無遮掩海域深海沉箱拋石基床爆夯技術淺析

周旺仁

Engineering technique 工程技術

無遮掩海域深海沉箱拋石基床爆夯技術淺析

周旺仁

（中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司，江蘇 連云港 222000）

本文主要對深海拋石基床爆夯工藝進行了介紹，選取的爆夯參數取得了預期的效果，為其他類似工程提供參考。

外海；深層；拋石基床；爆夯

本工程位于海南省洋浦經濟開發區西北部，是某乙烯及煉油改擴建工程配套碼頭防波堤工程，沉箱基床長1023m，基床寬31.3m，基床石料規格10～100kg，基床存在兩種頂高程-24.5m、-22.5m（已分別預留500mm沉降量），厚度4.5m至9.5m（包含預留500mm沉降量）不等。因為業主要求工期緊張，如果采取分層回填分層重錘夯實的工藝則工期無法滿足要求，因此綜合考慮，最終采取了基床拋石一次回填到位后再進行爆夯的工藝。

1 爆夯施工技術參數

1.1 爆夯分區與分層

在平面上分區段爆破夯實時，相鄰區段搭接一排藥包布藥。爆夯分區設計主要以沿每段基床相同的設計基床厚度來劃分區的原則，目的是設計參數統一，清晰，有利于實施。結合以往基床爆夯施工經驗和本工程的特點及相關規范要求，本工程爆夯段基床面水深全天候大于8m，一次爆夯厚度按不超過9.5m控制。

夯實范圍按照規范的規定進行，基床頂層按照沉箱底寬各邊加寬2米、基床頂面以下各層按照應力擴散線各邊加寬2米的范圍進行夯實。

1.2 爆夯布藥網格

原則是為使爆夯作用均勻，爆后基床平整。藥包平面布置采用正方形網格布置，布藥網格擬采用3.3×3.3m。

1.3 單藥包藥重Q

按《水運工程爆破技術規范》（JTS 204-2008）計算：

式中q0—爆夯單耗，kg/m3，取4.0kg/m3；

H—爆夯前石層平均厚度（m）； a、b分別為藥包間距及排距，均取3.3m；

η—夯實率，取12%； n—爆夯遍數取3；

Q—單藥包藥量（Kg）。

根據上式計算單藥包藥量及分區單遍總藥量計算得出試驗段藥量使用結果見表1。

表1 爆夯參數表

注：各斷面分段及微差爆破的方法控制單段最大藥量500kg以內。

2 工藝流程

2.1 藥包制作方法

船上制作藥包時，具體方法如下所述：

（1）按設計要求的藥包質量稱取乳化炸藥，并用導爆管雷管插入藥卷做成炮頭， 用膠布扎緊塞入藥包中，引出導爆索或塑料導爆管；

（2）備好配重體，配重采用砂土或碎石，裝入編織帶扎緊，配重量根據炸藥量大小，現場試驗漂浮狀態和下沉速度確定。一般情況下配重宜大于2倍藥包重量，用線繩與起爆卷藥扎牢，防止拉脫。

（3）將塑料泡沫漂浮物放置于藥包袋內，將藥包袋口扎牢，用引繩拉住藥包與配重，放于施工船邊沿。

（4）依次完成要求的藥包數量，船上布藥準備結束。填寫爆夯布藥記錄。

（5）藥包的包裝采用防水性能好的塑料袋，切不可漏水、透水、滲水。

2.2 爆夯次數的確定

水下爆夯并不是一次性爆夯就能達到設計要求的，爆夯次數的多少、施工前根據工況實際需求，根據以前工程實踐經驗本工程取2~3遍，即小于5米的基床爆夯2遍，其余的選取3遍，另外，根據試夯數據再進行優化調整。

2.3 布藥

考慮到布藥寬度及每天引爆頻率高的特點，采用自航1000T鐵駁船作為布藥船（長度40米，寬度10米），布藥船上設布藥平臺（考慮靜電等影響平臺用木板和橡膠地板鋪設。且設防曬頂棚）。布藥船錨機操作靈活滿足爆破頻率要求。錨纜長度要大于600米，滿足船機爆破安全距離要求。

爆夯施工采用船上線性布藥工藝，具體的布藥方法如下所述：

（1）在施工船旁，數名操作手牽引投放一排藥包于基床布藥位置的2同步投放方法，即以一排中的“藥包+配重+飄浮體”為爆夯單元，分配1-2人用繩索控制，按著“爆夯單元放置水面→放入基床表面→脫離繩索”的2同步方法。

所謂的2同步主要是指：

（1）第1個同步，船舷上的操作手分別利用繩索控制的藥包同時由船旁放置于水面上，根據GPS確定的藥包位置進行調整；

（2）第2個同步，按一個較均勻的速度放繩索將調整后的藥包放到基床表面。這種工藝施工簡單，操作方便，布藥準確。

藥包布置過程中需綜合考慮水流、風向、潮汐等環境因素對藥包投放質量、安全的影響，盡量組織在水流較緩的平潮時布藥施工，具體布藥方式如下：

（1）施工船在確定的爆區范圍內拋錨定位。

施工船平行于基床軸線駐位，由4個定位錨進行固定。船艏艉各下2錨，控制爆區的每一斷面布藥位置兩端坐標，調整布藥船滿足布藥位置的要求。

（2）用GPS確定平行于基床軸線的布藥位置，按照指揮員口令將爆夯單元同步放于水面。

（3）到位后按照指揮員的口令同步送放藥包至基床的表面；

（4）將繩索脫開移船于下一個布藥位置；

（5）施工中保護好引出的導爆索，布藥取逆流向順序。按（1）～（4）步循環施工，直至完成整個布藥范圍。將布設完成的導爆索或導爆管捆扎在浮子上。

（6）施工船撤離爆區至安全位置，連接各導爆索（管）引線，警戒，發出起爆信號，起爆。

（7）起爆后檢查爆區確認無隱患，發布解除警報信號。由交通船用網兜對海面上的塑料塊等漂浮物進行清理回收。

2.4 起爆

采用非電雷管和有線起爆配合進行爆破入水中、布藥、將連接起爆體的起爆線引至布藥船上，然后將起爆體與爆破網絡連接并綁上浮漂，投船撤至安全區，指揮員與海域、陸域崗哨聯絡，確認無人員、車輛、船只逗留在非安全區，即指令爆破工將爆線與起爆器連接、起爆。

3 檢測

3.1 爆前檢測

以K0+785.03～0+K0+885.03段100米為例，第一遍爆前用測深儀對拋石基床進行檢測驗收，水砣校核，平均標高-23.77 m，表面基本平整，能夠控制在規范允許范圍內。

3.2 爆后檢測

第三遍爆后用測深儀對拋石基床進行檢測，水砣校核，平均標高-24.82m，表面基本平整，有少量低點（大部分標高偏差在0~-500mm允許范圍內，無大于1/3倍構件底面積或連續面積大于30m2,且厚度普遍大于0.5m)，經潛水探摸檢測未發現爆坑，基床寬度滿足要求。

3.3 夯沉率計算

共進行10個斷面170個點位的檢測，整個典型試驗段平均下沉1.05m，夯沉率10.52%。每個斷面夯沉量及整個典型施工段夯沉率計算見表2。

表2 典型施工段夯沉率計算表

4 結論及建議

（1）通過檢測計算夯沉率指標為10.52%， 符合規范及標準要求（規范要求10%~15%），說明施工方案可行，爆夯參數基本合理。建議以本次爆夯的典型施工參數，作為控制和指導下一步施工的依據。

（2）后續施工中加強拋石標高控制，勤測水深，預留夯沉量，盡量避免補拋、補爆現象，以加快施工進度。

（3）藥包布置過程中需綜合考慮水流、風向、潮汐等環境因素對藥包投放質量、安全的影響，盡量組織在水流較緩的平潮時布藥施工。每次藥包正式投放前必須做投放試驗。

（4）起爆時岸上必須有人警戒，海上警戒船只必須不停巡邏，船上必須按規定信號鳴笛。

[1]爆夯工藝于碼頭拋石基床工程之應用[J]. 呂賢郎.中國水運(下半月).2011(06)

[2]碼頭拋石基床中的水下爆夯技術分析.姚建成.施建鈴.珠江水運.2015（20）

周旺仁（1986.4- ），江蘇鹽城，男，漢族，本科，中交三航局江蘇分公司，工程師，研究方向：鐵道及隧道工程。

TU723

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1007-6344（2021）01-0185-02