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爆破挤淤处理软土地基施工工法RJGF(闽)3720088完成单位：福建建工工集团总公公司主要完成人人：林毅华华 戴益华 林铁民 1 前言言1.0.11 爆破挤挤淤处理软软土地基实实质上是地地基处理的的置换法，即即通过爆炸炸作用将填填料沉入淤淤泥并将淤淤泥挤出，达达到提高地地基承载力力的目的。1.0.22 沈海高高速公路福福鼎宁德德段沿线多多分布在沿沿海，路线线范围内存存在较多的的软土地基基，其中AA10合同同段丘里滨滨海软基为为淤泥质粘粘土，且临临近杨家溪溪入海口，受受海潮影响响大。采用用换填、CCFG桩及及竖向排水水板等软基基处理方案案在总工期期、适用性性、经济性性上都无法法取得一个个很好的平平衡，综合合考虑多项项因素采用用爆破挤淤淤施工。为为此，福建建建工集团团总公司在在承建的沈沈海高速公公路福鼎宁德段AA10标的的施工过程程中，根据据实际情况况采用爆破破挤淤法，此后通过多次工程施施工实践，总总结形成本本工法。2 工法法特点爆破挤淤处处理软土地地基是通过置换换一定深度度的淤泥，使地基达到到设计承载载力和满足足地基在一一定时间内内的沉降要要求的施工工工艺。爆爆破挤淤总总固结时间间短、见效效快，且在在工程运行行阶段较排排水固结法法处理的地地基维护费费用少、沉沉降小，安安全可靠。3 适用用范围爆破挤淤重重在“挤”，必须地处处开阔地带带，保证在爆炸炸后抛填体体的重力作作用下淤泥泥可以被挤挤出待处理理地基范围，并且不会会对环境造造成污染和和破坏。主主要适用于港口口工程的防防波堤、护护岸、码头头等基础处理，公公路铁路房房建等地处处海滩、河河滩等开阔阔地带的地基处理。爆破破挤淤法处处理软土地地基适宜深度为3m25m。工艺原理在堆石体前前沿淤泥中中的适当位位置埋置药药包群，爆后堆堆石体前沿沿向淤泥底底部坍落，形形成一定范范围和厚度度的“石舌舌”，所形成的的边坡形状状呈梯形。当继续填石时，由于“石舌”上部的淤泥在爆炸瞬间产生的强大冲击力的作用下，产生超孔隙水压力，冲击作用使土的结构发生破坏，扰乱了正常的排水通道，土体的渗透性变差，超孔隙水压力难以消散，土体的强度降低，承载能力在短时间内丧失，因此抛石可以很容易地挤开这层淤泥并与下层“石舌”相连，形成完整的抛填体。采用爆炸和抛填循环作业，就可用石方置换掉抛填方向前方一定范围内一定数量的淤泥，达到软基处理的目的。如图4.0.1所示。图4.0.1 爆破挤挤淤布药与与爆前、爆爆后断面示示意图5 施工工工艺流程程及操作要要点5.1 施工工艺艺流程施工工艺流流程按下列列规定进行行：施工准备堆填石石料参参数检测及及调整钻孔、安安放药包爆破爆后测测量下下循环爆破破抛石挤淤淤。5.2 操作要点点5.2.11 施工准准备1 根据据设计文件件要求，参参考地质勘勘探资料，配配合现场测测量数据，编制施工组织设计，进行技术、安全交底。2 确定定淤泥深度度、宽度等等有关数据据。根据施施工能力，划划分施工段段，计算堆堆石高度及及宽度。石石料单次堆堆填高度HH1.331.88倍置换处处淤泥深度度，堆填宽宽度应以一一次施工能能力确定。3 药量量、药包埋埋藏和起爆爆水位参数数计算1) 线药量按下下式计算 （5.2.1-1） （5.2.1-2）式中：线药量（kkg/m）,即单位布布药长度上上分布的药药量；单耗（kkg/ mm3），即爆爆除单位体体积淤泥所所需药量，一一般为（00.611.0）/ m33爆破挤挤淤填石一一次推进水水平距离（mm）；计入覆覆盖水深的的折算淤泥泥厚度（mm）；置换淤淤泥厚度（mm）；淤泥重重度（kNN/ m33）；水重度度（kN/ m3）；覆盖水水深，即泥泥面以上的的水深。2) 一次爆破挤挤淤填石药药量计算 （5.22.1-33）式中：一次爆破挤淤填石石药量（）; 爆破挤淤填石石一次的布布药线长度度（m）。3) 单孔药量计计算 （5.2.1-4）式中：单孔药量量（）；M一次次布药孔数数。4) 药包埋藏和和起爆水位位爆破挤淤的的药包埋深深按下式计计算： （5.2.1-5）式中：药包埋深深（m），指指药包中心心在水面以以下深度。5.2.22 堆填石料1 堆填填石料范围围：一次处处理淤泥宽度沿沿线；高度度：H11.311.8倍淤淤泥深度。2 堆填填作业采用用机械作业业。石方用用自卸汽车车运输，装装载机、推推土机配合合挖掘机铲铲、推、堆堆。3 石料料应使用不不易风化石石料，粒径径应大于330cm。5.2.33 参数检检测及调整整1 测量量堆填石料料的标高及及宽度，计计算堆填石石料的高度度及宽度。2 按照照5.2.1要求的的数值进行行调整。5.2.44 钻孔、安安放药包1 装药药器加工：采用壁厚厚3mm的钢钢管，直径径根据作业业能力及药药量大小确确定。为保保证装药器器顺利装药药，防止淤淤泥进入套套管，用CC20混凝凝土制成砣砣封堵钢套套管下口。如图5.2.4-1所示，将混凝土砣的吊环挂进脱钩装置的吊钩上。利用混凝土砣的自重使吊钩处于锁挂状态。此时，钢套筒与混凝土砣外缘上平面留有间隙。放下振动锤，当混凝土砣底部碰到淤泥面时，钢套筒与混凝土砣之间的间隙在压力作用下消失，同时，混凝土砣在吊钩上的钩重量也消失，脱钩装置使吊环与吊钩分离。图5.2.4-1 装药器设设计图1水泥泥混凝土砣砣；2钢套筒；3吊环；4吊钩；5销轴66炸药包包2 药包包准备：采采用防水乳乳化炸药，按照爆破设计要求准备单孔药量。为了安全传爆，要选用每米含炸药重量不小于11g的防水性能好的导爆索。为了安全准爆，采用两发电雷管并联放置炸药中，用防水橡胶袋包扎，防水胶封口，装入聚丙烯纺织袋包扎好，相邻药包连接绳长度5.5m，电线稍长一些，以免承受拉力时电线拉断，电线接头扎防水胶。药包联接好后两端各留2倍于淤泥深的尼龙绳和电线。3 平整整场地：抛抛填石高度度、范围符符合设计要要求后，需需在抛填体体上铺垫碎碎石、土等等，用机械械配合人工工平整场地地，以便布布药机能正正常作业。4 布药药机就位。5 布设设炮位：根根据爆破设设计，在抛抛填体坡脚脚处淤泥上上测设炮位位，做好标标志，用40mmm的探管测测布设深度度内是否有有障碍物，以以便调整孔孔位。6 布药药机布药：采用吊车悬挂DZZ22型振振动打拔桩桩锤，定位位装药器于炮位上，布布药机利用用自重和振振动压力把把钢管插入入抛填石料料前方淤泥泥内，深度为为，把连接好导爆爆索的药包从钢钢套管投药孔中吊吊入，并用用测锤测量量药包埋设设深度，计计算标高保保证药包安安放深度符符合设计要要求。为防止提提升装药器器时带上药药包及药包包上浮不落落底，可先先向管内注注水，至水水从投药孔孔溢出为止止。最后再再利用打拔拔桩锤拔出出钢管，慢慢拔保护火火工材料，把药包及水泥混凝土砣留在淤泥中。如图5.2.4-2、图 5.2.4-3所示。图5.2.4-2 布药机机工作示意意图图5.2.4-3 布药孔孔位置示意意图7 淤泥泥厚度较小小时可采用用挖掘机配配合人工进进行装药施施工，以节节约成本，同同时可加快快施工进度度。5.2.55 爆破破1 起爆爆器材采用用8#工业业铜质瞬发发电雷管。采用微差爆破，根据爆破震动安全要求把炮眼分为510个为一段分段微差爆破，分段段差不小于200ms。如图 5.2.5-1所示。2 起爆爆网络：采采用双路塑塑料导爆管管和导爆索索起爆系统统，以确保保全部药包包起爆。3 起爆爆药包群，爆爆炸作用和和爆生气体体瞬间巨大大推动力使使淤泥前移移并形成爆爆坑，同时时，抛填石石料在自身身重力及震震动作用下下迅速滑塌塌进入爆坑坑，形成爆爆炸前移体体。4 当爆爆破挤淤处处理软土地地基工点位位于临近潮潮（水）影影响地段，则则爆炸挤淤淤施工中，起起爆水位宜宜选在最高高潮位时。图5.2.5-1 微差爆爆破网络示示意图5.2.66 爆后测测量爆后用全站站仪进行测测量爆炸挤挤淤填石一一次推进水水平距离，分分析爆破效效果，作为为施工试验验段，总结结经验，调调整爆破参参数，优化化施工工艺艺，以便进进行下循环环爆炸抛石石挤淤。5.2.77 下循循环爆炸抛抛石挤淤1 进行行下循环爆爆炸抛石挤挤淤，直至至按设计完完成全部挤挤淤宽度。2 在多多次的反复复爆炸过程程中，爆破破产生的巨巨大振动力也会会使已抛填填石方下沉沉并振动密密实，不断断提高爆破破挤淤质量量。3 在施施工过程中中应加强路路基沉降及及位移监测测工作、根根据实际情情况随时调调整爆破参参数来保证证施工质量量。4 爆破破挤淤处理理软土地基基工点位于于临近潮（水水）影响地地段时，在在抛石挤淤淤爆破过程程中，需对对周侧水石石交界处进进行爆破夯夯实，使石石方完成落落底，并爆爆夯密实坡坡脚平台；挤淤爆破破起爆时间间宜选择在在潮水覆盖盖淤泥后进进行，使爆爆后淤泥和和海水充分分混合，提提高淤泥的的流动性，同同时使海水水退潮时带带走一部分分淤泥。5.3劳动动力组织劳动力组织织见表5.3.1。表5.3.1 劳动力组组织情况表表项目经理1安全员1技术负责人人1质检员1施工员1爆破员1测量人员2监炮员1材料员1普工10吊车操作手手1机修人员1合计22人6 材料料与设备6.1 材料6.1.11 不易风风化石料，石石料粒径应应大于300cm。6.1.22 火工材材料：硝胺胺炸药，导导爆索，电雷雷管等。6.2 设备挖掘机、装装载机、推土机、自卸汽车车（以上机械械设备数量量视一次堆堆石能力确确定）、DZ222型振动动打拔桩锤锤1台、吊车1部、全站仪仪、钢管（埋埋设炸药包包用）。7 质量量控制7. 1 工程质量控制标标准7.1.11 爆破挤挤淤施工质质量控制执执行JTGG F110公路路路基施工工技术规范范，质量控制制检查项目目如下表。表7.1.1-1 爆破挤挤淤检查项项目项次检查项目规定值允许许偏差检查方法1抛填桩桩号号（m）1.0尺量，每1100m测测2点2堆填高度（mm）0.3水准仪3相邻两炮抛抛填进尺与与设计进尺尺之差（mm）0.5尺量，每次次爆破，每每100mm测4点4地基断面宽宽度（m）不小于设计计值尺量，每1100m测测2点5药包单药包药量量q2（）±0.055 q2查施工记录录药包平面位位置（m）0.3药包埋深（mm）00.36置换量填石底面标标高（m）00.5钻孔配合物物探方法填石底面范范围（m）不小于设计计值钻孔配合物物探方法置换数量（mm3）±10填石置换层层底面和下下卧地基层层设计顶面面之间的混混合层平均均厚度（mm）1钻孔配合物物探方法7.1.22 爆破挤挤淤竣工验验收检测按按内容进行：1 断面面测量；2 抛石石量与体积积平衡测算算表；3 长期期位移、沉沉降观测。7. 2 质量保证措措施7.2.11 爆破挤挤淤是一种种多循环的的施工工艺艺，在抛石石挤淤爆破破施工过程程中应进行行每循环的的施工质量量检测，并并根据检测测结果及时时修正爆破破及堆石参参数，确保保施工质量量。判断堤身落落底与否，目目前主要采采用以下三三种方法：1 用体体积平衡法法检验：根根据每炮抛抛填石料的的质量和方方量做好记记录，逐段段分析堤心心石置换淤淤泥的范围围及深度。根根据设计延延米抛方量量和实际延延米抛方量量进行比较较，这种估估计判断方方式能够比比较及时地地跟踪分析析堤心石落落底情况。2 钻孔孔检测法：利用钻孔孔检测可以以直观地分分析堤心石石的落底深深度。因钻钻孔检测耗耗用的时间间较长，在在施工阶段段应以不妨妨碍正常施施工为原则则。3 探地地雷达法：利用探地地雷达，可可以对横断断面和纵断断面进行检检测堤心石石落底情况况。如未落底可可加强侧爆爆，利用爆爆破振动和和爆夯促使使石方落底底。7.2.22 爆破时时，应根据据现场布药药机钻孔深深度正确确确定用药量量，保证爆爆炸挤淤深深度及淤泥泥爆破影响响范围。施施工时抛填填石方参数数应满足设设计要求，布布药必须到到位。堤身身抛高增加加，药包埋埋深适当对对堤身落底底均为有利利。7.2.33 施工工期进行爆爆前爆后断断面测量，断断面间距220m；爆爆炸处理软软基竣工后后进行竣工工断面测量量，断面间间距10mm，路基顶顶面平坦处处测点间距距5m，加载载处及破面面处测点间间距2m，根据据实抛方量量及断面测测量资料推推算置换范范围及深度度。7.2.44 工后沉沉降位移观观测1 及时时设立沉降降观测点，掌掌握堤身沉沉降规律，为为工后沉降降计算提供供依据。2 爆炸炸处理软基基竣工后，路路基填土压压实前按设设计要求布布设沉降板板，路基填填土期间，每每周测量一一次沉降，不不加载时每每2周测量量一次沉降降。3 路基基加载速度度应控制水水平位移量量每昼夜不不超过0.5cm，沉沉降量不大大于1.55cm，超超过时即应应暂停填筑筑，待沉降降及位移量量小于规定定值后再继继续施工。8 安全全措施8.0.11 火工材材料的购买买、运输、保保管及使用等按按照国家有有关规定执执行。8.0.22 爆破破人员必须须持证上岗岗。施工前前对有关人人员进行安安全教育及及安全技术术交底。8.0.33 爆破作业安安全规范参参见GB66722爆爆破安全规规程。8.0.44 爆破施施工前，应应根据施工工条件和施施工方法做做好下列工工作。1 爆破破指挥机构构的设立和和爆破作业业人员的分分工；2 装药药机械性能能检查；3 爆破破危险区内内警戒标志志，岗哨的的设置；4 爆破破危险区内内需保护构构筑物的调调查。8.0.55 夜间大大雾和雷雨雨天气禁止止爆破。8.0.66 海上风力力超过6级级时，禁止止爆破作业业。8.0.77 爆破作作业中如发发现爆破网网络或药包包扯拉缠绕绕应及时处处理。8.0.88 设置于于水下的药药包及爆破破网络不得得拖拽，发发现药包漂漂浮，网路路损坏等异异常现象，经经排除后方方可起爆。8.0.99 起爆前前应使全体体员工和附附近居民，事事先知道警警戒范围，警警戒标志和和声响信号号得意义，发发出信号的的方法和时时间。信号号方法如下下：1 第一一次信号预告信信号。所有有与爆破无无关人员应应立即撤至至安全区外外。2 第二二次信号起爆信信号。确认认人员、设设备全部撤撤离危险区区，具备安安全起爆条条件时，方方准发出起起爆信号，进进行爆破。3 第三三次信号解除警警戒信号。爆爆破员进入入爆区检查查确认安全全后，方可可发出解除除警戒线信信号。8.0.110 爆破后后，爆破员员必须按规规定认真检检查爆区有有无盲炮，发发现盲炮或或怀疑有盲盲炮时，应应立即报告告并及时处处理，不能能及时处理理的盲炮，应应在附近设设立明显标标志，并采采取相应的的安全措施施。8.0.111 处理盲盲炮时，应应做好安全全和警戒工工作，无关关人员不得得进去现场场。8.0.112 排除盲盲炮可采用用重新起爆爆和诱爆法法处理。8.0.113 其它安安全防护措措施按国家家有关现行行标准执行行。9 环保保措施9.0.11 成立对对应的施工工环境卫生生管理机构构，在工程程施工过程程中严格遵遵守国家和和地方政府府下发的有有关环境保保护的噶率率、法规和和规章，加加强对施工工燃油、工工程材料、设设备、废水水、生产生生活垃圾、弃弃渣的控制制和治理，遵遵守有关防防火及废弃弃物处理的的规章制度度，做好交交通环境疏疏导，充分分满足便民民要求，认认证接受交交通管理，随随时接受相相关单位的的监督检查查。9.0.22 将施工工现场和作作业限制在在工程建设设允许的范范围内，合合理布置、规范范围挡，做做到标牌清清楚、齐全全，各种标标识醒目，施施工场地整整洁文明。9.0.33 将相关关方案和要要求向全体体施工人员员进行详细细交底。9.0.44 噪声控控制1 严格格执行建建筑施工场场界噪声限限值（GGB125523），控控制和降低低施工机械械和运输车车辆造成的的噪声污染染。2 合理理安排作业业时间，尽尽可能将作作业安排在在白天施工工，避免夜夜间施工，使使施工噪声声对周围环环境影响减减少到最低低程度。9.0.55 污染控控制在施工过程程中，防止止把废渣、废废土倒入田田地或公路路边。10 效效益分析10.0.1 该工艺成成本较低，工工期短，与与常用的开开挖清淤相相比，堤身身抛石工程程量可减少少1015；断面设计计宽度可为为常规软基基处理方法法的4/55左右；可可节省投资资额1520。10.0.2 该工艺艺与其他软软基处理方方法比较，由由于传统方方法受稳定定和沉降控控制，需要要相当长的的工期（施施工工期和和预压期），而而该工艺抛抛填速度越越快越有利利，预压时时间很短或或不需预压压，从而大大大缩短了了工期。10.0.3 无需进进行大量淤淤泥的外运运、弃置，避避免或减少少了工程施施工中对环环境的污染染。10.0.4 本工艺在在施工运用用中主意动动态控制，即即用施工过过程掌握的的有关数据据，不断细细化爆破设设计，取得得经济实效效的爆破参参数，动态态分析爆破破挤淤效果果，使爆破破挤淤施工工始终处于于受控状态态，以有效效地保证爆爆破挤淤施施工效果和和质量。11 应应用实例11.0.1 沈海高高速公路福福鼎宁德德段沿线多多分布在沿海，路路线范围内内存在较多多的软土地地基，其中A100合同段丘丘里滨海软软基施工采采用了爆破破挤淤施工工工艺。该段段路堤爆破破（抛石）挤挤淤软基地地段位于GGK61+560GK699+0900路段，爆爆破抛石挤挤淤位于GGK61+570GK699+0900，其中断断链GK661+6441.9225GKK69+0006.9953（断断链短73365.0028m），则则爆破（抛抛石）挤淤淤软基全长长164.972mm，其中爆爆破抛石挤挤淤软基段段长1544.9722m，处理理淤泥深度度为5m20.55m。丘里里软基爆炸炸挤淤泥总总方量约4427288立方米，抛抛石量约为为挤淤泥方方量的两倍倍即854456立方方米。施工工时间为22000年年10月20011年5月，处理后后满足设计计及规范要要求。项目目竣工至今今未发生坍坍塌、滑移移及沉降超超过设计允允许范围现现象。11.0.2 广东省省惠州市深深港西部通通道口岸区区永久海堤堤总长26684m，采用了了爆破挤淤淤法填筑海海堤工艺。该该海堤处淤淤泥厚度为为7.0m18.55m，施工中中按钻机资资料揭示的的淤泥厚度度的变化和和原始淤泥泥面的高程程，计算了了各段爆炸炸处理的参参数，进行行了堤头爆爆破、测向向爆破和补补填整形等等几道主要要施工工序序。施工时间间为20001年11月2003年6月，处理后后满足设计计及规范要要求。项目目竣工至今今未发生坍坍塌、滑移移及沉降超超过设计允允许范围现现象。11.0.3 江西赣赣州至定南南高速公路路K1044+2500K1044+5255段路基属属于低山丘丘陵间洼地地，呈条带带状狭长分分布，宽约约20m50m。淤泥层呈呈厚层状连连续分布于于路基，层层厚6.88m8.5mm；下卧层层为碎石土土层，呈松松散状，层层位不稳定定，强度低低，层厚11.322.1m。对对以上两层层软土层都都需要进行行处理，处处理范围约约100000平方米米，处理平平均深度约约10m。鉴鉴于周围没没有对震动动有限制的的建筑物，采采用全断面面纵向推进进的堤端爆爆填方案，爆爆破挤淤先先以6m8m一个循循环向路基基另一端进进行堤头填填爆，爆至至距另一端端约50mm时，改为为向内侧填填筑，向外外侧进行堤堤侧爆破。堤堤头、堤侧侧爆破完成成后，对路路基两侧坡坡脚石方进进行爆夯落落底处理。施工时间为2002年9月2003年12月，处理后满足设计及规范要求。项目竣工至今未发生坍塌、滑移及沉降超过设计允许范围现象。