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摘要：洋浦港区小铲滩作业区起步工程是洋浦港的大型深水泊位公共码头，其基床深且厚度大，为确保施工质量，设计采用爆夯施工工艺处理水下抛石基床。本文根据小铲滩作业区起步工程通过典型施工确定爆夯施工参数的工程应用实例，对爆夯施工工艺的参数设计、质量及安全控制等进行了总结，为类似工程积累了经验。
关键字：抛石基床爆夯施工典型施工洋浦小铲滩
Abstract: spatula beach areas started qinlan port project is large deepwater berths qinlan port of the public pier, the bed depth and thickness is big, in order to ensure construction quality, design construction technology for underwater rubble-mound foundation bed by blasting tamping. Started according to the spatula beach areas through typical engineering construction to determine the explosive compact construction parameters of the engineering application examples, the design parameters of explosive compact construction technology, quality and safety control are summarized, and accumulated experience for similar projects.
Key word: riprap bedding construction typical explosive compact qinlan spatula beach
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00
1.工程概况
海南省洋浦港洋浦港区小铲滩作业区起步工程新建3个5万吨级多用途泊位，码头采用重力式沉箱结构，岸线长782米，基床设计顶标高均为-18.0m，基床抛填厚度4.0m～11.0m不等。
本工程施工区周围环境较好，码头东南侧为港池及海域；码头东北侧700m为洋浦电厂，由于电厂机组对爆破造成的震动很敏感，若是震动过大则会导致机组跳机甚至损坏，将影响电厂正常生产；码头其余区域均为吹填陆域，无村庄房屋，环境较简单。
2.爆夯设计及典型施工
2.1 爆夯分层
根据《水运工程爆破技术规范》JTS204-2008（以下简称《规范》），分层夯实厚度不宜大于12m，本工程基床最厚11m，因此可以采用一次抛填到顶、一次爆夯密实基床的工艺。
2.2 炸药的选取
根据施工经验，选取抗水性良好的2#岩石乳化炸药，采用塑料导爆索和电雷管引爆。
2.3 爆夯参数设计
为取得能够确保施工安全的爆夯参数，选取基床厚度最大的4-4断面（K0+198.8～K0+258.8段60m）作为典型施工断面。根据《规范》单药包药量计算公式：q2 = q0·a·b·H·η/n，起爆时药包悬高h2计算公式：h2≤（0.35～0.50）q2 1/3，典型施工断面基床厚度为11m，爆夯参数设计如表1：
表1典型施工断面爆夯参数设计表
2.4 布药网格
本爆夯工程均采用4m×4m的网格布药。每一分层中的第二遍爆夯布药位置在垂直于轴线上与第一遍爆夯布药位置等距离错开，第三遍爆夯布药位置与第一遍纵横位均相同。
2.5 起爆系统与网络设计
为保证深水条件下的爆夯安全准爆，起爆系统与网络设计为：爆夯药包选用防水炸药，采用非电塑料导爆管起爆系统起爆，做到安全、可靠、准爆。
所有雷管每20发构成一簇，用2发接力雷管引爆（见图1），整个起爆网路用2发电雷管引爆。
引爆非电延期导爆管雷管网路用的电雷管采用串联起爆网路，用EF-500型高能脉冲起爆器起爆。
2.6 爆破安全
根据《规范》，爆炸源与人员和其他保护对象的安全允许距离，应根据地震波、冲击波和飞散物3种爆破效应分别计算并取其最大值。本工程爆炸点上覆水深较大，单药包重量最大28kg，基本不会有飞散物，爆炸的噪音也比较小。冲击波安全距离参考《规范》要求，施工现场的环境均可满足。
根据《规范》地震波安全距离计算公式：R=(K/V)1/a·Q1/3。由于小铲滩作业区是吹填区，工程周围环境较简单。需要进行安全距离评估的是离本工程爆夯点最近的洋浦电厂，其主控设备对安全振动速度要求较高，要求不大于0.5cm/s。安全振动速度计算如下：R取500m，K取530，a取1.82，根据爆夯工艺，微差起爆时最大一段的装药量Q取350kg。计算V=0.226cm/s，满足V不大于0.5cm/s的要求，理论计算是安全的。
2.7 爆夯施工
爆夯施工按成熟的施工工艺进行，施工流程见图2。
图2 水上爆夯施工工艺流程图
3 典型施工效果及分析
3.1典型施工效果
夯实率采用测深仪测深方法检查，断面间距取5m，同时分别对两端相邻段30m未布药区基床进行检测。通过检测夯前夯后基床标高，计算出典型施工断面基床夯实率基本上达到17％，满足设计不小于15%的要求。爆夯对两端相邻段30m长基床有影响，对10m长范围内基床沉降影响较大。经潜水员检查，夯后基床表面石块比较松散，且平整度较差，断面局部高差最高达100cm，但对边坡影响不明显。距典型施工800m的洋浦电厂机组运行出现红色破坏性故障报警。
3.2典型施工效果分析
3.2.1爆夯参数：经检测典型施工段爆夯参数设计能够满足设计夯实率的要求，但洋浦电厂机组运行出现了红色破坏性故障报警，在安全评估理论计算满足要求的情况下，仍需对爆破参数进行调整：
调整爆破参数，在保证施工质量的前提下减小爆破规模，降低爆破震动影响。将单段最大药量由350kg减少至175kg，从而使爆破震动减弱为原来的60%。采取毫秒延时微差爆破技术，使爆破地震的能量在时空上分散，从而能够有效减低地震强度1/2～1/3。通过以上两种措施，可以将爆破震动控制在原来的35%以内。
同时进行爆破震动监测，掌握实际震动数据，用实际监测数据验证理论计算，指导后续爆破施工。
3.2.2对夯后基床表面石块松散及平整度较差的处理：夯实前应对抛石基床顶面进行适当整平，局部高差不宜大于300mm，以保证爆夯后平整度，减少补抛补夯现象；由于设计要求爆夯到顶后对其上层2米厚的基床块石使用重锤夯实，故暂不对表面石块松散现象进行处理。
3.2.3对相邻段的处理：观测基床夯前、夯后标高时应测出布药区30m以外，以保证相邻段夯实率计算的准确性。
4.后期施工情况
目前小铲滩起步工程基床爆夯施工已完成，通过检测，每施工段基床夯沉率均达到15％以上，基床表层平整度、密实度均良好。
为检测爆夯对电厂机组的影响，在电厂敏感地带设置了监测点，通过对监测点的径向、切向和垂直向的最大振动速度以及三个方向的矢量合成进行现場监测和计算，以及对电厂机组的运行观测，调整爆夯参数和起爆方式后，后续施工产生的地震波基本不影响电厂机组的正常运行。
5.经验总结
5.1本工程增加了夯实前对抛石基床顶面进行适当整平，爆夯到顶后对其上层2米厚的基床块石进行重锤夯实等工序，基床表层块石的密实度、平整度均良好，对后续的大型沉箱安装非常有利。
5.2爆夯法作为一种成熟并被广泛接受的基床夯实工艺，其各种技术经济指标均优于传统重锤夯实，不可否认的是爆夯对周边的安全影响较大，尽管如此，只要设计合理，操作严格，对敏感源设置监测及时调整，仍可成功应用。
参考文献：
[1] 《水运工程爆破技术规范》 JTS204-2008
[2] 周日仔、王庆辉，基床爆夯工艺在南沙港一期工程中的应用，华南港工，2005年01期
[3] 陈爽，块石基床爆夯技术在重力式码头的应用及质量控制，华南港工，2009年01期
关键字：抛石基床爆夯施工典型施工洋浦小铲滩
Abstract: spatula beach areas started qinlan port project is large deepwater berths qinlan port of the public pier, the bed depth and thickness is big, in order to ensure construction quality, design construction technology for underwater rubble-mound foundation bed by blasting tamping. Started according to the spatula beach areas through typical engineering construction to determine the explosive compact construction parameters of the engineering application examples, the design parameters of explosive compact construction technology, quality and safety control are summarized, and accumulated experience for similar projects.
Key word: riprap bedding construction typical explosive compact qinlan spatula beach
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）04-0000-00
1.工程概况
海南省洋浦港洋浦港区小铲滩作业区起步工程新建3个5万吨级多用途泊位，码头采用重力式沉箱结构，岸线长782米，基床设计顶标高均为-18.0m，基床抛填厚度4.0m～11.0m不等。
本工程施工区周围环境较好，码头东南侧为港池及海域；码头东北侧700m为洋浦电厂，由于电厂机组对爆破造成的震动很敏感，若是震动过大则会导致机组跳机甚至损坏，将影响电厂正常生产；码头其余区域均为吹填陆域，无村庄房屋，环境较简单。
2.爆夯设计及典型施工
2.1 爆夯分层
根据《水运工程爆破技术规范》JTS204-2008（以下简称《规范》），分层夯实厚度不宜大于12m，本工程基床最厚11m，因此可以采用一次抛填到顶、一次爆夯密实基床的工艺。
2.2 炸药的选取
根据施工经验，选取抗水性良好的2#岩石乳化炸药，采用塑料导爆索和电雷管引爆。
2.3 爆夯参数设计
为取得能够确保施工安全的爆夯参数，选取基床厚度最大的4-4断面（K0+198.8～K0+258.8段60m）作为典型施工断面。根据《规范》单药包药量计算公式：q2 = q0·a·b·H·η/n，起爆时药包悬高h2计算公式：h2≤（0.35～0.50）q2 1/3，典型施工断面基床厚度为11m，爆夯参数设计如表1：
表1典型施工断面爆夯参数设计表
2.4 布药网格
本爆夯工程均采用4m×4m的网格布药。每一分层中的第二遍爆夯布药位置在垂直于轴线上与第一遍爆夯布药位置等距离错开，第三遍爆夯布药位置与第一遍纵横位均相同。
2.5 起爆系统与网络设计
为保证深水条件下的爆夯安全准爆，起爆系统与网络设计为：爆夯药包选用防水炸药，采用非电塑料导爆管起爆系统起爆，做到安全、可靠、准爆。
所有雷管每20发构成一簇，用2发接力雷管引爆（见图1），整个起爆网路用2发电雷管引爆。
引爆非电延期导爆管雷管网路用的电雷管采用串联起爆网路，用EF-500型高能脉冲起爆器起爆。
2.6 爆破安全
根据《规范》，爆炸源与人员和其他保护对象的安全允许距离，应根据地震波、冲击波和飞散物3种爆破效应分别计算并取其最大值。本工程爆炸点上覆水深较大，单药包重量最大28kg，基本不会有飞散物，爆炸的噪音也比较小。冲击波安全距离参考《规范》要求，施工现场的环境均可满足。
根据《规范》地震波安全距离计算公式：R=(K/V)1/a·Q1/3。由于小铲滩作业区是吹填区，工程周围环境较简单。需要进行安全距离评估的是离本工程爆夯点最近的洋浦电厂，其主控设备对安全振动速度要求较高，要求不大于0.5cm/s。安全振动速度计算如下：R取500m，K取530，a取1.82，根据爆夯工艺，微差起爆时最大一段的装药量Q取350kg。计算V=0.226cm/s，满足V不大于0.5cm/s的要求，理论计算是安全的。
2.7 爆夯施工
爆夯施工按成熟的施工工艺进行，施工流程见图2。
图2 水上爆夯施工工艺流程图
3 典型施工效果及分析
3.1典型施工效果
夯实率采用测深仪测深方法检查，断面间距取5m，同时分别对两端相邻段30m未布药区基床进行检测。通过检测夯前夯后基床标高，计算出典型施工断面基床夯实率基本上达到17％，满足设计不小于15%的要求。爆夯对两端相邻段30m长基床有影响，对10m长范围内基床沉降影响较大。经潜水员检查，夯后基床表面石块比较松散，且平整度较差，断面局部高差最高达100cm，但对边坡影响不明显。距典型施工800m的洋浦电厂机组运行出现红色破坏性故障报警。
3.2典型施工效果分析
3.2.1爆夯参数：经检测典型施工段爆夯参数设计能够满足设计夯实率的要求，但洋浦电厂机组运行出现了红色破坏性故障报警，在安全评估理论计算满足要求的情况下，仍需对爆破参数进行调整：
调整爆破参数，在保证施工质量的前提下减小爆破规模，降低爆破震动影响。将单段最大药量由350kg减少至175kg，从而使爆破震动减弱为原来的60%。采取毫秒延时微差爆破技术，使爆破地震的能量在时空上分散，从而能够有效减低地震强度1/2～1/3。通过以上两种措施，可以将爆破震动控制在原来的35%以内。
同时进行爆破震动监测，掌握实际震动数据，用实际监测数据验证理论计算，指导后续爆破施工。
3.2.2对夯后基床表面石块松散及平整度较差的处理：夯实前应对抛石基床顶面进行适当整平，局部高差不宜大于300mm，以保证爆夯后平整度，减少补抛补夯现象；由于设计要求爆夯到顶后对其上层2米厚的基床块石使用重锤夯实，故暂不对表面石块松散现象进行处理。
3.2.3对相邻段的处理：观测基床夯前、夯后标高时应测出布药区30m以外，以保证相邻段夯实率计算的准确性。
4.后期施工情况
目前小铲滩起步工程基床爆夯施工已完成，通过检测，每施工段基床夯沉率均达到15％以上，基床表层平整度、密实度均良好。
为检测爆夯对电厂机组的影响，在电厂敏感地带设置了监测点，通过对监测点的径向、切向和垂直向的最大振动速度以及三个方向的矢量合成进行现場监测和计算，以及对电厂机组的运行观测，调整爆夯参数和起爆方式后，后续施工产生的地震波基本不影响电厂机组的正常运行。
5.经验总结
5.1本工程增加了夯实前对抛石基床顶面进行适当整平，爆夯到顶后对其上层2米厚的基床块石进行重锤夯实等工序，基床表层块石的密实度、平整度均良好，对后续的大型沉箱安装非常有利。
5.2爆夯法作为一种成熟并被广泛接受的基床夯实工艺，其各种技术经济指标均优于传统重锤夯实，不可否认的是爆夯对周边的安全影响较大，尽管如此，只要设计合理，操作严格，对敏感源设置监测及时调整，仍可成功应用。
参考文献：
[1] 《水运工程爆破技术规范》 JTS204-2008
[2] 周日仔、王庆辉，基床爆夯工艺在南沙港一期工程中的应用，华南港工，2005年01期
[3] 陈爽，块石基床爆夯技术在重力式码头的应用及质量控制，华南港工，2009年01期