淺談爆破排淤填石法在公路軟基處理中的應(yīng)用

王冬梅廈門合誠水運工程監(jiān)理有限公司（361000）

淺談爆破排淤填石法在公路軟基處理中的應(yīng)用

王冬梅
廈門合誠水運工程監(jiān)理有限公司（361000）

爆破排淤填石法處理水下淤泥是一項新的施工技術(shù)。它利用炸藥爆破釋放的能量達(dá)到改良地基的目的。文章介紹泉州市洛江區(qū)西環(huán)路市政道路工程一級市政道路采用爆破排淤填石法處理水下淤泥的技術(shù)要點和施工經(jīng)驗。通過實踐，顯示它在保證路基穩(wěn)定，確保持力層質(zhì)量，以及提高施工進(jìn)度和安全降低工程成本等方面具有重要意義。

軟基；爆破排淤填石；藥包；微差起爆；爆破網(wǎng)路

1　工程概況

泉州市洛江區(qū)西環(huán)路市政道路工程，屬沿海線公路，軟基大部分為淤泥質(zhì)，其厚度在1.0～6.0m之間，最大厚度19m，軟土的天然孔隙比為1.3～2.2，含水量在60%以上，其中K1+025～K1+185（淤泥厚1～9.0m）、K2+434～K2+610（淤泥厚4～19.2m）原設(shè)計皆為砂樁。這兩個地段受周圍影響因素少，且兩段因鄰地段為挖方，石方爆破需遷移居民和拆遷建筑物，拆遷后的施工干擾也較少，所以該地段變更為爆破排淤填石方案，即“爆填法”。

2　“爆填法”機(jī)理

“爆填法”是在拋石體外緣一定距離和深度的淤泥質(zhì)軟基中埋放藥包群，藥包起爆瞬間將藥包周圍一定范圍的淤泥和水排開，在淤泥中形成空腔，拋石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”，達(dá)到置換淤泥的目的。根據(jù)淤泥層厚度設(shè)計炸藥用量，藥包埋置深度及藥包間距，使爆后淤泥上的拋石棱體坐落在硬土層上。淤泥置換過程是以爆后石方塌落形成的“石舌”向前推進(jìn)，堆石、布藥、起爆循環(huán)進(jìn)行，每起爆一次，“石舌”向前推進(jìn)一次，最后形成完整的、連續(xù)的落底拋石棱體。其機(jī)理示意圖如圖1。

圖1　爆炸排淤填石法機(jī)理示意圖

3　“爆填法”的設(shè)計

3.1爆破參數(shù)的選擇

爆破參數(shù)的選擇直接關(guān)系到工程的成本及生產(chǎn)安全。根據(jù)經(jīng)驗及不同的淤泥厚度，爆破參數(shù)選擇如下表（表1）。

表1　爆破參數(shù)選擇

3.2爆破參數(shù)選擇的要點

1）爆破排淤填石單耗，即爆除單位體積淤泥所需的藥量，是計算線藥量的參數(shù)，按經(jīng)驗的積累進(jìn)行取值。

2）爆破排淤填石一次推進(jìn)的水平距離，循環(huán)長度應(yīng)做到“三統(tǒng)一”，即相鄰兩次爆破排淤填石的爆前坡頂線距離、布藥線距離、石舌前緣線距離三者應(yīng)為同一個數(shù)值。

3）單孔藥量的選取，應(yīng)與裝藥器的能力一致。當(dāng)裝藥器不能夠滿足單孔一次裝藥時，可在孔內(nèi)分層裝2個或2個以上的單藥包。

4）爆填布藥線指最外側(cè)2個藥包間的布藥沿線長度，應(yīng)盡量靠近爆填后坍塌石體即石舌的前緣，以保證石體充填爆炸空腔形成石舌的效應(yīng)。如果布藥線距石舌前緣線太遠(yuǎn)，將不利石舌形成；過近，則拋填的亂石將影響埋深與裝藥，根據(jù)施工經(jīng)驗一般取距石舌前緣線外1～2m。

4　“爆填法”的施工

4.1布藥機(jī)械設(shè)備的選取

布藥機(jī)械設(shè)備的選取主要取決于施工區(qū)域的自然條件，如風(fēng)、浪、流、水位等。在條件允許時，應(yīng)首選布藥船，當(dāng)水上施工條件惡劣，不能使用船機(jī)時，也可采用陸上布藥船，但必須滿足設(shè)計的布藥參數(shù)要求。結(jié)合本工地實際情況，采用陸上布藥機(jī)，它由挖掘機(jī)改裝而成，裝藥器采用套管。如圖2所示。

圖2　陸上布藥機(jī)布藥示意圖

4.2爆破器材的選擇及爆破網(wǎng)路

本次爆破采用防水乳化炸藥，毫秒微差電雷管導(dǎo)爆索，高強(qiáng)度塑料導(dǎo)爆管等。爆破網(wǎng)路如圖3。

圖3　爆破網(wǎng)路

4.3施工組織

4.3.1工藝流程

拋填→斷面檢測→布藥機(jī)進(jìn)場定位→藥包制作→裝藥連線→警戒起爆→爆后檢測。

4.3.2人員組織

圖4　人員組織結(jié)構(gòu)圖

5　質(zhì)量檢測及驗收

表2　藥包制作及布放允許偏差應(yīng)符合

1）相鄰兩炮拋填進(jìn)尺與設(shè)計進(jìn)尺之差不應(yīng)大于0.5m。2）每炮準(zhǔn)爆率不應(yīng)低于90%，如不能滿足，應(yīng)重新補(bǔ)爆一次或減少下一炮的進(jìn)尺量。3）施工期應(yīng)安排適量的沉降位移觀測，并及時掌握施工期的沉降位移規(guī)律，整個爆破工程結(jié)束后，設(shè)立沉降觀測點。每100m一個。各沉降觀測點連續(xù)觀測3個月，累計沉降量應(yīng)小于30cm。4）鉆孔檢測，每100m設(shè)一鉆孔，鉆孔位置由工程監(jiān)理確定。5）物探檢測，在工程爆炸處理結(jié)束后，進(jìn)行探地雷達(dá)檢測，每100m一個橫斷面，沿路堤軸線1個縱斷面。6）按設(shè)計要求控制拋石含泥砂量不大于5%，石料質(zhì)量和級配符合要求。

6　爆破安全計算及注意事項

6.1爆破安全標(biāo)準(zhǔn)

安全震動速度，按國家標(biāo)準(zhǔn)：土坯房1cm/s；非抗震建筑物2～3cm/s；本次爆破設(shè)計控制在≤1.0 cm/s；爆破飛散物安全距離≥150m；水中沖擊波安全距離≥500m。

根據(jù)實測圍堤經(jīng)驗公式，爆破地震安全距離：R=（K/V）1/α×Q1/3

選Q=200kg、V=1.0cm/s、k=450、α=1.65時，R= 237m。

據(jù)此，按國家標(biāo)準(zhǔn)，路周圍的住房均在爆炸損害范圍內(nèi)，居民房屋情況復(fù)雜，應(yīng)對其進(jìn)行振動監(jiān)測。

具體施工時，應(yīng)采用微差爆破，減少循環(huán)長度，增加爆炸次數(shù)。

6.2人、機(jī)安全距離

陸上人員150m；陸上重型設(shè)備120m；海上船只200m；水下人員900m。

6.3對施工范圍內(nèi)民房和居民的特殊安全措施

鑒于施工區(qū)，爆破作業(yè)所產(chǎn)生的振動對民房的損壞，爆破散物對居民的影響，必須予以特別重視和采取完善措施。

1）減少爆炸振動影響的技術(shù)措施：①正式進(jìn)行爆破作業(yè)前，應(yīng)選擇試驗段試爆，對居民區(qū)進(jìn)行震動監(jiān)測，確定振動破壞范圍，以此設(shè)計單炮藥量，試驗段應(yīng)選在較安全區(qū)域。②進(jìn)行多段微差起爆，減少單炮藥量，增加爆破次數(shù)。2）減少爆破飛散物，合理設(shè)計藥包埋深，盡可能在高潮位時進(jìn)行爆破作業(yè)。3）定時進(jìn)行爆破作業(yè)，盡量不影響居民正常生活，以利非安全區(qū)內(nèi)人員疏散。4）建立專門警戒，與當(dāng)?shù)卣⒐膊块T共同負(fù)責(zé)人員疏散。5）對危房進(jìn)行重點專人措施，保證在爆破前人員撤離。6）制定爆破安全措施，嚴(yán)格管理制度，加強(qiáng)水上、陸上警戒。7）水上配一艘機(jī)動快艇，負(fù)責(zé)水上警戒，組織5～7人負(fù)責(zé)陸上警戒。8）配警報器一個、對講機(jī)二臺，起爆前發(fā)出信號，統(tǒng)一指揮。9）第一次信號——預(yù)告信號；第二次信號——起爆信號；第三次信號——解除警戒信號。

7　體會與設(shè)想

爆破排淤填石法在保證路基穩(wěn)定，確保持力層質(zhì)量，以及提高施工進(jìn)度和安全降低工程成本等方面，具有重要意義。通過實踐，對于采用爆破排淤填石法置換厚度4～12m范圍內(nèi)淤泥質(zhì)軟基效果較好，但對于表層淤泥厚度小于4m的工程可與自重擠淤、強(qiáng)夯擠淤比較，對表層淤泥厚度大于12m的工程可與部分清淤、排水固結(jié)等方案比較后擇優(yōu)選用。

隨著我國公路與橋梁事業(yè)的蓬勃發(fā)展，爆破排淤填石法做為一項處理水下淤泥的施工技術(shù)，必將得到更廣泛的應(yīng)用，必將取得更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。我們將根據(jù)實際情況，繼續(xù)實踐，繼續(xù)總結(jié)。

［1］B6722-86，爆破安全規(guī)程［S］.

［2］JTJ/T258-98，爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程［S］.