港口围堰防渗墙爆破拆除施工技术研究

港口围堰防渗墙爆破拆除施工技术研究

胡悦浩

浙江海港海洋工程建设有限公司舟山分公司  316000

摘 要：文中以某港为例子，根据防水围堰防渗墙拆除中遇上的问题，结合围堰防渗墙一部分部位水位、侧建筑立面水中开挖浅眼困难等难题，调节为防渗墙爆破拆除方式，对水下爆破技术性实现了定量化。 结果显示，海港围堰防渗墙选用爆破拆除方式拆除高效率，可以确保施工期。

关键词：围堰；防渗墙；爆破拆除

1 工程概况

某港口南围堰是在一期基坑开挖达到设计底标高-17.0m 后回填土推填而成，整个南围堰材料以土为主，间杂块石，围堰两边有护坡，其中海侧-5m 平台为200～300kg 块石，海侧-5m 以下护坡为10～200kg块石；北侧坡底有1～100kg 块石平台，围堰设有0.6m宽防渗墙。南围堰基底基本为微风化底。南围堰开挖总量约109.5 万方，其中陆上开挖已完成10.6 万方，水下开挖总工程量约98.9 万方。

2港口围堰防渗墙爆破拆除施工难点和特点

2.1难点

主体工程完工后，在拆除防渗墙时发现开挖效率较低：在防渗墙水中开挖早期，抓斗船“河海把-6”历经约3天，将约长80米的防渗墙开挖至-1.5m至-6.0m，开挖总面积约360平米。 每日均值开挖120平米防渗墙截面。 按此效率测算，一艘抓斗船进行防渗墙开挖约需110天，抓斗船的开挖方法已无法达到施工期规定。 此外，用抓斗船挖掘防渗墙后，机构两船抓斗船与此同时挖掘必须50天。 (8月20日至10月8日)日)，按指数0.72测算，每日约6000方，南护岸存有不一样规格型号渣石隔层，开挖至含石率较低的夹层，每日开挖11000船方(约8000横断面) 挖掘含石率高的三明治时，每日均值进行6500船方(约4680横断面方)。泥驳的出航倾倒受外海风浪一定的影响，必须争取在非季风期完成开挖。

2.2 围堰防渗墙拆除特点

根据工程现场踏勘情况，及挖泥船施工人员的介绍，现分析本项目的施工特点如下：

（1）防渗墙顶部大部分区域水深较浅，有一部分尚出露于水面，影响施工船舶的展布；

（2）防渗墙两侧护坡最深处已开挖至-13 米，浅处开挖至-6 米，受抓斗本身设备特点限制，防渗墙两侧立面可能表层尚附着松软泥石，特别是施工底部应形成一自然塌落的坡面；

（3）根据已开挖的防渗墙断面形状，防渗墙两侧立面高低不平，平整度较差；

（4）为使防渗墙两侧表面尽量清理得干净，抓斗船清挖防渗墙附近时需不断调整斗形和斗位，导致清挖效率比正常护坡的开挖大大降低；

（5）根据抓斗船前期对少部分区域防渗墙的开挖反映，防渗墙质地较均匀，结构强度较高，不易粉碎；

（6）防渗墙两端紧挨一区码头及护坡，拆除时需要保护其绝对安全。

3港口围堰防渗墙爆破拆除施工技术研究

3.1围堰防渗墙技术参数

防渗墙设计厚度为0.6m 的防渗墙,现阶段陆地开挖后看得见的绝大多数超出了设计方案薄厚，更厚的地方做到1.8m上下，难以估计出不由此可见一部分，尤其是断气刹注浆一部分究竟有多厚； 检验结果显示，防渗墙抗压强度约4MPa的抓斗起重机船在未开始开挖前，南围堰陆地第二层防渗墙开挖截面均值约-1.5m，后平均为0m，南围堰水中防渗墙总体开挖截面约13300平米。

3.2 围堰爆破拆除方案

为防止爆破飞石直接冲击检修闸门，采用围堰内充水爆破方案，堰顶向下钻发散孔方案，港口爆渣块度要求不大于40cm，便于水下开挖。

具体实施步骤如下：

第一步：围堰瘦身，清理围堰外侧淤积料，采用反铲对围堰外侧淤积料进行挖除，以确保围堰爆破拆除效果。

第二步：EL.1816.50m以上揭顶拆除，采用破碎锤对港口混凝土子围堰拆除，降低预留港口顶面至EL.1816.50m。

  第三步主体围堰爆破拆除，分段一次爆破拆除至设计高程，石渣尽量用长臂反铲挖除。预留港口爆破拆除前，首先在围堰下游侧开口形成临空面，下游侧开口长度10m左右，爆破临空面为河床，且在下游侧边坡布置一排预裂孔，将港口围堰与下游尾水闸出口边坡分开。主体围堰采取从下游往上游分段爆破拆除，每次爆破长度20m左右，爆破临空面为围堰下游，由外向内逐孔爆破方式。

3.3钻孔和装药工艺的研究

(1)平台定位。 在现场基本建设钻探平台。 平台上配有挖机、操纵平台运作的起重机、牵引带门把的起重机。 依据平台上任何设施的总重，考虑到二倍安全性能明确平台长18m、宽7m、深2m。 运用4个支撑点，用平台起重机挪动平台，完成平台精准定位。

(2)钻孔。①钻孔直径；为有效的处理爆破孔开挖艰难问题，考虑到该位置的具体繁杂地层状况、施工条件及施工期需求等要素，融合相近建筑施工工作经验，爆破孔选用CM351髙压和管钻探机开挖，伴随着开挖，管护臂往下套。 同时，为防止钻孔完成后塌孔，保证成孔率，爆破孔钻孔直径不小于110m，孔内插入Φ90PVC管。用GPS-300型潜孔钻机钻孔，孔径140mm~75mm，套管直径146mm~128mm。 依据评测水位状况，依据套管长短，在护坡前孔裂按设计方案视角钻孔，斜长组装协助管。 套管在河面周边布局短花管，使钻孔时石渣排出袖阀管。 套筒规格外沿店是由平台精准定位环影响的。 用中气压开洞的办法进到。 钻头深层做到设计需要后，增加气压钻头，清除整洁孔底残渣和表面层即可装药。②钻孔布置形式；充分利用港口围堰顶部的面积，为钻孔方便，同时便于后期爆破网路联网方便，采用矩形布孔方式。③钻孔精度控制；由于围堰形状不规则，所处位置与底部高程变化大，因此在钻孔过程中，严格控制钻孔角度、间排距，确保底部抵抗线在1.8m范围内。

(3)装药结构

由于港口横断面呈上窄下宽的特点，，上端炮孔聚集指数大，下边炮孔聚集指数小，选用同样的装药构造，上端炸药耗费过大，主爆孔选用持续装药构造组成方式。

主爆孔：炮孔上端为Φ32mm破乳药卷(扎2个)，炸药延米装药量为2.0kg/m，装药长短由具体深度决策； 中间装Φ32mm破乳药卷(3根绑)，炸药延米装药量3.45kg/m，装药长短2.0m； 底端配有70mm破乳药辊，炸药延米装药量为4.0kg/m，装药长短由具体深度决策。 装Φ32炸药时，，务必逐孔下导爆索和竹条，持续绑药卷。 各炮孔装药底端和上端各装2枚MS15段非火药，孔里选用防潮导爆索加强传爆。

孔裂预备处理：选用线装药相对密度300~400g/m、孔底1.0m加肋装药、管口阻塞长短0.8m、将Φ32药卷束成竹子状的挡板构造。

（4）装药量计量

  Q=q.a.W底.L

     式中：q—单位炸药消耗量（kg/m3）；   a—孔距（m）；W底—最小抵抗线（m）；         L—台阶高度（m）； 对于孔内用采用组合装药结构的炮孔，其单孔装药量为各段装药量之和。

Q=∑Qi

Qi =qi•a•Wi•Li

    式中：q—单位炸药消耗量（kg/m3）；    a—孔距（m）； Wi—各装药段底部抵抗线长度（m）；Li—各装药段长度（m）； 由于孔深或装药深度的不同，各孔装药量不一致，最大单孔装药量为49kg。

（5）水中冲击波安全距离的计算

工程施工流程中，起爆前理应将警示范畴海域内的游水工作人员成功，告之两边海滩主题活动工作人员，并在海滩醒目处设定标志牌。 对别的往日船舶，理应加强遮盖工作中，提示往日船舶、游水、深潜工作人员摆脱警示范畴后才可起爆。 爆破震波对舰船以及他关键船舶的间距由下列公式计算明确：

P——船舶的允许超压，MPa，对施工铁船△P=0.6MPa，对客货铁船取△P=0.15MPa；

Q——一次起爆药量(kg)，微差起爆时取大一段的药量；

R——爆破点与被保护船舶的距离（m）。

表1爆破点与客货船的距离确定安全起爆药量

4结论

总而言之，围堰截渗墙爆破是水工基本建设的主要工程项目，爆破设计方案时不但必须爆破基础理论和技术性的支撑点，还必须丰富多彩的社会经验。 要十分重视爆破设计方案工作中，务必系统学习和勘测、充足比照和论述，保证围堰爆破完好无损，搞好水工基本建设的收官战。

参考文献

[1]谭咸松,张文新,李云涛.海域围堰基坑内基岩与孤石爆破施工技术研究[J].路基工程,2019.02.43.

[2]张文龙,陈少辉,郑文富.复杂环境下某深基坑爆破开挖技术 应用[J].采矿技术,2017.06.030.