抛石挤淤爆破挤淤方案设计

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1、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-场地准备-石料运输-卸至指定部位-摊平（推土机/反铲）-碾压-填筑碎石、砂反滤层-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：11020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

2、，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。2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。3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。

3、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 34m 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

4、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)-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.%2前言.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。.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

5、 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

6、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。爆破挤淤法处理软土地基适宜深度为 3m25nl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

7、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一定数量的淤泥，达到软基处理的目的。如图 4.0.1 所示。堆填石顶标高（H=1.31.8倍淤泥深度）爆前抛填断面线下一次循环抛填断面线/_挤淤推进方向爆前淤泥面XX.*/ZE,_药包-j爆后泥面线爆后坍塌断面线Li；_EUAH、，-1，土4s花岗岩抛石图 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。操作要点dc6dc-Numbered_78b03654-9c87-4531-a

8、b56-6efe67c6988c- 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=1.31.8 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qLTLHHmw(5.2.1-1)(5.2.1-2)式中：qL线药量（kg/m）,即单位布药长度上分布的药量;q0单耗（kg/m3）,即爆除单位体积淤泥所需药量，一般为（0.61.0）kg/m3LH爆破挤淤填石一次推进水平距离（m）；Hmw

9、计入覆盖水深的折算淤泥厚度（m）;HM置换淤泥厚度（成；?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。一次爆破挤淤填石药量计算Q1=qLLL（5.2.1-3）式中：Q1一次爆破挤淤填石药量（kg）;LL爆破挤淤填石一次的布药线长度（成。3）单孔药量计算（5.2.1-4）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:h：=0.45Hmw(5.2.1-5)式中：h一一药包埋深（m）,指药包中心在水面以下深度。堆填石料1 堆填石料范围：一次处理淤泥宽度沿线；高度：H=1.31.8 倍淤泥深度。2 堆填作业采用机械

10、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。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。钻孔、安放药包1 装药器加工：采用壁厚 3mm 勺钢管，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 混凝土制成泥封堵钢套管下口。如图 5.2.4-1脱钩装置使吊环与吊钩分离。所示，将混凝土泥的吊环挂进脱钩装置的吊钩上。利用混凝土泥的自重使吊钩处于锁挂状态。此时，钢套筒与混凝土泥外缘上平面留有间隙。放下振动锤，当混凝土泥底部碰到淤泥面时

11、,钢套筒与混凝土泥之间的间隙在压力作用下消失,同时，混凝土泥在吊钩上的钩重量也消失,6图 5.2.4-1 装药器设计图1水泥混凝土花；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

12、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40mm的探管测布设深度 h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(i,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布药机工作示意图下循环布求。为防止提升装药器时带上药包及药包上浮不落底，为止。最后再利用打拔桩锤拔出钢管，慢拔保护式工材料中。如图 5.2.4-

13、2、图 5.2.4-3 所示。部1广1吊车悬挂振动打_L拔桩锤安放药包、,淤抛填石-可先向管内注水，至水从投药孔溢出,把药包及水泥混凝土泥留在淤泥牛投药孔泥面水泥混凝土蛇7图 5.2.4-2第次爆破布药点药点图 5.2.4-3 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。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 510 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

14、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。起爆器已在图 5.2.5-1 微差爆破网络示意图爆后测量工试验段，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。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

15、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,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，同时使海水退潮时带走一部分淤泥。5.3 劳动力组织劳动力组织见表 5.3.1。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 材料不易风化石料，石料粒径应大于 30cni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爆

16、后用全站仪进行测量爆炸挤淤填石一次推进水平距离LH,分析爆破效果，作为施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,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定值允许偏差检查方法1抛填桩桩号（ml）V1.0尺量，每 100m 测 2 点2堆填高度（m）0.3水准仪3相邻两炮抛填进尺与设计进尺之差（m）0.5尺量，每次爆破，每100m 测 4 点4地基断面宽度（m）不小于设

17、计值尺量，每 100m 测 2 点5药包单药包药量 q2（kg）0.05q2查施工记录药包平囿位直（m）0.3药包埋深（m）0一 0.36置换量填后底面标图（m）0一 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（m3）10%填石置换层底面和卜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。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

18、，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。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

19、。堤身抛高增加，药包埋深适当对堤身落底均为有利。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。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

20、。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

21、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

22、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畴率、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

23、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。9.0.4 噪声控制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

24、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

25、。该段路堤爆破（抛石）挤淤软基地段位于 GK61+560-GK69+090 路段，爆破抛石挤淤位于 GK61+57&GK69+090 其中断链GK61+641.925GK69+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

26、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 7.0m18.5m,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+250K104+525 段路基属于低山丘陵间洼地，呈条带状狭长分布，宽约 20m-50nl 淤泥层呈厚层状连续分布于路基，层厚 6.8m8.5m；下卧层为碎石土层，呈松散状，层位不稳定，强度低，层厚 1.32.1m。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。