1、1连云新城围海造地爆破挤淤围堰施工技术研究中图分类号：TU74 文献标识码：A 绪论 前言 我国沿海地区人口密集，经济发达，随着城市化进程的不断深入，土地需求数量持续增加，土地资源的供求矛盾将会日渐突出。围海造陆和滩涂开发用于城市建设和工业生产，为解决土地稀缺问题和利用沿海丰富的海涂资源提供了有效的途径。珠三角、长三角、环渤海以及连云港、温州、厦门、天津等地区“十一五”期间都进行了大面积围海造陆工程。目前围海工程一般都进行围海施工并在吹填后进行软基加固处理，因此工程面临解决的首要问题是选择何种适合的施工技术方案在满足质量、工期要求的同时进一步节约投资成本。连云港连云新城是典型的围海造地项目，其
2、低透水性、高含水量的淤泥性质具有很强的代表性。本文希望通过对该项目施工技术的研究，从施工细节入手为类似项目提供参考借鉴。 研究背景 连云新城规划 2005 年，连云港市政府组织了东部滨海发展战略规划国际咨询，2提出了连云港空间发展思路“城市东进，拥抱大海” ，调整了城市空间发展方向。根据 2007 年连云港市城市总体规划（20072020）纲要及连云港海滨新区分区规划（2007-2020） ，连云港将按照“一心三极”（如图 1-3、图 1-4 所示） 的空间布局，实施东进战略。 “一心”就是在浅海滩涂上兴建一个 48.88 平方公里的全新的滨海新区（2009 年后更名为“连云新城” ，以下简称
3、“新城” ） 。 图 1-3 远景“一心三极”空间结构图图 1-4 海滨新区功能区位图 图 1-5 海滨新区位置图 工程地质 工程范围内所揭示的地层上部为淤泥及淤泥质粘土层，该层分布稳定，揭露层厚大（9m14m） ，为海湾缓慢流水条件下的沉积物。淤泥及淤泥质粘土均为欠固结土，呈絮状结构。其特点为高含水量、高孔隙比、高压缩性、低强度、弱透水性、变形量大。 主要研究内容 本文希望通过对连云港海滨新区连云一期基础设施陆域形成项目施工技术的研究，总结无水爆破挤淤抛石围堰施工技术，为类似工程提供有益借鉴。 本人在该项目先后担任施工方项目副经理及业主方工程部经理，主3要负责施工管理及现场协调工作。 爆破挤
4、淤围堰施工 工程特点 本工程的淤泥层较厚，含水量大，适合爆炸处理施工，但由于本工程堤身承受较大横向载荷，因此要求必须严格保证堤身落底深度和宽度。原泥面高，加上隆起的淤泥包影响，大部份爆破是在无覆盖水的情况下进行，对爆填效果产生不利影响。为保证围堰落底深度，抛填施工时必须保证爆前堤头高度。 本工程吹填区围堰以端爆外侧爆围堰形式为主，隔堰采用端爆（不侧爆）围堰，施工通道和近岸段围堰采用抛填开山石自重挤淤围堰。抛填区开山石自重挤淤，周围进行侧爆迫使抛石体落底。 图 2-1 端爆（无侧爆）围堰结构断面图 爆破挤淤施工工艺 施工方法 端爆 抛填前，在围堰的两侧设立导标和桩号标志。自卸卡车和推土机根据导标
5、指示的方向和宽度推填堤心石。围堰向前推进的过程中要经常用长卷尺测量推进长度。当达到端爆循环进尺要求长度时，还要测量其宽度和高度是否达到要求。 4本工程淤泥面高，适宜采用陆上布药机进行布药。将预先炸药制作成要求的尺寸和重量。布药时，将布药机开上堤头中央位置。将布药杆吊起，放在堤面上，人工将炸药放入布药杆下端炸药套管中。在泥石交界面前 12 米，按预定的药包间距，逐次插入布药杆，将药包逐个埋入淤泥下。药包全部埋好后，连接导爆索。确定所有机械、人员均撤到安全距离以外后起爆。 炸药在爆破时产生气体，在淤泥内形成空腔，同时爆炸的震动效应使淤泥受到强烈扰动，强度大大降低，石体在自重作用下下沉，并沿淤泥强度
6、小的方向滑移。在严格控制循环进尺和抛填高度的情况下，经过多次爆炸和振动，石体落到持力层上，完成了石体对淤泥的置换。 图 3-2 抛填堤开山石及布药作业 侧爆 完成堤头爆填后，石体基本落到持力层上。为加大围堰落底宽度，提高围堰的稳定性，需对堤身侧面埋设炸药，进行侧爆。为提高侧爆效果，爆破前要对埋设炸药的一侧进行加宽加高。围堰可分段进行侧爆，每段长度一般在 50 米以上。 爆破工艺 药包施工 （1）在爆炸处理作业施工前，将药包配重（水泥砣或砂袋）预先制作完成。主要材料为水泥、砂、石料等。 5（2）爆炸处理作业前计算药包数量、总药量，并通知炸药库在指定时间运到工地。 （3）爆破挤淤施工采用散装乳化炸
7、药，主要是考虑炸药的防水，而且乳化炸药在药包加工过程中不易散落。乳化炸药的性能要满足出厂时的性能参数，防止乳化炸药时间过长，性能减低。 （3）选用防水塑料导爆索，导爆索每米含 TNT 量为 1.5g。 （4）单个药包的重量按淤泥层厚度计算选取，药包重量的计量用台秤称重。单药包的重量误差为 5。 （5）采用塑料编织袋防护，塑料编织袋尺寸为 4070，编织袋要求有一定的抗拉强度。 （6）爆破挤淤采用集中药包，单个药包的重量根据设计选取。将称量好的炸药装到塑料编织袋内；将导爆索的一段做成起爆头，插入炸药内部；用细麻绳捆扎袋口。导爆索的另一端用塑料防水胶布包扎。 材料及制作要求 （1）检查导爆索的外观
8、质量，如有过粗、过细、破皮或其它缺陷部分均应切除。 （2）每盘导爆索的两端应先切掉 5cm，使用快刀切取导爆索，切口应做防水处理。切割时工作台上严禁摆放电雷管。 禁止切割已接上电雷管或已插入炸药的导爆索。 （4）导爆索需用搭接连接时，搭接长度不得小于 15cm，并绑扎结实。导爆索禁止打结或打圈。 （5）药包制作应在专用加工房作业。 6（6）药包防水应根据药包需要浸水时间和承受水压采用相应的防水措施，必要时以现场浸水准爆试验加以确定。 作业机械及装药作业 （1）本工程中爆破挤淤施工的装药机采用一台改装后的反铲挖掘机，配备两套特制布药器。装药机的装药深度最深为 11.0m。选用陆上成孔、装药的装药
9、工艺，该工艺是在陆上用吊机和装药器成孔、装药。 （2）装药操作时装药机行至指定位置，提起装药器，通过吊机的行走和旋转将装药器定位，启动振动器，在设计位置上成孔，达到深度后，由技术工打开装药器上部的药室小门将做好的药包沿管内下放至管底；人工打开装药器下部开关门，吊机上提，药包在配重下下落至设计位置。提起装药器进行下一循环作业。本工艺埋设一个单药包约 5min。 图 3-3 起爆网络连接示意图 爆破网路 （1）堤头爆破共布置 810 个药包，爆破挤淤的爆破网路有电雷管、主导爆索、分导爆索和药包联成。单个药包内不放置电雷管，导爆索起爆药包靠起爆头激发能量。爆破网路布置图见图 3-3。 （2）起爆电雷
10、管的集中穴应朝向导爆索传爆方向，导爆索端部伸出电雷管的长度应大于 15cm。 爆破挤淤施工质量与安全控制 爆破挤淤质量控制 7抛填尺寸及爆破参数的确定及调整程序 （1）根据施工图纸和有关规范的要求，由爆破挤专业分包单位在编制施工方案中确定抛填尺寸及爆破参数，经项目总工审核、监理工程师批准后实施。 （2）鉴于爆破挤淤围堰的质量与土的物理力学指标、泥层厚度密切相关，施工过程中应根据图纸、地质资料和体积平衡数据，在已制定的爆破方案的基础上，对抛填尺寸和爆破参数在小范围内进行调整。抛填尺寸和爆破参数的调整由爆破分包技术负责人、主管爆破的工程主管、项目总工和监理共同讨论确定。 （3）爆破施工方案及其调整
11、内容应以书面形式进行技术交底。由项目总工负责对分包技术负责人和工程主管进行技术交底，分包技术负责人向爆破施工员技术交底，工程主管向抛填组主管和施工员进行技术交底。 爆破质量控制要点 （1）要求每次对药包个数进行清点，确保药包个数达到爆破方案的要求，定期称量药包重量。 （2）检查布药间距离，药包间距误差不得大于 0.5m；注意最外两个药爆的位置准确。 （3）布药时插药杆要保持垂直，近量缩小药包与抛石棱体间的距离。（4）防止回带和导爆管拉短。当断一条导爆管时，应缩短下一个药包的间距，以引爆上一个药爆。当断裂两条导爆管时，应缩短下一个循8环进尺的长度，以保证落底深度。 抛填质量控制要点 （1）在围堰
12、两侧设立导标。圆弧段应分段立标控制，导标与控制线的偏移量不得大于 0.2m。 （2）采用车数控制法和皮尺测量法进行抛填进尺控制。抛填进尺要做到堤顶进尺、泥石交界面进尺和布药位置进尺三统一，要求抛填进尺偏差0.5m。 抛填宽度偏差0.5m。 抛填高程偏差+0.3m。 （3）要求质地坚硬，无风化剥落和裂纹现象，且有良好的抗风化能力，在水中浸透后的强度要求不低于 30MPa 。同时堤心石的含泥量小于10%，大于 10%的不得抛填。 检测方法 （1）爆前爆后高程图：爆前爆后对围堰进行测量，并根据测量图纸对循环进尺、抛填宽度、抛填高度、抛填车数等控制指标进行评价。 （2）测量断面法（体积平衡检验）：严格
13、统计抛填方量，测量爆炸前后纵断面，按如下原则定：在试验段，每 10 米进行一次体积平衡，预测堤身落底情况；在试验段以后，根据前段体积平衡提供的数据，每2050m 进行一次体积平衡。根据体积平衡分析结果，施工中要及时调整抛填量与爆炸处理参数。 （3）钻孔检测：钻孔检测其可信度大，但是由于费用高、钻孔时间长，因此只能作为抽检手段。爆填堤心石完成后，进行钻孔抽检，按横断面布置钻孔，每 200 米一个断面（典型施工段 50m 一个断面） ，每个断面布置 3 个钻孔，钻孔布置在内坡中、堤中、外坡中，并深入泥石混合9层底面以下不少于 2m。 （4）沉降位移观测：每 200m 设一组沉降观测点，每组布置 3
14、 个钻孔，钻孔布置在内坡中、堤中、外坡中，要求工后累计沉降量小于30cm。 安全控制 国家爆破安全标准 安全震动速度：按国家标准 土坯房、民房 0.7cm/s 非抗震建筑物 23cm/s 爆破飞散物安全距离 300m 水中冲击波安全距离 500m 空气冲击波安全距离本工程不予考虑 海上养殖影响区 植物100m 动物300m 本工程安全警戒范围 本工程爆破作业安全主要应注意以下两个方面： （1）爆破过程中来往船只，水下工作人员与施工人员安全。主要表现为水中冲击波与淤泥和碎石的抛掷。爆破时水面布置两条警戒船，堤上设置三道警戒线。 水中激波安全距离 1300m 飞石与淤泥抛掷安全距离 200m 10
15、水面警戒距离 400m 堤上警戒距离确定为人员 300m，机械设备车辆等 200m （2）爆炸震动安全。根据爆破震动控制相关规定，一般房屋，非抗震建筑物的安全震动速度为 0.73cm/s，而沿岸建筑物各控制点距离爆破点最近处为 500m，根据公式： 其中， V：爆炸引起的震动速度（cm/s） Q：单炮药量（kg） R：建筑物距爆区中心距离（m） 取 Q 1000kg，R 500m，算得 V 0.71 cm/s，小于安全允许震动速度。 火工品安全运输、储存保管 按爆破安全规程规定，购买、运输均由持证上岗的专业人员进行，并由爆炸处理部负责人同行监督。本分项工程采用民爆公司配送制或总包配送制，同时委托当地公安部门指定的火工品库代为保管。 起爆信号 放炮前 30 分钟放陆上和海上警戒，发出警报信号。当人员和设备撤至安全范围，并确认安全后，爆炸处理部负责人发出起爆讯号，由爆破工起爆。 本章小结 必须尽可能的加大爆前堆高压载并适当加大药量，必要时开挖围堰
