718 水下基床爆炸夯实工法.docx
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718水下基床爆炸夯实工法
3注_________________________________________________________________________作业文件
中港第四航务工程局
水下基床爆炸夯实工法
开始实施日期
2004年
5月1日
版本号：
1
编号：
QI7-18
第1页共9页
修改记录
修改号
生效日期
修改页次
修改理由
修改号
编写
审核
会签
批准
批准日期
王金堂
周锡光
王定武
邵慧敏
傅立容
2004.4.8
1概述
重力式码头水下抛石基床爆炸夯实（简称“爆夯”）是港口工程的一项先进技术。
它具有设备简单、作用能量大、基床密实效果好、工期短、工程造价低等明显优点。
1.1工艺原理
水下基床爆夯是利用基床顶面悬挂的炸药包所产生的巨大能量振动基床，从而使不均匀排列的块石或砂在爆炸冲击力作用下重新排列、相互挤紧，达到基床的密实效果。
1.2工法特点
1.2.1水下基床爆夯每层密实厚度为4～8ｍ，每层无前期预压密历史时施爆3～4遍；有前期预压密历史时施爆2～3遍可以达到《重力式码头设计与施工规范》中10～20%的夯沉量的要求；
1.2.2爆夯的基床面平缓，易于整平；
1.2.3经爆夯后的基床密实效果好，码头墙身的沉降、位移小，有利于码头的整体稳定；
1.2.4爆夯的作用力大，施工速度快、工期短。
2适用范围
本工法适用于一般的水下抛石或换砂抛石基床的密实。
对于深水水工建筑物的宽厚基床密实，本工艺更发挥其优势。
3参照文件
3.1《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》JTJ/T258-98
3.2《爆破安全规程》（GB6722-86）
3.3《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》（1984年1月6日）
3.4《中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例》（国发[1983]202号文）
4实施要求
4.1工艺流程图
4.2施工要点
4.2.1分层抛石
基床厚度大于等于4m，宜先用500m3开底铁驳进行粗抛，再用民船补抛。
底层石面高差可控制在±50cm，顶层标高的偏差应控制在±15cm。
抛填时要勤对标、勤测水深，采取宁低勿高的原则。
4.2.2药包制作
⑴按设计要求称量炸药装入塑料袋内（爆夯的参数设计可参照附录Ⅰ），并外套编织袋加固。
⑵ 切取导爆索3m，在两端头切口处用胶布封死防水。
然后将1/2处折叠成双股，在双股的任一端12～13cm处再叠成4股，用黑胶扎紧（称之为包头或起爆头）。
将包头插入炸药包内，另一端从塑料袋口引出，随即将塑料袋口捆扎紧，绑好的药包放进编织袋的底部，上部再放进适量的塑料泡沫，以使编织袋能在水中浮起。
4.2.3配重袋制作
配重袋是用另一编织袋内装适量的砂扎紧口部而成，配重袋和炸药编织袋用绳连接，沉到基床面，坠住炸药包。
连接绳的长度即药包悬挂高度。
炸药包和配重袋的连接见附录Ⅱ。
4.2.4导爆索的配备
首先应备齐连接每排药包的支线导爆索和连接各排的主干导爆索，为起爆可靠，支线和主干线导爆索均采用双股，其长度根据设计布药宽度和水深确定。
4.2.5药包的布放
⑴宜取正方形网格布置,间、排距可取2～5m，分遍爆破时，药包应插档布置。
⑵在平面上分区段爆破夯实时，相邻区段布药应搭接一排药包。
⑶药包悬高h2≤（0.35～0.50）q21/3，（见附录I）对无爆后石面平整度要求或石层下卧层为非岩石地基的工程，可将药包直接布放在石面上。
⑷应取逆风、流向布药顺序。
并采用每间隔一定排数（单排或双排）起爆一次，使爆区间有一定距离，起爆数次后再进行间隔处的爆夯。
条型布药平面见附录Ⅲ。
⑸利用工作船将药包运到爆夯现场，将药包逐个连接在支线导爆索上，导爆索在同侧引出，并在端头系上浮物。
在该船的一侧按药包间距定位，制作一套用于沉放药包的滚动轴，每包炸药由一人负责沉放，几位操作工人同时将同一断面的几包炸药沿滚动轴沉放到基床面后自动松钩。
4.2.6起爆网络的连接
使用交通船将所要起爆的药包支线导爆索，按一定方向逐一连接在主干导爆索上，在其端部系上浮物，以便接雷管。
起爆网络连接方法见附录Ⅳ。
4.2.7起爆
在现场施爆负责人的统一指挥下，发出人员船只撤离危险区的警报信号。
当人员船只撤离到安全地点后，在交通船上将两发8#铜电雷管和主干导爆索绑扎在一起，将起爆线引到岸上的安全地点，鸣示警报，确保安全无误后，由现场施爆负责人发令起爆。
4.2.8试爆夯
⑴试爆夯的目的
ａ检验爆破设计采用的参数是否合理，能否满足工程质量要求；
ｂ确定合理的夯沉量；
ｃ检测对周围建筑物安全的影响，以确定合理的设计药量。
⑵试爆夯段的选择
试爆夯段一般定为60m长左右，与周围建筑物的距离控制在200～250m。
⑶影响周围建筑物安全的指标测试
ａ水下爆炸应测试影响周围建筑物安全的冲击波压力、振动速度和动应变三项指标。
三项指标的允许值，是根据已建工程设计结构强度及整体稳定推算得出。
一般来说波压力小于1MPa（10个大气压），振动速度小于3cm/s对水工建筑物的结构强度及稳定不会产生危害。
ｂ在试爆夯前，先将各测试的有关仪表和器材布置在周围建筑物上。
试爆由远到近，药量由小到大逐级测试有关数据。
⑷基床夯沉率的测定
按质量验收标准和方法测定基床夯沉率。
4.3现场控制点及控制要求
施工方案必须经审批同意才能组织施工。
施工前，分项技术人员按QI7-1《施工技术、环境与职业健康安全交底指导书》的要求向作业人员详细交底。
4.3.1质量控制
⑴质量检查和验收标准按标准《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》的4.4和4.5进行。
⑵做好各项施工记录，包括：
单药包重量、药包数量、药包平面位置及悬高、施工水位、水深、布药起始及结束时间、盲炮处理等。
⑶局部补抛石层平均厚度大于50cm时，应按原设计药量一半补夯一次，补爆范围内的药包应按原设计位置布放。
4.3.2职业健康安全控制
⑴水下基床爆夯的施工管理人员必须严格执行公安部门关于申报、使用、管理火工品的有关规定。
⑵参加水下爆夯的技术人员（炮工）须经爆破知识以及水下爆破技术的短期培训。
并经考试合格，持有国家指定安全机关发放的“爆破员作业证”，才允许施工。
⑶水下爆夯作业前，应组织详细的施工技术交底，炮工按设计要求指导药包制作、沉放和连接起爆网络。
经过专人负责检查合格后，方可用于爆夯。
⑷火工材料运输和储存应符合QI7-40《危险品管理规定》的规定。
⑸水下爆破施工严格遵照《爆破安全规程》和《民用爆炸物品管理条例》执行。
⑹施工运输机械的施工现场要有专人指挥，运输车辆不得超载，严格按现场限速规定行驶。
⑺水上作业按QI7-27《水上施工作业指导书》的规定执行。
4.3.3环境保护控制要求
⑴严格执行QI7-43《污水控制管理规定》和《中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例》，防止船船、机械操作性油、污水泄漏污染水域，严禁把舱底油污水直接排入水中。
⑵应按爆炸震动和水中冲击波对人员和其他保护对象的影响进行核定并取其最大值的原则，确定爆破安全距离，再确定警戒范围。
若发现施工区域有大群海洋水生物，要马上停止施工并采取保护措施，待水生物离开后才能恢复施工。
⑶垃圾、废弃物不得抛下水，防止污染水域。
5船机设备和材料
5.1船机设备（见表1）
表1
序号
船机名称
数量
作用
备注
1
2
3
4
平板驳船
回声测深仪
水准仪
机动交通艇
1艘
1台
1台
2只
断面测量和药包沉放
测量基床断面
测定水位
运送药包和担任警戒
船长30m左右
5.2主要火工材料和引爆器材（见表2）
表2
序号
材料名称
规格
1
乳胶炸药、导爆索、5#铜质电雷管
2
塑料铜蕊线
塑料铜蕊线
橡套电缆
ＢＶＶ2＊1mm2
ＲＶＳ2＊1mm2
3＊1.5mm2
3
电解电容
倒顺开关
干电池
450V、10μF
380V、30A
5#
4
塑料袋、编织、泡沫块、
麻绳、棕绳、塑料绳等
6劳动组织（见表3）表3
工种
人数
指挥
1人（技术人员）
起爆器控制
1人
炸药包制作、沉放技术指导
3人（炮工）
炸药包制作、沉放施工人员
7人（普工）
布药船定位
2人（测量工）2人（普工）
7经济效益
7.1爆夯施工每天平均可以爆夯密实基床3000m3，相当于锤夯工效的9～10倍。
同时重锤夯实每层不大于2m，而爆夯一层可达4～8m，爆夯基床厚度大，可用500m3开底铁驳一次抛成，因此在抛石工期上爆夯也快得多。
7.2采用爆夯比重锤夯实提高工效，加快施工进度。
7.3由于爆夯的振动威力大对周围建筑物及海生物有不同程度影响，故审批环节多，人为干扰比较大，所以在选用此方案时要十分谨慎。
8工程实例
8.1工程概况（见表4）表4
工程名称
开工日期
竣工日期
工程地点
爆夯基床工程量
妈湾电厂南泊位
码头工程
1991.7.28
1994.3.23
深圳市妈湾
12.9万m3
8.2应用效果
码头基床厚12m，分两层爆夯：
底层8m（包括4m换砂层）；顶层4m。
经长期观测（93.3-95.3）胸墙累计平均沉降为10.8cm，累计平均的位移为4.8cm，基床的密实效果良好。
9相关支持性文件
9.1《施工技术、环境与职业健康安全交底指导书》QI7-1
9.2《危险品管理规定》QI7-40
9.3《污水控制管理规定》QI7-43
9.3《水上施工作业指导书》QI7-27
10记录
爆夯施工记录
11附录
附录Ⅰ爆夯设计（QI7-18-A）
附录Ⅱ炸药包和配重袋连接示意图（QI7-18-B）
附录Ⅲ条形布药简图（QI7-18-C）
附录Ⅳ起爆网络连接示意图（QI7-18-D）
附录ⅠQI7-18-A
爆夯设计
1爆夯施工的有关规程规定的爆夯设计：
1.1单药包药量ｑ2（kg）
q2=q0′·a·b·H·η/n
式中：
q0′───爆破夯实单耗,指爆破压缩单位体积石体所需的药量（kg／m3）,取4.0～5.5kg／m3,对较松散石体取大值,较密实石体取小值.
ａ、ｂ───平面排间距（m），一般取等值
对块石：
ａ＝2～5m；对砂性土：
ａ＝5～10m
Ｈ───爆破夯实前石层平均厚度（m）
η───夯实率（％）,η=△H/H×100%
对没有前期预压密历史的石体可取10～15％,对有前期预压密历史的石体视预压密程度可作适当折减.
△H───爆夯后石层顶面平均沉降量（m）。
ｎ───爆夯遍数，对没有前期预压密历史的石体可取3～4遍,对有前期预
压密历史的石体可取2～3遍。
1.2一次起爆药量Ｑ（kg）
Ｑ1/3＝Ｒ×（Ｖ／550）1/1.85
式中：
Ｒ───爆破地震安全距离（m）
Ｖ───安全振动速度（cm／s）
根据建筑物性质选取
1.3起爆水深ｈ1（m）（药包中心以上的水深）
ｈ1＞2.32ｑ21/3
1.4药包悬高ｈ2（m）
ｈ2≤（0.35～0.50）ｑ21/3
在平面上分区段爆破夯实时,相邻区段布药应搭接一排药包.
注：
对无表面平整度要求的工程可不受此限制
2某码头换砂抛石基床爆夯设计的经验公式：
2.1单药包药量ｑ2（kg）
（1）按水深计算：
ｑ2＝Ｋ1ｈ11.6
ｈ1───药包上部水深（m）；Ｋ1＝0.08～0.2
按所需夯实厚度计算：
ｑ2＝Ｋ2Ｈ1.2
Ｈ──夯实厚度（m）；Ｋ2＝1.72
2.2药包悬高ｈ2（m）：
ｈ2＝Ｋ3ｑ2α/3
Ｋ3＝0.25～0.35；α＝0.2～1.5
2.3有效密实半径Ｒ0（m）：
Ｒ0＝Ｋ4ｑ1/3Ｋ4＝0.8～1.2
2.4药包排间距ａ、ｂ（m）：
ａ、ｂ＝２Ｒ0
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