淺談爆破排淤填石法在公路軟基處理中的應用

王冬梅廈門合誠水運工程監理有限公司（361000）

淺談爆破排淤填石法在公路軟基處理中的應用

王冬梅
廈門合誠水運工程監理有限公司（361000）

爆破排淤填石法處理水下淤泥是一項新的施工技術。它利用炸藥爆破釋放的能量達到改良地基的目的。文章介紹泉州市洛江區西環路市政道路工程一級市政道路采用爆破排淤填石法處理水下淤泥的技術要點和施工經驗。通過實踐，顯示它在保證路基穩定，確保持力層質量，以及提高施工進度和安全降低工程成本等方面具有重要意義。

軟基；爆破排淤填石；藥包；微差起爆；爆破網路

1　工程概況

泉州市洛江區西環路市政道路工程，屬沿海線公路，軟基大部分為淤泥質，其厚度在1.0～6.0m之間，最大厚度19m，軟土的天然孔隙比為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）原設計皆為砂樁。這兩個地段受周圍影響因素少，且兩段因鄰地段為挖方，石方爆破需遷移居民和拆遷建筑物，拆遷后的施工干擾也較少，所以該地段變更為爆破排淤填石方案，即“爆填法”。

2　“爆填法”機理

“爆填法”是在拋石體外緣一定距離和深度的淤泥質軟基中埋放藥包群，藥包起爆瞬間將藥包周圍一定范圍的淤泥和水排開，在淤泥中形成空腔，拋石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”，達到置換淤泥的目的。根據淤泥層厚度設計炸藥用量，藥包埋置深度及藥包間距，使爆后淤泥上的拋石棱體坐落在硬土層上。淤泥置換過程是以爆后石方塌落形成的“石舌”向前推進，堆石、布藥、起爆循環進行，每起爆一次，“石舌”向前推進一次，最后形成完整的、連續的落底拋石棱體。其機理示意圖如圖1。

圖1　爆炸排淤填石法機理示意圖

3　“爆填法”的設計

3.1爆破參數的選擇

爆破參數的選擇直接關系到工程的成本及生產安全。根據經驗及不同的淤泥厚度，爆破參數選擇如下表（表1）。

表1　爆破參數選擇

3.2爆破參數選擇的要點

1）爆破排淤填石單耗，即爆除單位體積淤泥所需的藥量，是計算線藥量的參數，按經驗的積累進行取值。

2）爆破排淤填石一次推進的水平距離，循環長度應做到“三統一”，即相鄰兩次爆破排淤填石的爆前坡頂線距離、布藥線距離、石舌前緣線距離三者應為同一個數值。

3）單孔藥量的選取，應與裝藥器的能力一致。當裝藥器不能夠滿足單孔一次裝藥時，可在孔內分層裝2個或2個以上的單藥包。

4）爆填布藥線指最外側2個藥包間的布藥沿線長度，應盡量靠近爆填后坍塌石體即石舌的前緣，以保證石體充填爆炸空腔形成石舌的效應。如果布藥線距石舌前緣線太遠，將不利石舌形成；過近，則拋填的亂石將影響埋深與裝藥，根據施工經驗一般取距石舌前緣線外1～2m。

4　“爆填法”的施工

4.1布藥機械設備的選取

布藥機械設備的選取主要取決于施工區域的自然條件，如風、浪、流、水位等。在條件允許時，應首選布藥船，當水上施工條件惡劣，不能使用船機時，也可采用陸上布藥船，但必須滿足設計的布藥參數要求。結合本工地實際情況，采用陸上布藥機，它由挖掘機改裝而成，裝藥器采用套管。如圖2所示。

圖2　陸上布藥機布藥示意圖

4.2爆破器材的選擇及爆破網路

本次爆破采用防水乳化炸藥，毫秒微差電雷管導爆索，高強度塑料導爆管等。爆破網路如圖3。

圖3　爆破網路

4.3施工組織

4.3.1工藝流程

拋填→斷面檢測→布藥機進場定位→藥包制作→裝藥連線→警戒起爆→爆后檢測。

4.3.2人員組織

圖4　人員組織結構圖

5　質量檢測及驗收

表2　藥包制作及布放允許偏差應符合

1）相鄰兩炮拋填進尺與設計進尺之差不應大于0.5m。2）每炮準爆率不應低于90%，如不能滿足，應重新補爆一次或減少下一炮的進尺量。3）施工期應安排適量的沉降位移觀測，并及時掌握施工期的沉降位移規律，整個爆破工程結束后，設立沉降觀測點。每100m一個。各沉降觀測點連續觀測3個月，累計沉降量應小于30cm。4）鉆孔檢測，每100m設一鉆孔，鉆孔位置由工程監理確定。5）物探檢測，在工程爆炸處理結束后，進行探地雷達檢測，每100m一個橫斷面，沿路堤軸線1個縱斷面。6）按設計要求控制拋石含泥砂量不大于5%，石料質量和級配符合要求。

6　爆破安全計算及注意事項

6.1爆破安全標準

安全震動速度，按國家標準：土坯房1cm/s；非抗震建筑物2～3cm/s；本次爆破設計控制在≤1.0 cm/s；爆破飛散物安全距離≥150m；水中沖擊波安全距離≥500m。

根據實測圍堤經驗公式，爆破地震安全距離：R=（K/V）1/α×Q1/3

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

據此，按國家標準，路周圍的住房均在爆炸損害范圍內，居民房屋情況復雜，應對其進行振動監測。

具體施工時，應采用微差爆破，減少循環長度，增加爆炸次數。

6.2人、機安全距離

陸上人員150m；陸上重型設備120m；海上船只200m；水下人員900m。

6.3對施工范圍內民房和居民的特殊安全措施

鑒于施工區，爆破作業所產生的振動對民房的損壞，爆破散物對居民的影響，必須予以特別重視和采取完善措施。

1）減少爆炸振動影響的技術措施：①正式進行爆破作業前，應選擇試驗段試爆，對居民區進行震動監測，確定振動破壞范圍，以此設計單炮藥量，試驗段應選在較安全區域。②進行多段微差起爆，減少單炮藥量，增加爆破次數。2）減少爆破飛散物，合理設計藥包埋深，盡可能在高潮位時進行爆破作業。3）定時進行爆破作業，盡量不影響居民正常生活，以利非安全區內人員疏散。4）建立專門警戒，與當地政府、公安部門共同負責人員疏散。5）對危房進行重點專人措施，保證在爆破前人員撤離。6）制定爆破安全措施，嚴格管理制度，加強水上、陸上警戒。7）水上配一艘機動快艇，負責水上警戒，組織5～7人負責陸上警戒。8）配警報器一個、對講機二臺，起爆前發出信號，統一指揮。9）第一次信號——預告信號；第二次信號——起爆信號；第三次信號——解除警戒信號。

7　體會與設想

爆破排淤填石法在保證路基穩定，確保持力層質量，以及提高施工進度和安全降低工程成本等方面，具有重要意義。通過實踐，對于采用爆破排淤填石法置換厚度4～12m范圍內淤泥質軟基效果較好，但對于表層淤泥厚度小于4m的工程可與自重擠淤、強夯擠淤比較，對表層淤泥厚度大于12m的工程可與部分清淤、排水固結等方案比較后擇優選用。

隨著我國公路與橋梁事業的蓬勃發展，爆破排淤填石法做為一項處理水下淤泥的施工技術，必將得到更廣泛的應用，必將取得更大的社會效益和經濟效益。我們將根據實際情況，繼續實踐，繼續總結。

［1］B6722-86，爆破安全規程［S］.

［2］JTJ/T258-98，爆炸法處理水下地基和基礎技術規程［S］.