爆破排淤填石法处理水下地基的施工控制技术

王忠伟

贵州新联爆破工程集团有限公司

摘要：爆破排淤填石法处理水下地基和基础的一项新的施工技术，它利用炸药爆破释放的能量、排除淤泥质软土并换填块石置换，从而达到改良地基和基础的目的。

关键词：爆破排淤填石法；水下地基；施工控制技术

爆炸排淤填石法的使用已经有了诸多的成功案例，而且施工便捷、施工时间短、造价比较低，主要适用的条件是淤泥质软的土地基，能够用在抛石置换水下淤泥质软基的防护堤、护岸、围堰、驳岸、围堤等工程。本文主要探讨爆破排淤填石法处理水下地基的施工控制技术。

一、工程概况及特点

1.工程概况

某防波堤工程，结构为混合式斜坡石堤，第一期工程长为500m，堤顶标高为8m，堤顶宽度为8m，防浪墙顶部标高为9.5m，堤底宽度在78m左右。防波堤外侧边坡为1：1.5，采用人工预制块体吊安护面；内侧戗台上边坡为1：1.3，采用插砌条石护面，内戗台下边坡为1：1.5，采用抛、理大块石护面。上部结构为现浇砼胸墙护顶。主要工程量：抛填石方量约为50万m3，预制及吊安人工块体7088块，现浇砼1万m3左右。

2.工程特点

本防波堤工程所在水域水深线为-10m，表层淤泥厚度为4m～9.25m，该淤泥层不能作为持力层，按设计及规范要求必须予以清除。由于本工程水下软基处理工程量大、工期紧，必须赶在台风季节来临之前，完成主体结构的施工任务。因此，必须制定切实可行的施工组织设计方案来指导施工。按照常规施工工艺，所有淤泥土需水下开挖外运（挖至持力层），再抛

填块石，无法满足施工工期的要求。经方案比选，择优选用爆破挤淤填石这一特殊的软基处理工艺，以达到淤泥清除与填石置换双重效果，并通过爆破形成平台及堤心断面。

二、爆破排淤填石法的基本原理及相关参数

1.爆破排淤填石法的基本原理

爆破排淤填石法为我国首创。该法的基本原理是：在堤头适当位置的淤泥内埋设群药包，爆炸将淤泥向四周挤出并向上抛掷形成爆坑，邻近爆坑的堤头堆石体，在爆炸负压与强烈压缩、振动作用下滑向爆坑，形成瞬时定向滑移与泥、石置换。塌落石方滑向爆坑后，形成“爆炸石舌”。“爆炸石舌”的长度与厚度决定了泥、石置换效果，其转换效果是由爆炸参数决定的。继而，在爆后堤头抛填，形成新的抛填堤头。新的抛填体将“石舌”上部浮淤挤走并压在“石舌”上，形成完整的抛石体。在新的抛填堤头前方继续埋药爆炸。这样“抛填一一爆炸”重复进行，直到完成海堤设计长度为止。如图1、图2所示：

1-超高填石；2-爆前剖面；3-爆后剖面；4-补填剖面；5-石舌；6-药包

图1 爆破排淤填石示意图

a端部推进排淤

b侧坡拓宽排淤

c爆破形成平台及堤心断面

1-爆前；2-爆后；3-药包

图2 爆破排淤填石典型断面过程

爆炸法处理水下软基的工程质量检验是本技术推广应用的关键。经多年研究与实测，已形成了由体积平衡检验、长期沉降监测、钻孔检测、物探检测、探地雷达检测等方法组成的完整有效的检测系统。该检测系统既能进行竣工检测又能对施工过程的质量进行监测。

2. 施工方案及有关参数的确定

以桩号0+000m为防波堤轴线长度起始点，0+000m分界线以东为堤根段，采用直抛块石成堤。0+000m分界线以西为防波堤主段，根据该区域的地质资料，采用不同的地基处理方法。0+000m～0+024m段，淤泥厚为1～3米，采用直接抛石挤淤处理基础。0+024m～0+500m段，淤泥厚度4～9米，采用爆炸排淤填石置换的处理方法。

2.1 0+024m～0+500m段落施工步骤

第一步，堤头爆炸处理。药包布置在堤坝头单循环进尺6～7m，经堤头爆炸--抛填--爆炸循环进尺后，形成稳定的施工堤身。

第二步，侧向爆炸处理。当堤身进尺到一定长度后，在堤两侧布药，进行

侧向炸填处理。一次处理40～50m，经侧向处理后堤身达到设计要求的断面宽度。

第三步，两侧平台爆夯。

第四步，理坡及堤顶加高到设计高程。

2.2抛填参数

堤顶抛填高程 3.0m

堤顶抛填高度 26～28m

2.3爆炸参数

A.堤头推进爆炸

一次爆填进尺量 6～7m

布药宽度 30m

一次爆炸用药量 640kg

一次爆炸导爆索量 400m

堤头爆炸次数（含堤头加强爆） 82次

堤头爆炸合计用炸药量 52480kg

堤头爆炸合计导爆索量 32800

B.侧向爆炸填处理

一次侧向爆填处理长度 40m

一次爆炸药量（两侧同时处理） 960kg

一次爆炸导爆索量 800m

两侧爆炸次数 12次

堤头弧形侧爆用炸药量 900kg*2

堤头弧形侧爆导爆索量 700m*2

两次爆填合计药量 13320kg

两次爆填合计导爆索量 11000m

C.两侧平台爆夯

一次爆夯处理长度 60m

一次爆夯药量（两侧同时爆炸） 960kg

一次爆夯导爆索量 800m

两侧爆夯次数 8次

堤头弧形平台爆夯炸药量 720kg*2

堤頭弧形平台爆夯导爆索量 700m*2

平台爆夯总炸药量 9120kg

平台爆夯总导爆索量 7800m