重力式碼頭基床爆夯質(zhì)量控制安全控制措施

1、重力式碼頭基床爆夯質(zhì)量控制安全控制措施 1前言 爆夯作為成熟的工藝,已有爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程為基本依據(jù),但在實(shí)際工程中,各個(gè)參數(shù)的選取仍要依據(jù)詳細(xì)狀況確定。最重要的是要滿意兩點(diǎn):1安全掌握;2施工質(zhì)量。安全掌握方面應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定;對(duì)于重要安全目標(biāo)應(yīng)加大安全系數(shù)。關(guān)于爆夯質(zhì)量,應(yīng)設(shè)計(jì)(理論計(jì)算)合理并在實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)達(dá)到預(yù)期的要求。由于在施工的過程中,外部的干擾和各種影響不斷增多,因此,在確保安全要求狀況下,必需采取有效的掌握措施來提高爆夯施工質(zhì)量。 2工程概況 廈門嵩嶼港區(qū)1#泊位為新建一個(gè)10萬級(jí)碼頭,岸線長(zhǎng)為407米,新建一個(gè)岸線長(zhǎng)度120米的工作船碼頭,碼頭前沿底標(biāo)高均為-

2、17.0米(廈門理論最低潮位面,下同);西護(hù)岸長(zhǎng)142.56米;碼頭頂面標(biāo)高為+8.2米,水工主體采用重力式沉箱結(jié)構(gòu)形式?；苍O(shè)計(jì)標(biāo)高為-8m、-12m和-17m。 本工程施工區(qū)四周環(huán)境較為復(fù)雜。1#泊位東側(cè)是正在建設(shè)的2#泊位,南側(cè)和西側(cè)為港池及海疆,南側(cè)距離廈門嵩嶼港區(qū)主航道較近,經(jīng)常有大型集裝箱船等各種船只過往、?？?。本泊位以及毗鄰的2#泊位施工現(xiàn)場(chǎng)有挖泥、拋石、炸礁、等各種工序交叉作業(yè),對(duì)爆夯影響很大。1#泊位北側(cè)為嵩嶼電廠,由于電廠一些設(shè)備對(duì)爆破夯實(shí)造成的震驚很敏感,若是震驚過大則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備自動(dòng)跳閘,會(huì)影響到整個(gè)y市的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活用電,。為施工中不要影響到電廠生產(chǎn),在施工前有關(guān)部

3、門還邀請(qǐng)六位專家在爆夯前進(jìn)行了技術(shù)方案的論證,達(dá)成主要意見如下:“藥量從小到大,基床爆夯最大起爆藥量不得超過400kg,單段最大起爆藥量不得超過200kg”。 3第一段基床爆夯 依據(jù)施工支配及拋石進(jìn)度,基床爆夯先從小淪泊位開始,其基本數(shù)據(jù)見下表: 小淪泊位基床面標(biāo)高(m)基床頂面寬度(m)基床護(hù)坦寬度(m)拋石厚度(m)拋石平均厚度(m)平均水深 -17.0018.005.508.211.79.9517 3.1爆夯原理 藥包爆炸時(shí)將產(chǎn)生高溫、高壓、氣體膨脹,在水中產(chǎn)生沖擊波和氣泡脈動(dòng),這些劇烈壓力作用在拋石體時(shí),造成拋石體棱角變形斷裂,隨之石塊之間發(fā)生位移,相對(duì)位置發(fā)生變化,空隙體積削減,基床

4、拋石體被壓實(shí)。與此同時(shí),藥包爆炸的一部分能量轉(zhuǎn)化為地震波,地震波使拋石基床出現(xiàn)顛簸和搖擺,拋石基床在這種垂直和水平方向震驚的作用下,使原有的松散穩(wěn)定結(jié)構(gòu)遭到破壞,石塊產(chǎn)生滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、錯(cuò)位,小石塊充填到大石塊之間的縫隙中,拋石體重新排列組合,密度增大,達(dá)到拋填體在更高荷載下的穩(wěn)定平衡。同時(shí),由于膨脹氣體產(chǎn)生的高壓作用將使拋填體受到“錘擊”效應(yīng),從而使拋填體進(jìn)一步密實(shí)。水下爆炸夯實(shí)拋石體實(shí)際上是爆炸引起的沖擊波、高壓氣體脈動(dòng)。地震波及流體運(yùn)動(dòng)與拋石體相互作用的結(jié)果。 3.2爆夯參數(shù)計(jì)算 依據(jù)爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程水下爆夯單包藥量設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定: q=q0·a·b&

5、#183;h·/n 式中: q0爆破夯實(shí)單耗,指爆破壓縮單位體積石體所需的藥量(kg/m3)。取4.05.5kg/m3對(duì)較松散石體取大值,較密實(shí)石體取小值; a、b藥包間距、排距(m); h爆破夯實(shí)前拋石層平均厚度(m); 夯實(shí)率(%),對(duì)沒有前期預(yù)壓密歷史的石體可取10%15%,對(duì)有前期預(yù)壓密歷史的石體視預(yù)壓密程度可作適當(dāng)折減; n爆破夯實(shí)遍數(shù),對(duì)無前期預(yù)壓密歷史的石體可取34遍,對(duì)有前期預(yù)壓密歷史的石體可取23遍。 在廈門嵩嶼港區(qū)1#泊位基床爆夯施工中,爆夯的平均水深大于20m,能量利用率比較高,同時(shí)考慮到拋石級(jí)配比較好,所以在本工程計(jì)算藥量取值時(shí),對(duì)單耗取:q0=4kg/m3=

6、12%。 在本工程中對(duì)爆夯引起的振動(dòng)掌握比較嚴(yán)格,設(shè)計(jì)要求一次爆夯總藥量要小于400kg,單段起爆總藥量要小于200kg。為了既滿意振動(dòng)安全要求,又保證爆夯施工質(zhì)量,在打算爆夯參數(shù)時(shí)要充分考慮兩方面的因素。 規(guī)程規(guī)定,爆夯的分層夯實(shí)每層厚度h不宜大于12m,在本工程中,要求h小于6m 通過增加分層,減小每次爆夯藥量。 對(duì)于爆夯網(wǎng)格,取間距a=4,排距b=5。由于在本工程中爆夯遍數(shù)取n=3遍,所以我們?nèi)≥^大的爆夯網(wǎng)格,這樣在不增加單次爆夯總藥量的狀況下,可以用較大的單個(gè)藥包,使爆夯作用有足夠的影響深度,使基床有較好的整體密實(shí)效果。 因?yàn)楹缓蠡残枰斯ふ?所以爆夯時(shí)藥包直接放在基床上,在爆夯的

7、3遍中,為了使夯后效果更好,在不轉(zhuǎn)變總藥量的狀況下,前兩遍用藥量較大,第三遍適當(dāng)減小。3.3爆炸網(wǎng)路 受一次起爆總藥量400kg的限制,采用群藥包4m×5m方格式網(wǎng)格布藥,布藥排數(shù)為5排,每排藥包數(shù)為6個(gè),總藥量約為384kg,采用8段非電雷管延時(shí),既延時(shí)時(shí)長(zhǎng)約為250毫秒,這樣既可以保證每段爆夯引起的震驚不產(chǎn)生疊加,又確保了相鄰藥包的安全起爆。 3.4爆破安全 3.4.1.安全技術(shù)措施 為保證安全,由專人統(tǒng)一協(xié)調(diào)各有關(guān)單位的警戒和人員的撤離,在水下爆夯期間,全部人員不得在非安全區(qū)內(nèi)游泳或潛水作業(yè),船只不得在非安全區(qū)通行,爆破前派出警戒船,進(jìn)行海上警戒。全部警戒點(diǎn)都事先設(shè)定,并有專人

8、負(fù)責(zé)。船只和施工人員要親密協(xié)作,準(zhǔn)時(shí)撤離到安全區(qū)。 爆破作業(yè)人員嚴(yán)格按爆破操作規(guī)程作業(yè)。爆破采用電起爆、起爆器由專業(yè)爆破員保管和使用。在爆后進(jìn)行安全檢查、確定無爆炸危急后,解除警戒。 3.4.2.安全評(píng)估 關(guān)于水下爆夯安全,主要有以下幾方面:1)爆夯引起的地基振動(dòng);2)水中沖擊波;3)個(gè)別分散物;4)噪音。本工程對(duì)上述危害做出了如下的安全評(píng)估,以保障水下爆夯施工安全的進(jìn)行: a.爆破震驚 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)爆破安全規(guī)程(gb6722-86)和交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程(jtj/t258-98)上所列數(shù)據(jù),平凡民房的抗震能力v=2.03.0cm/s,鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)房取v=5.0cm

9、/s,重力式碼頭取5.08.0cm/s,本工程距爆點(diǎn)最近的電廠輸煤棧橋?yàn)殇摻铐沤Y(jié)構(gòu),因此爆破地震應(yīng)滿意安全地震速度v5.0cm/s的要求,已知棧橋到爆點(diǎn)的距離大于100m,由爆破地震速度計(jì)算公式:v=k·(q1/3/r)a(cm/s) 式中: r:建筑物距爆點(diǎn)最近距離(m);本工程取100m; q:一次起爆藥量(kg);本工程取200kg;單段最大取100kg。 k、為與傳震介質(zhì)等有關(guān)的系數(shù)、指數(shù),取k=530,=1.82。由上式計(jì)算得v=3.17cm/s,我們?cè)O(shè)計(jì)的最大單段藥量爆破產(chǎn)生的震驚遠(yuǎn)小于安全值,完全可以保證棧橋的安全。另外,我們也依據(jù)公式具體計(jì)算了電廠以及其它重要建筑物的

10、地震速度,結(jié)果均在允許范圍之內(nèi)。 b.水中沖擊波 本工程為了確保安全,特殊執(zhí)行以下兩點(diǎn)原則:1.只要有人在爆夯水域內(nèi)水下作業(yè),一律不進(jìn)行爆夯作業(yè),嚴(yán)格規(guī)定爆夯和水下作業(yè)的時(shí)間段。2.爆夯的時(shí)候嚴(yán)格執(zhí)行爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程(jtj/t258-98)中有關(guān)對(duì)人員和船舶的安全距離的規(guī)定(詳細(xì)見下表) 水中沖擊波對(duì)人員和船舶的安全距離 k0安全距離(m) 木船50300 鐵船25150 游泳2501500 潛水3202120 c.個(gè)別飛散物及噪音 爆炸處理基床施工時(shí),個(gè)別飛散物的距離和噪音,跟掩蓋水深及裝藥量等有關(guān),本工程水深較大,單藥包藥量小于20kg,所以在本工程中,爆夯安全掌握主要針

11、對(duì)爆夯引起的基礎(chǔ)振動(dòng)和水中沖擊波,在水下17m以上深度的基床上爆破,一般不會(huì)有飛散物,爆炸的噪音也比較小。 3.5起爆 采用非電雷管網(wǎng)絡(luò)和有線起爆協(xié)作進(jìn)行爆破入水中,布藥,將連接起爆體的起爆線引至布藥船上,然后將起爆體與爆破網(wǎng)路連接并綁上浮漂投船撤至安全區(qū),指揮員與海疆、陸域崗哨聯(lián)絡(luò),確認(rèn)無人員、車輛、船只逗留在非安全區(qū),即指令爆破工將起爆線與起爆器連接,充電起爆。 3.6爆夯效果 在按上述施工方案進(jìn)行爆破夯實(shí)時(shí),y市地震局在主控室和主廠房鍋爐平臺(tái)以及主廠房外平臺(tái)等進(jìn)行了地震波的監(jiān)測(cè),測(cè)得的地震波范圍為v=0.1270.247cm/s,均小于gb672286爆破安全規(guī)程對(duì)非抗震的大型砌塊建筑物規(guī)定安全震驚速度在23cm/s的要求,因此爆破不會(huì)對(duì)電廠及其附屬設(shè)施造成危害。 爆后當(dāng)天進(jìn)行了夯后測(cè)量,按=h/h×100%(h為爆夯前爆夯后高程平均值之差(平均沉降量),h為爆夯前石層平均厚度)。計(jì)算夯沉率為13%,符合爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程,夯實(shí)率(%),對(duì)沒有前期預(yù)密的石體可取10%-15%的要求