抛石挤淤爆破挤淤方案.docx
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抛石挤淤爆破挤淤方案
3.软基处理施工方法
3.1施工安排顺序
利用地方道路作为抛石挤淤施工临时便道,从中山路进入滨江大道施工作业区,
然后向南、北两个方向分段处理。
3.2抛填挤淤施工
3.2.1工艺:
地面测量f场地准备f石料运输f卸至指定部位f摊平(推土机/反铲)f碾压f填筑碎石、砂反滤层f验收。
3.2.2主要使用机械设备:
挖机、推土机、自卸汽车、压路机、强夯机械等。
3.2.3施工方法:
10~20米路基作为一个处治单元。
挤淤之前准备好片石,并实测好地面的高程。
抛填前,测量人员测放出路基第一层的回填边线,第一层块石边线为路槽顶面宽度两侧各加4m在抛石边线与路基1:
1.5坡脚线之间填砂包土高出水面50cm。
卸料时设专人指挥,防止卸料超界,抛填时用反铲自道路起点开始向前进占法施工,路基横断面方向至道路中心线向两侧抛填。
分层进行抛填,层厚50cm左右,
采用18t压路机振动碾压,碾压至不在下沉为止,第一层填筑粒径较大的块石,向上依此可减小粒径,直至软基处理结束。
挤淤反铲配合推土机铺设,重型压路机碾压,反复碾压加入的块石,压实后达到表面无明显的轮迹,表面密实,无弹簧现象。
抛填块石要求大小不均匀,便于层层铺设,小碎石填缝。
填筑高度至水面以上50cm,再在路基填筑范围铺筑
30cm厚反滤层。
施工中若发现淤泥翻出,采用挖掘机挖除淤泥,两侧地块没有进行回填,直接挖运至两侧地块内;如两侧地块已回填完毕,则运至附近的地块区域内。
抛石挤
淤为强迫换土的一种形式,通过在软粘土中抛入较大的片石、块石,使片石、块石强行挤出
软粘土并占据其位置,以此来提高地基承载力、减小沉降量,提高土体的稳定性
抛石挤淤法一般适用于厚为3~4m的软土层和常年积水且不易抽干的湖、塘、河流等积
水洼地,以及表层无硬壳、软土的液性指数大、层厚较薄、片石能沉达下卧硬层的情况。
由
于抛石挤淤法施工简单,不用抽水、不用挖淤、施工迅速,所以现场乐于采用,特别是在路
基工程中,当道路路基穿越或部分穿越河塘洼地时,更是常用此法来处理其下的软土地基。
抛石挤淤法施工时,抛石顺序应自路堤中部开始,然后逐次向两旁展开,使淤泥向两侧
挤出。
当抛入的片石露出水面后,用重锤夯实或用压路机等机械碾压密实,然后在其上铺设
反滤层再行填土。
当下卧岩层面具有明显的横向坡度时,抛石应从下卧层高的一侧向低的一
侧扩展,并且在低的一侧适当高度范围内多抛填一些,以增加其稳定性。
爆破挤淤处理软土地基施工工法
RJGF(闽)—37—2008
完成单位:
福建建工集团总公司
主要完成人:
林毅华戴益华林铁民
1刖言
1.0.1爆破挤淤处理软土地基实质上是地基处理的置换法,即通过爆炸作用将填料沉入淤
泥并将淤泥挤出,达到提高地基承载力的目的。
1.0.2沈海高速公路福鼎〜宁德段沿线多分布在沿海,路线范围内存在较多的软土地基,
其中A10合同段丘里滨海软基为淤泥质粘土,且临近杨家溪入海口,受海潮影响大。
采用换
填、CFG桩及竖向排水板等软基处理方案在总工期、适用性、经济性上都无法取得一个很好的平衡,综合考虑多项因素采用爆破挤淤施工。
为此,福建建工集团总公司在承建的沈海高
速公路福鼎〜宁德段A10标的施工过程中,根据实际情况采用爆破挤淤法,此后通过多次工程施工实践,总结形成本工法。
2工法特点
爆破挤淤处理软土地基是通过置换一定深度的淤泥,使地基达到设计承载力和满足地基
在一定时间内的沉降要求的施工工艺。
爆破挤淤总固结时间短、见效快,且在工程运行阶段
较排水固结法处理的地基维护费用少、沉降小,安全可靠。
3适用范围
爆破挤淤重在“挤”,必须地处开阔地带,保证在爆炸后抛填体的重力作用下淤泥可以
被挤出待处理地基范围,并且不会对环境造成污染和破坏。
主要适用于港口工程的防波堤、
护岸、码头等基础处理,公路铁路房建等地处海滩、河滩等开阔地带的地基处理。
爆破挤淤
工艺原理
在堆石体前沿淤泥中的适当位置埋置药包群,爆后堆石体前沿向淤泥底部坍落,形成一
定范围和厚度的“石舌”,所形成的边坡形状呈梯形。
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
H
\\/.
1.\JF
\\
\\
Tr-
——1\
堆填石顶标高(H=1.3〜1.8
倍淤泥深度)
下一次循环抛填断面线
挤淤推进方向
爆前淤泥面
药包
爆后泥面线
爆后坍塌断面线
花岗岩抛石
AXXXy
-—处理层底标高
图4.0.1爆破挤淤布药与爆前、爆后断面示意图
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程按下列规定进行:
施工准备一一堆填石料一一参数检测及调整一一钻孔、安放药包一一爆破一一爆后测量
――下循环爆破抛石挤淤。
5.2操作要点
5.2.1施工准备
1根据设计文件要求,参考地质勘探资料,配合现场测量数据,编制施工组织设计,
进行技术、安全交底。
2确定淤泥深度、宽度等有关数据。
根据施工能力,划分施工段,计算堆石高度及宽
度。
石料单次堆填高度H=1.3〜1.8倍置换处淤泥深度,堆填宽度应以一次施工能力确定。
3药量、药包埋藏和起爆水位参数计算
1)线药量按下式计算
(521-1)
式中:
qL――线药量(kg/m),即单位布药长度上分布的药量;
0.6
q0――单耗(kg/m3),即爆除单位体积淤泥所需药量,一般为(lh――爆破挤淤填石一次推进水平距离(m;
Hmw――计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m);
HM――置换淤泥厚度(m);
m淤泥重度(kN/m3);
w水重度(kN/m3);
Hw――覆盖水深,即泥面以上的水深。
2)一次爆破挤淤填石药量计算
Q^=qLLl
(5.2.1-3)
式中:
Q1——一次爆破挤淤填石药量(血);
Ll爆破挤淤填石一次的布药线长度(nr)。
3)单孔药量计算
(521-4)
式中:
q1单孔药量(kg)
M——一次布药孔数。
4)药包埋藏和起爆水位
爆破挤淤的药包埋深按下式计算:
hj-0.45Hmw
(5.2.1-5)
式中:
hp药包埋深(m),指药包中心在水面以下深度。
5.2.2堆填石料
1堆填石料范围:
一次处理淤泥宽度沿线;高度:
H=1.3〜1.8倍淤泥深度。
2堆填作业采用机械作业。
石方用自卸汽车运输,装载机、推土机配合挖掘机铲、推、
堆。
3石料应使用不易风化石料,粒径应大于30cm。
5.2.3参数检测及调整
1测量堆填石料的标高及宽度,计算堆填石料的高度及宽度。
2按照5.2.1要求的数值进行调整。
5.2.4钻孔、安放药包
5.2.5
1装药器加工:
采用壁厚3mm的钢管,直径根据作业能力及药量大小确定。
为保证装
药器顺利装药,防止淤泥进入套管,用C20混凝土制成砣封堵钢套管下口。
如图5.2.4-1
2
1
图524-1装药器设计图
1――水泥混凝土砣;2――钢套筒;3――吊环;4――吊钩;5――销轴6――炸药包
2药包准备:
采用防水乳化炸药,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平整场地:
抛填石高度、范围符合设计要求后,需在抛填体上铺垫碎石、土等,用
机械配合人工平整场地,以便布药机能正常作业。
4布药机就位。
5布设炮位:
根据爆破设计,在抛填体坡脚处淤泥上测设炮位,做好标志,用①40mm
的探管测布设深度h.i内是否有障碍物,以便调整孔位。
6布药机布药:
采用吊车悬挂DZ22型振动打拔桩锤,定位装药器于炮位上,布药机利用自重和振动压力把钢管插入抛填石料前方淤泥内,深度为h」,把连接好导爆索的药包从
钢套管投药孔中吊入,并用测锤测量药包埋设深度,计算标高保证药包安放深度符合设计要
为止。
最后再利用打拔桩锤拔出钢管,
慢拔保护火工材料,把药包及水泥混凝土砣留在淤泥
中。
如图524-2、图524-3所示。
XL
投药孔
吊车悬挂振动打拔桩锤安放药包
抛填石
水泥混凝土砣
图524-2
第
次
爆
破
布
药
布药机工作示意图
下循环布药
点.-
图524-3布药孔位置示意图
7淤泥厚度较小时可采用挖掘机配合人工进行装药施工,以节约成本,同时可加快施工进度。
5.2.6爆破
1起爆器材采用8#工业铜质瞬发电雷管。
采用微差爆破,根据爆破震动安全要求把炮眼分为5〜10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起爆网络:
采用双路塑料导爆管和导爆索起爆系统,以确保全部药包起爆。
3起爆药包群,爆炸作用和爆生气体瞬间巨大推动力使淤泥前移并形成爆坑,同时,抛
填石料在自身重力及震动作用下迅速滑塌进入爆坑,形成爆炸前移体。
4当爆破挤淤处理软土地基工点位于临近潮(水)影响地段,则爆炸挤淤施工中,起爆
水位宜选在最高潮位时。
起爆器导线
图5.2.5-1微差爆破网络示意图
526爆后测量
工试验段,总结经验,调整爆破参数,优化施工工艺,以便进行下循环爆炸抛石挤淤。
5.2.7
下循环爆炸抛石挤淤
1
进行下循环爆炸抛石挤淤,直至按设计完成全部挤淤宽度。
2
在多次的反复爆炸过程中,爆破产生的巨大振动力也会使已抛填石方下沉并振动密
实,不断提高爆破挤淤质量。
3在施工过程中应加强路基沉降及位移监测工作、根据实际情况随时调整爆破参数来保
证施工质量。
4爆破挤淤处理软土地基工点位于临近潮(水)影响地段时,在抛石挤淤爆破过程中,
需对周侧水石交界处进行爆破夯实,时间宜选择在潮水覆盖淤泥后进行,使海水退潮时带走一部分淤泥。
劳动力组织见表5.3.1。
使石方完成落底,并爆夯密实坡脚平台;挤淤爆破起爆使爆后淤泥和海水充分混合,提高淤泥的流动性,同时
5.3劳动力组织
表5.3.1劳动力组织情况表
项目经理
1
安全员
1
技术负责人
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
1
机修人员
1
合计
22人
6材料与设备
6.1材料
6.1.1不易风化石料,石料粒径应大于30cm。
6.1.2火工材料:
硝胺炸药,导爆索,电雷管等。
挖掘机、装载机、推土机、自卸汽车(以上机械设备数量视一次堆石能力确定)
、DZ22
型振动打拔桩锤1台、吊车1部、全站仪、钢管(埋设炸药包用)
7质量控制
7.1工程质量控制标准
7.1.1爆破挤淤施工质量控制执行JTGF10《公路路基施工技术规范》,质量控制检查项
目如下表。
表7.1.1-1爆破挤淤检查项目
项次
检查项目
规疋值允许偏差
检查方法
1
抛填桩桩号(m
V1.0
尺量,每100m测2点
2
堆填高度(m)
v0.3
水准仪
3
相邻两炮抛填进尺与设计进尺之差(m)
v0.5
尺量,每次爆破,每
100m测4点
4
地基断面宽度(m)
不小于设计值
尺量,每100m测2点
5
药包
单药包药量q2(kg)
±0.05q2
查施工记录
药包平面位置(m)
v0.3
药包埋深(m)
0〜一0.3
6
置换量
填石底面标咼(m)
0〜—0.5
钻孔配合物探方法
填石底面范围(m)
不小于设计值
钻孔配合物探方法
置换数量(Hi)
±10%
填石置换层底面和下卧地基层设计顶面之间的混合层平均厚度
(m
V1
钻孔配合物探方法
7.1.2爆破挤淤竣工验收检测按内容进行:
1断面测量;
2抛石量与体积平衡测算表;
3长期位移、沉降观测。
7.2.1爆破挤淤是一种多循环的施工工艺,在抛石挤淤爆破施工过程中应进行每循环的施
工质量检测,并根据检测结果及时修正爆破及堆石参数,确保施工质量。
判断堤身落底与否,
目前主要采用以下三种方法:
1用体积平衡法检验:
根据每炮抛填石料的质量和方量做好记录,逐段分析堤心石置
换淤泥的范围及深度。
根据设计延米抛方量和实际延米抛方量进行比较,这种估计判断方式
能够比较及时地跟踪分析堤心石落底情况。
2钻孔检测法:
利用钻孔检测可以直观地分析堤心石的落底深度。
因钻孔检测耗用的时间较长,在施工阶段应以不妨碍正常施工为原则。
3探地雷达法:
利用探地雷达,可以对横断面和纵断面进行检测堤心石落底情况。
如未落底可加强侧爆,利用爆破振动和爆夯促使石方落底。
722爆破时,应根据现场布药机钻孔深度正确确定用药量,保证爆炸挤淤深度及淤泥爆破影响范围。
施工时抛填石方参数应满足设计要求,布药必须到位。
堤身抛高增加,药包埋深适当对堤身落底均为有利。
7.2.3施工期进行爆前爆后断面测量,断面间距20m爆炸处理软基竣工后进行竣工断面
测量,断面间距10m路基顶面平坦处测点间距5m加载处及破面处测点间距2m根据实
抛方量及断面测量资料推算置换范围及深度。
7.2.4工后沉降位移观测
1及时设立沉降观测点,掌握堤身沉降规律,为工后沉降计算提供依据。
2爆炸处理软基竣工后,路基填土压实前按设计要求布设沉降板,路基填土期间,每
周测量一次沉降,不加载时每2周测量一次沉降。
3路基加载速度应控制水平位移量每昼夜不超过0.5cm,沉降量不大于1.5cm,超过时
即应暂停填筑,待沉降及位移量小于规定值后再继续施工。
8安全措施
8.0.1火工材料的购买、运输、保管及使用等按照国家有关规定执行。
8.0.2爆破人员必须持证上岗。
施工前对有关人员进行安全教育及安全技术交底。
8.0.3爆破作业安全规范参见GB6722《爆破安全规程》。
8.0.4爆破施工前,应根据施工条件和施工方法做好下列工作。
1爆破指挥机构的设立和爆破作业人员的分工;
2装药机械性能检查;
3爆破危险区内警戒标志,岗哨的设置;
4爆破危险区内需保护构筑物的调查。
8.0.5夜间大雾和雷雨天气禁止爆破。
8.0.6海上风力超过6级时,禁止爆破作业。
8.0.7爆破作业中如发现爆破网络或药包扯拉缠绕应及时处理。
8.0.8设置于水下的药包及爆破网络不得拖拽,发现药包漂浮,网路损坏等异常现象,经
排除后方可起爆。
8.0.9起爆前应使全体员工和附近居民,事先知道警戒范围,警戒标志和声响信号得意义,
发出信号的方法和时间。
信号方法如下:
1第一次信号一一预告信号。
所有与爆破无关人员应立即撤至安全区外。
2第二次信号一一起爆信号。
确认人员、设备全部撤离危险区,具备安全起爆条件时,
方准发出起爆信号,进行爆破。
3第三次信号一一解除警戒信号。
爆破员进入爆区检查确认安全后,方可发出解除警
戒线信号。
8.0.10爆破后,爆破员必须按规定认真检查爆区有无盲炮,发现盲炮或怀疑有盲炮时,应
立即报告并及时处理,不能及时处理的盲炮,应在附近设立明显标志,并采取相应的安全措施。
8.0.11处理盲炮时,应做好安全和警戒工作,无关人员不得进去现场。
8.0.12排除盲炮可采用重新起爆和诱爆法处理。
8.0.13其它安全防护措施按国家有关现行标准执行。
9环保措施
9.0.1成立对应的施工环境卫生管理机构,在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下
发的有关环境保护的噶率、法规和规章,加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理,遵守有关防火及废弃物处理的规章制度,做好交通环境疏导,充分满足便民要求,认证接受交通管理,随时接受相关单位的监督检查。
9.0.2将施工现场和作业限制在工程建设允许的范围内,合理布置、规范围挡,做到标牌
清楚、齐全,各种标识醒目,施工场地整洁文明。
9.0.3将相关方案和要求向全体施工人员进行详细交底。
1严格执行《建筑施工场界噪声限值》(GB12523,控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。
2合理安排作业时间,尽可能将作业安排在白天施工,避免夜间施工,使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。
9.0.5污染控制
在施工过程中,防止把废渣、废土倒入田地或公路边。
10效益分析
10.0.1该工艺成本较低,工期短,与常用的开挖清淤相比,堤身抛石工程量可减少10%〜
15%;断面设计宽度可为常规软基处理方法的4/5左右;可节省投资额15%〜20%。
10.0.2该工艺与其他软基处理方法比较,由于传统方法受稳定和沉降控制,需要相当长的
工期(施工工期和预压期),而该工艺抛填速度越快越有利,预压时间很短或不需预压,从而大大缩短了工期。
10.0.3无需进行大量淤泥的外运、弃置,避免或减少了工程施工中对环境的污染。
10.0.4本工艺在施工运用中主意动态控制,即用施工过程掌握的有关数据,不断细化爆破
设计,取得经济实效的爆破参数,动态分析爆破挤淤效果,使爆破挤淤施工始终处于受控状
态,以有效地保证爆破挤淤施工效果和质量。
11应用实例
11.0.1沈海高速公路福鼎〜宁德段沿线多分布在沿海,路线范围内存在较多的软土地基,
其中A10合同段丘里滨海软基施工采用了爆破挤淤施工工艺。
该段路堤爆破(抛石)挤淤软
基地段位于GK61+56C〜GK69+090路段,爆破抛石挤淤位于GK61+57C〜GK69+09Q其中断链
GK61+641.925〜GK69+006.953(断链短7365.028m),则爆破(抛石)挤淤软基全长164.972m,其中爆破抛石挤淤软基段长154.972m,处理淤泥深度为5m〜20.5m。
丘里软基爆炸挤淤泥总
方量约42728立方米,抛石量约为挤淤泥方量的两倍即85456立方米。
施工时间为2000年
10月〜2001年5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。
11.0.2广东省惠州市深港西部通道口岸区永久海堤总长2684m,采用了爆破挤淤法填筑海
堤工艺。
该海堤处淤泥厚度为7.0m〜18.5m,施工中按钻机资料揭示的淤泥厚度的变化和原
始淤泥面的高程,计算了各段爆炸处理的参数,进行了堤头爆破、测向爆破和补填整形等几道主要施工工序。
施工时间为2001年11月〜2003年6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。
11.0.3江西赣州至定南高速公路K104+250〜K104+525段路基属于低山丘陵间洼地,呈条
带状狭长分布,宽约20m〜50m淤泥层呈厚层状连续分布于路基,层厚6.8m〜8.5m;下卧
层为碎石土层,呈松散状,层位不稳定,强度低,层厚1.3〜2.1m。
对以上两层软土层都需
要进行处理,处理范围约10000平方米,处理平均深度约10mo鉴于周围没有对震动有限制
的建筑物,采用全断面纵向推进的堤端爆填方案,爆破挤淤先以6m〜8m一个循环向路基另
一端进行堤头填爆,爆至距另一端约50m时,改为向内侧填筑,向外侧进行堤侧爆破。
堤头、堤侧爆破完成后,对路基两侧坡脚石方进行爆夯落底处理。
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。
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- 抛石挤淤 爆破 方案