取水口基床爆破夯實施工對工作船碼頭安全穩(wěn)定分析報告

取水口基床爆破夯實施工對工作船碼頭安全穩(wěn)定分析報告0．概述廣東LNG接收站工程取水口拋填塊石基床的密實擬采納爆夯法。為保證與取水口相接的工作船碼頭的安全，我們在工作船碼頭基床爆夯施工及爆夯技術(shù)試驗數(shù)據(jù)基礎上，以爆夯施工時的爆夯參數(shù)對工作船碼頭的安全問題進行分析說明，提出施工技術(shù)保護措施，供業(yè)主、甲方等單位參照。水下爆夯技術(shù)適應塊石或碎石組成的基床的密實，在水深和安全同意的條件下，目前，一次處理基床的厚度達17m，一次處理的基床長度可達100m之多，具有施工質(zhì)量可靠、工期短、安全可控等優(yōu)點，在拋石基床密實工程上被廣泛應用，取得了很好的工程效果。我們在工作船碼頭基床爆夯制定與施工的基礎上，將取水口基床爆夯時對工作船碼頭的影響進行分析。1．依據(jù)〔1〕

中交第四航務工程勘察制定院《廣東LNG接收站施工圖》?！?〕

《爆炸法處理水下地基和基礎技術(shù)規(guī)范》〔JTJ/T258-98〕。〔3〕

《港口工程地基規(guī)范》〔JTJ/T250-98〕。〔4〕

中交第四航務工程勘察制定院《廣東LNG接收站地質(zhì)勘察報告》?！?〕

《建筑抗震制定規(guī)范》〔GBJ11-89〕?！?〕

《工業(yè)建筑物抗震鑒定標準》〔GBJ117-88〕?！?〕

中華人民共和國國家標準《爆破安全規(guī)程》〔GB6722-2003〕?！?〕

中科院力學所《深圳媽灣電廠爆炸夯實碼頭基床安全試驗報告》.1992?！?〕

深圳地健工程《廣東LNG接收站工程工作船碼頭基床爆破夯實施工組織制定》.2004.4。2．安全同意標準或準則水下爆夯對工作碼頭的效應主要表現(xiàn)在爆破振動、水中沖擊波等方面，其中爆破振動在國家爆破安全規(guī)程中制定了相應的同意標準，水中沖擊波方面我們曾在深圳媽灣電廠基床爆夯中進行了試驗測試，取得了一定的成果，現(xiàn)將本取水口基床爆夯對工作船碼頭的同意安全標準取值如下：2．1爆夯振動安全同意標準

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定，安全同意標準如表1。序號保護對象類別安全同意振速/(cm/s)1土窯洞、土坯房、毛石石房屋＜10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz2一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋4一般古建筑與古跡5水工隧道7～156交通隧道10～207礦山巷道15～308水電站及發(fā)電廠中心控制室設備9新澆大體積混凝土齡期：初凝～3d3d～7d7d～28d

7.0～12

工作船碼頭關(guān)于沉箱結(jié)構(gòu)來講，爆夯安全同意標準應為(7.0～12)cm/s；依據(jù)大連大窯港區(qū)基床爆夯測試成果可知，沉箱胸墻結(jié)構(gòu)安全的爆夯振動速度為6.68cm/s，本工程在爆夯制定時不大于此速度。

爆夯振動速度可用下式計算：

V=K×〔Qm/R〕а

2-1或

Q=R3(V/K)3/а式中：R—爆炸地震安全距離，m；

Q—齊發(fā)裝藥量，kg；

V—地震安全速度，cm/s；

m—藥量指數(shù)，取1/3；

K--與爆炸區(qū)的地形，地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，取試驗數(shù)據(jù)K為530，а為1.82。2．2水中沖擊波安全控制準則至今，人們對水中爆炸引起的水中沖擊波的傳播規(guī)律進行了大量的研究，理論和施行證實，水中沖擊波的傳播規(guī)律滿足幾何相似律，沖擊波的峰值壓力遵循以下規(guī)律，即：

Pm=f×〔Qm/R〕а

2-2式中：R—與爆炸點的距離，m；

Q—藥包藥量，kg；

Pm—與爆炸點的距離位置的沖擊波的峰值壓力，MPa；

m—藥量指數(shù)，取1/3；

f、а—與爆炸條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，取試驗數(shù)據(jù)f為53.3，а為1.13。大量的施行說明，由于水中沖擊波的壓力的作用時間不超過0.5ms，水中沖擊波的波峰壓力小于混凝土的強度時，應滿足安全同意的要求。本工程取爆夯產(chǎn)生的水擊波壓力對混凝土的抗拉強度小于10MPa。3．安全穩(wěn)定分析藥量取值和其他爆夯參數(shù)就是施工時的實際數(shù)據(jù)，分析與計算如下。3．1取水口基床爆夯主要參數(shù)〔1〕爆夯分層。依據(jù)《爆炸法處理水下地基和基礎技術(shù)規(guī)程》，結(jié)合我單位已完成的多項爆夯工程經(jīng)驗，為保證爆夯對工作船碼頭的安全穩(wěn)定，減少單藥包藥量，從而減小一起裝藥量，增加處理基床面積，又降低爆夯效應等綜合合計下，將取水口基床〔基床厚度為7.93m～9.44m〕分2層拋填與爆夯施工，分層厚度4.0m～5.0m。見取水口基床平面圖、斷面3-3?！?〕布藥網(wǎng)格。為使爆夯作用均勻，爆后基床平整，藥包平面布置采用矩形性網(wǎng)格布置,第2、3遍錯開布設。網(wǎng)格為(3×4)m2?！?〕單藥包藥重8kg

〔4〕一次齊發(fā)起爆藥量。爆夯制定在綜合合計爆破環(huán)境要求的條件下，采納微差起爆技術(shù)，一次齊發(fā)起爆藥量控制在8kg，采納藥包間微差起爆。微差時間為25ms。3．2取水口基床爆夯振動、水中沖擊波計算與分析

依據(jù)上2節(jié)的標準和爆夯參數(shù)，代入2-1、2-2式，計算結(jié)果見表2。表2爆夯對工作碼頭的振動、水擊波壓力計算結(jié)果

序號一次起爆藥量保護對象至爆區(qū)距離振動速度水擊波壓力與安全參數(shù)對比kg×個數(shù)mcm/sMPa08×328較安全18×135安全8×3安全8×4較安全28×439安全8×5較安全38×543安全8×6安全48×947較安全58×1051

安全由上表可知：〔1〕

距離工作船碼頭28m以外的爆夯藥包，水中沖擊波不會對沉箱產(chǎn)生影響；〔2〕

在距離工作船碼頭35m，基床布計8×3〔藥重×個數(shù)〕時，能滿足工作船碼頭的安全穩(wěn)定要求；〔3〕

隨著爆區(qū)與工作船碼頭距離的增加，一次布藥排數(shù)和布藥數(shù)量可逐漸加大，如當距離為47m時，布藥數(shù)量可為9個。

經(jīng)過精心制定和合理組織，爆夯能保證工作船碼頭的安全穩(wěn)定。

4．爆夯施工采用的技術(shù)與防護措施

為保證爆夯產(chǎn)生的振動、沖擊波的對工作船碼頭的影響，從技術(shù)和施工上采用以下措施：〔1〕

將基床分層拋填與爆夯施工，降低爆夯能量，達到保護碼頭的目的；〔2〕

按著爆區(qū)與碼頭的距離，控制一次布藥量和起爆藥量；〔3〕

采納水中微差間隔起爆技術(shù)，減少一次起爆能量，降低爆夯效應；〔4〕

取水口基床爆夯從距離工作船碼頭30m開始，預留30m為最小安全距離。〔5〕

在預留30m的安全距離內(nèi)留下20m取水口基床不拋填，作為隔震溝。見取水口基床平面圖、斷面3-3。〔6〕

在臨爆區(qū)的碼頭沉箱位置制定隔離板或氣泡帷幕，降低沖擊波的效應。5．氣泡帷幕制定原則及設置要求原則為在所需防護的爆夯爆區(qū)外，距爆區(qū)盡可能的近距離內(nèi),用最小的氣泡帷幕長度,達到增大防護范圍的效果,一般為20m～30m處設置。但本工程主要保護臨爆區(qū)面的工作船碼頭的水下沉箱部分，范圍較小，因此，可將發(fā)泡管布設在所需保護的沉箱的側(cè)面水下。采用不同的開孔方向增加氣泡帷幕的連續(xù)性,避免中間發(fā)生缺口,以免影響防護效果.同時為提升防護效果,要使用較大的供氣量和供氣壓力,以盡量增加氣泡帷幕的寬度以及氣泡密度。本工程在距臨爆區(qū)沉箱側(cè)面1m～2m處水下基床面上設置發(fā)泡管。其中發(fā)泡設備為9m3空氣壓縮機，高