海湾滩涂爆破挤淤施工工艺及参数计算

唐治国

（中交通力建设股份有限公司，西安710075）

1 工程概况

某公路工程线路经过海湾滩涂，淤泥深度5～10m，受潮汐影响，设计该路段采用爆破挤淤工艺填筑石方成型路堤，爆破挤淤范围5m（内侧）+路基宽度+10m（靠海侧）。

2 施工工艺

施工工艺分为以下几个步骤：

1）测量放样。根据设计提供的GPS 控制点、水准点，复测后增设施工控制的平面及高程控制点。并据此设立施工水尺标志等，根据设计图纸进行放样，设立抛填位置标示。

2）堤身路基填筑及首轮爆破。按设计及施工确定的填筑宽度和填筑高度进行堤身路基填筑。堤身抛填到达设计进尺后，进行堤头首次爆填。即根据施工组织设计确定的炸药用量数量制作药包，根据不同水深和装药深度，采用由挖掘机改装的液压陆上装药机进行药包布设（见图1），在路堤正面和两侧布设药包群，实施堤头首轮爆破。

3）循环抛填。堤头爆破后，补抛至设计宽度，当堤头达到下次爆破进尺后，再次在堤头布设药包群，实施爆破，按照“抛填—爆破—抛填”循环进行，直至完成爆破段落填筑。

4）侧方爆填。当堤身推进到约80m 后，进行堤身侧向爆破和补抛，达到设计要求的坡脚线，并挤除坡脚残留淤泥。

5）堤身外侧挖淤并回填大石块（石块直径60～100cm），如果局部坡脚不满足设计要求时可实施补爆，形成满足设计断面要求的坡率及线型。

6）采用体积平衡法、钻孔探摸法进行检测和质量控制，设置水平位移及沉降观测点。

图1 液压式陆上装药机布药示意图

3 施工要点

在正式施工前，编制50m 试验段的施工方案，试验段施工完成后收集试验段结果，确定施工采用的各项参数。在正式施工时，严格按照试验段确定的抛填参数和爆破参数进行控制。按照“石料内细外大，路堤先宽后窄”；路堤头抛填时，确保路堤身坡脚厚度和宽度一次完成，爆破后按照设计路堤宽度和厚度控制总方量，坡面整修同时进行。挑拣大石块放置在坡面外侧，增强海浪抵抗能力。

4 爆破参数

4.1 原则

根据路堤身设计高度和受力计算原理，确定路堤抛填的高度。重点是爆破后自然沉降后高程不超过路堤设计高程，同时不能不填更多土石方，考虑到潮汐和最高潮水位因素，爆破挤淤后路基正常填筑，最终确定抛填高程4.7m（最高潮水位高程4.2m）。根据抛填计算高度和路基设计断面图（路基顶面宽度、放坡坡度级高度、坡底平台宽度、预留值等），计算抛填宽度。通过抛填宽度控制路基各项指标达到设计要求。

4.2 置换法计算爆破参数

本工程爆破参数计算按“置换法”方法计算，并综合类似工程的施工经验调整后计算[1]。参数计算步骤如下：

1）根据抛填高度、抛填宽度及堆积密度，确定填筑自重可挤淤的深度，自重挤淤深度D0的计算公式如下：

式中，Cu为淤泥抗剪强度；γs、γ 分别为淤泥、填料的容重，B为堤头抛填部位的堤顶宽度；h为堤头抛填部位堤轴线处泥上堤身的高度。

2）估算路堤头爆破下沉的平均高度D1：

式中，D为设计值，即设计提供的挤淤深度；K1=0.2～0.6，为经验系数。

3）确定每次抛填进尺b。根据设计及现场勘测，以及手运输条件限制等困难，取b=8～10m，按公式（3）计算单药包重量Q。

式中，K2=0.2～0.4，为经验系数。

4）爆破药包间距a按式（4）计算：

式中，Q为单个药包重量；0.062Q1/3为球形药包的半径；K3为检验系数，取0.8～1.1。

5）爆破布设的药包数量计算：

式中，M1为堤头前所布设数；M2为两侧布设数；M1和M2按式（6）和式（7）计算：

式中，B为已计算得出的路堤顶宽；Bm为路堤边到淤泥处的宽度；K4、K5为经验系数。

4.3 路堤头抛填及两侧侧爆抛填

路堤头抛填及两侧侧爆抛填示意图如图2 所示。

图2 抛填平面示意图

注：两侧爆破前路堤顶不加宽。堤头内、外两侧各布设2 个药包，其他药包布设在堤头端部，间距按计算参数控制。补爆药量按正常药量的50%控制。

5 爆破网路设计

根据火工品使用的相关法规及要求，以及施工安全、环保及防水的需要，炸药采用防水包装成型乳化炸药。为保证药包重量计量和方便使用，直接采用当地火工品供应商的产品成品。传爆器材采用导爆索。为安全传爆，选用每米含炸药重量不小于11g 的导爆索。起爆器材采用8#工业铜质瞬发电雷管。分段起爆采用非电导爆管雷管，分段段差大于200ms。

导爆索网路注意事项包括：（1）导爆索采用搭接，搭接长度不小于15cm，搭接处用防水胶布绑扎结实，不得打结；（2）导爆索切割用电工刀加工，两端应用防水胶布密封；（3）确保导爆索主索与支索在相同方向，角度小于90°；（4）起爆导爆索应采用两发同厂、同批号并联，电雷管起爆，电雷管的聚能穴应朝向导爆索的传爆方向。