爆破排淤填石法處理水下地基的施工控制技術

王忠偉

貴州新聯爆破工程集團有限公司

摘要：爆破排淤填石法處理水下地基和基礎的一項新的施工技術，它利用炸藥爆破釋放的能量、排除淤泥質軟土并換填塊石置換，從而達到改良地基和基礎的目的。

關鍵詞：爆破排淤填石法；水下地基；施工控制技術

爆炸排淤填石法的使用已經有了諸多的成功案例，而且施工便捷、施工時間短、造價比較低，主要適用的條件是淤泥質軟的土地基，能夠用在拋石置換水下淤泥質軟基的防護堤、護岸、圍堰、駁岸、圍堤等工程。本文主要探討爆破排淤填石法處理水下地基的施工控制技術。

一、工程概況及特點

1.工程概況

某防波堤工程，結構為混合式斜坡石堤，第一期工程長為500m，堤頂標高為8m，堤頂寬度為8m，防浪墻頂部標高為9.5m，堤底寬度在78m左右。防波堤外側邊坡為1：1.5，采用人工預制塊體吊安護面；內側戧臺上邊坡為1：1.3，采用插砌條石護面，內戧臺下邊坡為1：1.5，采用拋、理大塊石護面。上部結構為現澆砼胸墻護頂。主要工程量：拋填石方量約為50萬m3，預制及吊安人工塊體7088塊，現澆砼1萬m3左右。

2.工程特點

本防波堤工程所在水域水深線為-10m，表層淤泥厚度為4m～9.25m，該淤泥層不能作為持力層，按設計及規范要求必須予以清除。由于本工程水下軟基處理工程量大、工期緊，必須趕在臺風季節來臨之前，完成主體結構的施工任務。因此，必須制定切實可行的施工組織設計方案來指導施工。按照常規施工工藝，所有淤泥土需水下開挖外運（挖至持力層），再拋

填塊石，無法滿足施工工期的要求。經方案比選，擇優選用爆破擠淤填石這一特殊的軟基處理工藝，以達到淤泥清除與填石置換雙重效果，并通過爆破形成平臺及堤心斷面。

二、爆破排淤填石法的基本原理及相關參數

1.爆破排淤填石法的基本原理

爆破排淤填石法為我國首創。該法的基本原理是：在堤頭適當位置的淤泥內埋設群藥包，爆炸將淤泥向四周擠出并向上拋擲形成爆坑，鄰近爆坑的堤頭堆石體，在爆炸負壓與強烈壓縮、振動作用下滑向爆坑，形成瞬時定向滑移與泥、石置換。塌落石方滑向爆坑后，形成“爆炸石舌”。“爆炸石舌”的長度與厚度決定了泥、石置換效果，其轉換效果是由爆炸參數決定的。繼而，在爆后堤頭拋填，形成新的拋填堤頭。新的拋填體將“石舌”上部浮淤擠走并壓在“石舌”上，形成完整的拋石體。在新的拋填堤頭前方繼續埋藥爆炸。這樣“拋填一一爆炸”重復進行，直到完成海堤設計長度為止。如圖1、圖2所示：

1-超高填石；2-爆前剖面；3-爆后剖面；4-補填剖面；5-石舌；6-藥包

圖1 爆破排淤填石示意圖

a端部推進排淤

b側坡拓寬排淤

c爆破形成平臺及堤心斷面

1-爆前；2-爆后；3-藥包

圖2 爆破排淤填石典型斷面過程

爆炸法處理水下軟基的工程質量檢驗是本技術推廣應用的關鍵。經多年研究與實測，已形成了由體積平衡檢驗、長期沉降監測、鉆孔檢測、物探檢測、探地雷達檢測等方法組成的完整有效的檢測系統。該檢測系統既能進行竣工檢測又能對施工過程的質量進行監測。

2. 施工方案及有關參數的確定

以樁號0+000m為防波堤軸線長度起始點，0+000m分界線以東為堤根段，采用直拋塊石成堤。0+000m分界線以西為防波堤主段，根據該區域的地質資料，采用不同的地基處理方法。0+000m～0+024m段，淤泥厚為1～3米，采用直接拋石擠淤處理基礎。0+024m～0+500m段，淤泥厚度4～9米，采用爆炸排淤填石置換的處理方法。

2.1 0+024m～0+500m段落施工步驟

第一步，堤頭爆炸處理。藥包布置在堤壩頭單循環進尺6～7m，經堤頭爆炸--拋填--爆炸循環進尺后，形成穩定的施工堤身。

第二步，側向爆炸處理。當堤身進尺到一定長度后，在堤兩側布藥，進行

側向炸填處理。一次處理40～50m，經側向處理后堤身達到設計要求的斷面寬度。

第三步，兩側平臺爆夯。

第四步，理坡及堤頂加高到設計高程。

2.2拋填參數

堤頂拋填高程 3.0m

堤頂拋填高度 26～28m

2.3爆炸參數

A.堤頭推進爆炸

一次爆填進尺量 6～7m

布藥寬度 30m

一次爆炸用藥量 640kg

一次爆炸導爆索量 400m

堤頭爆炸次數（含堤頭加強爆） 82次

堤頭爆炸合計用炸藥量 52480kg

堤頭爆炸合計導爆索量 32800

B.側向爆炸填處理

一次側向爆填處理長度 40m

一次爆炸藥量（兩側同時處理） 960kg

一次爆炸導爆索量 800m

兩側爆炸次數 12次

堤頭弧形側爆用炸藥量 900kg*2

堤頭弧形側爆導爆索量 700m*2

兩次爆填合計藥量 13320kg

兩次爆填合計導爆索量 11000m

C.兩側平臺爆夯

一次爆夯處理長度 60m

一次爆夯藥量（兩側同時爆炸） 960kg

一次爆夯導爆索量 800m

兩側爆夯次數 8次

堤頭弧形平臺爆夯炸藥量 720kg*2

堤頭弧形平臺爆夯導爆索量 700m*2

平臺爆夯總炸藥量 9120kg

平臺爆夯總導爆索量 7800m