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

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纳爆夯法。为保证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、甲方等单位参照。水下爆夯技术适应块石或碎石组成的基床的密实，在水深和安全同意的条件下，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制定与施工的基础上，将取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制定院《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制定院《广东LNG接收站地质勘察报告》。〔5〕

《建筑抗震制定规范》〔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《广东LNG接收站工程工作船码头基床爆破夯实施工组织制定》.2004.4。2．安全同意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同意标准，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同意安全标准取值如下：2．1爆夯振动安全同意标准

依据《爆破安全规程》规定，安全同意标准如表1。序号保护对象类别安全同意振速/(cm/s)1土窑洞、土坯房、毛石石房屋＜10Hz10Hz～50Hz50Hz～100Hz2一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物3钢筋混凝土结构房屋4一般古建筑与古迹5水工隧道7～156交通隧道10～207矿山巷道15～308水电站及发电厂中心控制室设备9新浇大体积混凝土龄期：初凝～3d3d～7d7d～28d

7.0～12

工作船码头关于沉箱结构来讲，爆夯安全同意标准应为(7.0～12)cm/s；依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，本工程在爆夯制定时不大于此速度。

爆夯振动速度可用下式计算：

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，а为1.82。2．2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，理论和施行证实，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以下规律，即：

Pm=f×〔Qm/R〕а

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、а—与爆炸条件有关的系数和衰减指数，取试验数据f为53.3，а为1.13。大量的施行说明，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，应满足安全同意的要求。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。3．1取水口基床爆夯主要参数〔1〕爆夯分层。依据《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，为保证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合计下，将取水口基床〔基床厚度为7.93m～9.44m〕分2层抛填与爆夯施工，分层厚度4.0m～5.0m。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(3×4)m2。〔3〕单药包药重8kg

〔4〕一次齐发起爆药量。爆夯制定在综合合计爆破环境要求的条件下，采纳微差起爆技术，一次齐发起爆药量控制在8kg，采纳药包间微差起爆。微差时间为25ms。3．2取水口基床爆夯振动、水中冲击波计算与分析

依据上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

序号一次起爆药量保护对象至爆区距离振动速度水击波压力与安全参数对比kg×个数mcm/sMPa08×328较安全18×135安全8×3安全8×4较安全28×439安全8×5较安全38×543安全8×6安全48×947较安全58×1051

安全由上表可知：〔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8×3〔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。

经过精心制定和合理组织，爆夯能保证工作船码头的安全稳定。

4．爆夯施工采用的技术与防护措施

为保证爆夯产生的振动、冲击波的对工作船码头的影响，从技术和施工上采用以下措施：〔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〕

采纳水中微差间隔起爆技术，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制定隔离板或气泡帷幕，降低冲击波的效应。5．气泡帷幕制定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20m～30m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。采用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.同时为提升防护效果,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1m～2m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