淺談基槽巖層非爆破法處理

（大連港口建設監理咨詢有限公司，遼寧 大連 116000）

淺談基槽巖層非爆破法處理

郭德臣

（大連港口建設監理咨詢有限公司，遼寧 大連 116000）

本文結合綏中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；強風化巖；靜力爆破；沖擊鉆鉆孔

本工程采用沉箱重力式碼頭結構，設計對碼頭基槽采取了標高和土質雙控的要求，土質要求為強風化巖層。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，挖至風化巖層后無法繼續開挖，經取樣分析，部分基礎已達到中風化層，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。根據目前行業內普遍采取的基巖處理方式，建議采取爆破方式處理基巖；但是考慮到施工現場在綏中36-1原油處理廠內，廠內原油外輸作業繁忙，施工現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，不能采取爆破方式處理。

通過對基槽水深測量數據和潛水人員探摸取樣結果分析，現場存在兩種情況：一、基槽前80米范圍內風化巖層經抓斗船施工后，高出設計標高的部分多為凸起的巖石，較為分散，需處理的方量小，經測算約為15m3；二、基槽后30米底部風化巖成片狀凸起、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米范圍內的基巖主要采用靜力爆破法進行處理，即應用膨脹水泥的特性，膨脹水泥配制的混凝土在水中自由膨脹率為8～10×10-4，可在有裂隙的風巖層中產生0.2～0.6MPa的自應力。利用此原理，在對風化巖層造成松動破壞后，安排潛水人員進行水下作業施工。

施工方式如下：

1 裝載潛水設備和潛水作業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軌至設計標高，岸上有專職人員按時通報水位，每半小時根據水位變化調整導軌標高。

2 水下潛水作業人員根據導軌位置，由基槽前沿向后沿進行水下巖石清理。作業人員在清理前，先用風泵將基槽表面淤泥和浮渣吹出基槽外側，直至露出風化巖層；然后作業人員使用風鎬在巖層表面打孔，打孔間距根據巖石形狀確定，一般間距20～40cm一個孔，同時布置豎向孔及橫向孔。孔打好后，潛水人員在孔內塞上已配制好的膨脹水泥，膨脹水泥遇水后硬化，利用膨脹壓力對風化巖層進行預裂。24小時后，潛水作業人員采用水下風鎬對灌入膨脹水泥的巖石進行破碎鑿除。

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

靜力爆破法施工的設備及人員清單見表一。

表1 設備及人員清單

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抓斗船施工后，基槽內有少量高出設計標高的風化巖石需要處理；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，施工質量滿足設計和規范要求。

二、沖擊鉆機沖孔

通過對碼頭基槽后30米有大片風化巖層的情況分析，需處理的面積廣，工作量大，風化巖成片狀凸出，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，以降低風化巖層標高，提高基槽水深。

施工方法如下：

1 將輪式沖擊鉆固定在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，在施工設備無故障的條件下可24小時連續作業，適合在對基槽大面積風化巖的處理。

通過對以上兩種的方法的分析比較，兩種方法都能滿足設計和規范質量要求，與傳統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，崔健．水泥膨脹率試驗方法[J]水泥，2008（10）．

[2]JTS257-2008，水運工程質量檢驗標準[S]．

TD23 < class="emphasis_bold"> 文獻標識碼：B

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