爆炸夯实抛石厚基床技术在工程中的应用

钟丽花 叶风明

【摘 要】爆炸夯实抛石厚基床技术是一项新的施工技术，它利用悬挂在基床上方炸药包爆炸时对地基产生震动，块石在震动力的作用下产生水平或垂直滚动，小石头填充到大块石的孔隙中，将块石的排列重新组合，从而使基床达到密实的效果。由于该技术较锤夯有较大优越性，近10年来在我国尤其是沿海水工工程中得到了广泛的应用，取得了巨大的社会效益和经济效益。为了进一步推广该技术，现就泉州港深沪港区二期码头工程抛石基床采用爆炸夯实技术施工情况作一简单介绍。

【关键词】爆炸夯实；爆炸设计；施工方法

一、工程概况

泉州港深沪港区二期码头工程，位于深沪镇深沪港区一期码头北端，为万吨级重力式码头，泊位长230.58m，宽100m，基础为抛石基床，基床总长268.8m，顶宽13.5～14.5m，总抛石量约6万m3，其中217.8m采用爆炸夯实，基床底标为-16m段（51m）为预留安全距离段，采用水下重锤夯实。

二、爆炸设计

采用分段延时起爆技术，分段、分层爆炸夯实，整个基床分成三段共五层进行爆炸设计。

2.1爆炸参数

①A～B段基床长97.05m，基床底标高-20m，基床顶标高-12.5m，抛石层厚7.5m，顶宽13.5～14.5m，分一层进行爆夯设计：

单药包重20kg；布药行间距：4*4m网格；药包挂高0.8～1.0m；布药宽度12m，单排4个药包，布药25排，爆夯一遍用药量2000kg，爆夯一遍用导索1800m；一次起爆用药量：333kg（分三段延时起爆，每段111kg，延时100～200ms）；爆夯3遍，一遍6次。

A～B段合计；炸药6000kg，导爆索5400m，爆炸18次。第二遍布药位置与第一遍布药位置错开1/2药包间距，第三遍布药位置同第一遍。

②B～C段基床长64.5m，基床底标高-23.5m，基床顶标高-12.5m，抛石层厚度11m，分二层进行爆夯设计。底层顶宽26.0m，抛石层厚6m，爆夯参数：单药包重20kg，布药行间距5*5m网格；药包挂高0.8～1.0m；布药宽度20m；单排5个药包；布药13排；爆夯一遍用药量1300kg；爆夯一遍用导索1200m；

一次起爆用药量：322kg（分三段延时起爆，每段107kg，延时100～200ms）；

爆夯3遍，一遍4次。

B～C段底层小计；炸药3900kg，导爆索3600m，爆炸12次。面层顶宽13.5m，抛石层厚5m，爆炸参数：单药包重13kg；布药行间距4*4m网格；药包挂高0.6m；布药宽度12m；单排4个药包；布药16排；爆夯一遍用药量832kg；爆夯一遍用导索1200m；一次起爆用药量：277kg（分三段延时起爆，每段92kg延时100～200ms）；爆夯3遍，一遍3次。

B～C段第面层小计；炸药2496kg，导爆索3600m，爆炸9次；B～C段合计；炸药6369kg，导爆索7200m，爆炸21次

③C～D段基床长56.25m，基床底标高-26.0m，基床顶标高-12.5m，抛石层厚度13.5m，也根据抛石厚度分二层进行爆夯设计。

2.2爆破安全

本工程的特殊性点是：爆源距离一期已建码头最近的沉箱约55m，基床爆夯属分散布药，施爆水深在10m以上。因此，爆炸产生的飞溅物和空气冲击波影响范围很小。主要考虑的是爆炸引起的震动和水中冲击波地周围建筑物及船只和人员以及水产养殖的影响。

①爆炸震动

爆炸震动速度公式：

式中：V：爆破振动速度（cm/s），國家爆破安全规程规定，一般非抗震建筑物的安全震速为2.5cm/s；交通部水下爆炸规程：直立式码头安全震速为8cm/s；

R：起爆药包中心至建筑物距离（m）

K、α：有关的系数K和衰减指数α值，K取150，α取1.8；

Q：起爆药量（Kg），采用延时起爆，一段药量为111kg

通过爆炸震动速度计算，采用此装药量设计中，只要确保起爆药包中心至建筑距离保证在47m，即可满足爆破震动速度要求。

②水中冲击波

计算公式：（实测资料）

με—微应变（10—6）

Q—单个药包炸药量（kg）

R—爆源到建筑物的距离（m）

计算结果：最近的沉箱为40με

从以上验算数据中可以看出，二期码头抛石基床爆炸夯实处理，爆炸震动和水中冲击波对码头的影响远小于规定安全值。因此，不会造成一期码头沉箱的破坏，对周围民房也是安全的。水中冲击波对船只的安全距离可控制在200m。

三、施工方法

3.1施工顺序

竖立标志→基床抛石→夯前测量→药包制作→药包布放、引爆→夯后测量→验收。

3.2施工方法

①竖立标志；根据业主提供的控制点，用经纬仪放出纵横向控制点，在控制点上竖立标志，以便于施工船舶定位。

②基床抛石；采用铁驳配挖掘机粗抛，局部人工补抛。首先将配有挖掘机的定位船在抛填区定好位，运石船将石料运到抛填区最靠近定位船，并将缆绳系在定位船上，船与船间保持1—1.5m宽的空隙，挖掘机将石料从该空隙处推落水中，完成抛石。

③夯前测量；基床抛石完成后，选择风浪条件较好天气，按5米一个断面，2米一个点，测出爆夯区夯前标高，绘出断面图，做为夯沉量计算的依据。

④药包制作；炸药称量将入塑料袋内，外套一编织袋加固。切取导爆索1.5米，将一端用黑胶布扎头插入炸药包内，另一端从袋口引出，用打包绳将袋口扎紧。为使药包挂在水中，药包中放入适量的塑料泡沫，并在其下系一配重袋。配重袋是用另一编织袋装适量砂或块片石扎紧口部而成，配重袋与炸药包的距离应与悬高相一致。药包制作好后，然后在每一药包引出的导爆索上拴二发延期雷管，同时，用一条长主导爆索，采用并、串联将药包连接起来。

⑤药包布放；药包布放，一般采用整排投放，根据风浪情况，选择投放药包的方法。若风浪较小，水流平缓，可采用人工站在定位船边投放；若风浪较大，水流急，就必须借助于定位船上自制的布药设备进行投放，药包投放的排距可通过定位船控制。

⑥夯后测量；夯后测量的方法与夯前测量同，均通过水砣打水测量。

四、安全、质量保证措施

4.1质量保证措施

①严格按照爆夯设计要求和规范规定施工。

②定位标志应测放准确，并经常算术。

③基床抛石应勤打水，勤对标，确保抛石顶标高符合爆夯要求。

④选择风浪较小的天气进行布药，其布药偏差不得大于1/2布药间距.

4.2安全保障措施

①水上作业人员必须穿救生衣。

②布药完毕，解缆移船时，缆绳及船只不允许地入布药区。

③海上爆炸作业，必须遵守国家《爆破安全规程》规定。放炮时，要放出警戒线，发生爆破信号，必须将爆区附近的船只及人员撤至安全区域后方可起爆。

④加强对周围建筑物的沉降、位移观测，及时分析处理。

五、小结

泉州港深沪港区二期码头工程基床抛石采用爆炸夯实，平均夯沉量17.9%，满足设计平均夯沉量大于10%的要求，经5.0吨的重锤复夯检验，平均夯沉量2.1cm，符合《港口质量检验评定标准》。达到预期的目标，爆炸夯实是成功的，建议在今后的水工工程抛石基床的施工中，大力推广抛石基床爆炸夯实的技术。