[发明专利]潮间带爆破挤淤筑堤的引水爆破施工方法

说明书

技术领域

本发明属于沿海抛石堤施工技术领域，具体涉及一种沿海地区潮间带爆破挤淤筑堤的新型施工方法，改进常规爆破挤淤施工中爆破前挖除堤头端淤泥包，以确保起爆时堤头具有一定水深的技术要求，通过保留堤头端淤泥包、向堤头与淤泥包之间的V形槽中引水至足够深度，增加局部向上方向的抵抗线，保证爆炸能量沿堤头端向前作用，堤头抛石在水量充足且具有一定含泥量的状态下，受爆炸压力和振动作用向堤头前方下沉坍塌滑移，使得抛石落底效果良好，从而提高施工效率及工程质量。

背景技术

爆破挤淤是沿海地区围堤、隔堤建设中海底软基处理的常用施工方法，通过爆破清除海底淤泥，实现淤泥与石料间的置换，爆破后继续抛石至设计标高形成堤芯、堤身结构。爆破挤淤即是将淤泥置换为石料的软基处理方法，也是堤身结构填筑施工技术，以形成爆破挤淤抛石堤结构。

爆破挤淤通过爆炸冲击作用降低淤泥地基的结构性强度，并利用抛石体自重使爆前处于平衡状态的抛石体向强度降低处的淤泥内滑移，实现泥-石置换。爆破挤淤施工前，沿抛石堤轴线方向抛填石料至爆炸处理的设计高程及宽度，形成爆前抛石堤纵断面线，在抛石体前端“泥-石”交界面外缘一定距离和深度的淤泥地基中埋放炸药，引爆炸药瞬间在原淤泥地基内形成空腔，抛石体随即坍塌充填空腔形成“石舌”，同时抛石体前方和下方一定范围内的淤泥地基被爆炸弱化、强度降低，抛石体下沉滑移挤淤。爆破后继续抛石，淤泥受抛石体作用剪应力超过其抗剪强度时，抛石体沿定向滑移线向前方滑移，达到平衡后滑移停止，继续加高抛填至抛石堤结构平衡稳定达到设计标高。除爆破挤淤抛石堤结构外，爆破挤淤技术被广泛用于防波堤、护岸、沿海围堤，以及大型沉箱码头、造船厂滑道等工程的淤泥软土地基处理和堤身填筑。

爆破挤淤筑堤施工技术利用爆破瞬间炸药爆炸形成的巨大能量沿堤头端向前作用，爆炸冲击并降低堤头前方的原淤泥地基结构性强度并形成空腔，抛石体向堤头端前方和下方坍塌充填空腔形成“石舌”，沿堤轴线方向推进形成爆破挤淤抛石堤结构。根据爆破理论，爆破瞬间炸药爆炸形成的巨大能量总是寻找并沿着最为薄弱的方向释放，该方向即为最小抵抗线方向，定向爆破就是利用这一原理引导爆破体向指定方向抛掷或坍塌。爆破挤淤筑堤施工技术成功实施的关键在于能否确保爆破瞬间炸药爆炸形成的巨大能量沿堤头端向前作用，即保证抛石堤堤头端前方成为最小抵抗线方向，使得抛石体向前方下沉坍塌滑移。

判断爆破挤淤抛石堤施工质量合格与否的主要手段为通过钻探检测抛石体是否下沉至淤泥地基底部的持力层，抛石体是否达到落底要求，即抛石体是否完全置换原淤泥地基。因原淤泥地基的物理力学性质较差，一旦抛石未完全落底、抛石体下方与持力层之间存在一定厚度的淤泥夹层，将严重影响爆破挤淤抛石堤的安全稳定性。爆破挤淤抛石堤施工设计中为了使抛石体完全落底至持力层，通常会增加堤头端前方爆破位置的上覆荷载以加大局部向上方向的抵抗线的方式，令爆炸能量沿堤头端向前及向下作用，实现抛石体向前方下沉坍塌滑移至落底。若爆破施工中堤头端前方局部向上的抵抗线不足，将使泥石混合物向上方抛出，甚至形成“冲天炮”，造成爆炸能量散逸，而爆破位置下方的淤泥不能被足量挤出，极易造成淤泥夹层。由此可见，增加堤头端前方爆破位置的上覆荷载以加大局部向上方向的抵抗线，使得爆炸能量沿堤头端向前作用，减少爆炸能量散失，是保证爆破挤淤抛石堤施工质量的技术关键。

沿海地区港口航道建设及围海造陆工程中围堤、隔堤建设均为由原海岸线向近海区域延伸填筑，爆破挤淤筑堤施工大多处于海滩潮间带内，潮汐作用下海水位变幅较大。爆破挤淤施工前需要将覆盖水深折算为淤泥厚度或上覆荷载，精确计算局部向上方向的抵抗线和最小抵抗线方向，并根据理论计算结果和潮水位变化情况选择合适的爆破时间，以确保抛石落底效果良好。潮间带爆破挤淤施工过程中，堤头端隆起的淤泥包顶标高往往超过当地平均高潮位，由于上覆荷载和向上抵抗线的要求，抛石堤头与淤泥包之间的V形槽中需要有足够的覆盖水深作为上覆荷载。当淤泥包顶标高较高时，只有高潮位时潮水才能淹没淤泥包，而小汛期间高潮位也很难淹没淤泥包。由于淤泥包阻隔，V形槽中往往水位较低、局部向上的抵抗线较为薄弱，只有高潮位时海水才能淹没淤泥包进入V形槽中、靠近抛石堤头。受爆破规程限制，公安部门不允许夜间爆破作业，仅在大汛期间白天高潮位时方可实施爆破施工，上述堤头端淤泥包标高较高和V形槽中水位较低等条件限制严重影响爆破挤淤施工进度和工程质量。