海堤施工中的爆破擠淤及超高堆填工法

顏遠(yuǎn)甲

（福建省寧德市水利電力工程局，福建 寧德 352100）

在海堤施工的過程中，為了確保施工作業(yè)所設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的地基承載力能夠滿足設(shè)計(jì)承載力的要求，同時(shí)確保沉降性能的可靠，就需要通過應(yīng)用爆破擠淤施工法與超高堆填工法的方式，以埋填起爆炸藥為手段，在多次重復(fù)性的推進(jìn)爆破過程中，實(shí)現(xiàn)泥石置換。

實(shí)踐研究結(jié)果表明：在海堤工程施工中，通過對(duì)爆破擠淤施工法與超高堆填工法的綜合應(yīng)用，能夠加強(qiáng)車輛通過能力、加快海堤工程堤身推進(jìn)速度、加固海堤工程施工質(zhì)量、縮短爆破作業(yè)持續(xù)時(shí)間。關(guān)鍵是通過爆破擠淤的方式，能減少海堤工程施工區(qū)域內(nèi)的拋填石塊相對(duì)移動(dòng)現(xiàn)象，增加海堤堤身石料的密實(shí)度水平，從而達(dá)到控制海堤堤身工后沉降的目的。由此可見，在海堤施工過程當(dāng)中，掌握爆破擠淤施工法與超高堆填工法的施工工藝要點(diǎn)，對(duì)于保障施工質(zhì)量意義重大。

1 工程概況

霞浦縣沙頭圍墾海堤工程項(xiàng)目位于福建省霞浦縣沙頭村，項(xiàng)目圍墾面積 3.41萬畝。圍堤部分主要建設(shè)內(nèi)容包括：建設(shè)海堤全長(zhǎng) 5434m（堤線北起北岸松山，南至南岸南岐山尖鼻頭），海堤南端布設(shè)南岐山水閘1座（7孔×5m，底高程-2.5m），海堤北端布設(shè)松山水閘1座（10孔×5m，底高程-2.5m），總凈寬 83m，兩座水閘均具排洪和納潮功能。

該工程原始地貌形態(tài)為濱海灘涂，現(xiàn)狀地形主要可以劃分為陸域、以及海域這兩個(gè)模塊。其中，海域主要作用價(jià)值為海產(chǎn)品養(yǎng)殖。此區(qū)域內(nèi)的淤泥厚度極高值達(dá)到了 15.5 m，屬于厚度加大的淤泥。在未進(jìn)行填筑作業(yè)前，此區(qū)域內(nèi)的水體深度在 0～1.5 m范圍之內(nèi)。設(shè)計(jì)該海堤工程的總長(zhǎng)度為5434m，頂面寬度為20m，該海堤工程建設(shè)級(jí)別為1級(jí)，重現(xiàn)期按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定為100年。

由于該海堤工程要求在2年內(nèi)完成整個(gè)項(xiàng)目施工，工程進(jìn)度相對(duì)比較緊湊。同時(shí)，前期工程地質(zhì)勘察結(jié)果顯示：該海堤工程建設(shè)施工區(qū)域內(nèi)的表面固結(jié)結(jié)殼分布較廣，常規(guī)的拋石擠淤法施工技術(shù)的實(shí)施效果欠佳，且可操作性不強(qiáng)。而在 50m長(zhǎng)度的試驗(yàn)段內(nèi)，通過對(duì)爆破擠淤施工法與超高堆填工法的綜合應(yīng)用，取得了良好的施工效果。試驗(yàn)段施工數(shù)據(jù)證實(shí)：對(duì)比常規(guī)意義上的拋石擠淤法而言，爆破擠淤施工法與超高堆填工法綜合應(yīng)用能夠顯著提高擠淤效果及厚度，且由于能夠結(jié)合實(shí)際工況對(duì)爆破的藥量、布置方式進(jìn)行調(diào)整，因而安全性、可操作性優(yōu)勢(shì)同樣突出。在此基礎(chǔ)之上，利用開山石材對(duì)該海堤工程進(jìn)行超高填筑，能夠提高其落底作業(yè)質(zhì)量，保障推進(jìn)效果，因而值得在本工程中的普遍應(yīng)用。

2 施工工藝

在該海堤工程應(yīng)用爆破擠淤施工法與超高堆填工法開展施工作業(yè)的過程當(dāng)中，具體的施工工藝流程如圖1所示。結(jié)合圖1，對(duì)在爆破擠淤施工法與超高堆填工法實(shí)際施工中的工藝技術(shù)以及操作難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)剖析。

圖1 爆破擠淤施工法與超高堆填工法施工流程示意圖

2.1 海堤堤頭清淤作業(yè)

為了保障施工作業(yè)環(huán)境質(zhì)量的可靠，同時(shí)確保施工通道的暢通性，工程施工中應(yīng)用履帶式長(zhǎng)壁挖掘機(jī)前行至海堤堤頭位置，以海堤堤頭作為工作面，對(duì)可能影響后期爆破擠淤施工、以及超高堆填工產(chǎn)生不良影響的地基構(gòu)成進(jìn)行清除（主要是針對(duì)淤泥地基中的沙礫沉積層、以及表面結(jié)節(jié)殼體而言）。同時(shí)，還需要針對(duì)可能誘發(fā)海堤工程堤頭部位隆起淤泥包塊，影響質(zhì)量的位置進(jìn)行清淤工作。清淤下的雜物以自卸汽車配送至指定地點(diǎn)加以傾倒。

2.2 藥包埋設(shè)

考慮到工程所施工區(qū)域下屬地基為軟土地基，因此在炸藥品種的選擇方面，以散裝乳化炸藥作為首選方案。但為避免乳化炸藥的爆破性能受到不良影響，應(yīng)當(dāng)避免長(zhǎng)期存放于施工現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)，還需要選取具有防水性能的塑料導(dǎo)爆索，將導(dǎo)爆索的TNT含量嚴(yán)格控制在1.5 g/m單位以上。

藥包稱量（要求將單個(gè)藥包的炸藥重量誤差嚴(yán)格控制在±5.0%范圍之內(nèi)）后需要做好必要的防護(hù)工作。

工程中所選取的防護(hù)材料為塑料編織袋，作業(yè)前由專人對(duì)塑料編織袋的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)評(píng)，置入藥包后，以細(xì)麻繩扎緊編織袋袋口，導(dǎo)爆索的一段作為起爆頭，引入炸藥包內(nèi)部，另一段則應(yīng)用塑料防水膠布進(jìn)行包扎處理。

同時(shí)，結(jié)合工程的實(shí)際情況，海堤堤頭共設(shè)置有 11個(gè)藥包，由電雷管、起炮線、起爆器、主導(dǎo)爆索、支導(dǎo)爆索、以及藥包共同構(gòu)成一個(gè)完整的爆破擠淤網(wǎng)絡(luò)。電雷管集中穴方向調(diào)整為與導(dǎo)爆索傳爆方向一致。具體的爆破網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。同時(shí)，在裝藥過程當(dāng)中，應(yīng)用履帶式長(zhǎng)臂挖掘機(jī)行進(jìn)，將連接支導(dǎo)爆索的藥包放置于裝藥器內(nèi)部，在挖掘機(jī)的長(zhǎng)臂作用下，壓入淤泥達(dá)到設(shè)計(jì)埋設(shè)深度，以保障后期爆破擠淤的作業(yè)效果。

圖2 爆破網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

2.3 循環(huán)施工

在對(duì)該海堤工程進(jìn)行爆破擠淤作業(yè)的過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)拋以及推進(jìn)工作，在滿足進(jìn)尺要求的情況下，按照：拋填→端部爆填→補(bǔ)拋填→推進(jìn)的方式進(jìn)行循環(huán)施工。達(dá)到 50m長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，合并進(jìn)行側(cè)向爆炸作業(yè)。同時(shí)，在針對(duì)海堤堤側(cè)位置進(jìn)行爆炸作業(yè)的過程當(dāng)中，分別在兩側(cè)位置埋設(shè)藥包，為保障爆破擠淤質(zhì)量的可靠，單次處理長(zhǎng)度被嚴(yán)格控制在 50.0 m范圍之內(nèi)。兩側(cè)應(yīng)用微差起爆技術(shù)，避免爆破作業(yè)對(duì)海堤主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良的振動(dòng)影響，還可以明顯減少后期的理坡工作量，提高工作效率。

2.4 超高填筑

在爆破擠淤作業(yè)實(shí)施的基礎(chǔ)條件之下，為了能夠確保該海堤工程堤身石材能夠借助于對(duì)自身重力作用力的發(fā)揮，達(dá)到良好的下沉效果，在完成對(duì)藥包群的裝設(shè)作用后，需要沿爆破擠淤推進(jìn)方向，在海堤堤頭位置進(jìn)行石方的超高填筑作業(yè)，所填筑釋放的寬度應(yīng)當(dāng)與該海堤工程的堤身寬度保持一致，填筑高度則控制為5.0m。在爆破擠淤作業(yè)的實(shí)施過程中，受到淤泥強(qiáng)度瞬時(shí)性下降、爆坑形成、以及爆破振動(dòng)作用力三方因素的影響，使得填筑超高的部分石方能夠受到自身重力作用力因素的影響，呈現(xiàn)出前向性的定向滑移動(dòng)作，依照此種方式，達(dá)到提升海堤工程的整體推進(jìn)質(zhì)量，保障落底效果的目的。

3 實(shí)施效果分析

整個(gè)海堤工程爆破擠淤以及超高堆填施工作業(yè)完成后，應(yīng)用鉆探檢測(cè)、探地雷達(dá)檢測(cè)、面波檢測(cè)、以及地震映像檢測(cè)在內(nèi)的綜合性檢測(cè)方案對(duì)工程進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果顯示：定向滑移爆破作業(yè)完成后，整個(gè)海堤工程的截面可控度得到了顯著的提升。施工作業(yè)完成后，通過雷達(dá)掃描的方式證實(shí)，該海堤工程所取得的海堤落底效果良好，泥石混合層厚度最大值達(dá)到了30.0cm，具有良好的海堤沉降效果，可以最大限度的保障該海堤工程在后期實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性、可靠性、以及安全性。

同時(shí)，在海堤工程填筑作業(yè)完成后，沿海堤縱向全長(zhǎng)物探法進(jìn)行檢測(cè)，以 50.0 m為間隔距離，對(duì)工程進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)斷面掃描檢測(cè)，檢測(cè)斷面包括16個(gè)橫斷面以及2個(gè)縱斷面。檢測(cè)結(jié)果顯示：該海堤工程斷面淤泥混合層厚度控制在(0.25±0.15)m范圍之內(nèi)，與設(shè)計(jì)參數(shù)充分吻合。從沉降以及位移監(jiān)測(cè)的角度上來說，檢測(cè)出海堤工程最大沉降速率取值為0.37 mm/d，平均位移速度為0.2 mm/d，同樣符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，因此證實(shí)整個(gè)海堤工程充分滿足的設(shè)計(jì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與要求。

4 結(jié) 語

工程項(xiàng)目施工過程當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)爆破擠淤施工法與超高堆填工法的綜合應(yīng)用，顯著提高了爆破擠淤過程中對(duì)海堤截面的控制靈活性與可靠性，軟土地基處理質(zhì)量得到了保障，且作業(yè)斷面各項(xiàng)參數(shù)均能充分滿足設(shè)計(jì)斷面參數(shù)的各項(xiàng)需求。同時(shí)，由于爆破擠淤施工法與超高堆填工法綜合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)泥石的良性置換，因而所形成的堆石體具有較高的穩(wěn)定性，一方面作為堤身材料參與施工，另一方面能夠?yàn)楹笃诘奶钪鳂I(yè)提供施工平臺(tái)，降低了對(duì)施工機(jī)械以及施工技術(shù)應(yīng)用、實(shí)施的費(fèi)用開支，因此經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)同樣突出。

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