CN102061696A - 环保型爆破挤淤软基处理的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环保型爆破挤淤软基处理的方法,其特征是:环保型爆破挤淤筑堤施工方法从爆破冲击波能量及传播介质入手,降低爆破冲击波能量,改变爆破影响传递途径,阻断冲击波的传播介质;首选微差爆破,当爆破震动影响区域在低潮位堤头淤泥包范围以内时,采用微差爆破和露滩爆破相结合的施工方法;当最低潮位时爆破震动影响区域在海水范围内,采用微差爆破和气泡幕相结合的施工方法。本发明具有的有益效果是:环保型爆破挤淤筑堤施工方法,降低了爆破挤淤产生的能量,阻断了爆破冲击波的传播途径,使爆破产生的强大冲击波、强烈震动以及噪音降到最低,实现爆破挤淤环保施工。
Description
技术领域
本发明涉及爆破挤淤软基处理的一种环保技术,适用于养殖区、近居民,以及其它环保要求较高的区域进行爆破挤淤软基处理施工。
背景技术
爆破挤淤法技术是建设部推广的建筑业十项新技术之一,我国沿海地区多有较厚的海积淤泥质黏土层,如基础处理采用清除淤泥,不仅造价高,而且技术难度大;而爆炸挤淤法技术通过爆炸冲击作用降低淤泥结构性强度,同时利用抛石体本身的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,达到泥、石置换的目的。具有工期短、造价少及沉降量小等特点,技术经济效益极其显著。目前海洋工程中爆破挤淤置换淤泥最大厚度已经超过20 m,并有越来越深的趋势。随着置换淤泥深度的增加,为了取得良好的爆破挤淤效果,增加单段起爆药量和总药量都不可避免,但药量增加也导致爆破时产生的强大冲击波、强烈震动以及高分贝噪音,对海洋生物及环境、周边居民生活及建筑物造成大的影响,因此目前常规爆破挤淤工艺不宜用于一些养殖区、近居民区、环保要求较高的区域。
发明内容
为了解决爆破挤淤水下爆破时产生的高压冲击波、强烈震动波以及高分贝噪音,本发明提供一种新型的环保型爆破挤淤筑堤施工方法,采用先进的技术及工艺降低高压冲击波、震动波以及高分贝噪音使其在短距离内衰减,解决了爆破挤淤施工对海洋生物及环境、周边居民生活及建筑物造成的影响。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
环保型爆破挤淤筑堤施工方法从爆破冲击波能量及传播介质入手,降低爆破冲击波能量,改变爆破影响传递途径,阻断冲击波的传播介质,具体采用如下三种措施。
一、采用非电毫秒延时雷管进行微差爆破降低爆破冲击波能力,因震动与最大单响药量成正比,因此将一次爆破药量分成多段采用非电毫秒延时雷管起爆,这样在总药量不变的情况下,将一次爆破分隔成多段其间隔在几十到几百毫秒不等,前后爆破冲击波的相位互相干扰而抵消,大大降低了冲击波的强度;根据每次爆破的总药量,以爆破最小影响范围为基础(由附近建筑物及居民生活决定),确定爆破震动影响区域,再依次确定非电毫秒延时雷管的单段药量及微差时间,进行非电毫秒延时雷管选择。
单段最大药量根据萨道夫斯基公式按下式计算:
式中 :Q为最大单段药量(kg);
V为安全允许震速(cm/s);
R为爆破震动影响区域控制最大距离 (m);
K、а均为与爆区的地质、地形条件有关的衰减参数。
微差时间按产生应力波叠加作用确定(波克罗夫斯基公式):
按此式计算实践证明一般偏小,对于爆破挤淤,若微差时间过小,必然会加大地震效应;若微差时间过大,虽然减小地震效应,但又会影响挤淤效果。因此,微差时间还需结合工程现场进行试验合理选择。
非电毫秒延时雷管段数按下式计算:
上式计算结果为整数取其值,若是小数则进一法取值;
采用非电毫秒延时雷管微差爆破,前后爆破声波的相位也互相干扰,也将噪音分贝降低,这样大大降低了爆破震动对周围建筑物、居民、海洋生物的影响。
二、利用潮位特征和爆破后堤头的淤泥包改变爆破影响传递途径,在低潮位堤头淤泥包露出水面以后进行爆破,通过堤头淤泥包将水下爆破改为露滩爆破,将海水隔离在爆破直接作用区外,这样爆破能量就不能直接作用于海水,经过爆破位置淤泥的阻断,传递至海水时冲击波的能量大大减弱,也就降低了冲击波对海洋生物的影响。
三、隔断传播介质衰减冲击波能量,采用隔断传播介质(海水)衰减冲击波能量方法,在海堤爆破点周围设置一圈气泡膜,从海底到海水表面制造一系列气泡幕,气泡幕在水中形成气液两相流,使爆炸时产生的水中冲击波的一部分能量在压缩介质(杂乱无章的气泡表面)漫反射散失;一部分能量被压缩气泡吸收转化为内能,随后消耗在气泡膨胀过程中,从而衰减水中冲击波的作用。根据爆破总药量及单端起爆药量的多少,在爆炸点半径大于20米外的海底布置一根或多排平行带两排小孔的管子,排气管采用50~75mm,排气孔直径为1.2~2mm,孔间距为25~50mm,将这些管道与空气压缩机相连(压力根据水深确定,一般控制在300~600KPa),高压空气从这些管道的排气孔孔中排出形成气泡并上升,在海水中形成气泡幕。
以上三种措施根据具体施工条件随级实施,首选微差爆破,当微差爆破满足不了施工要求时,若爆破震动影响区域在低潮位淤泥包范围以内时,采用微差爆破和露滩爆破相结合的施工方法;若海堤工程比较大,单段药量比较大,采用露滩爆破,爆破震动仍影响比较大,爆破震动影响区域仍在海水范围内,或施工区域海水比较深,低潮位淤泥包仍位于海水下,则采用微差爆破和气泡幕相结合的施工方法,或采用三者相结合实施。
本发明具有的有益效果是:环保型爆破挤淤筑堤施工方法,降低了爆破挤淤产生的能量,阻断了爆破冲击波的传播途径,使爆破产生的强大冲击波、强烈震动以及噪音降到最低,实现爆破挤淤环保施工。
附图说明:
图1为微差爆破施工方法的平面示意图。
图2为微差爆破施工方法的横断面示意图。
图3为露滩爆破施工方法示意图。
图4为微差爆破与气泡幕相结合的施工方法平面示意图。
图5为微差爆破与气泡幕相结合的施工方法横断面示意图。
图6为微差爆破与气泡幕相结合的施工方法纵断面示意图。
其中图1、图2、图3、图4、图5、图6中
1、非电毫秒延时雷管
2、导爆索
3、药包
4、排气管
5、气泡幕。
具体实施方式:
以下结合附图实施例对本发明专利作进一步详细描述。
实施例1:若工程在浅海区域施工,爆破震动影响区域在低潮位淤泥包范围以内时,采用微差爆破和露滩爆破相结合施工;施工布置如图1、图2、图3。
1、爆填参数确定,根据地质勘探报告、土工计算原理和堤身设计高度,经过理论分析计算,确定堤身抛填高度,抛填高度在便于堤面施工、施工期高潮位时堤顶不过水、爆后堤顶不超高的前提下,抛填高度应尽量高,以最大限度地达到挤淤效果;再根据抛填计算高度值和堤身设计断面,计算堤身抛填宽度值,加宽部分的抛填方量应等于外侧平台的方量,通过抛填宽度控制;综合考虑实际工程的地质情况,施工状况和坡上重复抛填情况,决定抛填进尺长度。
2、爆破参数确定:根据爆炸法处理水下软基经验公式,堤头爆填单位长度药量:
再根据堤头宽度确定一次爆破总药量,根据总药量再确定相应的布药孔数和单孔药量。
3、非电毫秒延时雷管1段数的选择:根据每次爆破的总药量,以爆破最小影响范围为基础(由附件建筑物及居民生活决定),确定爆破震动影响区域,再依次确定非电毫秒延时雷管的微差时间及单段药量,进行分段毫秒雷管选择。
式中 :Q为最大单段药量(kg);
V为安全允许震速(cm/s);
R为爆破震动影响区域控制最大距离 (m);
K、а均为与爆区的地质、地形条件有关的衰减参数。
微差时间按产生应力波叠加作用确定(波克罗夫斯基公式):
非电毫秒延时雷管段数按下式计算:
上式计算结果为整数取其值,若是小数则进一法取值。
4、施工实施:根据设计抛填高度、抛填宽度、抛填进尺进行石料抛填加载。根据潮汐特征,合理安排抛填加载时间,在低潮位进行药包3布置,在低潮位进行爆破施工。
实施例2:工程爆填施工区域海水比较深,或工程随施工向深海范围推进,当低潮位时爆破震动影响区域在海水范围内,采用微差爆破和气泡幕相结合施工;施工布置如图4、图5、图6。
1、爆填参数确定,根据地质勘探报告、土工计算原理和堤身设计高度,经过理论分析计算,确定堤身抛填高度,抛填高度在便于堤面施工、施工期高潮位时堤顶不过水、爆后堤顶不超高的前提下,抛填高度应尽量高,以最大限度地达到挤淤效果;再根据抛填计算高度值和堤身设计断面,计算堤身抛填宽度值,加宽部分的抛填方量应等于外侧平台的方量,通过抛填宽度控制;综合考虑实际工程的地质情况,施工状况和坡上重复抛填情况,决定抛填进尺长度。
2、爆破参数确定:根据爆炸法处理水下软基经验公式,堤头爆填单位长度药量:
-一次推填的循环进尺,m;
-计入覆盖水深的折算淤泥厚度,单位:m
再根据堤头宽度确定一次爆破总药量,根据总药量再确定相应的布药孔数和单孔药量。
3、非电毫秒延时雷管1段数的选择:根据每次爆破的总药量,以爆破最小影响范围为基础,确定爆破震动影响区域,再依次确定非电毫秒延时雷管的微差时间及单段药量,进行分段毫秒雷管选择。
式中 :Q为最大单段药量(kg);
V为安全允许震速(cm/s);
R为爆破震动影响区域控制最大距离 (m);
K、а均为与爆区的地质、地形条件有关的衰减参数。
微差时间按产生应力波叠加作用确定(波克罗夫斯基公式):
非电毫秒延时雷管段数按下式计算:
上式计算结果为整数取其值,若是小数则进一法取值。
4、施工实施:根据设计抛填高度、抛填宽度、抛填进尺进行石料抛填加载。进行药包3布置,然后在中心爆点半径大于20米外海底涂面铺设50~75mm的排气管4,排气孔直径在1.2~2mm,孔间距在25~50mm,开启空气压缩机(压力一般控制在300~600KPa),高压空气从这排气管4的排气孔中排出形成气泡并上升,在海中形成气泡幕5,即可进行爆破施工。
Claims (4)
1.环保型爆破挤淤软基处理的方法,其特征是:环保型爆破挤淤筑堤施工方法从爆破冲击波能量及传播介质入手,降低爆破冲击波能量,改变爆破影响传递途径,阻断冲击波的传播介质;首选微差爆破,当爆破震动影响区域在低潮位堤头淤泥包范围以内时,采用微差爆破和露滩爆破相结合的施工方法;当最低潮位时爆破震动影响区域在海水范围内,采用微差爆破和气泡幕相结合的施工方法。
2.根据权利要求1所述环保型爆破挤淤软基处理的方法,其特征是:爆破挤淤采用非电毫秒延时雷管微差爆破降低爆破冲击波能力,因震动与最大单响药量成正比,因此将一次爆破药量分成多段毫秒雷管延时起爆,这样在总药量不变的情况下,将爆破在几十到几百毫秒分隔,前后爆破冲击波的相位互相干扰而抵消,大大降低了冲击波的强度。
3.根据权利要求1所述环保型爆破挤淤软基处理的方法,其特征是:利用潮位特征和爆破后堤头的淤泥包改变爆破影响传递途径,在低潮位堤头淤泥包露出水面以后进行爆破,通过堤头淤泥包将水下爆破改为露滩爆破,将海水隔离在爆破直接作用区外,这样爆破能量就不能直接作用于海水,经过爆破位置淤泥的阻断,传递至海水时冲击波的能量大大减弱,也就降低了冲击波对海洋生物的影响。
4.根据权利要求1所述环保型爆破挤淤软基处理的方法,其特征是:隔断传播介质衰减冲击波能量,在海堤工程比较大,施工区域海水比较深时,当最低潮位时爆破震动控制区域在海水范围内,采用隔断传播介质(海水)衰减冲击波能量方法,在海堤爆破点周围设置一圈气泡膜,从海底到海水表面制造一系列气泡幕,气泡幕在水中形成气液两相流,从而衰减水中冲击波的作用。
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