1、取水口基床爆破夯实施工对工作船码头安全稳定分析报告0概述广东 LNG接收站工程取水口抛填块石基床的密实拟采用爆夯法。为确保与取水口相接的工作船码头的安全，我们在工作船码头基床爆夯施工及爆夯技术试验数据基础上，以爆夯施工时的爆夯参数对工作船码头的安全问题进行分析说明，提出施工技术保护措施，供业主、甲方等单位参考。水下爆夯技术适应块石或碎石组成的基床的密实，在水深和安全允许的条件下，目前，一次处理基床的厚度达 17m，一次处理的基床长度可达 100m之多，具有施工质量可靠、工期短、安全可控等优点，在抛石基床密实工程上被广泛应用，取得了很好的工程效果。我们在工作船码头基床爆夯设计与施工的基础上，将取
2、水口基床爆夯时对工作船码头的影响进行分析。1依据（1） 中交第四航务工程勘察设计院广东 LNG接收站施工图 。（2） 爆炸法处理水下地基和基础技术规范 （JTJ/T258-98） 。（3） 港口工程地基规范 （JTJ/T250-98） 。（4） 中交第四航务工程勘察设计院广东 LNG接收站地质勘察报告 。（5） 建筑抗震设计规范 （GBJ11-89） 。（6） 工业建筑物抗震鉴定标准 （GBJ117-88） 。（7） 中华人民共和国国家标准爆破安全规程 （GB6722-2003） 。（8） 中科院力学所深圳妈湾电厂爆炸夯实码头基床安全试验报告.1992。（9） 深圳地健工程有限公司广东 LNG
3、接收站工程工作船码头基床爆破夯实施工组织设计.2004.4。2安全允许标准或准则水下爆夯对工作码头的效应主要表现在爆破振动、水中冲击波等方面，其中爆破振动在国家爆破安全规程中制定了相应的允许标准，水中冲击波方面我们曾在深圳妈湾电厂基床爆夯中进行了试验测试，取得了一定的成果，现将本取水口基床爆夯对工作船码头的允许安全标准取值如下：21 爆夯振动安全允许标准依据爆破安全规程规定，安全允许标准如表 1。序号 保护对象类别 安全允许振速/(cm/s)1 土窑洞、土坯房、毛石石房屋 10Hz10Hz50Hz50Hz100Hz2 一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物 0.51.0 0.71.2 1.11.53
4、 钢筋混凝土结构房屋 2.02.5 2.32.8 2.73.04 一般古建筑与古迹 3.04.0 3.54.5 4.25.05 水工隧道 7156 交通隧道 10207 矿山巷道 15308 水电站及发电厂中心控制室设备 0.59新浇大体积混凝土龄期：初凝3d3d7d7d28d2.03.03.07.07.012工作船码头对于沉箱结构来讲，爆夯安全允许标准应为(7.012)cm/s；根据大连大窑港区基床爆夯测试成果可知，沉箱胸墙结构安全的爆夯振动速度为6.68cm/s，本工程在爆夯设计时不大于此速度。爆夯振动速度可用下式计算：V= K（Q m /R） 2-1或 Q = R 3 (V/ K )3/
5、式中：R爆炸地震安全距离，m；Q齐发装药量，kg；V地震安全速度，cm/s；m药量指数，取 1/3；K-与爆炸区的地形，地质等条件有关的系数和衰减指数，取试验数据 K为 530， 为 1.82。22 水中冲击波安全控制准则至今，人们对水中爆炸引起的水中冲击波的传播规律进行了大量的研究，理论和实践证明，水中冲击波的传播规律满足几何相似律，冲击波的峰值压力遵循下列规律，即：Pm=f（Q m /R） 2-2式中：R与爆炸点的距离，m；Q药包药量，kg；Pm与爆炸点的距离位置的冲击波的峰值压力，MPa；m药量指数，取 1/3；f、与爆炸条件有关的系数和衰减指数，取试验数据 f为 53.3， 为 1.1
6、3。大量的实践表明，由于水中冲击波的压力的作用时间不超过 0.5ms，水中冲击波的波峰压力小于混凝土的强度时，应满足安全允许的要求。本工程取爆夯产生的水击波压力对混凝土的抗拉强度小于 10MPa。 3安全稳定分析药量取值和其他爆夯参数就是施工时的实际数据，分析与计算如下。31 取水口基床爆夯主要参数（1）爆夯分层。根据爆炸法处理水下地基和基础技术规程 ，结合我单位已完成的多项爆夯工程经验，为确保爆夯对工作船码头的安全稳定，减少单药包药量，从而减小一起装药量，增加处理基床面积，又降低爆夯效应等综合考虑下，将取水口基床（基床厚度为 7.93m9.44m）分 2层抛填与爆夯施工，分层厚度 4.0m5
7、.0m。见取水口基床平面图、断面 3-3。（ 2） 布 药 网 格 。 为 使 爆 夯 作 用 均 匀 ， 爆 后 基 床 平 整 ， 药 包 平 面 布 置 采用 矩 形 性 网 格 布 置 ,第 2、 3 遍 错 开 布 设 。 网 格 为 (34)m2 。（ 3） 单 药 包 药 重 8kg （ 4） 一 次 齐 发 起 爆 药 量 。 爆 夯 设 计 在 综 合 考 虑 爆 破 环 境 要 求 的 条 件 下 ，采 用 微 差 起 爆 技 术 ， 一 次 齐 发 起 爆 药 量 控 制 在 8kg，采用药包间微差起爆。微差时间为 25ms。32 取水口基床爆夯振动、水中冲击波计算与分析
8、根据上 2节的标准和爆夯参数，代入 2-1、2-2 式，计算结果见表 2。表 2 爆夯对工作码头的振动、水击波压力计算结果一次起爆药量 保护对象至爆区距离 振动速度 水击波压力序号 kg个数 m cm/s MPa与安全参数对比0 83 28 8.47 4.09 较安全81 2.90 2.10 安全83 5.65 3.18 安全184356.72 3.54 较安全84 5.52 3.14 安全285 39 6.32 3.41 较安全85 5.29 3.05 安全386 43 5.90 3.27 安全4 89 47 6.43 3.45 较安全5 810 51 5.91 3.26 安全由上表可知：（
9、1） 距离工作船码头 28m以外的爆夯药包，水中冲击波不会对沉箱产生影响；（2） 在距离工作船码头 35m，基床布计 83（药重个数）时，能满足工作船码头的安全稳定要求；（3） 随着爆区与工作船码头距离的增加，一次布药排数和布药数量可逐渐加大，如当距离为 47m时，布药数量可为 9个。经过精心设计和合理组织，爆夯能确保工作船码头的安全稳定。4爆夯施工采取的技术与防护措施为确保爆夯产生的振动、冲击波的对工作船码头的影响，从技术和施工上采取以下措施：（1） 将基床分层抛填与爆夯施工，降低爆夯能量，达到保护码头的目的；（2） 按着爆区与码头的距离，控制一次布药量和起爆药量；（3） 采用水中微差间隔起
10、爆技术，减少一次起爆能量，降低爆夯效应；（4） 取水口基床爆夯从距离工作船码头 30m开始，预留 30m为最小安全距离。（5） 在预留 30m的安全距离内留下 20m取水口基床不抛填，作为隔震沟。见取水口基床平面图、断面 3-3。（6） 在临爆区的码头沉箱位置设计隔离板或气泡帷幕，降低冲击波的效应。5气泡帷幕设计原则及设置要求原则为在所需防护的爆夯爆区外，距爆区尽可能的近距离内, 用最小的气泡帷幕长度, 达到增大防护范围的效果,一般为 20m30m 处设置。但本工程主要保护临爆区面的工作船码头的水下沉箱部分，范围较小，因此，可将发泡管布设在所需保护的沉箱的侧面水下。采取不同的开孔方向增加气泡帷幕的连续性,避免中间发生缺口,以免影响防护效果.同时为提高防护效果,要使用较大的供气量和供气压力,以尽量增加气泡帷幕的宽度以及气泡密度。本工程在距临爆区沉箱侧面 1m2m 处水下基床面上设置发泡管。其中发泡设备为 9m3空气压缩机，高压风管传输，气泡喷气管为 50mm 的钢管，长度超出保护的沉箱 2m3m，开孔孔径 1.5mm2.0mm，气孔间距为25mm30mm，两排喷气孔间夹角为 90。6.结语综上分析，爆夯对工作码头的影响主要时振动和水中冲击波的效应，在预留下 30m的安全段，并采取有效的保护措施下，不影响码头的安全稳定，同时能发挥水下爆夯密实基床的优点，服务于本工程。
