长白岛雄鹅头西围垦工程海堤控制加载爆炸挤淤置换法处理软基施工方案.doc

浙江省舟山市定海区长白岛雄鹅头西围垦工程海堤控制加载爆炸挤淤置换法处理软基施工方案设计: 屈兴元 审查：江礼茂宁波科宁爆炸技术工程有限公司2010年10月目 录一、 设计依据及参考资料二、 工程概况三、 自然及地质条件31、气象32、潮汐、潮波33、工程地质四、爆炸处理软基施工方案 41、爆炸处理软基技术简介 42、本工程爆炸处理软基施工特点 4. 3、总体施工方案及施工流水作业 44、施工工艺流程 45、施工准备 46、装药机具的选择47、淤泥包的应用的施工工艺48、爆炸法处理软基工程施工方法及工艺说明五、爆破器材的选择与使用 51、爆破器材的选择 52、爆破器材的使用 53、爆破网路的连接 六、抛填及爆炸参数设计计算 61、设计计算分段 62、抛填参数计算 63、爆炸参数的计算 64、药包埋深HB的计算65、设计成果七、质量控制与检测 71、工程质量控制程序 72、工程质量控制标准 73、工程质量保证措施 74、工程质量检测方法 75、工程竣工验收资料 76、爆炸处理软基施工及质量检测程序框图 八、爆炸安全分析及保证措施 81、安全分析 82、安全保证措施83、环境保护84 防台措施 九、施工机具及人员组织 91、施工机具 92、施工组织机构 十、施工进度计划及工期33浙江省舟山市定海区长白岛雄鹅头西海堤控制加载爆炸挤淤置换法处理软基施工组织设计一、设计依据及参考资料1、浙江省工程勘察院地质报告2008年3月。2、爆破安全规程(GB6722-2003)，中华人民共和国国家标准。3、民用爆炸物品管理条理，国务院令466号，2006年4月26日。4、中华人民共和国安全生产法；5、海港水文规范（JTJ213-98）；6、堤防工程施工规范（SL260-98）；7、江礼茂, 控制加载爆炸挤淤置换法（专利号：ZL 03119314.5）,宁波科宁爆炸技术工程有限公司, 2002年12月。8、金利军、江礼茂、庄峥嵘等，爆炸置换法处理围垦软土地基技术的研究与推广科研项目技术报告,浙江省围垦技术开发中心，2004年12月。二、工程概况1、工程位置舟山市定海区位于浙江省东北部，宁波市东北、杭州湾外缘的东海海域中，地理位置介于东径1213812215，北纬29553015之间。定海区由舟山本岛西北大部及金塘、册子、长白、长峙、盘峙、大猫等127个大小岛屿组成。东与普陀区接壤，北与岱山县诸岛毗邻，西南与宁波北仑隔海相望。海堤全长约600m；。2、海堤结构设计: 围堤断面采用土石混合坝型，涂面水深1.53.5米，堤身为爆填堤心石,堤内侧为闭气土.堤身围涂区从涂面以1:2坡度至4.0m高程,其上为浆砌块石直立挡墙，外侧从涂面在2.0m高程设消浪平台宽4m,平台以下边坡坡度复均为1:2,其中在高程0.5m处设压载平台宽5.0m,两平台间坡面及消浪平台表面均采用厚度80cm的c20砼灌砌块石护面。三、自然及地质条件3.1 设计潮位工程区附近有定海潮位站和岱山潮位站，两站潮位资料年限均为19782006年共29年，工程区位于两潮位站之间，本次设计采用的较不利的定海潮位站资料。50年一遇设计高潮位为3.14m，设计低潮位为-2.22m。3.2 设计潮型潮型根据定海潮位站资料选取，各潮型选取标准如下：（1）堵口：采用设计频率P=20%非汛期最高潮位相对应潮型。（2）龙口度汛：采用设计频率P=10%汛期最高潮位相对应潮型。（3）排涝潮型:选择多年平均最高高潮位潮型和多年平均最高低潮位潮型，两者中取最不利潮型作为设计潮型。经计算多年平均最高高潮潮位潮型为不利3.3 设计波浪工程区位于长白岛北侧，受长白岛、秀山岛、岱山岛、舟山本岛等岛屿的屏蔽作用，外海波浪难以传入，因此对其产生影响的波浪主要由NWNNNE方向的风产生。对于本海域，根据对周围波浪实际情况的调查分析，认为采用浙江省海塘工程技术规定中的莆田公式来计算本工程的风浪比较合适。3.4 设计暴雨设计暴雨选用定海站为代表站，统计该站19742006年各年最大一日及最大3日雨量。本次设计采用排频法计算设计暴雨。计算得到围区流域20年一遇最大24h暴雨量为277.6mm。3.5 设计洪水汇流计算采用推理公式计算。通过计算，可得围区流域20年一遇洪峰流量为19.36m3/s，峙中岙流域20年一遇洪峰流量为29.62m3/s，流域20年一遇最大24h洪量为19.11万m336、本地区气象1、气温据统计，本区年平均气温15.816.7，极端最高气温39.1，极端最低气温-6.6，八月平均气温27.0，一月平均气温5.3。2、降雨量本区年平均降雨量1279.4mm，年最大降雨量1888.9mm，每年49月降雨量约占全年的65%，年平均降雨日144.8d，多年平均相对湿度7980%。3、风况舟山地区是易受台风影响的地区，根据1949年以来37年的资料统计，影响本区域台风144次，平均每年3.9次，最多年份有7次。区域内受台风影响的程度以轻微影响（6级风力8级）和中等影响（8级风力10级）居多，分别占41%和37%，严重影响（10级风力12级）和极大影响（风力12级）分别占14%和8%。历年影响最严重的台风，从风力来看，1986年15号台风最大，定海、普陀的瞬时风速40m/s；从风雨结合看，1977年8号台风影响最严重，瞬时风速40m/s，过程降雨量定海达284.6mm（资料来源：舟山半岛工程可行性研究报告）。4、日照年平均日照为2024.52262.1小时，夏季日照时数占全年3335%，冬季占1920%，春秋季占2127%。月平均日照时数78月最多，约250300小时，占全年2527%。5、雾况年平均雾日数为16.3天，最多雾日数为29天（1967年），36月为雾季，平均每月出现雾日数为2.14.7天。37、潮汐本海区潮汐为不规则半日潮，一昼夜分两高潮和两低潮，平均落潮历时大于涨潮历时。工程区域内没有长期潮位站。工程区南部约22km处有定海潮位站，潮位资料均是从1978年开始观测潮位资料，到目前已有29年系统观测资料。由定海站19782006年资料统计，实测最高潮位3.14m（9711台风），最低潮位-2.13m，多年平均高潮位1.22m，多年平均低潮位-0.83m，平均潮位0.22m。根据岱山站19782006年潮位资料统计，实测最高潮位3.08m（9711台风），最低潮位-2.11m，平均高潮位1.15m，平均低潮位-0.79m，平均潮位0.20m。定海站、沈家门站的潮位特征值见表2-2。表2-2 潮汐特征值统计表站名项目定海（19782006）岱山（19782006）潮位（m）高潮最高3.143.08最低-0.12-0.14平均1.221.15低潮最高0.880.99最低-2.13-2.11平均-0.83-0.79平均潮位0.220.20潮差（m）涨潮最大3.973.92最小0.030.32平均2.052.10落潮最大4.184.02最小0.400.39平均2.052.10历时（时：分）涨潮5:405:58落潮6:456:663.8、工程地质1、土层分布特征根据岩土体的成因时代、岩性特征、埋藏分布条件及物理力学性质等，将勘探深度以浅岩土体划分为8个工程地质层，11个亚层。1层：淤泥 (海积mQ43)灰色，流塑，厚层状，局部为淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，含少量粉砂团块，无嗅味。该层高压缩性，性质差，局部分布，层厚4.607.00m。2层：淤泥质粘土(海积mQ43)灰色，流塑，厚层状，偶见有机质团块，局部为软塑状粉质粘土、粘土。稍有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。该层高压缩性，性质差，局部分布，层厚4.4016.90m。层：粉质粘土（冲湖积al-lQ32）灰黄、棕黄色，可塑。切面光滑，有光泽，粘性较强，韧性中等，干强度中等，含少量黑褐色铁锰质斑点，见少量灰兰色条纹和团块。局部混少量中粗砂、角砾。该层中压缩性，性质较好，全场绝大部分地区分布，仅在ZK6孔附近缺失，层厚4.5017.70m，顶板标高-41.30-13.52m。层：粘 土（冲湖积al-lQ32）灰、灰兰色，可塑，厚层状，局部含角砾及碎石，占1020%。切面光滑，有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该层中压缩性，性质一般，局部分布，层厚1.108.90m，顶板标高-37.08-25.24m。层：粉质粘土（冲湖积al-lQ32）灰黄、黄绿色，可塑，局部软塑。有光泽，粘性较强，韧性中等，干强度中等，局部见少量褐黄色锈斑，局部含少量角砾和中粗砂。该层中压缩性，性质较好，局部分布，层厚2.3015.80m，顶板标高-35.18-24.55m。1粉质粘土（冲湖积al-lQ32）灰绿、灰兰色，软塑软可塑，厚层状。有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。该层中压缩性，性质较差，局部分布，层厚1.0016.40m。顶板标高-47.16-39.14m。2粉砂（冲湖积al-lQ32）灰绿、灰色，稍-中密，切面无光泽，摇振反应迅速，含少量云母和贝壳碎片。该层中压缩性，性质一般，局部粉粒含量较高，呈粘质粉土状，仅在ZK5和ZK22孔有揭露。层厚2.202.60m，顶板标高-59.96-15.16m。层：粉质粘土（坡洪积dl-plQ31）棕红、灰黄、褐黄色，硬可塑，厚层状，含铁锰质斑点，混砾砂、角砾、碎石，该层土质不均匀，部分地段为含粘性土角砾。稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该层中压缩性，性质好，局部分布，层厚4.4022.00m，顶板标高-62.56-44.34m。层：含粘性土角砾（碎石）（坡洪积dl-plQ31）棕红、灰黄、褐黄色，中密-密实。角砾和碎石成分为凝灰岩，强-中风化，尖棱角状，一般粒径2-30mm，最大80mm，含量50-60%，不均匀，混10-20%左右中粗砂，余者为粘性土，该层土质不均匀，部分地段为含角砾（碎石）粉质粘土，中压缩性，性质好，局部分布，层厚1.2016.30m，顶板标高-40.51-5.41m。2层：强风化含角砾玻屑凝灰岩(J3)灰黄色，紫红色,凝灰结构，块状构造，岩石风化强烈，裂隙极发育，岩芯呈碎块、角砾状，用手锤能击碎，裂隙面见铁锰质渲染。局部分布，层厚0.401.80m，顶板标高-37.97-13.19m。3层：中风化含角砾玻屑凝灰岩(J3)灰黄色、紫红色，凝灰结构，块状构造，岩质坚硬，成份主要为石英、长石，岩石裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染。岩芯呈短柱状，碎块状，RQD=1030%，该层物理力学性质好。未见底，最大揭露厚度6.50m，顶板标高-38.77-13.79m。 基岩（J3c）：侏罗系上统c段酸性火山岩，岩性为灰色、深灰色玻屑熔结凝灰岩，块状构造，新鲜岩石致密、坚硬。2各土层物理力学性质指标；参照浙江省工程勘察院地质报告2008年3月得出下表：层号 设计 项目 地层 名称天然含水量天然重度孔隙比液限塑性指数液性指数快剪（内聚力）快剪（内摩擦角）W（%）(kN/m3）eWL(%)IPILC(kPa)（o）-1淤泥55.316.81.57441.117.71.747.62.3-2淤泥质粘土49.317.31.36841.117.91.398.33.1粉质粘土27.619.70.83140.616.60.3039.113.2粘土35.518.51.02346.021.30.4332.313.1粉质粘土29.519.30.86338.416.60.5730.713.3-1粉质粘土34.318.70.84736.416.50.7324.19.03、海堤地基工程地质及评价海堤地基由-1层淤泥、-2层淤泥质粘土、层粉质粘土、层粘土、层粉质粘土、-1层粉质粘土组成。海堤地基-1、-2、层软土力学性质较差,不可作堤身持力层，必须进行地基处理。本工程设计采用“控制加载爆炸挤淤置换法”处理软基。四、 爆炸处理软基施工方案4.1爆炸处理软基技术简介1爆炸排淤填石法简介:爆炸法处理软基，国外起始于30年代，国内于60年代开始用爆炸技术处理水下软基。80年代由中国科学院力学研究所、连云港建港指挥部、连云港锦屏磷矿、交通部第三航务工程勘测设计院合作，在连云港通过试验成功地应用于海上筑堤，并在此经验基础上申请了专利“水下淤泥质软基的爆炸处理法”（简称爆炸排淤填石法）。根据有关资料介绍, 爆炸排淤填石法筑堤的基本原理是：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，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成石舌滑向爆坑，达到置换淤泥的目的。 爆炸排淤填石法可以认为是“开挖换填”的延伸，其要点是：1、泥上要有覆盖水；2、施工从起始端采用陆上抛填；3、炸药埋入抛填体前面泥中0.450.55倍淤泥深；4、爆炸使抛填体向前塌落，软土被排开，石料一次落到坚实层上，并形成“石舌”; 5、炸药包埋入泥中的位置符合限定条件。爆炸排淤填石法因要求“石料一次落到坚实层上”，只对淤泥较薄的情况是适用的，据此编写的规范虽对淤泥厚度有一定放宽，但也认为合适的淤泥厚度为412米，同时，按照“爆炸排淤”的机理，爆炸用药量要极大，定额规定单耗在0.45kg/m以上, 施工成本较大也不安全。因此对淤泥厚度较大的工程，只有“爆炸排淤”是不够的，严格意义上的爆炸排淤填石法已不能适用。此法主要只考虑了爆炸的作用，而忽视了淤泥的物理力学性质和抛填石料的加载作用，由于受爆炸效果的限制和泥、石互动的影响，易造成抛填体最终断面和落底深度难以控制，使得部分海堤、尤其是在深厚淤泥上筑堤时产生堤身落底深度不够或超深、两侧平台宽度不到、堤身不稳等质量缺陷。此外，对淤泥层深厚、堤身为石料部分置换淤泥质软土地基的结构时，爆炸排淤填石法要求“石料一次落到坚实层上”会使石料超方, 造成经济损失。2爆炸（挤淤）置换法简介:经多年理论研究，基于土工计算原理，在总结抛石挤淤和爆炸处理软基工程经验的基础上，在参与浙江省水利厅的“爆炸置换法处理围垦软土地基技术的研究与推广”科研项目时,宁波科宁爆炸技术工程有限公司在洞头县北岙后二期围垦西围堤爆炸处理软基时提出了“控制加载爆炸挤淤置换法（简称爆炸（挤淤）置换法, 专利号：ZL 03119314.5）” ，控制加载爆炸挤淤置换法是“抛石挤淤置换法”的延伸。其要点是：（1）根据土工计算原理和堤身设计高度，经过分析计算确定堤身抛填高度。通过抛填高度的控制，最大限度地达到自重挤淤效果，又能保证堤上抛填车辆和布药机具的运行方便和安全，爆后堤顶不能超高；（2）根据抛填计算高度值和堤身设计断面，计算堤身抛填宽度。通过抛填宽度控制，使爆炸施工完成后堤身宽度尤其是堤身两侧平台宽度得到保证，同时尽量减少理坡工作量；（3）由抛填高度和宽度计算堤身自重加载挤淤深度，确定堤身要达到设计深度还需要挤除的淤泥厚度值。（4）根据以上参数值由爆炸作用原理和经验确定爆炸参数。（5）施工中，通过及时的测量、统计分析，调整和控制抛填和爆破参数，确保堤身断面的完整形成。3爆炸（挤淤）置换法爆炸作用效果:在爆炸置换法中,土及填料的物理力学性质是内因，控制抛填加载是手段，必要的爆炸是使挤淤过程得以完成的附加外载。炸药爆炸的作用效果表现为五个方面：（1）、爆炸成坑：爆炸产生的高温、高压，使土体破坏并被抛掷出去，在药包附近形成爆坑，达到排除淤泥的目的。（2）、堤身爆振下沉：爆炸产生地基振动，其最大加速度可达100g（为重力加速度），由于抛填体容重大于其周围的水和泥，在堤身振动时产生的附加动应力使堤下土体破坏挤出，堤身下沉。（3）、爆炸使堤身密实：堤身经多次爆炸振动，密度最大可达2000kg/m3以上，可减少堤身在使用期的自身压缩量，并提高堤身抗冲刷能力。（4）、爆炸使淤泥弱化：在施工过程中，由于堤头爆炸多次作用，在石料抛填之前，需要挤除的淤泥已受多次震动，强度弱化，有利于堤身下沉。（5）、爆炸加速固结：爆炸产生的冲击及附加动载，有利于堤下持力层加速固结，减少堤身工后沉降量。总之，通过控制加载（抛填和爆炸）挤淤，形成泥石置换；使堤身形成最接近设计的断面（落底深度和堤身宽度），达到控制工程质量和造价的目的。本工程拟派驻现场的爆炸处理软基施工负责人及主要技术人员主持和参与过近二十项爆炸处理软基筑堤的施工，已成功地将“控制加载爆炸挤淤置换法”应用于洞头县北岙后二期围垦西围堤、杨文围垦、广东阳江核电防护堤、岱山南扫箕、小长涂、江南山围垦等多个工程中，根据几年来的理论探讨和工程实践，爆炸挤淤置换深度在多处已突破20m，其中浙江省洞头县杨文围垦工程挤淤置换深度超过28.3m。实际上“控制加载爆炸挤淤置换法”在理论上可达到“使用要求置换多深，施工就可以使堤身达到设计深度”.4.2本工程爆炸处理软基施工特点在施工中应注意以下几个特点：1、原始涂面陡：围堤轴线位置涂面高程大部分约-0.5m,最低处涂面高程约-2.3m，堤身外侧为陡坡，坡比为1：6左右，特别是雄鹅头0+7851+504桩号段海堤轴线平均向外移了32米，这段给本工程爆炸处理软基施工很不利，施工不当有可能产生向外滑移。2、自然地质条件较差：本工程海堤轴线上地质勘探钻孔少，指导施工地质资料不详.加上海堤位置在陡坡上，对施工安全和质量都不利。3、石方量的控制问题: 本工程淤泥层深厚，设计采用了石料部分置换软基的堤身结构，从现场看部分石料较碎的情况下,实际抛填方量要超出设计断面方,又要加大工程施工成本。 4.3 总体施工方案及施工流水作业本工程施工采用“控制加载爆炸挤淤置换法”,根据设计断面形状和堤身结构特点.在爆炸处理软基施工时，抛填采用“堤身先宽后窄”的方法，爆炸采取“堤头爆炸，两侧爆炸，外侧爆夯”的工序施工。使得堤头抛填爆后水下平台宽度一次到位，而爆后补抛时堤身缩窄以控制方量，尽量减少理坡工作量。堤头爆炸时大块石尽量抛在前面，达到爆炸挤淤效果保证堤身达到设计深度，补抛时大块石抛在外侧有利于堤身防浪同时为抛石护坦和护面施工储备块石。内侧抛细料有利于防渗，便于土工布铺设。根据“控制加载爆炸挤淤置换法”的施工经验，本工程堤头爆填对堤身的影响距离会达到40米以上，因此施组设计堤头未进行侧向爆填段长度一般最少留40米，即堤头爆填推进长度大于40米后，才可进行侧向爆填。侧向爆填后即可进行外侧坡脚爆夯。侧向爆填40米，坡脚爆夯的一次处理长度一般为60米，台风期短一些。外侧坡脚爆夯后，可进行理坡和护底块石抛填。各施工工序分段长度示意如下图。未侧爆段侧爆及爆夯段堤头堤 身 图1 工序分段示意图44 施工工艺流程主要的施工流程为：施工准备测量放线堤头抛填爆炸抛填循环堤身侧爆循环堤外侧坡脚爆夯循环爆后挖泥、抛石、理坡跟进检测验收主要施工工艺的内容为： （1）测量放线：根据相关单位提供的坐标控制点，设立施工水准点及辅助施工基线，水准点及基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方。同时，据此设立施工标志、水尺等，并根据设计施工图进行放样，设立抛填标志。（2）堤身抛填：严格按施工组织设计确定的抛填宽度和高度进行堤身抛填。（3）堤头爆炸：当堤身抛填达到设计参数后，按施工组织设计文件要求的数量和重量制作药包，在堤头正面及侧面布设群药包，实施堤头爆炸。（4）爆后循环：堤头爆炸后补抛并继续向前推进，当抛填达到设计进尺后，再次在泥中埋药爆炸，这样，“抛填爆炸抛填”循环进行，直至达到设计堤长，如图2所示。（5）两侧爆炸：堤身向前延伸一定长度后，再进行两侧爆炸处理（侧爆）。在侧爆前，堤两侧出现较高的淤泥包，如处理不当，抛填体坡脚宽度和厚度难以保证，这是大部分海堤出现质量事故的主要原因。“控制加载爆炸挤淤置换法”在堤头爆填时已基本确保了堤身两侧的宽度，淤泥包的存在，使得必须经过侧爆才能保证平台落底深度和密实度。施工时炸药要埋入泥中。本工程设计在堤身前进50米以后，开始侧爆处理，一次处理长度30米左右。现场作业将根据波浪与泥包隆起情况调整.原泥面堤头爆填推进示意图堤头爆后补抛纵断面堤头爆后纵断面形状58m淤泥包爆前临时加高12m左右爆后堤顶高程图2（6）坡脚平台爆夯： 侧爆处理完成后，即可进行外侧坡脚平台爆夯，确保外侧平台的厚度、密实度和稳定。本工程因外海风浪较大，坡脚必须经爆夯处理，才有利于堤身和护面及人工块体的稳定。（7）对堤外侧进行挖泥并补抛基础块石，对水下平台不足的部分补抛大块石，平整坡面，挖除多余的石料。然后抛填护底石和进行护面施工，完成堤身施工。（8）施工检测：在每次爆炸前后，进行堤身断面测量和抛填量统计，采用自沉和爆沉累计算法及体积平衡法等进行分析，发现与设计有较大偏差时，及时调整抛填和爆炸参数。根据设计要求，部分或全部堤身爆炸完成后，进行钻孔探摸及探地雷达检测验收。A堤顶、堤头抛填推进形状ABCBC图3 堤顶、堤头平面示意图堤头抛填自沉断面堤头爆后沉降断面253867泥面泥面第一次爆填前后横断面图AA第一次堤头爆后补抛多次堤头爆后补抛第一次堤头爆后泥下断面多次堤头爆后泥下断面泥面泥面多次爆炸处理后横断面图B-B44.5m侧爆前断面侧爆后堤顶补抛断面侧爆后堤底预估断面泥面侧爆处理后断面图C-C18m4.0侧爆药包45施工准备施工开始前，首先应进行爆破区及周围现场的勘察，特别是周围建筑物设施的安全调查；按规定将有关材料送当地公安部门和水上安全监督部门审查批准，办理火工品购买手续，发布爆破施工通告。此后，连同其他资料文件报业主、监理工程师审查批准后实施。同时，根据业主提供的坐标控制点，水准点，进行实地校核，发现问题及时提交业主解决，在施工区内建立控制网点，水准点，便于控制施工进展，根据设计施工图纸进行放样，设立抛填标志。建立施工管理体系，建立爆破作业指挥机构和爆破人员的组织机制，制定岗位责责任制，制定施工安全和质量保证体系，建立原始施工记录和资料整理制度。建立和健全工程质量检查制度，严格执行“三检制度”。46装药机具的选择泥面药室（药包）底开门钻杆油压卡盘挖掘机导爆索抛石体图4 布药示意图根据不同工程的具体情况，爆炸施工时要有合适的布药工艺和机具，根据在洞头等多个工程的经验，本工程应用特制的大型挖掘机直压式布药机布药，见图4，可保证施工不受风浪影响，但因药包埋设深度较大，要求挖掘机的功率较大，才可以顺利完成施工。47淤泥包的应用的施工工艺根据在洞头县北岙后二期围垦围堤工程施工获得的经验，围堤软基的爆炸处理与防波堤和护岸堤有较大不同，主要表现在两侧爆填的工艺上。既要确保堤芯断面完整形成，保证工程质量，又要合理施工，保证工期和降低造价。48爆炸法处理软基工程施工方法及工艺说明 1、抛填尺寸: 围堤施工一般有抛石、爆炸处理软基、护面工程等项目。爆炸处理软基施工时堤身抛填高度和宽度按施工组织设计参数执行，堤头爆炸时堤顶抛填宽度比施工图设计尺寸要大，目的是经过爆炸处理后堤身最终能达到设计图断面。2、堤身断面差异: 爆炸处理完成后形成的堤心断面与竣工断面有一定差异（尤其是堤身坡脚和平台两侧轮廓线），这要经过机械理坡（可同时挑选护面块石）才能完全达到施工图设计尺寸。一般报价时将理坡费用单独列项或包含在抛石护坦及表面大块石理砌单价里面。3、方量计量: 港工定额规定堤心石断面每100m3要抛石128m3，主要原因是考虑到施工完成的堤芯断面与设计断面有差异和波浪冲损；并且其中有13m3要水抛，是考虑到水下平台宽度不足要补抛。根据实践经验,爆炸处理软基筑堤的堤心石断面方量的重量计量既不是按山体方（约2.5t/m3），也不是松方（约1.65t/m3），经验值一般按1.8t/m31.9t/m3计量，如石料含泥量大或石质太碎，计量还要考虑冲损。4、施工方法与爆炸处理软基成本的关系:爆炸处理软基的工作量包括堤身全断面,即泥面以下和泥面以上两部分.合理的爆炸处理软基施工应当是在爆炸处理完成后达到：（1）满足堤身沉降和稳定要求；（2）堤心断面接近竣工断面,后续工程施工方便，成本低；和（3）堤芯石方量不超出定额规定方量。针对本工程特点，在爆炸处理软基施工时，爆炸采取“(1)堤头爆炸，(2)两侧布药爆炸，(3) 坡脚爆夯”三道工序,相应的抛填采用“堤身先宽后窄，石料外大内细”的方法施工。抛填时平台宽度一次到位，爆后堤身缩窄控制方量，尽量减少理坡工作量。大块石尽量抛在堤身外侧，以利防冲抗浪，同时为抛石护坦和护面施工储备块石。五、 爆破器材的选择与使用51 、爆破器材的选择（1） 爆炸处理软基所用炸药应有防水性能，本工程拟采用2号岩石乳化炸药（GB18095-2000）及非电毫秒雷管，其具有良好的抗水性、可靠的安全性和贮存稳定性，使用时无环境污染，能满足本工程要求。5.2、爆破器材的使用（1）加工药包前应先检查爆破器材的质量，发现过期、变质或破损的爆破器材，不得在工程中使用。（2）药包大小要满足装药容器的尺寸要求，药包重量按设计确定。本工程拟联系定海民爆公司和炸药厂按要求订做药包。（3）爆夯药包的配重采用中粗砂，爆夯时配重量要较大，以防被浪冲走，一般与设计药包重量相当。配重用编织袋装好，将上述制做好的药包装入装有配重的编织袋内，扎紧袋口。5.3、爆破网路的连接装药后将每个药包的非电雷管拉出水面或涂面，将每个药包的非电雷管分2组,用2段和3段非电雷管并联一起形串联连接岸上起爆。爆破网路如下图所示起爆电缆线港外港内图5、爆破网路示意图堤 轴 线港外港内导爆雷管导爆雷管导爆雷管起 爆 器药 包 药 包 六、 抛填及爆炸参数设计计算 本工程采用“控制加载爆炸挤淤置换法”的计算公式，结合类似工程的施工经验，对抛填及装药参数进行设计计算。61、设计计算分段根据设计断面，各断面相关参数如下：项目桩号涂面标高（m）软基底面标高（m）置换软基厚度（m）堤身最大宽度（m）落底宽 度（m）0+105-1.5-24.52343.8021.740+200-1.02-22.020.9843.3521.740+470-1.07-23.522.4341.7423.020+666-0.8-22.021.240.9321.7462 、抛填参数计算1、抛填高度的设计计算根据土工计算原理和堤身设计高度，经过理论分析计算，确定堤身抛填高度。设计原则是：抛填施工方便、高潮位时堤顶不过水，爆后堤顶不超高的前提下，抛填高度尽量高，以最大限度地达到挤淤效果；为减少堤身及平台上多余石方的挖方量，综合多方面因素，堤头爆炸时取抛填高程为+6.07.0m。2、抛填宽度的设计计算“控制加载爆炸挤淤置换法” 计算堤身抛填宽度值的要点是：通过抛填宽度控制，使堤身宽度尤其是堤身两侧平台宽度和厚度得到保证，同时要尽量减少理坡工作量。内外侧堤顶抛填宽度PBi可以由设计的坡脚宽度Bi、抛填高度h和抛填堆石体安息角等三个参数确定。本工程抛填堆石体的自然安息角取为1：1.11.4，则内、外侧抛填宽度分别为：PBi=Bi-htg-B0 (i=内、外，h泥上首次抛填高度，B0=23m)3、各设计段抛填参数表海堤抛填参数设计成果表项目桩号爆前堤顶抛填宽度（m）抛填进尺（m）爆前堤顶高程（m）爆后堤顶抛填宽度（m）爆后堤顶高程（m）内港外港内港外港0+10516.0016.0056 711.0011.004.004.500+20016.0016.0056 711.0011.004.004.500+47016.0016.0056 711.0011.004.004.500+66616.0016.0056 711.0011.004.004.50注：抛填宽度将根据淤泥包隆起和堤身实测断面及时调整。63、 爆炸参数的计算 “控制加载爆炸挤淤置换法”计算爆炸参数的方法和步骤如下：（1）根据堤身抛填高度和堤身抛填宽度，确定堤身自重挤淤深度，自重挤淤深度D0通过如下公式确定：其中：Cu淤泥抗剪强度，B抛填堤顶宽度， D0堤身自重挤淤下沉量，h堤身原泥面以上高度（h=H-D），D设计挤淤置换深度，本工程为4.0027.00M。H抛填体总厚度，s 、淤泥、填料重度。 (2) 堤头爆炸下沉平均高度D1：K1为经验系数， D为设计挤淤置换深度 (3) 单药包重量计算：K2为经验系数， b每炮进尺， (4) 堤头爆填药包的间距a应满足如下关系：K3 为经验系数，值为球形药包的半径。(5) 堤头爆填布设的药包的个数M应满足如下关系：其中，M1为堤头前面所布设的药包的个数，M2为堤头两侧所布设的药包的个数，M1和M2应分别满足如下关系：，Bm为抛填时堤身在泥面处的宽度。K4 、K5 为经验系数。64、 药包埋深HB的设计计算爆炸法处理水下地基和基础技术规程中的药包埋深按公式 Hmw= Hm+w/mHw计算，式中 : Hmw计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m)； Hm置换淤泥厚度(m)，含淤泥包隆起高度；m淤泥重度(kN/m3)，取16.3 kN/m3；w海水的重度(kN/m3)，取10.3 kN/m3；Hw覆盖水深(m)，药包在泥面下的埋入深度HB按下表计取：Hm (m)4HB0.50Hm0.45Hm0.55Hmw理论计算药包与设计埋深如下： 单位（m）钻孔桩号置换淤泥厚度估算淤包平均高度水深Hw折算淤泥厚度Hmw药包埋深理论值HB药包埋深设计值HB 0+25519.564.02.002513.7579按爆炸法处理水下地基和基础技术规程公式计算出海堤的药包埋深有13.75m ，其原因在于该规程的适用范围为12m以内泥厚的情况。要达到如此埋深，相应的炸药量要极大。根据我们在多个工程的施工实践经验，药包埋深10m以上，单药包重量要达到60kg以上才能有较好的抛掷排淤效果。药包埋深和重量增大不但会增加布药时间，同时会极大的带来安全问题、石料落到坚实层上造成石料超方, 造成经济损失。因此，本方案药包埋深参考洞头北岙后二期围垦工程和杨文围垦工程爆炸处理软基的经验并经综合考虑有关因素进行设计。65设计成果本工程爆炸及抛填参数按以上方法计算、并根据类似工程的施工经验进行适当调整。综合得出以下设计成果：各段堤头爆炸参数设计表项目 桩号药包间距（m）单药包重（Kg）药包个数（个）药包埋深泥面下（m）单炮药量（kg）导爆雷管（发）0+1053.020127824027310+2003.020127824027310+4703.020127824027310+6663.02012782402731侧向爆炸参数设计表 项目桩号侧爆装药离轴线距离（m）药包埋深（m）药包间距（m）单药包重量（Kg）一次装药长度（m）内港外港内港外港内港外港0+10520242024463.0151521210+20020242024463.0151521210+47020242024463.0151521210+66620242024463.015152121注：1）药包埋深将根据泥厚及爆炸情况作适当调整。 2) 布药宽度根据爆炸堤身实测断面情况调整。 3) 侧爆内外港一次处理长度为21米,内港15 kg7个药包, 外港15 kg7个药包，总药量210kg。5、坡脚爆夯参数设计海堤外侧坡脚爆夯参数设计表单药包重量（kg）药包间距(m)药包位置药包距堤轴线距离(m)一次爆夯长度（m）103.0坡脚平台2060注：1）爆夯长度根据气象条件确定，台风季节适当缩短。七. 质量控制与检测71 工程质量控制程序工程质量控制程序见图偏 差正 常施工组织设计抛填高度、宽度抛填调整调整爆炸测量、估算落底情况探地雷达勘测与设计断面比较抛石体钻孔沉降位移观测测量分析不调整参数正 常偏 差爆炸参数不调整竣工、验收72、 工程质量控制标准1抛填质量控制标准围堤抛填料为101000Kg混合石料，以已有的爆炸处理软基的工程经验和研究证明，抛填料在满足设计要求的前提下，块度大、含泥量少者为佳。堤上推填和管理人员若发现石料不符要求，应立即报告，并要求供料方整改。根据工程经验，为保证质量，抛石体及测点各项允许偏差可为序号项 目允 许 偏 差 值1抛填宽度1.0 m2抛填高度-1.0 m3抛填进尺1.0 m4断面测量0.1 m2爆炸质量控制标准 爆炸施工各项参数允许偏差值 项目 序号药包制作重量及布药允许偏差1单药包药量q2（kg）0.05 q22药包平面埋设位置（m）0.53装药深度 （m）0.57.3、工程质量保证措施（1）建立健全质量保证体系，成立以项目经理为负责人的质量保证领导小组，参加人员有项目总工程师、爆炸处理软基施工负责人、及各工段长，使质量保证措施落实到每一道工序、每一个人； （2）在开工前要组织有关人员熟悉和研究图纸，充分领会设计意图。根据设计意图和现场实际情况，结合相关工艺，充分讨论，完善施工组织设计；（3）在施工前要组织有关人员进行技术交底，使充分熟悉了解地质环境情况、施工工艺及流程、操作规程，确保施工能按设计意图顺利进行；（4）堤头抛填每天有人专门计量和指挥，发现上堤的石料级配和含泥砂量有问题，及时汇报。同时加强与抛填施工单位的沟通和协作，保证抛填施工能满足爆炸处理的质量和进度的要求。（5）每次爆破前，向监理提交有关爆破参数，加强与监理、业主和设计单位的联系与沟通。（6） 每一个施工环节，都要进行质量控制并由专人负责，做好完整的记录。（7）药包制作及布设要有专业技术人员现场指导和监督。（8）每次爆破前后要认真进行断面测量，根据抛填统计资料、爆炸参数和爆前爆后断面测量结果，采用“自沉和爆沉累积计算法”（宁波科宁爆炸技术工程有限公司评估法）、体积平衡法等方法对爆填效果作出分析评估。（9）技术人员应及时整理、分析施工资料与数据，并根据施工过程中的工程质量检测结果或可能出现的土层变化情况，为后续施工提供参考，如有必要，对施工参数作出必要的调整。（10）定期和不定期召开爆炸处理软基相关人员的总结讨论会议。7.4、 工程质量检测方法（1）自沉和爆沉累积计算法（宁波科宁爆炸技术工程有限公司评估法）： 应用土工计算原理，根据抛填断面参数和土工参数计算堤身第一次抛填堤身自重挤淤深度D0，此后每次爆炸前、后测量堤身断面得到堤顶的下沉值Di（i=1N），并考虑到堤身因密实的压缩量，可估算堤身落底深度。公式为： D=D0+Di-H其中D为最终堤身落底深度，H抛填体总厚度，D0堤身自重挤淤下沉量，为堤身密实压缩系数，可取10%15%。（2）体积平衡法：在爆破施工期按堤头爆填影响距离，结合侧爆段长度进行抛填方量的统计，并测量爆炸处理后的堤身断面。计算出实际抛填方量和设计断面方量的差别。再结合“自沉与爆沉累计计算法”推算堤身泥面下的断面形状。（3）沉降位移观测法：对爆填结束的施工段，每25 m设置一个沉降位移观测点，单点连续观测时间不少于3个月，每点测量次数不少于15次。（4） 钻孔探摸法：根据设计要求布置钻孔，直接探明抛石体置换淤泥的落底状况。钻孔探摸应揭示抛填体的厚度、混合层厚度，并深入下卧持力层不少于13m。钻探应取土样并做土工试验，以判明各土层的物理力学指标。（5） 断面测量：根据设计要求进行探地雷达检测。按断面布置测线，测线应布满全断面范围，每50m探测一个断面。检测时，测点距离不大于2m 或采用不间断扫描方式。该法应与上述钻孔资料配合分析，才能获得可靠的物探分析精度。75. 工程竣工验收资料（1） 应提交各项施工记录，包括：抛填石料记录；单药包重量、药包数量、药包位置、施工水位、布药起始及结束时间、起爆时间、盲炮处理记录和其他应记录的资料。（2） 工程质量检测资料：包括钻孔、沉降位移观测资料和其它检测资料。八、爆炸安全分析及保证措施爆破周边环境：本工程爆破作业环境较好，雄鹅头西海堤东北方向是海域,西北方向是山体，西南方向山体背后是民房，爆破点距离民房约1500米，东南方向是海域和山体；附近不是主航道，基本无过往船只和人员。81 安全分析在完成爆破作业、达到工程目的的同时，必须控制爆破可能引起的各种危害，包括震动、个别飞散物、冲击波、噪音和爆炸产物等。（1） 爆破振动任何爆破，应严格控制爆破震动。按照国家标准爆破安全规程（GB6722-2003）的规定，爆破地震的地震速度不得超过建筑物的地面安全振动速度。主要类型建筑物地面安全振动速度按下表取用。序号主要建（构）筑物类型安全振动速度(cm/s)1土窑洞、土坯房、毛石房屋0.51.52一般砖房233钢筋混凝土框架房屋354重力式码头585水工隧洞106交通隧洞15爆破地震速度V应按下式计算：(cm/s)式中 R: 距爆破点距离（m），Q: 一次同时起爆药量（kg），如分段起爆则为最大段的药量。K、为与爆破地震安全距离有关的系数、指数，与爆区的地质、地形条件和爆破方式有关。根据爆破安全规程，按下表取用：本工程按抛填石料地基，取K=450、=1.65，村庄民房的允许安全震速按毛石房屋的要求（1cm/s）计，依据以上公式；本工程一次最大药量210280Kg，西南方向山体背后是民房，爆破点距离民房最近约507米，可计算振速0.25cm/s,爆破作业对周围民房建筑是安全的。对养殖根据爆破安全规程（GB6722-2003）安全距离没有明确规定。 （2）个别飞散物 爆炸处理软基筑堤施工时，药包埋在淤泥里面，上面有覆盖水，根据类似工程经验，个别飞散物的距离一般不会超过100米。本工程堤头、堤侧爆炸时最小安全距离取为250米，故能保证安全。 （3）水击波本工程由于是在海上滩涂爆炸，侧爆药包埋入泥下，外侧坡脚爆夯覆盖水控制在46米时起爆，故空气冲击波的危害可以不作考虑。水击波安全距离，根据爆破安全规程，经分析确定如下：保 护 对 象安全距离客 船1500米木 船500米铁 船250米人员游 泳1100米潜 水1400米（4）噪音本工程是在海