碼頭基床爆夯設計和施工工藝及質量檢驗

熊祥俊

(廈門安港建設集團有限公司，福建廈門　361000)

碼頭基床爆夯設計和施工工藝及質量檢驗

熊祥俊

(廈門安港建設集團有限公司，福建廈門361000)

摘要:結合某碼頭基床爆夯工程實例，介紹了基床爆夯的設計要求，從炸藥選取、藥包制作、布藥工藝、起爆系統與網絡等方面，闡述了基床爆夯的施工工藝，并提出了爆夯質量檢查與驗收標準，為類似工程施工提供了參考。

關鍵詞:碼頭，基床，爆夯設計，質量檢查

1　工程概況

平潭港區金井作業區1號～5號泊位工程擬建2個2萬t級泊位及3個5萬t級泊位，碼頭岸線總長度1 647 m。碼頭基礎為拋石基床，上部為重力式沉箱結構，拋石基床頂面寬24.8 m(其中2號泊位基床頂面寬20.35 m)，碼頭前沿基床爆夯總長為(含延伸段) 1 339.69 m，碼頭后沿基床爆夯總長為(含延伸段) 1 301.1 m，碼頭基床上部由10 kg～100 kg塊石拋填而成，碼頭基床下部由10 kg～500 kg塊石拋填而成，基床頂標高為－15.4 m(其中2號泊位基床頂標高為－11.4 m)，基床底標高為－51.6 m～－38.5 m，基床拋石厚度為23.1 m～38.7 m。

2　爆夯設計

2.1爆夯質量要求

1)基床爆夯后的平均沉降率不小于12%;

2)基床爆夯后的頂面平整度應滿足施工要求。

2.2爆夯參數的設計

2號泊位基床按四層拋填爆夯控制施工，每層爆夯3遍，通過試驗段試爆效果調整最終的爆夯參數。

1) 2號泊位基床分層控制。

第一層拋石爆夯控制標高為－36.4 m;第二層拋石爆夯控制標高為－26.4 m;第三層拋石爆夯控制標高為－18.4 m;第四層按設計基床頂標高結合沉降量爆夯施工。

2)參數設計。

a.布藥網格。為使爆夯作用均勻，爆夯后基床平整，采用梅花形布置藥包總平面，單遍藥包則采用正方形網格，正方形網格按照4.0 m×4.0 m(以最后一層布藥為例，見圖1)。

圖1　爆夯藥包布置平面圖

b.單藥包藥量Q。按如下公式計算:

其中，Q為單藥包藥量，kg; q0為爆夯單耗，本工程取4 kg/m3; a為藥包間距，本工程取為4 m; b為藥包排距，本工程取為4 m; H為爆夯前拋石層平均厚度，m;η為夯實率，本工程平均夯實率不低于12%; n為爆夯遍數，本工程主要取3遍。

c.懸掛高度h2。根據最新規范，懸高控制范圍為: h2≤( 0.35～0.5) Q1/3。同時考慮爆后石面平整度的要求，本工程基床頂面最后一層爆夯藥包懸高取在拋石層上方50 cm處。各爆夯區詳細取值見表1，表2。

表1　底層爆夯參數表

d.一次齊發起爆藥量。在綜合考慮爆破環境要求的條件下，為確保爆夯施工時船舶的安全及周邊建筑物的安全，一次齊發起爆藥量控制在884 kg以內。

e.藥包配重。當海水流速較快時，藥包的重量應小于配重，以便準確定位藥包，配重材料應選用密度較大的砂或土。

2.3試驗段的選取

為驗證上述爆夯參數的合理性，通過爆夯試驗段的施工結果及相互對比分析，調整、優化爆夯設計參數，為后續施工提供爆夯設計參數。試驗段選在K1 + 160～K1 + 260第一層爆夯層，長度為100 m，爆夯前石層厚度為5.7 m～13.6 m。

2.4檢測要求與控制標準

檢測方法為爆夯前、后拋石體標高測量并計算夯實率，夯實率η=( h/H)×100%( h為爆夯前后高程平均值之差(平均沉降量)，H為爆夯前石層平均厚度)。基床每遍爆夯后進行測量，測深采用測深水砣進行檢查，測網為5 m一個斷面，2 m一個測點，測量范圍為該爆區及前后10 m。控制平均夯沉率為不低于12%。爆夯前應控制整個拋石基床面基本平整，若出現拋石基床面高差過大或標高不夠的區域時應及時補拋，拋石基床面的局部高差應小于30 cm。

表2　第二層～第四層爆夯參數表

3　施工工藝

3.1炸藥的選取

在水下爆破作業時，應考慮的炸藥主要性能為:炸藥的起爆感度、炸藥抗水性能及炸藥的威力。結合本工程的準爆要求，采用防水乳化炸藥進行爆夯。

3.2藥包制作

按設計要求的藥包質量稱取乳化炸藥，取一根足夠長度的導爆索制作起爆頭，將起爆頭插入藥包中，并用麻繩將導爆索固定在藥包上。按豎直方向自上而下往編織袋內裝乳化炸藥，然后將編織袋中的炸藥連同導爆索一起扎緊，留足夠長的導爆索作為起爆網絡用。為了保證懸高藥包能懸浮，制作漂浮的材料選用泡沫，漂浮的尺寸以浮起藥包為準，用泡沫制作的漂浮物應與藥包分開，漂浮的高度在藥包50 cm以上，充分利用炸藥爆炸時產生的能量，避免基床隆起。把編織袋里面裝入砂子的配重連接在藥包底部，其配重為藥包重量1.5倍～2倍，連接繩子的長度為0.5 m～0.6 m。

3.3布藥工藝

現場進行布藥前，為保證藥包布設在設計位置上，利用與藥包體積和重量相似的水砣測量其在流水作用下的偏移量。考慮到布藥寬度及爆破作業階段性集中進行的特點，布藥船采用自航200 t鐵駁船，布藥方式采用線形投放。主要布藥工藝流程如下:

1)船上按爆夯參數制作藥包，加入配重體，將藥包置于船邊; 2)為準備漂浮物備用，應在船邊設置布藥刻度線; 3)在船上按設計間距用導爆索將一排藥包聯接好，并將控制繩索放置好備用; 4)在爆破區域進行施工船定位，用GPS或全站儀及測繩定出藥包的位置; 5)到位后人工沿船邊放入藥包至基床表面時，拉脫藥包引繩;一次放置一排，然后移動布藥船放置第二段藥包。兩段藥包相距15 m以上，以防止第一段起爆將第二次爆夯用的藥包炸壞，以此循環作業，直至完成布藥施工。如海水流速較快或風浪較大，可先放下探桿導向，使配重、藥包、浮漂沿探桿滑下，置于藥包所在部位。施工船撤離爆區至安全位置(見圖2)。

3.4布藥注意事項

選取平潮時進行布藥;在爆夯前后測量基床標高，分析爆夯沉降規律。對于局部補拋石平均厚度大于50 cm且范圍大于一個布藥網格時，按原設計藥量減少一半進行補夯，補夯范圍的藥包按原設計位置、距離布放。

圖2　爆夯作業示意圖

3.5起爆系統與網絡

爆夯工序流程見圖3。

圖3　爆夯工序流程圖

本工程主要采用導爆索傳爆網絡和毫秒微差爆破技術。為保證安全準爆，起爆系統與網絡設計為:選用導爆索起爆頭起爆藥包，電雷管起爆導爆索，起爆線與雷管腳線連接，起爆線連入起爆器的起爆網絡(見圖4)。

圖4　爆夯網絡平面示意圖

4　質量檢查

1)在爆夯前后分別對基床標高進行測量，采用測深儀和全站儀配合測水深，每5 m取一個斷面，并計算爆夯沉降規律。當沉降率小于設計要求的12%時，則需重新布藥爆夯，直至符合要求為止。2)斷面測量范圍應超出基床頂邊坡線10 m，以反映爆夯的整體效果，檢查邊坡的穩定情況。3)單藥包重量q2( kg)允許偏差為±5%;藥包平面位置允許偏差為±10% a =±0.4 m;藥包懸高h2允許偏差為±5%h2=±0.025 m。4)每炮準爆率不低于90%，小于60%應補爆一次，60%～90%局部進行補爆。5)潛水檢查。每遍爆炸夯實后，潛水員應探摸觀察基床頂部塊石破碎情況、基床坡肩處的塊石坍塌后的形狀和基槽前沿及后沿邊坡的形狀位置變動情況。6)爆炸夯實后，基床頂面補拋塊石的厚度超過0.5 m且連續面積大于30 m2，補拋后應補爆或用重錘補夯，補爆的炸藥用量為原設計藥量的一半，應按原設計位置安放補爆范圍內的藥包。

5　驗收標準

1)施工時嚴格做好施工記錄，包括單藥包平面位置及懸高、施工水位、布藥起始和結束時間、起爆時間、盲炮處理等資料，施工記錄作為交工驗收資料。

2)滿足累積沉降率大于12%的設計要求。

參考文獻:

［1］JTS 257—2008，水運工程質量檢驗標準［S］.

［2］周日仔，王慶輝.基床爆夯工藝在南沙港區一期工程中的應用［J］.華南港工，2005( 1) :33-38.

［3］陳爽.塊石基床爆夯技術在重力式碼頭的應用及質量控制［J］.華南港工，2009( 1) :37-41.

The wharf bedding explosive compact design and construction technology and quality inspection

Xiong Xiangjun
( Xiamen Angang Construction Group Limited Company，Xiamen 361000，China)

Abstract:Combining with the bedding explosive compact engineering example of a wharf，this paper introduced the design of bedding explosive compact design requirements，from the explosives selection，cartridge production，charging technology，initiating system and network and other aspects，elaborated the construction technology of bedding explosive compact，and put forward the explosive compact quality inspection and acceptance standard，provided reference for similar engineering construction.

Key words:wharf，bedding，explosive compact design，quality inspection

作者簡介:熊祥俊(1981-)，男，工程師

收稿日期:2015-11-29

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0106-03

中圖分類號:U656.1

文獻標識碼:A