浅谈爆破排淤填石法在公路软基处理中的应用

王冬梅厦门合诚水运工程监理有限公司（361000）

浅谈爆破排淤填石法在公路软基处理中的应用

王冬梅
厦门合诚水运工程监理有限公司（361000）

爆破排淤填石法处理水下淤泥是一项新的施工技术。它利用炸药爆破释放的能量达到改良地基的目的。文章介绍泉州市洛江区西环路市政道路工程一级市政道路采用爆破排淤填石法处理水下淤泥的技术要点和施工经验。通过实践，显示它在保证路基稳定，确保持力层质量，以及提高施工进度和安全降低工程成本等方面具有重要意义。

软基；爆破排淤填石；药包；微差起爆；爆破网路

1　工程概况

泉州市洛江区西环路市政道路工程，属沿海线公路，软基大部分为淤泥质，其厚度在1.0～6.0m之间，最大厚度19m，软土的天然孔隙比为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）原设计皆为砂桩。这两个地段受周围影响因素少，且两段因邻地段为挖方，石方爆破需迁移居民和拆迁建筑物，拆迁后的施工干扰也较少，所以该地段变更为爆破排淤填石方案，即“爆填法”。

2　“爆填法”机理

“爆填法”是在抛石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放药包群，药包起爆瞬间将药包周围一定范围的淤泥和水排开，在淤泥中形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成“石舌”，达到置换淤泥的目的。根据淤泥层厚度设计炸药用量，药包埋置深度及药包间距，使爆后淤泥上的抛石棱体坐落在硬土层上。淤泥置换过程是以爆后石方塌落形成的“石舌”向前推进，堆石、布药、起爆循环进行，每起爆一次，“石舌”向前推进一次，最后形成完整的、连续的落底抛石棱体。其机理示意图如图1。

图1　爆炸排淤填石法机理示意图

3　“爆填法”的设计

3.1爆破参数的选择

爆破参数的选择直接关系到工程的成本及生产安全。根据经验及不同的淤泥厚度，爆破参数选择如下表（表1）。

表1　爆破参数选择

3.2爆破参数选择的要点

1）爆破排淤填石单耗，即爆除单位体积淤泥所需的药量，是计算线药量的参数，按经验的积累进行取值。

2）爆破排淤填石一次推进的水平距离，循环长度应做到“三统一”，即相邻两次爆破排淤填石的爆前坡顶线距离、布药线距离、石舌前缘线距离三者应为同一个数值。

3）单孔药量的选取，应与装药器的能力一致。当装药器不能够满足单孔一次装药时，可在孔内分层装2个或2个以上的单药包。

4）爆填布药线指最外侧2个药包间的布药沿线长度，应尽量靠近爆填后坍塌石体即石舌的前缘，以保证石体充填爆炸空腔形成石舌的效应。如果布药线距石舌前缘线太远，将不利石舌形成；过近，则抛填的乱石将影响埋深与装药，根据施工经验一般取距石舌前缘线外1～2m。

4　“爆填法”的施工

4.1布药机械设备的选取

布药机械设备的选取主要取决于施工区域的自然条件，如风、浪、流、水位等。在条件允许时，应首选布药船，当水上施工条件恶劣，不能使用船机时，也可采用陆上布药船，但必须满足设计的布药参数要求。结合本工地实际情况，采用陆上布药机，它由挖掘机改装而成，装药器采用套管。如图2所示。

图2　陆上布药机布药示意图

4.2爆破器材的选择及爆破网路

本次爆破采用防水乳化炸药，毫秒微差电雷管导爆索，高强度塑料导爆管等。爆破网路如图3。

图3　爆破网路

4.3施工组织

4.3.1工艺流程

抛填→断面检测→布药机进场定位→药包制作→装药连线→警戒起爆→爆后检测。

4.3.2人员组织

图4　人员组织结构图

5　质量检测及验收

表2　药包制作及布放允许偏差应符合

1）相邻两炮抛填进尺与设计进尺之差不应大于0.5m。2）每炮准爆率不应低于90%，如不能满足，应重新补爆一次或减少下一炮的进尺量。3）施工期应安排适量的沉降位移观测，并及时掌握施工期的沉降位移规律，整个爆破工程结束后，设立沉降观测点。每100m一个。各沉降观测点连续观测3个月，累计沉降量应小于30cm。4）钻孔检测，每100m设一钻孔，钻孔位置由工程监理确定。5）物探检测，在工程爆炸处理结束后，进行探地雷达检测，每100m一个横断面，沿路堤轴线1个纵断面。6）按设计要求控制抛石含泥砂量不大于5%，石料质量和级配符合要求。

6　爆破安全计算及注意事项

6.1爆破安全标准

安全震动速度，按国家标准：土坯房1cm/s；非抗震建筑物2～3cm/s；本次爆破设计控制在≤1.0 cm/s；爆破飞散物安全距离≥150m；水中冲击波安全距离≥500m。

根据实测围堤经验公式，爆破地震安全距离：R=（K/V）1/α×Q1/3

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

据此，按国家标准，路周围的住房均在爆炸损害范围内，居民房屋情况复杂，应对其进行振动监测。

具体施工时，应采用微差爆破，减少循环长度，增加爆炸次数。

6.2人、机安全距离

陆上人员150m；陆上重型设备120m；海上船只200m；水下人员900m。

6.3对施工范围内民房和居民的特殊安全措施

鉴于施工区，爆破作业所产生的振动对民房的损坏，爆破散物对居民的影响，必须予以特别重视和采取完善措施。

1）减少爆炸振动影响的技术措施：①正式进行爆破作业前，应选择试验段试爆，对居民区进行震动监测，确定振动破坏范围，以此设计单炮药量，试验段应选在较安全区域。②进行多段微差起爆，减少单炮药量，增加爆破次数。2）减少爆破飞散物，合理设计药包埋深，尽可能在高潮位时进行爆破作业。3）定时进行爆破作业，尽量不影响居民正常生活，以利非安全区内人员疏散。4）建立专门警戒，与当地政府、公安部门共同负责人员疏散。5）对危房进行重点专人措施，保证在爆破前人员撤离。6）制定爆破安全措施，严格管理制度，加强水上、陆上警戒。7）水上配一艘机动快艇，负责水上警戒，组织5～7人负责陆上警戒。8）配警报器一个、对讲机二台，起爆前发出信号，统一指挥。9）第一次信号——预告信号；第二次信号——起爆信号；第三次信号——解除警戒信号。

7　体会与设想

爆破排淤填石法在保证路基稳定，确保持力层质量，以及提高施工进度和安全降低工程成本等方面，具有重要意义。通过实践，对于采用爆破排淤填石法置换厚度4～12m范围内淤泥质软基效果较好，但对于表层淤泥厚度小于4m的工程可与自重挤淤、强夯挤淤比较，对表层淤泥厚度大于12m的工程可与部分清淤、排水固结等方案比较后择优选用。

随着我国公路与桥梁事业的蓬勃发展，爆破排淤填石法做为一项处理水下淤泥的施工技术，必将得到更广泛的应用，必将取得更大的社会效益和经济效益。我们将根据实际情况，继续实践，继续总结。

［1］B6722-86，爆破安全规程［S］.

［2］JTJ/T258-98，爆炸法处理水下地基和基础技术规程［S］.