基床爆夯工艺在烟台港三期工程中的应用实例

【摘 要】基床爆夯工艺是近几年来发展起来的一项新工艺，在我国港口建设中已经多次采用，它利用水中悬浮的炸药包群爆炸后产生的巨大冲击波与地震波的能量，使块石间互相错动、契合，其骨架结构破坏后重新组合、重新密实，最后达到抛石基床密实的目的。它与常规机械夯工艺相比，基床爆夯工艺具有工期短、成本低、密实效果好的优点，尤其适合在大厚度基床上使用。另外，已往爆夯的地基条件多是岩基，而烟台港三期工程基床爆夯施工的边界条件是砂质软基，这与已往有很大不同。因此，本文重点介绍基床爆夯在烟台港三期工程中的应用实例。

【关键词】烟台港三期;水下爆夯施工;施工工艺

一、工程概况及工程地质条件

1、工程概况

烟台港三期工程是亚行贷款、国际招标的工程，码头结构型式为重力式沉箱结构，分为杂货码头和集装箱码头两部分，其中杂货码头全长418m，前沿水深为-16.0m，基床边坡为1：1，顶宽16.2m，抛石厚度4.5～8.5m，爆夯面积约6460m2；集装箱码头全长543m，前沿水深为-14．0m，基床边坡1：1，顶宽13.4m，抛石厚度7.5～10.0m，爆夯面积8108m2。爆夯区周围环境一般，500m处有一滚装码头和候船大厅，海内有个体户养殖的海虹、鱼、海带、扇贝等。

2、工程地质条件

该区位于原三里桥河河口，下部河口相冲击特征较为明显，整个土层分布较为规律，依据其成因类型自上而下分为四大层：

第一层：海相沉积层

第二层：亚粘土及砂

第三层：亚粘土及粘土

第四层：强风化岩层

抛石基床下地基土为第二层中的2-3中粗砂层，其允许承载力〔R〕=280kPa。

二、基床爆夯试验

1、基床爆夯试验的目的

(1)确定合理的爆夯参数，

(2)检测爆夯对周围建筑物的影响程度。

(3)检测爆夯对基础的影响(沉降量)，确定基床抛石预留沉降量。

(4)检测爆夯对附近海洋生物养殖区的影响程度及范围，取得环保、海洋养殖业主主管单位及当地执法部门的评估认可。

2、试验段的选取

基床爆夯试验段选在杂货码头0+40m～0+80m。此段基槽开挖设计底标高为-23.5m，基床抛石设计顶标高为-16.0m，基床厚度7.5m，初步按0.6m夯沉量考虑，因而基床抛石施工标高定为-15.4m。

3、爆夯技术参数选取

根据规程要求，结合其他工程有关经验数值及本工程的实际情况确定参数如下：

q0爆夯单耗:取5.0kg／m3

a药包间距:取3.0m

b药包排距:取3.0m

H抛填石层平均厚度:8.1m

h2药包悬高:1.3m

q=q0abHη／n

当n取1时，即一次爆破，q=36.45kg，分三遍爆破，三遍爆夯的单药包药量分别为13、13、l1kg。

4、布药

（1）定位：根据设计的正方形网格将药包的位置统一编号，并计算出平面坐标位置，现场采用前方交会法进行船舶定位。选用6mxl2m铁驳，前后八字锚定位移位，定位一次可同时布设5个药包。

（2）药包加工：采用乳化炸药爆破，经与厂家协商，定做批量不同重量、硬质塑料包装的药包。

（3）配重：选用尼龙编织袋，以石块、石渣为原料做配重，每个重25—30kg。

（4）浮漂：采用泡沫制品做浮漂，每个浮漂以浮起药包为准。

（5）投药包：根据悬高将配重、药包、浮漂串联在一起，定好位置后将配重、药包、浮漂投入水下，如风浪较大，或海水流动较大可先下探杆导向，使配重、药包、浮漂沿探杆滑下，置于药包所在部位。

5、起爆

每个药包由2个非电雷管引爆，用塑料管做导线，导线长度根据水深确定，一般以露出水面2m为宜，连接后引至陆地，在岸上用起爆器由电雷管引爆。施工中根据安全操作规程确认无问题后，由爆夯施工指挥下令起爆。

6、测量手段与检查方法

（1）基床测量(用于计算爆夯段夯沉量)。

测量频度：爆夯前后各测量检查一次。

测点布置：每3m一个断面2m一个点。

定位方法：方驳定位，全站仪控制方驳位置。

测量方法：用长22m双铝合金方管(74mm×74mm)上部绑水准尺作测尺，岸上水准仪观测。

（2）爆夯影响段基床、前后坑石渣和基槽后边坡测量(用于计算爆夯影响段基床沉降量，观测爆夯前后基槽后边坡变化情况)。

测量频度：爆夯前后。

测点布置：每5m一个断面2m一个点。

定位方法：同上。

测量方法：水篮测深。

（3）潜水检查

检查频度：每遍施爆后。

检查内容：基床顶部块石破碎情况；基床坡肩坍塌情况；基槽后边坡变动情况。

7、试验结果及分析

（一）爆夯效果

（1）基床密实情况：通过观测夯前夯后基床标高，计算出基床总体夯沉率基本上达到基床厚度的15％，经潜水员检查，基床表面石块比较松散。

（2）夯后基床表面平整情况：基床中间约5m宽范围表面隆起，高出控制标高40cm左右。前后坡肩部位比控制标高低70cm左右。

（3）爆夯对未布药区基床及边坡的影响：爆夯施工对相邻段30m长基床有影响，对10m长范围内基床沉降影响较大。因此，观测基床夯前标高时应测出布药区30m以外。对挖泥边坡影响不明显。

（4）爆夯施工对海上养殖生物的影响：爆夯施工时由农业部渔业环境监测中心黄渤海区监测站对附近海上养殖生物做了跟踪监测，并出具了水下爆夯对海水养殖生物影响试验报告。结果表明：在一次起爆总药量在500kg条件下，爆夯施工对周围海洋养殖生物的影响不大。

在距爆源200m处的养殖网笼中放置扇贝、贻贝，距爆源600m处的网笼中放置黑鲷、鲈鱼、黑鮶爆夯前对试验生物(分试验组和对照组)进行24小时的暂养，爆夯后立即检查死亡情况，然后移至养殖区继续养殖，观察48小时并记录死亡情况。