浅谈基槽岩层非爆破法处理

（大连港口建设监理咨询有限公司，辽宁 大连 116000）

浅谈基槽岩层非爆破法处理

郭德臣

（大连港口建设监理咨询有限公司，辽宁 大连 116000）

本文结合绥中36-1终端码头扩建工程2000吨级输灰泊位基槽工程研究案例，介绍静力爆破法和冲击钻法处理码头岩石基槽的实施方案。

原油外输；强风化岩；静力爆破；冲击钻钻孔

本工程采用沉箱重力式码头结构，设计对码头基槽采取了标高和土质双控的要求，土质要求为强风化岩层。在工程施工期间，初期采用13方50t重斗式抓斗船施工，但是施工效率极低，挖至风化岩层后无法继续开挖，经取样分析，部分基础已达到中风化层，抓斗船很难施工，但此时码头基床厚度无法满足沉箱安装需要。根据目前行业内普遍采取的基岩处理方式，建议采取爆破方式处理基岩；但是考虑到施工现场在绥中36-1原油处理厂内，厂内原油外输作业繁忙，施工现场距离原油外输管线直线距离为不超过30米，为不影响处理厂安全生产，不能采取爆破方式处理。

通过对基槽水深测量数据和潜水人员探摸取样结果分析，现场存在两种情况：一、基槽前80米范围内风化岩层经抓斗船施工后，高出设计标高的部分多为凸起的岩石，较为分散，需处理的方量小，经测算约为15m3；二、基槽后30米底部风化岩成片状凸起、面积大，需处理的量大。针对上述两种情况，为提高施工效率和质量，主要采取了以下两种处理工艺。

一、静力爆破法

针对基槽前80米范围内的基岩主要采用静力爆破法进行处理，即应用膨胀水泥的特性，膨胀水泥配制的混凝土在水中自由膨胀率为8～10×10-4，可在有裂隙的风岩层中产生0.2～0.6MPa的自应力。利用此原理，在对风化岩层造成松动破坏后，安排潜水人员进行水下作业施工。

施工方式如下：

1 装载潜水设备和潜水作业人员的驳船沿码头基槽方向驻位，测量人员采用GPS配合确定码头基槽前后沿位置，施工人员在驳船舷边悬挂导轨至设计标高，岸上有专职人员按时通报水位，每半小时根据水位变化调整导轨标高。

2 水下潜水作业人员根据导轨位置，由基槽前沿向后沿进行水下岩石清理。作业人员在清理前，先用风泵将基槽表面淤泥和浮渣吹出基槽外侧，直至露出风化岩层；然后作业人员使用风镐在岩层表面打孔，打孔间距根据岩石形状确定，一般间距20～40cm一个孔，同时布置竖向孔及横向孔。孔打好后，潜水人员在孔内塞上已配制好的膨胀水泥，膨胀水泥遇水后硬化，利用膨胀压力对风化岩层进行预裂。24小时后，潜水作业人员采用水下风镐对灌入膨胀水泥的岩石进行破碎凿除。

3 基槽内破碎的岩石处理采用高压风泵抽吸的方法，吹至码头基槽外侧。由于膨胀力使风化岩层破裂产生的较大块石，潜水员人工搬运至水下铁筐内，由驳船上的履带吊机吊出水面。

静力爆破法施工的设备及人员清单见表一。

表1 设备及人员清单

本方法主要是利用了膨胀水泥的硬化过程中体积膨胀的特性，以潜水人员水下作业为主。由于本方法主要是潜水人员水下施工，因此施工效率较低，安全难度大。因此本方法适用于经抓斗船施工后，基槽内有少量高出设计标高的风化岩石需要处理；同时由于本方法主要是潜水人员水下施工，因此对水域条件要求高，需在有掩护水域进行。本方法施工效果好，施工质量满足设计和规范要求。

二、冲击钻机冲孔

通过对码头基槽后30米有大片风化岩层的情况分析，需处理的面积广，工作量大，风化岩成片状凸出，不适宜采用静力爆破法施工，因本次施工水域水深较浅，平均水深为6米，经多方分析论证后决定采用灌注桩冲击钻施工。

本方法利用了钻机挂载梅花形冲击锤,利用冲击钻的动能对海底岩层进行破碎冲击，利用真空泵将破碎的石渣清楚出基槽，以降低风化岩层标高，提高基槽水深。

施工方法如下：

1 将轮式冲击钻固定在500T的方驳上。

2 采用GPS配合确定基槽前后沿位置。

3 钻机进行冲击施工时，每冲击一小时，需要清渣一次，清渣采用直径10cm的钢管，用空压机从钢管底部吹气，利用高压空气带起的水流吸走钻机施工产生的泥浆和沉渣。

4 为了保证冲击钻破碎基岩的施工效果，反复施工待破碎基岩至要求深度，满足要求后GPS定位移至下一冲击点位进行施工。

冲击钻冲击法配备的设备及人员清单见表2。

表2

本方法因采用机械为主，人员为辅的施工方式，因此施工效率较高，在施工设备无故障的条件下可24小时连续作业，适合在对基槽大面积风化岩的处理。

通过对以上两种的方法的分析比较，两种方法都能满足设计和规范质量要求，与传统的爆破法施工效果相当，避免了因爆破法施工带来的不利因素影响。

[1]刘胜，王旭方，崔健．水泥膨胀率试验方法[J]水泥，2008（10）．

[2]JTS257-2008，水运工程质量检验标准[S]．

TD23 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：B

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