码头抛石基床中的水下爆夯技术分析

姚建成+施建铃

摘 要：当前在码头、港口等工程建设中，水下爆夯施工是一种比较常用的施工技术。其施工原理是充分利用水中冲击波的作用将爆炸力均匀作用在基床抛石体上，从而达到提高抛石体的密实度，保证爆夯施工质量的目的。基于此，本文对码头抛石基床中水下爆夯技术进行探讨。

关键词：码头抛石基床 水下爆夯技术 分析

1.工程概况

厦门港海沧港区18 ～19#泊位岸壁工程规模为2个10万吨级码头，位于厦门湾内的九龙江河口北岸。码头水工结构采用重力式沉箱结构，顺岸连片式布置，岸线长度754m，基础为抛石基床，顶宽21.95m，顶标高-17.0m，基床底标高为-21.0m～-30.0m，18#泊位抛填厚度为4.0m～7.0m；19#泊位基床抛填厚度为6.0m～13.0m。码头基床采用爆破夯实，爆破夯实断面方量为226075.22m3。

2.设计爆破参数

2 . 1布药网格

为了保证爆夯作用的均匀性，需要平整好爆夯基床，使用正方形网格布将药包布置在平行轴线上，并和第二次布药位置错开，设计药包网格大小为4m，布置图如图1所示。

2 . 2药包形状

根据以往的施工经验，药包的外形会对炸药能量的利用效率造成影响，并产生不同的爆夯效果。例如，聚能药包可以将炸药产生的大多数能量集中到一个方向上。根据本工程实际情况，拟定使用球形集中药包。

2.3爆夯参数的确定

药包悬高h2（m）之计算：

h2≤（0.35～0.50）q21/3；

本工程取系数0.4；

根据典型施工的经验，海沧18～19#泊位爆夯参数见表1。

2 . 4起爆系统与网络设计

在设计起爆系统和起爆网络时，为确保深水条件下依然可以安全地进行起爆，作如下设计：使用具有防水效果的爆夯药包，采用两发8#铜质电雷管并联起爆主线导爆索起爆端，主线导爆索传爆各单排支线导爆索，支线导爆索传爆每一个药包的串、并联起爆网络。

2 . 5安全距离的计算

（1）爆炸震动距离

参考《国家爆破安全规程》中爆破安全振动的相关标准，设计爆破安全振动速度标准如下：

距本标段工程爆夯作业区最近的陆地建筑为采石场的房屋，最近距离约600m。取安全振动速度为1cm/s。爆炸地震安全距离计算得出R=177.13m。故现场附近建筑物均不会受到爆夯振动影响。

（2）水中冲击波安全距离

按照《爆破安全规程》中的规定：当在水深低于30m的水域中实施爆破时，水中冲击波最小安全距离应符合下述规定：当使用200～1000kg的炸药时，使用水中裸装的装药方式，水中冲击波游泳人员的最小安全距离确定为2000m，木船最小安全距离为600m，潜水员的最小安全距离为2600m，铁船的最小安全距离为250m。

（3）爆破飞散物的安全距离

在进行施工过程中，爆炸产生的噪音以及飞散物和覆盖水的深度以及装药的总量有一定的关系。由于本工程水的深度比较大，装药总量控制在200kg，所以基本上不会产生飞散物，爆炸产生的噪音也不大。

3.施工技术介绍

3. 1施工准备

在施工之前，首先验收抛石基床，进行爆夯施工之前测量预定抛石区域的全断面，从而确定基床所在位置的水深情况以及地下地质情况。使用回声探测器测量水的深度，每个断面的测量间距为5m，每2m一个点，并对水砣进行校核。

3.2药包加工及布药

在进行爆破施工时，首先将药包在定位方驳船上制作好，并和起爆网络进行连接，然后由测量员使用GPS将方驳船的位置确定出来，最后安排爆破工在水上布药。具体操作如下：首先在船舷的一侧将绳索控制的一排药包放到水面上，然后利用GPS调整药包的位置，再匀速使用绳索将调整过后的药包放到基床的表面，同时采用声墙驱赶法对中华白海豚进行驱赶。

3.3起爆

在起爆时，由现场施爆人员统一指挥，将警报拉响，发出车辆、船只、人员从危险区域撤离的警报。与此同时，警戒船上的人也将警报拉响，并通知船只、人员和车辆从爆破影响区离开。所有车辆、船只和人员撤离到安全地点，保证安全后，现场施暴人员发出起爆指令。

3.4计算夯沉率

一段基床完成起爆后，对基床夯顶面的标准高度进行测量，并将基床顶面平面平均标高计算出来。求出夯前、夯后顶面的平均标高差值，然后利用平均夯沉量和爆夯基床的平均厚度相除后求出夯沉率。

4.爆夯效果

4 . 1基床夯沉量和夯沉率

在进行施工时，由于基床表面常有淤泥质悬浮物，对断面测量的准确性造成了影响，因此，使用测探仪对夯前和夯后的断面进行同步测量，并分析相关数据。

海沧18#泊位夯沉量为：

基床底面平均标高（药包范围内）：-23.2m

夯前顶面平均标高：-16.2m，平均厚度h1=7.0m

夯后顶面平均标高：-17.4m， 平均厚度h2=5.8m

平均夯沉量：h=h1-h2=1.2m

平均夯沉率：n=h/h1=1.2/7.0=17.14%

平均夯沉率大于预定值15%，符合设计要求。

海沧19#泊位分为两层夯实，经计算夯沉率为17.32%，也大于15%的预定值，符合设计要求。

4 . 2码头的沉降观测

在对码头进行持续沉降观测后，发现码头的沉降是在允许范围中的，沉降量小，并且很均匀。当前，整个码头的沉降基本上已经稳定，证明爆夯工艺在海沧18～19#泊位基床夯实中的应用是成功的。

5.结语

综上所述，本工程使用爆夯工艺取得了良好的施工效果，基床的夯实效果也达到了设计要求。在进行爆夯作业的过程中，除了要选择合理的爆夯参数以外，还要保证作业的安全性。对国家要求保护的海洋生物进行保护、对现场成品进行保护、对施工现场人员和船机进行保护。

参考文献：

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