爆破挤淤填石施工方案

爆破挤淤填石典型段施工方案1编制依据1．1《港口工程质量评定标准》（JTJ098-71）1．2《防坡堤设计与施工规范》JTJ298-98；1．3《港口工程质量检验评定标准》JTJ221-98；1．4《海港水文规范》（JRJ213-98）1．5《爆破安全规程》（GB6722-2003）中华人民共和国技术标准。1．6《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》（JTJ/T258-98）交通部行业标准。2工程概况爆破挤淤填石法处理地基应进行实验段施工，本工程西围堤可取桩号为K100~K300长200m的范围、北围堤可取桩号为K900~K1000长100m的范围作为典型施工段，根据不同的淤泥层厚度变化调整爆破设计参数，以达到理想的地基处理效果，并根据典型施工段试验的结果修正爆破参数。试验段的简要概况见下表：位置平均淤泥深度(m)处理长度(m)爆后抛填顶标高(m)工程量(m3)K100~K20022.14100+4.05111474K200~K30024.39100+4.05123144K900~K100029.93100+4.052106103爆破挤淤处理软基技术简介3．1爆破挤淤地基加固原理：爆破挤淤填石的方法是在抛石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放炸药包群、起爆瞬间产生的巨大压力在淤泥中形成空腔，将淤泥破坏挤出去。当空腔继续扩大到一定范围，靠水面薄弱处，能量释放出去，同时抛石体借助自身重力，在受到震动后滑入空腔形成新的石舌，达到置换淤泥的目的。通过多次堤头推进爆破，第一次爆破位置的堤心石才能在这多次的爆破中不断下沉，最后达到设计要求的堤心石基础底标高，完成石头置换淤泥处理软土地基的目的。纵向爆破一段距离后，在堤身两侧进行爆破填石可使围堤达到设计断面要求。随爆炸参数、淤泥厚度及淤泥性质而异，这种“抛填-定向滑移下沉”过程将出现多次，直到抛石体接近下部硬土层为止。重复进行上述“抛填－定向滑移下沉”循环施工作业直至达到全堤设计要求。因爆破挤淤填石法在形成堤身断面的过程中，经过数十次上百次爆破震动，堤身的密实度较一般抛石堤密实得多。要点是：a.根椐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。通过抛填高度的控制，最大限度地达到挤淤效果，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；b.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；c.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;d.根据经验和爆炸作用机理确定爆炸参数。总之，通过控制加载（抛填和爆炸）挤淤，形成泥石置换；同时，经过抛填断面尺寸、爆炸参数控制，使堤身形成最接近设计的断面（落底深度和堤身宽度），达到保证工程质量和控制造价的目的。3．2抛填及爆炸参数设计爆炸参数与药量公式药包埋深HB，单循环进尺量LH应满足如下关系式：HB=（0.3~0.45）Hm （1）LH=3m~5m （2）线药量qL(kg/m)应满足如下关系式：f(x1、x2、x3……) （3）堤头一次爆炸药量Q1(kg)应满足如下关系：Q1=αB1.LH.Hm.f(x1、x2、x3……)（4）Hm为淤泥质土厚度，群药包布药宽度（B1）为堤顶宽度（B）的（0.8~1.2）倍，即：B1=（0.8~1.2）B；药包间距（b）等于1.5m~2.5m；群药包为单排；α为炸药种类换算参数。药量函数f(x1、x2、x3……)的确定药量函数f(x1、x2、x3……)是确定一次装药量的重要参数，选定的依据是爆炸后能形成充分的定向滑移，并在多次抛填加载后，达到符合设计要求抛石体底部置换深度。判别准则为淤泥剪应力与抗剪强度应满足如下关系： （5）Cu为十字板抗剪强度（kpa）K为爆炸强扰动引起的淤泥强度折减系数τ为爆炸及抛填荷载的剪应力爆炸药量是受淤泥物理力学特性、淤泥厚度及海况条件等多种因素制约的。完全反映这些因素的影响，确定既满足设计置换要求同时又经济可行的爆炸药量是很困难的。为此，采用如下工程方法确定爆炸药量。第一、根据经济系数计算爆炸药量从大量深厚层淤泥工程实例，总结分析得到的药量函数的变化范围比：f(x1、x2、x3……)=0.2~0.6 (6)是否有利于形成爆炸定向滑移置换是选定经验系数的判别标准，例如淤泥含水量大，力学指标低，淤泥层均匀，层厚大等情况，经验系数取偏小值。淤泥不均匀，力学强度由上至下渐增，爆炸覆盖水浅等情况，经验系数取偏大值。第二、试爆修正选定的经验系数及其单炮药量，应经过试验修正。试验要求为：a试验段长度不小于50米，试验段应选择在勘控资料可靠并有代表性的地段。b按爆炸设计参数进行地堤身爆炸c严格统计抛填方量，测量爆炸前后纵断面，按如下原则定：大约每21米进行一次体积平衡，预测堤身落底情况；d根据实测抛填方量与设计图断面方量，进行体积平衡分析。按设计要求，用钻孔或物探法进行辅助检测。e分析修正。f若出现堤身爆炸用药量偏小，可加强侧向爆炸，使试验段达到设计要求。抛填参数和爆炸参数是影响爆炸处理软基施工质量的两个重要因素，施工中必须严格执行施工组织设计书中所规定的抛填参数和爆炸参数，并协调好抛填与爆炸处理的作业关系。爆炸处理软基的抛填参数和爆炸参数设计如下（待试爆结束后做适当调整）。3．2．1堤头爆填围堤桩号K100～K200K200～K300K900～K1000抛填参数设计堤顶爆前抛填宽度（m）343441堤顶爆后抛填宽度（m）2020．523堤顶爆前抛填标高（m）9.0～10.09.0～10.09.0～10.0堤顶爆后抛填标高（m）5.05.05.0每炮抛填进尺（m）5～65～65～6爆炸参数设计药包间距（m）222单药包重量（kg）343746药包埋深（m）101113药包埋设平面位置距堤头前泥石交界1～2米距堤头前泥石交界1～2米距堤头前泥石交界1～2米一次爆炸药包个数（个）181821一次爆炸用炸药量（kg）6126669663．2．2侧向爆填围堤桩号K100～K200K200～K300K900～K1000抛填参数设计堤顶爆前抛填标高（m）9.0～10.09.0～10.09.0～10.0堤顶爆前抛填宽度（m）15.0～20.015.0～20.015.0～20.0一次处理长度（m）303030爆炸参数设计药包间距（m）222.5单药包重量（kg）313443药包埋深（m）101113药包埋设平面位置距堤头前泥石交界1～2米距堤头前泥石交界1～2米距堤头前泥石交界1～2米一次爆炸药包个数（个）161613一次爆炸用炸药量（kg）2×4962×5442×559堤头爆填推进示意图堤头抛填布药平面示意图堤头爆填横断面示意图侧爆药包布置断面示意图4施工主要工序流程图为:5爆填施工工艺5．1施工准备5．1．1施工公告经公安局对爆破设计审查同意后，我部与业主在作业区域张贴施工公告。施工公告内容：工程项目名称，工程设计、施工单位、爆破地点，爆破次数，警戒范围，警戒标志，各种信号及其意义以及以出信号的方式、安全措施等有关注意事项。5．1.2施工现场清理与准备①爆破作业前，应对施工现场和其它项目进行清理，完成与爆破作业无关的工作；准备现场药包临时放置，与制作场所。②在爆破作业地段、必须设置明确的工作范围标志、并安排警戒人员。③进入爆破作业现场的工作人员，要佩戴胸标或臂标,爆破员应随身携带“爆破作业证”。④施工作业期间,严禁与爆破作业无关人员进入现场。5.2施工工艺⑴测量放线：依据设计图纸放线，并按照进程及时设立抛填标志。⑵严格按照设计抛填参数进行堤身抛填，抛填石料应满足设计要求即：含泥量不大于5%。抛填时，尽量将大块石抛在堤身的两侧，使堤身在施工期有较强的抗风浪能力。⑶堤头抛填进尺大致5～6m后，按设计堤头爆炸参数进行堤头布药，施实堤头爆炸。⑷堤头爆炸后，继续严格按爆炸参数、抛填参数进行抛填，堤头进尺达到5～6m后再次进行堤头爆炸，如此按“抛填—爆炸”循环进行，达到设计堤长。⑸当堤头进尺超过30m时，按设计抛填参数进行补高、补宽后，并按侧爆参数进行侧向爆炸。⑹侧爆前后，均对堤身断面进行测量，探明堤身断面轮廓线及泥石交界位置。⑺根据测量结果，对堤身不足断面进行补抛、补炸，经过清坡，达到设计堤身断面。并通过体积平衡法，预估挤淤效果。⑻根据地质不同，围堤各个断面的沉降量不同，因此工程完工后堤顶预留超高也有所区别。采用爆破排淤填石法处理软土地基，工后沉降量较小，可根据典型段施工及各个施工段施工期沉降情况再决定预留超高。⑼在外坡护底块石施工之前应清除围堤内外两侧因爆破挤淤产生的堆积淤泥和外坡护底块石基础淤泥开挖5．3爆破挤淤单次循环时间点形象描述6根据不同工程的具体情况，爆填施工时要有合适的布药工艺:施工布药设备的选用应满足下列使用及安全要求：①满足装药深度要求；②满足药包的体积要求；③药包脱钩可靠；④装药效率高；⑤满足安全要求。根据本工程施工现场的条件，本工程采用两种装药设备（如下图所示）。（1）在淤泥厚度小于12米的区段，选用直插式装药机械进行布药。采用该种装药设备施工工艺简单，挖掘机行走部分为履带装置，对堤顶面的平整度要求较低，机械定位速度快，布药效率高。（2）在淤泥大于12米的区段，选用振冲式装药机械，该装药机具组成主要由：一台履带式吊车、一台振动器、一台发动机和装药圆管组成。爆填布药机（液压直插式）布药示意图爆填布药机（振冲式）布药示意图7爆破器材的选择与使用7．1爆破器材的选择爆破器材的选择应满足下列要求：（1）为保证施工质量与安全，减少对环境的污染，本工程施工使用安全爆炸性能好、抗水性能强、环境污染小的乳化炸药。（2）为保证施工安全，本工程施工选用满足传爆和引爆要求的塑料导爆索作为传引爆器材。（3）起爆器材采用两发同厂、同批号的毫秒微差电雷管，以减少震动、加强安全起爆。7．2爆破器材的使用（1）爆破作业人员必须接受相关的安全技术培训，经过理论和实践考核，取得安全作业许可证。（2）爆破器材由专人领取、保管、使用、退库，并对其使用情况进行详细记录。（3）施工前，必须对爆破器材的各有关性能实施检查验收，并针对工程实际需要进行必要的现场技术性试验。（4）药包制作应在专用加工房作业，药包防水需根据施工的浸水时间和承受水压采用相应的防水措施，药包配重宜使用砂、石粉等材料。（5）爆破网络：在淤泥深度小于12米的区段爆破网络由电雷管、主导爆管、支导爆管和药包组成；在淤泥深度大于12米的区段爆破网络由电雷管、主导爆索、支导爆索和药包组成，爆破网路或药包不得出现扯拉缠绕，若发现应及时处理。爆破网路示意图8工期保证措施8．1工期目标本工程爆炸处理软基进度和工期基本由石料抛填速度决定，只要石料抛填有保证，每天均可进行爆炸作业。根据整个工期要求,单头日平均爆破次数为2次,单头日平均抛填量为10200m3。按抛方13方/车计算，单头平均日抛填车数785车。8．2工期保证措施8．2．1工程开工前，制定严密、合理的施工进度计划。本工程施工必须严格按监理工程师审查批准的施工进度计划实行，按施工进度计划控制一切生产活动。只有严格执行施工进度计划，才能保证生产进度按预定的进度进行。8．2．2工程进度计划的编制，从现场的实际情况出发，考虑各种可能影响的因素，预留工程量变更、恶劣天气影响等余地。同时施工进度计划编制必须从实际生产能力出发，考虑到实际施工期内可能经历的气候变化、人员变化，具备较高的可执行性。8．2．3开工前根据总进度计划，分解编制出月、周进度计划，实际施工按月、周进度计划控制。编写月、周施工进度计划，并报监理工程师审批，必要时应根据业主意见作局部调整，并以调整后的计划作为控制标准。8．2．4月底由项目经理主持，对本月计划执行情况进行评估、总结，找出与进度计划不一致的问题所在，提出书面考核意见及改进意见，并下发调整后的月进度计划供生产调度会执行。同时通报给各有关责任人。8．2．5对于实际进度滞后于施工进度计划情况，认真分析原因，找出问题所在，并采取各种切实可行措施，使实际进度回到批准的进度计划上来。对有关的责任人员或部门，应根据内部管理考核细则，作出处理；若属非经理部自身原因造成，应向业主及监理工程师解释清楚，并采取各种可行的补救措施，使施工进度计划回到原先的进度计划上，令业主满意。9质量控制9．1工程质量控制标准9．1．1质量检验评定标准⑴抛填石料的规格和质量必须符合设计要求和国家现行标准的有关规定。⑵抛填和爆炸施工的程序和爆炸参数应满足设计要求和经实验段施工所确定的施工参数。⑶堤身两侧壅起的淤泥应在进行护坦和棱体抛石施工前清除。⑷爆破挤淤填石偏差、检验数量和方法应符合下表的规定。爆炸挤淤填石允许偏差、检验数量和方法序号项目允许偏差（mm）检验单元和数量单元测点检验方法1填石底面标高设计仅有标高要求时0-1000每一断面（每500m2一个断面，且不少于三个断面）2～3钻孔检验设计既有标高又有土层要求时+10002泥面处堤身边线+10000每一断面（每10～20m一个断面）2用水深测杆检查9．1．2爆炸质量控制标准①药包制作及布放允许偏差应符合下表规定。序号项目允许偏差1单药包药量Q(kg)±0.05Q2药包平面位置(m)＜0.33药包埋深(m)±0.3②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相邻两炮抛填进尺与设计进尺之差不应大于0.5m。如果单炮堤头爆炸进尺超出设计规定的长度范围，下一炮应及时缩短进尺，保证连续三炮的堤头爆炸平均进尺小于设计进尺。9．2工程质量保证措施9．2．1在施工前爆破施工单位应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、爆破工程师及各工段长，使质量保证措施始终能够落实到每一道工序和每一个施工人员。9．2．2施工前，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，精心完善施工组织设计。9．2．3在施工前要组织有关人员进行技术交底，使施工技术人员充分了解、熟悉工程地质环境情况、施工工艺及流程、操作规程，确保施工按设计要求顺利进行。9．2．4施工过程中，各工序均要严格按照施工工艺和操作规程进行实际操作，做到标准化、规范化作业。同时，对于专业性强的工种加强技术培训，努力提高全员技术素质。9．2．5认真作好每一个施工环节的质量控制工作，并做好完整的记录。堤头抛填要有专人负责计量与指挥协调，药包制作与布设要有专业工程师实施现场监督和指导，爆破前后要对堤身断面进行认真测量。9．2．6每次爆破施工后，要组织技术人员根据抛填统计资料、爆炸参数和爆前爆后断面测量结果，对爆填效果做出分析评估。9．2．7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，对施工参数做出必要的调整。9．2．8根据工程实际进展需要，对合拢段等特殊施工方案提出专项施工组织设计，并认真组织实施。9．2．9爆破施工应加强与项目业主、监理和设计单位的联系，以便在施工技术方面得到广泛的支持与合作，及时解决施工中可能遇到的技术难题。9．2．10爆破施工技术人员应加强与抛填施工技术人员的沟通和协作，保证抛填施工满足爆炸处理施工技术和质量的要求。9．3工程质量检测程序工程质量检测程序见下图。工程质量控制程序9．4工程质量检测方法采用以下方法，对施工过程和施工结果进行质量检测。9．4．1自沉和爆沉累积计算法：根据抛填断面及每炮爆前爆后测量结果，估算堤身落底深度。9．4．2根据应用自沉和爆沉累积计算法的结果，结合每炮抛填石料质量与方量记录，估算堤身落底深度和宽度。9．4．3体积平衡法：在具备抛填计量条件下，于施工期分段应用，根据实际抛填方量和设计断面方量推算堤身断面形状。9．4．4沉降位移观测法：对爆填结束的施工段，每50米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。9．4．5钻孔探摸法：直接探明抛石体置换淤泥的落底状况。根据本工程的实际情况，钻孔探摸不少于5个横断面，每个断面布置钻孔3个，且第一次钻孔与探地雷达同步进行，钻孔应通过抛石体并深入下卧持力层不少于2m，以判明各土层的物理力学性质。9．5工程验收标准9．5．1工程交工验收时应提交各项施工记录，包括：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、抛填石料记录和其他应记录的资料。9．5．2施工期与使用期内，堤身不得出现滑移。9．5．3其他相关项目的验收标准应符合现行行业标准的有关规定。10安全、环境控制10．1爆破安全10．1．1爆破安全分析爆破施工是一种特殊作业，安全始终是第一位的。在完成爆破施工作业，达到工程目的的同时，必须控制因爆破作业可能引起的各种危害，包括地震波、冲击波、飞散物及噪音等对周围人员、建筑物、机械设备和船舶的危害。10．1．2地震波爆破地震波是指爆破时炸药的一部分能量转换为地震波，从爆源以波的形式向外传播，经过介质达到地表，引起地表的震动，其震动强度随着爆心距的增加而减弱。根据国家技术标准《爆破安全规程》和交通部行业标准《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》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12一般砖房2～33钢筋混凝土框架房屋54重力式码头5～85水工隧洞106交通隧洞15爆破地震速度V应按下式计算：αV=K·(cm/s)(1)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、α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，本工程取K=450、α=1.65。爆破方式爆区地质爆破挤淤填石Kα天然岩石地基4001.35抛填强夯地基5001.43抛填石料地基4501.65依据以上公式、数据和距周围建筑物的距离，可计算得出一次同时起爆的最大允许药量（见下表）。距离100米150米200米250米300米350米V＝2.0cm/s52Kg178Kg423Kg826Kg1427Kg2267KgV＝1.0cm/s15Kg50Kg120Kg234Kg405Kg643Kg针对本工程的特点，在最初的施工区段（K000~K500），由于爆破点距离公路、待拆除养殖场、水闸1和2较近，为了保护这些基础设施的安全，必须至少分四段的毫秒微差爆破。10．1．3冲击波爆破冲击波是指爆破时炸药的一部分能量转换为水中或空气中的压缩波，其传播规律也是随爆心距增加而强度减弱。由于本工程施工的爆破药包埋于泥下，单药包重量小，故空气冲击波的危害可以不作考虑。根据《爆破安全规程》，水中冲击波的安全距离确定如下：陆上人员、机械：350米木船：500米铁船：350米游泳：2000米潜水：2600米鱼类养殖：1600米10．1．4飞散物爆炸处理软基施工时，个别飞散物的距离与装药量、装药深度及覆盖水深等有关。鉴于本工程单炮药量情况及考虑环保所形成的无水爆炸施工环境，根据类似工程经验本爆破现场个别飞散物的距离可控制在300米以内。本工程堤头爆填及两侧爆填时最小安全距离取为350米，故能保证安全。3.1.4噪音本工程爆破施工药包深埋泥下，具体施工中采用微差控制爆破技术故声响不大；而装药过程中的机械噪音更低，其影响可以不作考虑。10．2安全技术措施安全目标：重大人员伤亡事故为零，一般人员伤亡事故为零，人员轻伤事故为零。机械伤亡事故为零。10．2．1爆破施工单位必须建立健全安全管理体系，成立由项目经理为组长的安全生产领导小组，切实行使安全管理与监督职能。10．2．2根据实际需要，可在正式爆破施工作业前进行现场爆破试验，通过现场实测数据，分析计算取得K值和α值，进而更合理地设计爆破参数。同时，建议业主视工程需要在施工期委托有地震监测资质的单位进行地震监测及时掌握爆破施工对周边建筑物的震动影响情况。确保安全并避免不必要的矛盾。对距离爆区350米的建筑物进行拆迁,对海上养殖区进行迁移到1600米以外。10．2．3为保证施工安全，尽可能降低对施工区周边单位正常作业的影响，针对港区内的实际情况，成立由有关单位（施工、业主、监理）派人参加的爆破指挥领导小组，统一协调各有关（施工和周边）单位的警戒事宜。10．2．4警戒：起爆前派出交通船，进行海上警戒。各警戒点必须事先勘察设定，并有专人负责。警戒点之间要互相通视，保持密切联系。爆破警戒开始后，要同时发出视觉和声响信号，告知有关人员、机械设备、航行或停靠的船只等，取得配合，及时撤至安全地带。10．2．5两侧爆填布药线长度应根据安全距离控制的一次最大同时起爆药量及施工能力确定。为尽可能降低爆破震动对周围的影响，拟采用分段延时控制起爆技术，以控制一次同时起爆药量。10．2．6爆破施工后由专职爆破安全员进行现场安全检查，在确认无安全隐患后，方可解除警戒。10．2．7药包由分支导爆索引爆，分支导爆索引至堤顶与主导爆索联接。爆破采用电起爆，起爆器由专职爆破员保管和使用。10．2．8夜间或大雾时不得进行爆破，雷雨时必须停止爆破。10．2．9火工品的购买、运输和使用严格遵守《中华人民共和国民用爆炸物品管理条理》和《爆破安全规程》及当地公安机关的有关规定。11火工品材料表防水乳化炸药（吨）（不包括损耗）28.2导爆索（万米）（不包括损耗）6.5导爆管（发）（不包括损耗）98.7电雷管（发）92512主要劳动力使用计划表工程技术管