[發(fā)明專利]潮間帶爆破擠淤筑堤的引水爆破施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410572559.1
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104406471A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 沈雪松
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/00
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務(wù)所 32230
• 代理人: 栗仲平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沿海拋石堤施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沿海地區(qū)潮間帶爆破擠淤筑堤的新型施工方法，改進(jìn)常規(guī)爆破擠淤施工中爆破前挖除堤頭端淤泥包，以確保起爆時堤頭具有一定水深的技術(shù)要求，通過保留堤頭端淤泥包、向堤頭與淤泥包之間的V形槽中引水至足夠深度，增加局部向上方向的抵抗線，保證爆炸能量沿堤頭端向前作用，堤頭拋石在水量充足且具有一定含泥量的狀態(tài)下，受爆炸壓力和振動作用向堤頭前方下沉坍塌滑移，使得拋石落底效果良好，從而提高施工效率及工程質(zhì)量。

背景技術(shù)

爆破擠淤是沿海地區(qū)圍堤、隔堤建設(shè)中海底軟基處理的常用施工方法，通過爆破清除海底淤泥，實現(xiàn)淤泥與石料間的置換，爆破后繼續(xù)拋石至設(shè)計標(biāo)高形成堤芯、堤身結(jié)構(gòu)。爆破擠淤即是將淤泥置換為石料的軟基處理方法，也是堤身結(jié)構(gòu)填筑施工技術(shù)，以形成爆破擠淤拋石堤結(jié)構(gòu)。

爆破擠淤通過爆炸沖擊作用降低淤泥地基的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度，并利用拋石體自重使爆前處于平衡狀態(tài)的拋石體向強(qiáng)度降低處的淤泥內(nèi)滑移，實現(xiàn)泥-石置換。爆破擠淤施工前，沿拋石堤軸線方向拋填石料至爆炸處理的設(shè)計高程及寬度，形成爆前拋石堤縱斷面線，在拋石體前端“泥-石”交界面外緣一定距離和深度的淤泥地基中埋放炸藥，引爆炸藥瞬間在原淤泥地基內(nèi)形成空腔，拋石體隨即坍塌充填空腔形成“石舌”，同時拋石體前方和下方一定范圍內(nèi)的淤泥地基被爆炸弱化、強(qiáng)度降低，拋石體下沉滑移擠淤。爆破后繼續(xù)拋石，淤泥受拋石體作用剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時，拋石體沿定向滑移線向前方滑移，達(dá)到平衡后滑移停止，繼續(xù)加高拋填至拋石堤結(jié)構(gòu)平衡穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計標(biāo)高。除爆破擠淤拋石堤結(jié)構(gòu)外，爆破擠淤技術(shù)被廣泛用于防波堤、護(hù)岸、沿海圍堤，以及大型沉箱碼頭、造船廠滑道等工程的淤泥軟土地基處理和堤身填筑。

爆破擠淤筑堤施工技術(shù)利用爆破瞬間炸藥爆炸形成的巨大能量沿堤頭端向前作用，爆炸沖擊并降低堤頭前方的原淤泥地基結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度并形成空腔，拋石體向堤頭端前方和下方坍塌充填空腔形成“石舌”，沿堤軸線方向推進(jìn)形成爆破擠淤拋石堤結(jié)構(gòu)。根據(jù)爆破理論，爆破瞬間炸藥爆炸形成的巨大能量總是尋找并沿著最為薄弱的方向釋放，該方向即為最小抵抗線方向，定向爆破就是利用這一原理引導(dǎo)爆破體向指定方向拋擲或坍塌。爆破擠淤筑堤施工技術(shù)成功實施的關(guān)鍵在于能否確保爆破瞬間炸藥爆炸形成的巨大能量沿堤頭端向前作用，即保證拋石堤堤頭端前方成為最小抵抗線方向，使得拋石體向前方下沉坍塌滑移。

判斷爆破擠淤拋石堤施工質(zhì)量合格與否的主要手段為通過鉆探檢測拋石體是否下沉至淤泥地基底部的持力層，拋石體是否達(dá)到落底要求，即拋石體是否完全置換原淤泥地基。因原淤泥地基的物理力學(xué)性質(zhì)較差，一旦拋石未完全落底、拋石體下方與持力層之間存在一定厚度的淤泥夾層，將嚴(yán)重影響爆破擠淤拋石堤的安全穩(wěn)定性。爆破擠淤拋石堤施工設(shè)計中為了使拋石體完全落底至持力層，通常會增加堤頭端前方爆破位置的上覆荷載以加大局部向上方向的抵抗線的方式，令爆炸能量沿堤頭端向前及向下作用，實現(xiàn)拋石體向前方下沉坍塌滑移至落底。若爆破施工中堤頭端前方局部向上的抵抗線不足，將使泥石混合物向上方拋出，甚至形成“沖天炮”，造成爆炸能量散逸，而爆破位置下方的淤泥不能被足量擠出，極易造成淤泥夾層。由此可見，增加堤頭端前方爆破位置的上覆荷載以加大局部向上方向的抵抗線，使得爆炸能量沿堤頭端向前作用，減少爆炸能量散失，是保證爆破擠淤拋石堤施工質(zhì)量的技術(shù)關(guān)鍵。

沿海地區(qū)港口航道建設(shè)及圍海造陸工程中圍堤、隔堤建設(shè)均為由原海岸線向近海區(qū)域延伸填筑，爆破擠淤筑堤施工大多處于海灘潮間帶內(nèi)，潮汐作用下海水位變幅較大。爆破擠淤施工前需要將覆蓋水深折算為淤泥厚度或上覆荷載，精確計算局部向上方向的抵抗線和最小抵抗線方向，并根據(jù)理論計算結(jié)果和潮水位變化情況選擇合適的爆破時間，以確保拋石落底效果良好。潮間帶爆破擠淤施工過程中，堤頭端隆起的淤泥包頂標(biāo)高往往超過當(dāng)?shù)仄骄叱蔽?，由于上覆荷載和向上抵抗線的要求，拋石堤頭與淤泥包之間的V形槽中需要有足夠的覆蓋水深作為上覆荷載。當(dāng)淤泥包頂標(biāo)高較高時，只有高潮位時潮水才能淹沒淤泥包，而小汛期間高潮位也很難淹沒淤泥包。由于淤泥包阻隔，V形槽中往往水位較低、局部向上的抵抗線較為薄弱，只有高潮位時海水才能淹沒淤泥包進(jìn)入V形槽中、靠近拋石堤頭。受爆破規(guī)程限制，公安部門不允許夜間爆破作業(yè)，僅在大汛期間白天高潮位時方可實施爆破施工，上述堤頭端淤泥包標(biāo)高較高和V形槽中水位較低等條件限制嚴(yán)重影響爆破擠淤施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。