控制加载爆破挤淤置换法在港口护岸与防波堤工程的应用

刘新华

【摘要】控制加载爆破挤淤置换法是爆炸处理软基技术的新方法，在港口工程的护岸与防波堤工程设计和施工中也有许多成功应用的范例，该方法保证了护岸与防波堤工程堤身的落底宽度和深度，能成功解决水下宽平台的形成问题，并有效减少理坡工程量。

【关键词】控制加载；爆破挤淤；水下宽平台；检测

近年来，针对转换淤泥的厚度、物理力学性质、堤身结构形式等不同，爆炸处理软基筑堤技术已发展出多种方法，如爆破排淤填石法（即专利技术水下淤泥质软基的爆炸处理法的简称）、空腔爆炸填石法和控制加载爆破挤淤置换法等，这些方法各有不同的适用条件，其中控制加载爆破挤淤置换法是目前国内最先进的技术方法，它是爆破排淤填石和爆破夯实相结合的方法，是保证实现深厚淤泥置换及堤侧坡脚水下宽平台完整形成的有效方法。

1、控制加载爆破挤淤置换法的适用条件及原理

1.1控制加载爆破挤淤置换法是基于爆破排淤填石和爆破夯实原理，经过工程实践总结出来的。爆破排淤填石（是在抛石体外延一定距离和深度的淤泥质软基中埋放药包群，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成“石舌”，达到置换淤泥的目的，经过多次推进爆破，最终达到置换要求。爆破夯实是在水下块石或砾石地基和基础表面布置裸露或悬浮药包，利用水下爆破产生的地基和基础振动使地基和基础得到密实的方法。

1.2控制加载爆破挤淤置换法在自然抛石挤淤的基础上，以自然挤淤后下余留的淤泥为处理药量计算的依据，从而减少了炸药用量，控制加载参数的设计弥补了爆炸“石舌”长度较短的不足，提高了爆后堤身的整体性，保证护岸堤身落底宽度与深度，并有效减少了理坡工程量。根据工程经验，控制加载爆破挤淤置换法成功处理的淤泥厚度可达到15～20m。另外，控制加载爆破挤淤置换法实现深厚层软土的堆石置换，解决水下宽平台的完整形成问题，对泥下填石断面大、泥上断面小的护岸及防波堤工程，亦起到很好的处理效果。

1.3 控制加载爆破挤淤置换法的总体施工流程图见图1。

图1 总体施工工序框图

2、爆前准备

爆破施工前，有如下工作或手续须完成

2.1 施工方编制爆破设计书（或爆破说明书），爆破设计书应包括爆破设计和爆破施工组织设计。爆破设计应报当地公安部门、水上安全监督部门批准，并按要求发布爆破施工通告。

2.2 监理检查爆破作业施工许可证（经当地公安部门核发），爆破人员上岗证。

2.3 进行爆破安全交底、爆破技术交底。

2.4 施工前进行爆破作业区现场勘察、爆破安全区的安全检查。设置定位控制点，设立施工标志、水尺等。

2.5 施工设备如水上布药船或陆上布药机、辅助作业船等须到位。

2.6 火工材料 如采用乳化或硝铵类炸药，硝铵类炸药须作防水处理，水下传引爆器材使用导爆索或导爆管，不得使用导火索。起爆器材电雷管须同厂、同批号，药包在专用加工房制作后运抵现场。

3、爆破实施

3.1 爆破施工参数

（1）抛填参数 有抛填进尺（一般为5～7m），爆前爆后抛填高程、爆前爆后抛填宽度。

（2）爆破参数 有单药包重、药包间距、药包数量、药包埋深、单炮药量…

3.2 施工流程：堤头抛填（超高抛填）——堤头爆破挤淤——堤头循环抛填——形成约50m堤身——侧爆处理（含拓宽侧爆处理）——外侧坡脚平台爆夯。如此循环。

4、爆破施工试验的安排、要求

開工时，依据现有的爆破设计书和爆破组织设计，先进行控制加载爆破挤淤施工试验，试验段长度一般为50～100m，爆破试验施工完成后安排钻孔检测和断面检测，检验爆破挤淤的效果。分析比较后，对原爆破设计参数进行校核、调整，用于指导后续大规模、高强度的施工。

5、质量检测

5.1堤身检测

5.1.1 体积平衡检验

根据每炮抛填石料质量、方量记录，堤心爆填进尺每50m左右进行一次体积平衡检验，即在准确统计上堤方量的基础上，比对设计断面方量，以便确定堤心石落底情况，计算分析实际抛填方量和设计方量的差异程度，推算堤身形成的完整性。根据检验结果，可适当调整爆炸参数。平均各断面实际抛填方量占设计方量的95%以上，断面形成应比较完整。

5.1.2 钻孔检测

采用抛石体钻孔检测方法，直接探明抛石体下部状态。钻孔检测法结果直观可靠。按横断面布置钻孔，断面间距宜取100～500m，不少于3个断面；每断面布置钻孔1～3个，全断面布置3个钻孔的断面数不少于总断面的一半。钻孔探摸应揭示抛填体厚度、混合层厚度，并深入下卧层不少于2m深。钻孔应取土样并做室内土工试验以判明各土层的物理力学指标。

钻孔位置由业主单位和监理单位共同确定，钻孔检测可在爆炸处理过程中或者结束后进行。钻孔检测须委托国家认可的、有丰富工程经验的单位实施。推荐钻孔检测由业主或甲方安排。

5.1.3物探检测

按纵断面布置测线，纵断面包括堤顶、内外坡位置上，横断面为全断面范围，间距为50m，测点距离不大于2m。

物探检测须委托国家认可的、有丰富工程经验的单位实施。该法可进行全堤纵、横断面的测量，但其精度稍差且必须结合钻孔结果进行。

5.1.4沉降位移观测

爆炸处理结束时，在堤身上设立沉降和位移观测点，根据工程经验，沉降位移观测点一般连续观测3个月，累积沉降量应小于20cm。

5.2 水下平台爆破夯实的夯实率检查应符合以下规定：

5.2.1 检查方法可分别选用水砣、测杆、测深仪等方法。

5.2.2 当爆夯后有较严重的地基基础边坡坍塌时，测深范围必须包括全边坡。

6、验收标准

项目竣工验收时应提供各项施工记录，包括：单药包重量、药包数量、药包平面位置及埋深（或悬高）、施工水位、布药起始及结束时间、起爆时间、盲炮处理和其他应记录的资料。施工记录作为竣工验收资料。

7、结 语

控制加载爆破挤淤置换法是爆炸处理软基技术的一种新方法，在港口护岸与防波堤工程设计和施工中有许多成功应用的实例。根据工程施工经验，将平台爆夯的工序安排在堤侧护底挖泥之后进行。由于淤泥包的卸载，爆夯对坡面石料下拉作用加强，可减少坡面多余石料。

在最近几年一些复杂地质条件的大型护岸与防波堤工程中，在运用控制加载爆破挤淤置换法时，采用延时爆破技术，通过软土的极限荷载的爆破卸压，软土的极限承载力迅速丧失，堆石体下沉实现深部软土的置换，解决了规范中爆破设计不能对淤泥软土的深部产生破坏而置换的不足。

参考文献

[1]《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》（JTJ/T258-98） 交通部颁

[2]《爆破安全规程》（GB 6722-2003） 国家质量监督检验检疫总局颁

[3]《爆炸处理软基筑堤的设计与施工》 江礼茂，吴京平，王健. 北京：北京中科力爆炸技术工程有限公司，2002.

[4]《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008），交通部行业标准

[5]《港口工程质量检测评定标准》（JTJ221—98）及局部修订；

[6]《水运工程抗震设计规范》（JTJ225—98）。