楊 明

(浙江省第一水電建設集團股份有限公司 杭州 310051)

1 前言

浙江奉化紅勝海塘續(xù)建工程的軟基處理，采用“爆炸(擠淤)置換軟基”技術(shù)，取得了良好的社會與經(jīng)濟效益。該項技術(shù)在國內(nèi)沿海地區(qū)大中型基礎設施建設中得到了成功應用，成為水利圍墾、港口與航道、沿海公路交通等軟弱地基處理極為科學高效、實用易行的施工方法。

爆炸(擠淤)置換法技術(shù)原理為:在拋石體外緣一定距離和深度的淤泥質(zhì)軟基中埋放藥包群，藥包爆炸將淤泥向四周擠出并向上拋擲，起爆瞬間在淤泥中形成空腔，鄰近爆坑的堤頭堆石體，在爆炸負壓與強烈壓縮振動作用下形成“爆炸石舌”滑向爆坑，達到置換淤泥的目的。繼而在爆后堤頭拋填石料，形成新的拋填堤頭，新的拋填體將“石舌”上部淤泥擠走并坐落在石舌之上。在新的拋填堤頭繼續(xù)埋設群藥包，通過拋填和爆炸循環(huán)形成泥石置換，直至符合海堤斷面(落底深度和堤身寬度)與長度的設計要求，達到控制工程質(zhì)量和造價的目的。

2 工程概況

2.1 施工環(huán)境

奉化紅勝海塘續(xù)建工程位于奉化市莼湖鎮(zhèn)，海堤為東西走向，南、北側(cè)為海，東、西兩側(cè)的海堤堤頭是老堤，東、西兩側(cè)堤根部為民房，距爆破區(qū)最近點約大于2000m以上，海域退潮后為淺水淤泥灘，有利于爆炸拋填擠淤施工。該工程圍涂面積1066.67hm2萬畝，堤線總長約4600m，海堤前期已完成填筑長度約3600m，中間留有約1000m的圍堤缺口。

本設計海堤范圍內(nèi)有原老海堤，在前期已經(jīng)施工好的100m長度內(nèi)，施工中出現(xiàn)了爆炸拋填擠淤施工不到位，拋填過程中出現(xiàn)滑移的現(xiàn)象，堤身內(nèi)外側(cè)石料已經(jīng)滑移出去20多m，給后序的施工帶來了一定的難度，因而也對爆炸拋填擠淤施工提出了較高的要求。

2.2 地質(zhì)條件

據(jù)地質(zhì)編錄資料，地基土自上而下分為6大層。第一層填筑土:中密～密實，場區(qū)內(nèi)分布不甚穩(wěn)定，工程性質(zhì)一般;第二層淤泥:流塑狀態(tài)，該層土場區(qū)分布較穩(wěn)定，工程性質(zhì)差;第三層粉質(zhì)黏土:軟可塑～硬可塑狀態(tài)，工程性質(zhì)一般;第四層礫砂:中密，該層土主要分布在場區(qū)內(nèi)西南側(cè)，工程性質(zhì)一般;第五層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土:軟塑狀態(tài)，具高壓縮性，工程性質(zhì)一般;第六層圓礫:場區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定、密實，力學性質(zhì)較好，可作為該工程的樁基礎持力層。

3 施工方案

根據(jù)設計斷面形狀和堤身結(jié)構(gòu)特點，在爆炸處理軟基施工時，拋填采用“堤身先寬后窄”的方法，爆炸采取“堤頭爆炸，兩側(cè)爆炸”的工序施工。使得堤頭拋填爆后水下平臺寬度一次到位，而爆后補拋時堤身縮窄以控制方量，盡量減少理坡工作量。堤頭爆炸時大塊石盡量拋在前面，達到爆炸擠淤效果保證堤身達到設計深度。

本工程爆炸拋填(擠淤置換)施工分為三個步驟:

a.先處理老海堤，在石層頂面布置爆夯藥包，低潮布藥，高潮起爆。根據(jù)實測資料，老堤頂面高程在-1.5～-2.5m，高潮位在2.5～3.0m，爆夯水深在4～6m，爆夯兩遍。處理的目的是將老海堤爆夯擠淤下沉，同時密實松散拋石體，加大承載能力。

b.堤頭爆破，拋石堤頂面高程控制在3.0～4.0m，寬度110m，在拋石堤頭水下老海堤頂面布置藥包，斜面爆夯擠淤，每次堤頭進尺在8～10m。其目的是加深拋石體(老堤和新拋堤)的落底深度，同時根據(jù)實際的情況調(diào)整拋填高度，保證了爆夯的水深。

c.在堤兩側(cè)泥下裝藥爆炸拋填擠淤，在堤頂面用挖掘機長臂裝藥，在第二步的基礎上側(cè)向爆填，鞏固堤身的落底深度及寬度。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

施工準備(藥包加工)→測量放線→堤頭拋填→裝藥與網(wǎng)路連接→爆炸循環(huán)拋填→堤身側(cè)爆循環(huán)→爆后挖泥、拋石、理坡跟進→測量驗收。

進場后，根據(jù)本工程爆炸擠淤工程量所需消耗的炸藥量，提前聯(lián)系生產(chǎn)廠家加工藥包。同時，設立施工水準點及施工基線，根據(jù)設計施工圖進行放樣，設立拋填標志。在施工中嚴格按施工方案確定的拋填寬度和高度進行堤身拋填。當?shù)躺頀佁钸_到設計參數(shù)后，按爆炸擠淤的設計要求在堤頭正面及側(cè)面布設群藥包，實施堤頭爆炸。堤頭爆炸后補拋并繼續(xù)向前推進，當拋填達到設計進尺后，再次在淤泥中埋藥爆炸，按照“拋填—爆炸—拋填”循環(huán)進行，直至達到設計堤長。具體詳見堤頂、堤頭爆炸拋填推進示意圖。

堤頂、堤頭爆填推進示意圖

為消除堤兩側(cè)極易出現(xiàn)較高的淤泥包，還應通過側(cè)爆保證平臺的落底深度和密實度。如處理不當，拋填體坡腳寬度和厚度難以保證。本工程設計在堤身前進50m以后，開始進行側(cè)爆處理，一次處理長度30～50m。現(xiàn)場作業(yè)可根據(jù)波浪與泥包隆起情況調(diào)整。

對堤內(nèi)外側(cè)進行挖泥并補拋基礎塊石，對水下平臺不足的部分補拋大塊石，平整坡面，挖除多余的石料。然后拋填護底石和進行護面施工，完成堤身斷面施工。

在每次爆炸前后，進行堤身斷面測量和拋填量統(tǒng)計，采用自沉和爆沉累計算法及體積平衡法等進行分析，發(fā)現(xiàn)與設計有較大偏差時，及時調(diào)整拋填和爆炸參數(shù)。

4.2 爆破器材選用與制作

本工程采用普通的袋裝乳化炸藥，水下傳引爆器材采用防水性能較好的導爆索和非電導爆管。起爆用1發(fā)非電導爆管雷管用膠布緊緊綁扎在導爆索上，起爆雷管的聚能穴應朝向?qū)П鞯膫鞅较颉．斂傃b藥量較大而需分段起爆時，采用9段非電毫秒雷管延時，分段延時310ms左右。起爆非電雷管采用電起爆器。進場后提前聯(lián)系炸藥廠按要求定做藥包。每個藥包裝一個起爆體，起爆體由導爆索或非電導爆管制作而成。

4.3 裝藥作業(yè)

4.3.1 裝藥機具

根據(jù)以往類似工程的經(jīng)驗和實際施工條件，本工程應用大型挖掘機改裝的直壓式布藥機布藥，基本可保證施工不受風浪影響。裝藥機具主要由一臺PC360型履帶式挖掘機和裝藥圓管組成。裝藥圓管內(nèi)徑為220mm，管長15.0m，裝藥量為30kg/m。

4.3.2 裝藥

裝藥操作時，在設計指定位置由布藥機提起裝藥器，完成陸上一次裝藥。通過PC360型履帶式挖掘機的行走和旋轉(zhuǎn)將裝藥器定位，在設計位置上成孔達到深度后，由挖機工打開裝藥器底部的藥室小門，挖掘機上提裝藥圓管，此時藥包在配重、淤泥和水壓作用下落至設計孔位。再提起裝藥器進行下一循環(huán)作業(yè)，本工藝埋設一個單藥包約4～5min左右。

4.4 爆破網(wǎng)路連接

裝藥后，將每個藥包的導爆管拉出水面，固定在泡沫塑料制作的浮漂上，導爆管松緊要適中，避免導爆管相互纏繞。連接網(wǎng)路時，將每個藥包的導爆管按同樣的方向，搭接在主導爆索上。搭接長度不小于20cm，搭接處用防水膠布綁扎緊密。支導爆索與主導爆索的傳爆方向的夾角必須小于90°。

5 安全與質(zhì)量控制

5.1 施工安全

在施工中嚴格執(zhí)行《爆破安全規(guī)程》(GB 6722—2011)，計算水中沖擊波安全允許距離、爆破安全警戒距離。從爆炸物品運輸、使用全程嚴格管理，杜絕了任何可能的爆破安全事故的發(fā)生，做到了零傷亡事故。盡管施工環(huán)境比較優(yōu)越，但為確保萬無一失，在業(yè)主的大力協(xié)調(diào)下，由海事部門在每次爆破時進行海上安全警戒。

5.2 質(zhì)量控制

根據(jù)工程經(jīng)驗，為保證設計斷面尺寸質(zhì)量，理坡后符合工程規(guī)范標準，拋石體及測點各項允許偏差可參照下表執(zhí)行。

拋石體及各測點各項允許偏差統(tǒng)計表

為了達到上述要求，爆炸處理前后須及時進行測量。堤身處理后用全站儀和水準儀分別測量縱橫剖面，測量間距2.0m，側(cè)向處理前后每10m測量一個橫斷面。

拋石置換深度是保證圍堤穩(wěn)定的重要條件。爆炸處理后拋石置換落底標高誤差為+0～-1.0m，填石落底寬度要求0～2.0m。

5.3 拋石置換深度檢測

a.經(jīng)上百次爆炸振動作用的圍堤，施工期內(nèi)如果不出現(xiàn)滑移或過量沉降，從宏觀上可以判斷，在使用期內(nèi)圍堤的穩(wěn)定性是有保證的。

b.拋石置換深度檢測有多種方法:體積平衡法、爆破前后堤頂沉降測量、鉆孔探摸法、物探檢測。本工程將鉆孔探摸法與物探兩種檢測方法配合使用，可以達到準確經(jīng)濟的效果。

6 結(jié)語

奉化紅勝海塘續(xù)建工程在工期緊張、施工難度大的不利條件下，經(jīng)相關(guān)單位、部門的共同努力，克服了種種困難，爆炸拋填擠淤筑堤合計完成1053m，耗用堤芯石約47萬m3。經(jīng)過對爆炸拋填擠淤置換處理后的堤身進行鉆孔探摸檢測，結(jié)果表明:海塘堤身的寬度、高度及深度基本符合質(zhì)量及穩(wěn)定要求。

本工程應用海塘爆炸拋填擠淤置換技術(shù)的施工實踐，對其設計理論的關(guān)鍵技術(shù)方面作出了有益的研究和成功嘗試，結(jié)果證明該技術(shù)具有施工簡便、工期短、堤身密實、整體穩(wěn)定性好及節(jié)省投資等優(yōu)點，可供在以后的類似工程中借鑒指導和應用推廣。?