海灣灘涂爆破擠淤施工工藝及參數計算

唐治國

（中交通力建設股份有限公司，西安710075）

1 工程概況

某公路工程線路經過海灣灘涂，淤泥深度5～10m，受潮汐影響，設計該路段采用爆破擠淤工藝填筑石方成型路堤，爆破擠淤范圍5m（內側）+路基寬度+10m（靠海側）。

2 施工工藝

施工工藝分為以下幾個步驟：

1）測量放樣。根據設計提供的GPS 控制點、水準點，復測后增設施工控制的平面及高程控制點。并據此設立施工水尺標志等，根據設計圖紙進行放樣，設立拋填位置標示。

2）堤身路基填筑及首輪爆破。按設計及施工確定的填筑寬度和填筑高度進行堤身路基填筑。堤身拋填到達設計進尺后，進行堤頭首次爆填。即根據施工組織設計確定的炸藥用量數量制作藥包，根據不同水深和裝藥深度，采用由挖掘機改裝的液壓陸上裝藥機進行藥包布設（見圖1），在路堤正面和兩側布設藥包群，實施堤頭首輪爆破。

3）循環拋填。堤頭爆破后，補拋至設計寬度，當堤頭達到下次爆破進尺后，再次在堤頭布設藥包群，實施爆破，按照“拋填—爆破—拋填”循環進行，直至完成爆破段落填筑。

4）側方爆填。當堤身推進到約80m 后，進行堤身側向爆破和補拋，達到設計要求的坡腳線，并擠除坡腳殘留淤泥。

5）堤身外側挖淤并回填大石塊（石塊直徑60～100cm），如果局部坡腳不滿足設計要求時可實施補爆，形成滿足設計斷面要求的坡率及線型。

6）采用體積平衡法、鉆孔探摸法進行檢測和質量控制，設置水平位移及沉降觀測點。

圖1 液壓式陸上裝藥機布藥示意圖

3 施工要點

在正式施工前，編制50m 試驗段的施工方案，試驗段施工完成后收集試驗段結果，確定施工采用的各項參數。在正式施工時，嚴格按照試驗段確定的拋填參數和爆破參數進行控制。按照“石料內細外大，路堤先寬后窄”；路堤頭拋填時，確保路堤身坡腳厚度和寬度一次完成，爆破后按照設計路堤寬度和厚度控制總方量，坡面整修同時進行。挑揀大石塊放置在坡面外側，增強海浪抵抗能力。

4 爆破參數

4.1 原則

根據路堤身設計高度和受力計算原理，確定路堤拋填的高度。重點是爆破后自然沉降后高程不超過路堤設計高程，同時不能不填更多土石方，考慮到潮汐和最高潮水位因素，爆破擠淤后路基正常填筑，最終確定拋填高程4.7m（最高潮水位高程4.2m）。根據拋填計算高度和路基設計斷面圖（路基頂面寬度、放坡坡度級高度、坡底平臺寬度、預留值等），計算拋填寬度。通過拋填寬度控制路基各項指標達到設計要求。

4.2 置換法計算爆破參數

本工程爆破參數計算按“置換法”方法計算，并綜合類似工程的施工經驗調整后計算[1]。參數計算步驟如下：

1）根據拋填高度、拋填寬度及堆積密度，確定填筑自重可擠淤的深度，自重擠淤深度D0的計算公式如下：

式中，Cu為淤泥抗剪強度；γs、γ 分別為淤泥、填料的容重，B為堤頭拋填部位的堤頂寬度；h為堤頭拋填部位堤軸線處泥上堤身的高度。

2）估算路堤頭爆破下沉的平均高度D1：

式中，D為設計值，即設計提供的擠淤深度；K1=0.2～0.6，為經驗系數。

3）確定每次拋填進尺b。根據設計及現場勘測，以及手運輸條件限制等困難，取b=8～10m，按公式（3）計算單藥包重量Q。

式中，K2=0.2～0.4，為經驗系數。

4）爆破藥包間距a按式（4）計算：

式中，Q為單個藥包重量；0.062Q1/3為球形藥包的半徑；K3為檢驗系數，取0.8～1.1。

5）爆破布設的藥包數量計算：

式中，M1為堤頭前所布設數；M2為兩側布設數；M1和M2按式（6）和式（7）計算：

式中，B為已計算得出的路堤頂寬；Bm為路堤邊到淤泥處的寬度；K4、K5為經驗系數。

4.3 路堤頭拋填及兩側側爆拋填

路堤頭拋填及兩側側爆拋填示意圖如圖2 所示。

圖2 拋填平面示意圖

注：兩側爆破前路堤頂不加寬。堤頭內、外兩側各布設2 個藥包，其他藥包布設在堤頭端部，間距按計算參數控制。補爆藥量按正常藥量的50%控制。

5 爆破網路設計

根據火工品使用的相關法規及要求，以及施工安全、環保及防水的需要，炸藥采用防水包裝成型乳化炸藥。為保證藥包重量計量和方便使用，直接采用當地火工品供應商的產品成品。傳爆器材采用導爆索。為安全傳爆，選用每米含炸藥重量不小于11g 的導爆索。起爆器材采用8#工業銅質瞬發電雷管。分段起爆采用非電導爆管雷管，分段段差大于200ms。

導爆索網路注意事項包括：（1）導爆索采用搭接，搭接長度不小于15cm，搭接處用防水膠布綁扎結實，不得打結；（2）導爆索切割用電工刀加工，兩端應用防水膠布密封；（3）確保導爆索主索與支索在相同方向，角度小于90°；（4）起爆導爆索應采用兩發同廠、同批號并聯，電雷管起爆，電雷管的聚能穴應朝向導爆索的傳爆方向。