码头基床爆夯设计和施工工艺及质量检验

熊祥俊

(厦门安港建设集团有限公司，福建厦门　361000)

码头基床爆夯设计和施工工艺及质量检验

熊祥俊

(厦门安港建设集团有限公司，福建厦门361000)

摘要:结合某码头基床爆夯工程实例，介绍了基床爆夯的设计要求，从炸药选取、药包制作、布药工艺、起爆系统与网络等方面，阐述了基床爆夯的施工工艺，并提出了爆夯质量检查与验收标准，为类似工程施工提供了参考。

关键词:码头，基床，爆夯设计，质量检查

1　工程概况

平潭港区金井作业区1号～5号泊位工程拟建2个2万t级泊位及3个5万t级泊位，码头岸线总长度1 647 m。码头基础为抛石基床，上部为重力式沉箱结构，抛石基床顶面宽24.8 m(其中2号泊位基床顶面宽20.35 m)，码头前沿基床爆夯总长为(含延伸段) 1 339.69 m，码头后沿基床爆夯总长为(含延伸段) 1 301.1 m，码头基床上部由10 kg～100 kg块石抛填而成，码头基床下部由10 kg～500 kg块石抛填而成，基床顶标高为－15.4 m(其中2号泊位基床顶标高为－11.4 m)，基床底标高为－51.6 m～－38.5 m，基床抛石厚度为23.1 m～38.7 m。

2　爆夯设计

2.1爆夯质量要求

1)基床爆夯后的平均沉降率不小于12%;

2)基床爆夯后的顶面平整度应满足施工要求。

2.2爆夯参数的设计

2号泊位基床按四层抛填爆夯控制施工，每层爆夯3遍，通过试验段试爆效果调整最终的爆夯参数。

1) 2号泊位基床分层控制。

第一层抛石爆夯控制标高为－36.4 m;第二层抛石爆夯控制标高为－26.4 m;第三层抛石爆夯控制标高为－18.4 m;第四层按设计基床顶标高结合沉降量爆夯施工。

2)参数设计。

a.布药网格。为使爆夯作用均匀，爆夯后基床平整，采用梅花形布置药包总平面，单遍药包则采用正方形网格，正方形网格按照4.0 m×4.0 m(以最后一层布药为例，见图1)。

图1　爆夯药包布置平面图

b.单药包药量Q。按如下公式计算:

其中，Q为单药包药量，kg; q0为爆夯单耗，本工程取4 kg/m3; a为药包间距，本工程取为4 m; b为药包排距，本工程取为4 m; H为爆夯前抛石层平均厚度，m;η为夯实率，本工程平均夯实率不低于12%; n为爆夯遍数，本工程主要取3遍。

c.悬挂高度h2。根据最新规范，悬高控制范围为: h2≤( 0.35～0.5) Q1/3。同时考虑爆后石面平整度的要求，本工程基床顶面最后一层爆夯药包悬高取在抛石层上方50 cm处。各爆夯区详细取值见表1，表2。

表1　底层爆夯参数表

d.一次齐发起爆药量。在综合考虑爆破环境要求的条件下，为确保爆夯施工时船舶的安全及周边建筑物的安全，一次齐发起爆药量控制在884 kg以内。

e.药包配重。当海水流速较快时，药包的重量应小于配重，以便准确定位药包，配重材料应选用密度较大的砂或土。

2.3试验段的选取

为验证上述爆夯参数的合理性，通过爆夯试验段的施工结果及相互对比分析，调整、优化爆夯设计参数，为后续施工提供爆夯设计参数。试验段选在K1 + 160～K1 + 260第一层爆夯层，长度为100 m，爆夯前石层厚度为5.7 m～13.6 m。

2.4检测要求与控制标准

检测方法为爆夯前、后抛石体标高测量并计算夯实率，夯实率η=( h/H)×100%( h为爆夯前后高程平均值之差(平均沉降量)，H为爆夯前石层平均厚度)。基床每遍爆夯后进行测量，测深采用测深水砣进行检查，测网为5 m一个断面，2 m一个测点，测量范围为该爆区及前后10 m。控制平均夯沉率为不低于12%。爆夯前应控制整个抛石基床面基本平整，若出现抛石基床面高差过大或标高不够的区域时应及时补抛，抛石基床面的局部高差应小于30 cm。

表2　第二层～第四层爆夯参数表

3　施工工艺

3.1炸药的选取

在水下爆破作业时，应考虑的炸药主要性能为:炸药的起爆感度、炸药抗水性能及炸药的威力。结合本工程的准爆要求，采用防水乳化炸药进行爆夯。

3.2药包制作

按设计要求的药包质量称取乳化炸药，取一根足够长度的导爆索制作起爆头，将起爆头插入药包中，并用麻绳将导爆索固定在药包上。按竖直方向自上而下往编织袋内装乳化炸药，然后将编织袋中的炸药连同导爆索一起扎紧，留足够长的导爆索作为起爆网络用。为了保证悬高药包能悬浮，制作漂浮的材料选用泡沫，漂浮的尺寸以浮起药包为准，用泡沫制作的漂浮物应与药包分开，漂浮的高度在药包50 cm以上，充分利用炸药爆炸时产生的能量，避免基床隆起。把编织袋里面装入砂子的配重连接在药包底部，其配重为药包重量1.5倍～2倍，连接绳子的长度为0.5 m～0.6 m。

3.3布药工艺

现场进行布药前，为保证药包布设在设计位置上，利用与药包体积和重量相似的水砣测量其在流水作用下的偏移量。考虑到布药宽度及爆破作业阶段性集中进行的特点，布药船采用自航200 t铁驳船，布药方式采用线形投放。主要布药工艺流程如下:

1)船上按爆夯参数制作药包，加入配重体，将药包置于船边; 2)为准备漂浮物备用，应在船边设置布药刻度线; 3)在船上按设计间距用导爆索将一排药包联接好，并将控制绳索放置好备用; 4)在爆破区域进行施工船定位，用GPS或全站仪及测绳定出药包的位置; 5)到位后人工沿船边放入药包至基床表面时，拉脱药包引绳;一次放置一排，然后移动布药船放置第二段药包。两段药包相距15 m以上，以防止第一段起爆将第二次爆夯用的药包炸坏，以此循环作业，直至完成布药施工。如海水流速较快或风浪较大，可先放下探杆导向，使配重、药包、浮漂沿探杆滑下，置于药包所在部位。施工船撤离爆区至安全位置(见图2)。

3.4布药注意事项

选取平潮时进行布药;在爆夯前后测量基床标高，分析爆夯沉降规律。对于局部补抛石平均厚度大于50 cm且范围大于一个布药网格时，按原设计药量减少一半进行补夯，补夯范围的药包按原设计位置、距离布放。

图2　爆夯作业示意图

3.5起爆系统与网络

爆夯工序流程见图3。

图3　爆夯工序流程图

本工程主要采用导爆索传爆网络和毫秒微差爆破技术。为保证安全准爆，起爆系统与网络设计为:选用导爆索起爆头起爆药包，电雷管起爆导爆索，起爆线与雷管脚线连接，起爆线连入起爆器的起爆网络(见图4)。

图4　爆夯网络平面示意图

4　质量检查

1)在爆夯前后分别对基床标高进行测量，采用测深仪和全站仪配合测水深，每5 m取一个断面，并计算爆夯沉降规律。当沉降率小于设计要求的12%时，则需重新布药爆夯，直至符合要求为止。2)断面测量范围应超出基床顶边坡线10 m，以反映爆夯的整体效果，检查边坡的稳定情况。3)单药包重量q2( kg)允许偏差为±5%;药包平面位置允许偏差为±10% a =±0.4 m;药包悬高h2允许偏差为±5%h2=±0.025 m。4)每炮准爆率不低于90%，小于60%应补爆一次，60%～90%局部进行补爆。5)潜水检查。每遍爆炸夯实后，潜水员应探摸观察基床顶部块石破碎情况、基床坡肩处的块石坍塌后的形状和基槽前沿及后沿边坡的形状位置变动情况。6)爆炸夯实后，基床顶面补抛块石的厚度超过0.5 m且连续面积大于30 m2，补抛后应补爆或用重锤补夯，补爆的炸药用量为原设计药量的一半，应按原设计位置安放补爆范围内的药包。

5　验收标准

1)施工时严格做好施工记录，包括单药包平面位置及悬高、施工水位、布药起始和结束时间、起爆时间、盲炮处理等资料，施工记录作为交工验收资料。

2)满足累积沉降率大于12%的设计要求。

参考文献:

［1］JTS 257—2008，水运工程质量检验标准［S］.

［2］周日仔，王庆辉.基床爆夯工艺在南沙港区一期工程中的应用［J］.华南港工，2005( 1) :33-38.

［3］陈爽.块石基床爆夯技术在重力式码头的应用及质量控制［J］.华南港工，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

作者简介:熊祥俊(1981-)，男，工程师

收稿日期:2015-11-29

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0106-03

中图分类号:U656.1

文献标识码:A