碼頭拋石基床中的水下爆夯技術分析

姚建成+施建鈴

摘 要：當前在碼頭、港口等工程建設中，水下爆夯施工是一種比較常用的施工技術。其施工原理是充分利用水中沖擊波的作用將爆炸力均勻作用在基床拋石體上，從而達到提高拋石體的密實度，保證爆夯施工質量的目的?；诖?，本文對碼頭拋石基床中水下爆夯技術進行探討。

關鍵詞：碼頭拋石基床 水下爆夯技術 分析

1.工程概況

廈門港海滄港區18 ～19#泊位岸壁工程規模為2個10萬噸級碼頭，位于廈門灣內的九龍江河口北岸。碼頭水工結構采用重力式沉箱結構，順岸連片式布置，岸線長度754m，基礎為拋石基床，頂寬21.95m，頂標高-17.0m，基床底標高為-21.0m～-30.0m，18#泊位拋填厚度為4.0m～7.0m；19#泊位基床拋填厚度為6.0m～13.0m。碼頭基床采用爆破夯實，爆破夯實斷面方量為226075.22m3。

2.設計爆破參數

2 . 1布藥網格

為了保證爆夯作用的均勻性，需要平整好爆夯基床，使用正方形網格布將藥包布置在平行軸線上，并和第二次布藥位置錯開，設計藥包網格大小為4m，布置圖如圖1所示。

2 . 2藥包形狀

根據以往的施工經驗，藥包的外形會對炸藥能量的利用效率造成影響，并產生不同的爆夯效果。例如，聚能藥包可以將炸藥產生的大多數能量集中到一個方向上。根據本工程實際情況，擬定使用球形集中藥包。

2.3爆夯參數的確定

藥包懸高h2（m）之計算：

h2≤（0.35～0.50）q21/3；

本工程取系數0.4；

根據典型施工的經驗，海滄18～19#泊位爆夯參數見表1。

2 . 4起爆系統與網絡設計

在設計起爆系統和起爆網絡時，為確保深水條件下依然可以安全地進行起爆，作如下設計：使用具有防水效果的爆夯藥包，采用兩發8#銅質電雷管并聯起爆主線導爆索起爆端，主線導爆索傳爆各單排支線導爆索，支線導爆索傳爆每一個藥包的串、并聯起爆網絡。

2 . 5安全距離的計算

（1）爆炸震動距離

參考《國家爆破安全規程》中爆破安全振動的相關標準，設計爆破安全振動速度標準如下：

距本標段工程爆夯作業區最近的陸地建筑為采石場的房屋，最近距離約600m。取安全振動速度為1cm/s。爆炸地震安全距離計算得出R=177.13m。故現場附近建筑物均不會受到爆夯振動影響。

（2）水中沖擊波安全距離

按照《爆破安全規程》中的規定：當在水深低于30m的水域中實施爆破時，水中沖擊波最小安全距離應符合下述規定：當使用200～1000kg的炸藥時，使用水中裸裝的裝藥方式，水中沖擊波游泳人員的最小安全距離確定為2000m，木船最小安全距離為600m，潛水員的最小安全距離為2600m，鐵船的最小安全距離為250m。

（3）爆破飛散物的安全距離

在進行施工過程中，爆炸產生的噪音以及飛散物和覆蓋水的深度以及裝藥的總量有一定的關系。由于本工程水的深度比較大，裝藥總量控制在200kg，所以基本上不會產生飛散物，爆炸產生的噪音也不大。

3.施工技術介紹

3. 1施工準備

在施工之前，首先驗收拋石基床，進行爆夯施工之前測量預定拋石區域的全斷面，從而確定基床所在位置的水深情況以及地下地質情況。使用回聲探測器測量水的深度，每個斷面的測量間距為5m，每2m一個點，并對水砣進行校核。

3.2藥包加工及布藥

在進行爆破施工時，首先將藥包在定位方駁船上制作好，并和起爆網絡進行連接，然后由測量員使用GPS將方駁船的位置確定出來，最后安排爆破工在水上布藥。具體操作如下：首先在船舷的一側將繩索控制的一排藥包放到水面上，然后利用GPS調整藥包的位置，再勻速使用繩索將調整過后的藥包放到基床的表面，同時采用聲墻驅趕法對中華白海豚進行驅趕。

3.3起爆

在起爆時，由現場施爆人員統一指揮，將警報拉響，發出車輛、船只、人員從危險區域撤離的警報。與此同時，警戒船上的人也將警報拉響，并通知船只、人員和車輛從爆破影響區離開。所有車輛、船只和人員撤離到安全地點，保證安全后，現場施暴人員發出起爆指令。

3.4計算夯沉率

一段基床完成起爆后，對基床夯頂面的標準高度進行測量，并將基床頂面平面平均標高計算出來。求出夯前、夯后頂面的平均標高差值，然后利用平均夯沉量和爆夯基床的平均厚度相除后求出夯沉率。

4.爆夯效果

4 . 1基床夯沉量和夯沉率

在進行施工時，由于基床表面常有淤泥質懸浮物，對斷面測量的準確性造成了影響，因此，使用測探儀對夯前和夯后的斷面進行同步測量，并分析相關數據。

海滄18#泊位夯沉量為：

基床底面平均標高（藥包范圍內）：-23.2m

夯前頂面平均標高：-16.2m，平均厚度h1=7.0m

夯后頂面平均標高：-17.4m， 平均厚度h2=5.8m

平均夯沉量：h=h1-h2=1.2m

平均夯沉率：n=h/h1=1.2/7.0=17.14%

平均夯沉率大于預定值15%，符合設計要求。

海滄19#泊位分為兩層夯實，經計算夯沉率為17.32%，也大于15%的預定值，符合設計要求。

4 . 2碼頭的沉降觀測

在對碼頭進行持續沉降觀測后，發現碼頭的沉降是在允許范圍中的，沉降量小，并且很均勻。當前，整個碼頭的沉降基本上已經穩定，證明爆夯工藝在海滄18～19#泊位基床夯實中的應用是成功的。

5.結語

綜上所述，本工程使用爆夯工藝取得了良好的施工效果，基床的夯實效果也達到了設計要求。在進行爆夯作業的過程中，除了要選擇合理的爆夯參數以外，還要保證作業的安全性。對國家要求保護的海洋生物進行保護、對現場成品進行保護、對施工現場人員和船機進行保護。

參考文獻：

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