爆破处理软基础施工技术方案.doc

1.工程概况
1.1工程名称：xx施工场地围垦工程
1.2地理位置：xx施工场地围垦工程位于xx，东、西、南三面环山，北与xx隔海相望。
1.3工程内容： 该工程为利用开山石填筑围堤及陆域，围堤为斜坡式，长260米，护面采用块石护面，采用爆炸排淤填石法处理软基。围堤形成后，紧接着进行陆域回填，最终形成面积约26亩的防波堤施工用地。
1.4地质水文条件：
1.4.1设计水位
设计高水位：2.87m
设计低水位：-2.83m
极端高水位：4.63m
极端低水位：-3.75m
1.4.2设计波浪要素
根据2003年12月提供的《渔港工程波浪数值计算报告》，在防波堤未建的情况下，本工程所在处的波高为1m左右；防波堤建成后，本工程所在处的波高小于1m。
1.4.3地质
围堤范围内表层为淤泥，厚度在10.7～13.35m之间，其土壤的物理力学指标标准值为：水下重度γ΄=6.2kN/m，快剪Φ=5.1˚，C=8.9kPa；固结快剪Φ=6.8˚，C=13kPa。
第二层为含粘性土细砂和含粘性土砾砂，其中，含粘性土细砂的物理力学指标标准值为：水下重度γ΄=9.3kN/m，快剪Φ=32.1˚，C=4.0kPa；固结快剪Φ=31.8˚，C=5.5kPa。含粘性土
砾砂的物理力学指标较好，可以作为围堤的持力层。
第三层为（含砾）粉质粘土和含粘性土砾砂，此层土的物理力学指标较好，可以作为围堤的持力层。
1.5工程特点：
工程总工期为82天，施工期间为台风、暴雨多发期，堤心石爆填必须在一个月内完成。围堤堤心石设计顶宽4450mm；设计落底宽度16000mm；设计落底深度9.2～12.85m；外坡比1：1.5；内坡比1：1。
2. 施工总体安排和工艺流程
2.1施工工艺流程
结合本工程特点，本工程爆炸处理软基包括端部爆填工艺和堤身外侧爆填工艺。前者形成堤身设计落底宽度和落底深度，内侧坡脚设计宽度的形成可于端部爆填同时布设两个侧向药包；后者达到堤身外侧设计宽度。工艺流程见图1。
测量
抛填推进
堤端爆前测量
堤端爆填施工
爆后测量
补抛及推进
堤侧爆前测量
堤侧爆填施工
爆后测量
钻孔、物探、沉降观测
下道工序施工

图1 爆填施工工艺流程示意图
3.施工方案
3.1根据本工程工期短，抛填强度大，淤泥中厚等特点，本工程布药设备拟采用吊车加振动器布药机（如图1），以提高爆炸作业工效。
3.2施工主要步骤
推填和爆炸施工采用端部推进，施工主要步骤和要求如下。
3.2.1抛填测量与放线。
3.2.2按照施工设计宽度和抛填高度抛填（见图2）。堤身抛填宽度为14m，含盖两侧部分平台的宽度，使平台与堤身整体形成。堤顶标高+3.0m，推填进尺为5~7m。
3.2.3爆前沿轴线方向测量1个纵断面，堤头向后3米测量一个内侧横断面。堤端部爆填（见图A-A）。在堤头位置安排1台装药设备进行布药施工。爆后测量同爆前；
3.2.4按设计要求补抛和推进，满足循环进尺要求时，按“抛填—端部爆填——补抛填、推进”循环施工（见图3），直到全堤端部爆填施工完成。

图1吊车加振动器布药机图

3.2.5堤侧爆填（见B-B图）。当堤端部爆填施工完成50~80m时，安排1台装药设备从堤端部进行堤外侧布药施工，一次处理长度30~50m，采用微差起爆技术，降低爆破震动影响。爆后使堤顶宽度收窄至设计宽度，以减少理坡工作量。
按“端部爆填—外侧爆填”循环施工，直到设计围堤长度。按照设计要求进行钻孔和物探等检验工作。

图4 堤身推进、爆填平面示意图

图5 堤端部爆填纵断面示意图

A-A 堤端部爆填示意图

B-B 堤侧爆填示意图

4.爆炸参数和爆破网络设计
4.1爆炸参数设计
爆填参数设计根据《爆炸法处理水下地基和基础技术规程》中药量计算公式，单药重按下式计算。
Q1=q0·Ls·Hm·LL
式中Q1 — 单药量（㎏/m3）；
q0 — 爆炸挤淤单位体积淤泥的耗药量，本工程为0.3~0.4㎏/m3；
Ls — 一次推进的循环进尺，本工程为5~7m；
Hm — 置换淤泥层厚度，本工程为9.2～12.85m；
LL — 一次爆破排淤长度，本工程堤端部落底宽16m，爆破布药宽度为14m。爆炸参数见下表。

表1 端部爆填参数
堤 段
CK03—CK18
CK18—CK20
CK20—CK26
CK26—CK36
爆炸处理长度（m）
1499.83
200.04
599.94
999.97
淤泥厚度（m）
< 6
6—8
< 6
6—12
堤顶抛填宽度（m）
22
22
22
22
堤顶抛填标高（m）
+4
+4
+4
+4
每炮堤头进尺（m）
5.0—6.0
6.0—7.0
5.0—6.0
6.0—7.0
每炮药包个数
8
8
8
8
单药包重量（kg）
20
25
20
30
药包间距（m）
2.5
2.5
2.5
2.5
药包埋深（m）
2.0—4.0
4.0—5.0
2.0—4.0
5.0—7.0
每炮用炸药量（kg）
160
200
160
240
每炮用导爆索（m）
80
90
80
110
全段爆炸次数
300
31
120
154
全段用药量（kg）
48000
6200
19200
36960
全段用导爆索（m）
21840
2790
8000
16940

表2 堤外侧爆填参数
堤 段
CK04—CK19
CK19—CK21
CK21—CK26
CK26—CK36
爆炸处理长度（m）
1500
200
500
1000
淤泥厚度（m）
< 6
6—8
< 6
6—12
一次处理长度（m）
50
50
50
50
堤顶标高（m）
+4
+4
+4
+4
每炮药包个数
25*2
25*2
25*2
20*2
单药包重量（kg）
20
20
15
30
药包间距（m）
2.0
2.0
2.0
2.5
药包埋深（m）
2.0—4.0
4.0—5.0
2.0—4.0
5.0—7.0
每炮用炸药量（kg）
500*2
500*2
500*2
600*2
每炮用导爆索（m）
800
225
800
275
全段爆炸次数
30
4
10
20
全段用药量（kg）
30000
4000
10000
24000
全段用导爆索（m）
12000
900
4000
5500

4.2爆破网络设计
爆炸处理软基埋药是在水下淤泥中施工的，必须选用防水的火工品和采用防水防潮性能或措施的起爆网络。本工程选用抗水性能好的乳化炸药，传爆和引爆炸药都使用防水性能强的塑料导爆索。
起爆网络由主导爆索将各个药包引出的导爆头串联后，引至堤顶上，用2发并联电雷管与主导爆索起爆端相连的爆破起爆网络（见图7）。

图7 堤端、外侧爆填起爆网络示意图
5.施工安全距离的确定与安全措施
5.1施工安全距离的确定
爆炸处理软基爆炸效应一般有水中冲击波、爆炸震动、爆破飞散物以及爆炸产物的污染等。这几种水下爆炸效应对环境的影响安全范围在〈〈国家爆破安全规程〉〉中作了相应的规定，并给出了计算公式。根据确定爆炸源与人员和其他保护对象之间的安全距离，应按爆炸效应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，针对本工程中保护对象的要求和特点，主要考虑到爆炸震动、爆破飞散物和水中冲击波的安全距离来确定警戒范围。
5.1.1爆破安全标准
根据《国家爆破安全规程》中爆破安全振动速度标准如下：
主要建（构）筑物类型 安全震动速度（cm/s）
土窑洞、土坯房、毛石房屋 1
一般房屋、非抗震大型砌块建筑物 2～3
钢筋混凝土框架房屋 5
5.1.2爆破震动安全距离
R=Q1/3(K/V) 1/а
式中Q—一次起爆最大药量，（kg）；
V—安全震动速度，cm/s，民房取2 cm/s；
R—与爆源的安全距离，m；
K、a—与爆破地区地质、地形、爆破方式有关的系数和指数。
根据类似工程施工经验，取K=450,а=1.65，与爆源不同距离R下的爆破震速V的对应关系见下表：
R (m)
计算药量（kg）
100
150
250
300
800
堤根部位置端部与侧爆爆填震速
160
4.3
2.0
0.75
0.55

端部爆填时震速
240
5.54
2.6
1.0
0.71
0.1
中部侧爆填时震速
600
9.81
4.59
1.77
1.25
0.25
从上表可知，在250m以外的爆破震动速度小于民房和小桥的安全震速。在本施工区250m内，爆炸施工环境良好，满足震动安全要求。
5.1.3爆破飞散物的安全距离
本工程由于覆盖水较少，爆破飞散物为抛掷淤泥和个别飞石，根据类似工程的施工经验，堤根部爆破飞散物的安全距离不大于120m。满足到近岸开始爆破点距渔塘为150m的安全距离要求；中部飞散物的安全距离不大于350m。
5.1.4水中冲击波安全距离
本工程随着爆炸施工的推进,在堤端和堤身两侧隆起高度为2~3米的淤泥包，起爆时将在无水下进行，所以本工程不考虑水中冲击波的影响。根据规程中的有关规定，最大起爆药量为600kg时，对渔船安全距离为300m，对水中游泳和潜水人员安全距离为1400m。

5.1.5空气冲击波安全距离
本工程爆炸处理软基采用为淤泥一定的深度的埋药方式，爆炸能量主要用于排挤淤泥，空气冲击波强度被大大衰减，其安全距离与爆破飞散物、水中冲击波的安全距离相比要小，可不考虑。
5.2爆破施工安全措施
5.2.1警戒安全措施
在海滩上距离围堤轴线120m的两侧设置警戒旗，在围堤两端起点设置警戒旗；在陆地上对保护对象在起爆前派人员警戒。起爆前10分钟，安全距离内的设备及车辆撤至安全距离以外。
5.2.2爆破信号使用
预备信号：在起爆前2分钟鸣喇叭三响，并升起警戒旗；
起爆信号：鸣喇叭一响；
解除警戒信号：一长响。
起爆前30分钟放陆上和海上警戒，在人员和船只撤至安全范围，并确认安全后，爆破负责人发出起爆指令，由专职爆破员起爆，爆后爆破负责人发出解除指令，降下警戒旗，爆破施工完成。
5.2.3火工品安全运输、储存保管
严格执行《爆破安全规程》中的有关规定，购买、运输、暂存均由持证上岗的专业人员进行，并由软基处理负责人同行监督。委托有关部门批准的火工品库暂存。
5.2.4盲炮处理：每次爆破结束后，安全员应现场踏看检查是否有盲炮，若发现应立即实施诱爆，排除隐患。
5.2.5严格遵守《爆破安全规程》、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》、《安全法》；
5.2.6认真学习和落实国家、省、市有关安全生产的重要指示、法律、法规、条例、规定、通知等；
5.2.7精心搞好爆破设计方案和工艺文件，选用适当的爆破参数，减少和控制不安全因素产生的源头；
5.2.8加强操作人员的安全培训、考核，严格按岗位操作规程进
行操作，严禁违章指挥、违章操作；
5.2.9确定合理的爆破警戒范围，适用的警戒工具和声信号、周密细致的搜索清理，确保爆破时警戒区范围内确已处于安全状态；
5.2.10按“三不伤害”的原则进行爆破作业，按“四不放过”的原则，对待、处理有关安全问题；
5.2.11按《安全生产控制程序》搞好生产安全管理，并按《质量记录控制程序》形成相关记录。
5.3对保护民房的措施与要求
爆炸处理软基施工爆炸参数中一次起爆药量应满足〈〈国家爆破安全规程〉〉中安全标准的要求；爆前应张贴安民通告，力争得到群众理解；对临近爆破较近的民房进行拍照和记录，做到心中有数；必要时请具有震动测量资格的单位进行试爆的监测，为爆破施工提供安全依据。采用微差爆破技术，减少一次起爆药量，降低爆破震动。
6.施工质量控制关键措施及检测验收方法
爆炸置换淤泥软基时，堤身落底深度和断面宽度是质量控制的关键，有施工中和施工后的质量检验方法，本工程施工质量控制施工及质量检测程序见框图所示。
6.1施工中的质量保证措施
6.1.1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；
6.1.2在开工前要组织施工人员熟悉和研究图纸，并进行技术交底，使其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；
6.1.3每一施工环节，都要进行质量控制并由专人负责，做好完整的记录。上堤的石料级配和含泥砂量要控制，堤头抛填24小时有人专门计量和指挥，药包制作及布设要有工程师以上职称的专业技术人员现场指导和监督，爆破前后要认真进行断面测量。

6.1.3.1堤心石抛填管理
按设计要求控制抛石含泥砂量及级配。抛填进尺偏差控制在 ±1.0m。
6.1.3.2布药质量控制
药包间距偏差±0.5m。
药包埋深偏差±0.5m。
单炮药重偏差±5%。
6.1.4定期和不定期召开爆炸处理软基相关人员讨论会议。每次爆炸完成后，爆炸处理软基施工工段要组织技术人员，根据抛填资料、爆炸参数、爆炸前后断面测量资料等进行分析，评价爆炸效果，估算落底深度，为后续施工提供参考，如有必要及时调整相关参数；
6.2质量检测
6.2.1测量堤端部循环进尺爆炸前后断面
横断面 堤轴线以内侧断面，测点间隔2m；
纵断面 30～50m范围，测点间隔2m；
6.2.2测量堤身外侧爆填前后断面
横断面 堤轴线以外侧断面，测点间隔2m；
6.2.3体积平衡检验
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；根据抛填石料质量、方量记录，用体积平衡法估计堤身断面形状；堤心爆填进尺30m进行一次体积平衡检验，根据检验结果，可适当调整爆炸参数。方量平衡考虑抛石流失5%，爆破造成的密度增加8%。
6.2.4沉降及位移观测
在施工期和主体工程结束时，均设立沉降观测点，每50m设置一个沉降位移观测点，定期观测，施工期主要掌握沉降位移的规律，为护面施工提供依据，主体工程完工后，须对各沉降观测点进行连续观测。

6.2.5钻孔检测
钻孔探摸按设计要求打2个孔，钻孔位置由设计、监理现场确定。钻孔选用旋转冲击钻,直接穿过抛石体打进持力层,并不少于2m，可以直观地反映出抛石体的落底深度。钻孔检测委托有资质的和丰富工程经验的单位实施。
6.2.6探地雷达检测
为全面掌握堤身的落底情况，在钻孔检验的基础上，进行物探检测。探测将委托国家认可的、有丰富工程经验的单位实施。
7.施工工期保证措施
7.1加强爆炸处理软基施工组织，合理科学安排施工，采用较好的施工工艺，配备足够人员和先进的布药设备；
7.2在推进堤端安排1台布药设备，缩短堤端爆破施工时间，保证每天放2~3炮，确保堤头抛填日进尺。
7.3采用吊车加振动器布药机，机械化程度高，布药时间短，安全可靠。
7.4本工程爆炸处理软基施工方案中采用堤端部爆填与堤外侧爆填分开施工，保证了工程质量。
8.雨季、台风期施工的工作安排
围堤施工期属台风、暴雨多发期，对工程施工可能造成一定影响，这就要求施工中必须予以周密考虑，统筹安排，尽可能减少雨季、台风对正常施工进展的影响。爆炸处理软基超前长度严格控制。台风来临前5天将堤端爆填和侧爆填施工完成。工程开工后，根据现场情况，及时制定防台预案。

9.施工设备、人员组织及主要材料
9.1投入本工程的主要设备
布药机 1台
测量仪器 1套
卡车1.5吨 1辆
指挥车 1 辆
交通警戒船 1艘
25KW发电机 1台
9.2人员组织
爆破总负责人： 1人
爆破技术负责人： 1人
安全负责人： 1人
爆破现场负责人： 2人
测量工程师： 1人
爆破员： 2人
爆破安全员 2人
机械手： 2人
技工、普工 10人
合计 22人
9.3主要材料
火工品名称 数量
乳化炸药 kg
导爆索 m
电雷管 发