5爆破排淤施工工艺工法

1爆破排淤施工工艺工法（QB/ZTYJGYGF-LJLM-0105-2011）第四工程有限公司刘厚才1.前言1.1工艺工法概况“爆破排淤法技术”是建设部推广的建筑业十项新技术之一，它通过爆炸冲击作用降低淤泥结构性强度，同时利用抛石体本身的自重使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移，达到泥、石置换的目的。爆破排淤施工是利用爆破法处理水下淤泥软基，其主要方法有：水下爆夯挤淤法；爆破排淤填石法和堤下爆破挤淤法等。1.2工艺原理通过埋于泥中的炸药爆炸冲击波使淤泥受到排挤、扰动和破坏，从而降低淤泥结构性强度，同时利用抛石体本身的自重和爆破振动产生的附加载荷联合作用，产生抛填体定向塌落充填和动载挤淤现象，实现泥、石置换的目的。2.工艺工法特点2.1爆破排淤较抛填片石挤淤和换填操作简单。2.2可减少施工作业机械和劳力，提高工效。2.3对施工人员的安全操作技能要求较高。3.适用范围主要适用于淤泥深度超过5m，淤泥质地基处理。4.主要引用标准《公路工程质量检验评定标准》JTGF801；《公路路基施工技术规范》JTG_F10-2006；《铁路路基施工规范》TB10202；《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》JTJ／T258；《爆破安全规程》GB6722；5.施工方法在施工前制定爆破挤淤方案，选择适宜的爆破器材，精心设计挤淤参数和药包结构。并采用机械布设药包和导爆索电雷管起爆网路。通过药包爆炸的能量将淤泥向四周挤开，在淤泥内形成爆炸空腔，抛石体随即坍塌充填空腔，使爆前处2于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移，达到泥、石置换的目的。爆破挤淤深度可以达到十几米。最后达到理想的爆破挤淤效果。6.工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程爆破排淤施工工艺流程见下图。图1爆破排淤施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1施工准备1施工前，要按照设计文件要求，编写爆破设计说明书，同时报上级主管部门和当地公安部门批准，按照批复的设计说明书组织施工。2实施爆破挤淤之前，要调查挤淤的范围、淤泥的深度和周围环境，尤其是要调查清楚施工周围要重点保护的建筑物、构筑物及其所能承受的冲击波等不利因素。据此确定爆破中的一次最大用药量、警戒范围、防护措施及应急预案等。3抛填堆石是爆破挤淤的前提，要根据设计要求，先抛填一定的堆石，并准备足够的片石，做好爆破后再次抛填堆石的料源。6.2.2爆破参数设计1药量计算规定设计爆破参数爆前断面测量爆夯爆后断面测量检验检测抛填片石施工准备31）线药量按式（6.3.1-1）和式（6.3.1-2）计算。qL=q0*LH*Hmw（6.3.1-1）wmwmwmrH=H+Hr（6.3.1-2）式中：qL—线药量，即单位布药长度上分布的药量（kg/m），炸药为乳胶防水炸药（下同），采用其他炸药时可按JTJ/T258附录A选用。q0—爆破排淤药量单耗，即爆除单位体积淤泥所需的药量（kg/m），按表2取值；LH—爆破排淤抛石一次推进的水平距离（m），按表3取值；Hmw—计入覆盖水深的折算淤泥厚度（m）；Hm—置换淤泥厚度（m），含淤泥包隆起高度；γm—淤泥重度（kN/m3）；γw—水重度（kN/m3）；Hw—覆盖水深，即泥面以上的水深（m）。表1q0取值Hs/Hm（m/m）0.8～1.2＜0.8或＞1.2q0（kg/m3）0.6～0.80.8～1.0注：表中HS为泥面以上的填石厚度（m）；必要时可采用超高抛石的办法加大HS。表2LH取值Hm（m）4～66～1010～12LH（m）4.5～5.56～75.0～5.52）一次爆破排淤填石药量按式（6.3.1-3）计算。Ql=qL*LL（6.3.1-3）式中Ql—一次爆破排淤填石药量（kg）；LL—爆破排淤填石一次的布药线长度（m）。3）单孔药量按式（6.3.1-4）和式（6.3.1-5）计算。11q=Qm（6.3.1-4）m=LLla（6.3.1-5）4式中：q1—单孔药量，如为单药包孔位，则为单药包药量q2（kg）；m—一次布药孔数；a—药包间距（m）。2布药线平面位置要求1）布药线宜平行于抛石前缘，位于前缘外1～2m。2）对端部推进爆破，布药线长度应根据堤身断面稳定验算确定并与堤顶宽度相适应；对侧坡拓宽爆破，布药线长度应根据安全距离控制的一次最大起爆药量及施工能力确定，安全距离应按JTJ/T258-98第6章有规定执行。3）药包在泥面以下的埋入深度HB应按表4取值。表3HB取值Hw（m）＜22～4＞4HB（m）0.50Hm0.45Hm0.55Hmw3布药工艺与要求装药工艺的选择与布药设备有关，以装药的主设备站脚点分为水上和陆上装药方式，均应满足以下要求：1克服软土地基的强度，满足埋深的深度；2具有满足设计药量体积的线性和集中装药管或容器；3陆上布药应满足布药距离的要求；4操作简单、放药安全、性能可靠；5移动便捷，经济合理等。6.2.3测量放线：根据业主单位提供的坐标控制点，设立施工水准点及辅助施工基线，水准点及基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方。同时，据此设立施工标志、水尺等，并根据设计施工图进行放样，设立抛填标志。6.2.4抛填片石：严格按施工组织设计确定的抛填宽度和高度进行抛填。6.2.5爆夯1当抛填达到设计参数后，根据施工组织设计文件要求的数量和重量制作药包，在堤头正面及侧面布设群药包，实施爆炸。2爆填后补抛并继续向前推进，当抛填达到设计进尺后，再次在泥中埋药爆炸，这样，“抛填—爆炸—抛填”循环进行，直至达到设计要求。5图2爆前、爆后及循环抛填断面示意图6.2.6施工检测：在每次爆炸前后，进行堤身断面测量和抛填量统计，采用自沉和爆沉累计算法及体积平衡法等进行分析，发现与设计有偏差时，及时调整抛填和爆破参数。7.劳动力组织劳动力使用计划参见表4，应根据工程进度、工程量等的需要进行增减。表4爆破排淤劳动力配备表序号项目人数备注1安全负责人1人2爆破现场负责人2人3测量工程师1人4爆破员2人5爆破安全员2人7技工、普工15人8.主要机具设备主要施工机具参见表5，具体可根据施工情况调整数量。表5爆破排淤主要机具设备配备表序号机具名称单位数量备注1自卸汽车台2运输石料2挖掘机式装药机台13振动式装药机台24小船艘4抛洒堆石、放置点阵平面药包69.质量控制9.1易出现的质量问题9.1.1原材料质量的控制；9.1.2控制堆石的形状和高度（厚度）符合设计要求。9.1.3注意爆破时的爆破参数。9.2保证措施9.2.1堆石料的饱水强度和软化系数要达到设计要求。9.2.2施工时一方面要控制好堆石体的形状、厚度（高度）符合设计要求，另一方面要严格按照设计加工好点阵药包或群药包，加工、布置药包要有爆破工程技术人员全过程监控。9.2.3爆破网络的敷设要注意导爆索和塑料导爆管雷管的不同连接方法，搞清“顺接”和“反接”，网络敷设完成之后由爆破技术人员逐一检查，确认无误后方可起爆。10.安全措施10．1主要安全风险分析主要安全风险有爆破振动、个别飞散物、冲击波、噪音和火工品的管理和使用。10．2保证措施10.2.1爆破振动按照国家质量监督检验检疫总局2003年9月12日颁布的《爆破安全规程》（GB6722-2003）和交通部行业标准《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》的规定，评价各种爆破对不同类型建（构）造物和其他保护对象的振动影响，应采用不同的安全判据和允许标准。10.2.2个别飞散物爆炸处理软基筑堤施工时，个别飞散物的距离，跟淤泥厚度、覆盖水深及装药量等有关。本工程覆盖水较深，根据类似工程经验，个别飞散物的距离一般不会超过100米。本工程堤头、堤侧爆炸时最小安全距离取为200米，故能保证安全。10.2.3冲击波水中冲击波安全允许距离，根据《爆破安全规程》，经分析按以下表确定。7表6人员的水中冲击波安全允许距离（m）装药及人员状况炸药量（kg）〈5050～200200～1000爆夯游泳90014002000潜水120018002600爆填游泳5007001100潜水6009001400表7施工船舶的水中冲击波安全允许距离（m）装药及船舶状况炸药量（kg）〈5050～200200～1000爆夯木船200300500铁船100150250爆填木船100150250铁船70100150客船水中冲击波安全允许距离为1400m，对非施工船舶根据船舶状况参照上表确定。10.2.4噪音本工程是在海上爆炸，且药包深埋泥下，故声响不大；而装药过程的机械噪音更低，影响可以不作考虑。10.2.5火工品的管理和使用在火工品的运输保管与使用过程中要求严格按照如下规定执行。(1)凡从事爆破工作的人员，都必须持证上岗，禁止无爆破作业资质的人员实施爆破作业。(2)爆破作业必须编制爆破作业说明书，爆破人员必须依照说明书进行爆破作业。(3)装药现场严禁吸烟或动用明火，爆破作业人员严禁穿化纤衣服。(4)装药过程由专职安全员监督，严禁边装药边连起爆网路的平行作业。(5)装药后,必须把电雷管脚线悬空,严禁电雷管脚线,爆破母线与运输设备,电气设备以及采掘机械等导电体相接触。(6)装药后,爆破区域必须设置告示牌，红旗等警戒标志。(7)爆破后,爆破员必须按规定的等待时间进入爆破地点，检查有无盲炮现象，如果发现，应及时处理，未做处理前应在现场设立危险警戒或标志。(8)每次爆破后，爆破员应认真填写爆破记录。(9)爆破后剩余的爆破材料，必须当天退回爆炸材料库，严禁在工地存放和8销毁。(10)爆炸材料的运输必须由持有爆破器材押运员作业证的专业人员押运。爆破材料的领用、保管和使用必须严格执行账，卡，物一致的管理制度。(11)严禁炸药与雷管放在一起。炸药的运输和贮存应注意防火防潮，轻拿轻放。(12)夜间或大雾时，不得进行爆破，雷雨时必须停止爆破。11.环保措施11.1若在离居民区较近的地方作业时，尽可能选在居民休息前爆破，以免影响居民休息。11.2若在离学校或办公区较近的地方作业时，尽可能选择在放学和下班时间爆破，以免影响学校上课及办公人员办公。11.3弃碴、弃物不得乱堆乱放，必须定期进行处理。12.应用实例12.1工程简介同江至三亚汽车专用线宁德城关至飞鹰段长达11.8km，大部分处于沿海滩涂，其中K3+600～K3+900与K4+300～K4+550软土地基段，原设计为内测抛石挤淤，外侧粉喷桩处理，经考察研究决定全用爆破挤淤的方法施工。12.2施工情况K3+600～K3+900段，路堤下伏持力层顶板向海滩倾斜，淤泥厚度变化不大，淤泥最深18m，全段共设布炮位1088个，总计装药36.4t，挤淤总量约16万立方米。K4+300～K4+550段，路堤下伏持力层顶板向海滩倾斜，路堤内测坡脚至外侧坡脚间的淤泥厚度由薄变厚，淤泥最深17.5m，全段共设布炮位600个，总计装药27.6t，挤淤总量约13万立方米。12.3工程结果评价经过钻探在线路中心两次各16m范围内，残留淤泥厚度大部分在0～50cm之间，路基靠海滩侧个别点为1.5m，总体满足质量要求。爆破挤淤完成后未出现过不稳定状态，经过预压，在90天后日沉降量平均小于0.2mm，路基基本稳定。采用本方法处理两端软基，取消了原设计的防潮堤坝基粉喷桩，利用爆破挤淤节约投资约150万元，取得较好的经济效益。12.4建设效果及施工图片9图3起爆瞬间效果图图4起爆瞬间效果图图5起爆瞬间效果图