆填时用装药机埋入泥下的药包的配重，因工艺要求，采用C20砼浇注的圆锥形预制桩头（见图5。4)；爆夯的药包配重，用袋装中粗砂，重量为设计药包重量的一倍,将制做好的药包装入装有配重的编织袋内，袋口用麻绳扎紧。（2)导爆索网路导爆索采用搭接,搭接长度不小于15cm，搭接处用电工胶布绑扎结实，禁止打结或打圈。导爆索切割用快刀加工，两端应用防水电工胶布进行密封防水.导爆索支索与主索的传爆方向的夹角必须小于90度.起爆导爆索应采用两发同厂、同批号的并联电雷管起爆,电雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。爆破网路图详见图5.5。（3）雷管的使用选择同厂、同批、同型号的两发8铜质电雷管并联起爆。做为起爆雷管的两发电雷管应在连接网路前用雷管测试仪测量，选择电阻
