CN102116006A - 一种填海路堤的修建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种填海路堤的修建方法，包括以下步骤：选定持力层；选择路堤断面；确定抛填参数；确定爆炸参数；实施堤身抛填、堤头爆填、堤顶补填、堤侧爆填。本发明的爆破挤淤填石是在石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放炸药群，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即填充空腔形成“石舌”，达到置换淤泥的目的。通过爆炸使淤泥向外挤出，挤出的淤泥为路堤范围内工程量，与挖泥船作业相比大大减少了清除的淤泥工程量，同时也大大减小了水域及水下的影响区。先将开山石等材料先填入再通过爆炸挤淤将填料作用到持力层上，工作步骤的减少将大大缩短施工时间，因此在施工速度、工程造价及经济效益方面具有比较明显的优势。

Description

一种填海路堤的修建方法

技术领域

本发明涉及一种城市道路路堤工程施工技术，特别是一种填海路堤的修建方法。

背景技术

一般城市道路路堤工程的修筑均在无水情况下作业，一般采用分层填筑分层碾压的方式填筑路堤。

对于道路穿越海边浅滩或者水下有较厚淤泥层时，通常采用机械挖除淤泥的换填方法进行路堤的修建，但这种方法需开挖的作业面较大，导致施工进度较慢，在工期紧张的情况下难以满足施工进度要求。

大连地区修建滨海公路穿越软土地基时常用方法——开挖换填，需要挖泥船对需要清除路堤范围内淤泥全部清除，而水下淤泥流动性比较大，特别是挖泥船进行作业时的扰动，使水下淤泥流动性加强，水域及水下影响面非常大，同时清除淤泥量增大。采用爆炸挤淤修建填海路堤原理是在路堤填筑的坡脚下方埋置炸药，通过爆炸清除坡脚下方的淤泥层，同时使路堤填料下落至设计的持力层。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以提高施工进度的填海路堤的修建方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种填海路堤的修建方法，包括以下步骤：

A、选定持力层：根据地质资料、荷载和使用要求，应用堤身稳定和沉降计算结果选定持力层；

B、选择路堤断面：应用堤身稳定计算、护坡形式确定路堤断面，尤其应针对滨海路堤因有波浪作用、潮间带护坡、水下平台以及波浪荷载的影响，合理选择护坡形式及堤身坡脚外平台宽度；

C、确定抛填参数：所述的抛填参数包括堤身抛填高度和宽度，在保证堤身落底、满足坡脚平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文等条件，经过分析计算确定抛填参数；

D、确定爆炸参数：所述的爆炸参数包括线药量、爆破排淤填石单耗、一次爆破排淤填石药量、单孔药量、布药线平面位置、药包在泥面以下的埋入深度及爆破网络设计；在保证堤身落底、满足坡脚水下平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文条件，经过分析计算确定爆炸参数；

E、实施抛填

E1、堤身抛填：在各项检查及放样标记后进行推进式堤身抛填，形成爆前剖面；

E2、堤头爆填：当堤身抛填达到设计值后，实施堤头爆填，使堤身下沉实现挤淤置换，形成爆后剖面；

E3、堤顶补填：对爆后的堤顶进行补抛并继续向前抛填推进，当堤身达到新的设计进尺后即形成补填剖面后，再次在堤头布设群炸药并实施爆破，如此“抛填-爆填-抛填”循环进行，直至达到设计长度；

E4、堤侧爆填：当堤身抛填处理到一定长度后，实施堤侧的爆炸处理，拓宽并形成堤身两侧平台，进一步挤出堤底可能残留的淤泥。

本发明步骤D所述的爆炸参数的确定，包括以下步骤：

D1、爆破计算

D11、线药量计算

q_L＝q₀·L_H·H_mw                                (1)

$H_{\mathrm{mw}}=H_m+\frac{r_w}{r_m}\·H_w---\left(2\right)$

式中：

q_L-线药量，即单位布药长度上分布的药量(Kg/m)；

q₀-爆破排淤填石单耗，即爆除单位体积淤泥所需要的药量(Kg/m)；

L_H-爆破排淤填石一次推进的水平距离(m)；

H_mw-计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m)；

H_m-置换淤泥厚度(m)，含淤泥包隆起高度；

r_m-淤泥重度(kN/m³)；

r_w-水重度(kN/m³)；

H_w-覆盖水深，即泥面以上的水深(m)；

所述的q₀的取值范围如下：

当H_s/H_m为0.8～1.2时，q₀的取值范围为0.6～0.8；

当H_s/H_m为＜0.8或＞1.2时，q₀的取值范围为0.8～1.0；

式中H_s为泥面以上的填石厚度(m)；

所述的L_H的取值范围如下：

当H_m为4～6时，L_H取值范围为4.5～5.5；

当H_m为6～10时，L_H取值范围为6～7；

当H_m为10～12时，L_H取值范围为5.0～5.5；

D12、一次爆破排淤填石药量计算

Q₁＝q_L·L_L                                    (3)

式中：Q₁-一次爆破排淤填石药量(kg)；

L_L-爆破排淤填石一次得布药线长度(m)；

D13、单孔药量计算

q₁＝Q₁/m                                      (4)

$m=\frac{L_L}{a}+1---\left(5\right)$

式中：q₁-单孔药量，如为单药包孔位，则为单药包药量(kg)；

m-一次布药孔数；

a-药包间距(m)；

D2、布药线平面位置确定

D21、布药线宜平行于抛石前缘，位于前缘外1～2m；

D22、对堤头推进爆破，布药线长度应根据堤身断面稳定验算确定并与堤顶宽度相适应；对侧坡拓宽爆破，布药线长度应根据安全距离控制的一次最大起爆药量及施工能力确定；

D23、药包在泥面以下的埋入深度H_B的取值范围如下：

当H_w＜2m时，H_B取值为0.50H_m；

当2m＜H_w＜4m时，H_B取值为0.45H_m；

当H_w＞4m时，H_B取值为0.55H_m；

D3、爆破网络设计

所述的爆破网络设计包括导爆管网路设计和导爆索网路设计；

D31、所述的爆破网络设计方法包括以下步骤：

D311、爆破网络由主导爆管将各个药包引出的导爆头串联后，引致堤顶上，用2发并联雷管与主导爆索起爆端相连；

D312、堤头定向药包与主药包通过支导爆索与电雷管相连，电雷管通过起爆导线与起爆船上的堤端起爆站相接，由堤端起爆站引爆堤头定向药包与主药包实现堤头爆填；

D313、侧向药包通过支导爆索与微差雷管相连，微差雷管通过起爆导线与侧爆起爆站相接，由侧向起爆站引爆药包实现堤侧爆填；

D32、所述的导爆索网路设计方法包括以下步骤：

D321、导爆索采用搭接连接方式时，搭接长度不小于15cm，并绑扎结实，除了搭接外，导爆索严禁打结或打圈；

D322、支线与主线传爆方向的夹角小于90°；

D323、导爆索与铵油炸药接触部分应用防油材料包裹；

D324、各主线支线导爆索不能互相缠绕靠近，两根导爆索的空间距离不得小于20cm，如难以满足，则应在两根导爆索中间固定厚度不小于10cm的垫块；

D325、起爆雷管的集中穴应朝向传爆方向，导爆索端部伸出雷管的长度应大于15cm。

本发明步骤D31所述的导爆管网路不得使用破损或管道内药膜脱落的导爆管，不能有泥沙、水和其他杂物进入导爆管；导爆管在水下部分不能有接头；用雷管起爆时，导爆管均匀敷设在雷管四周，其端部伸出雷管的长度应大于10cm，并用胶布或其他材料绑扎结实；起爆雷管的集中穴，不得朝向或靠近导爆管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的爆破挤淤填石是在石体外缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放炸药群，起爆瞬间在淤泥中形成空腔，抛石体随即填充空腔形成“石舌”，达到置换淤泥的目的。

2、通过爆炸使淤泥向外挤出，挤出的淤泥为路堤范围内工程量，与挖泥船作业相比大大减少了清除的淤泥工程量，同时也大大减小了水域及水下的影响区。开挖换填处理软基时需要先开挖清除后再回填开山石等材料，爆炸挤淤先将开山石等材料先填入再通过爆炸挤淤将填料作用到持力层上，工作步骤的减少将大大缩短施工时间，因此在施工速度、工程造价及经济效益方面具有比较明显的优势。

附图说明

本发明共有附图5幅，其中：

图1是本发明的起爆网络示意图。

图2是本发明的爆破排淤填石示意图。

图3是本发明的堤头推进排淤示意图。

图4是本发明的侧坡拓宽排淤示意图。

图5是本发明的爆破形成平台及堤心断面。

图中，1、起爆导线，2、电雷管，3、堤端起爆站，4、支导爆索，5、药包，6、微差雷管，7、主药包，8、定向药包，9、起爆船，10、侧爆起爆站，11、超高填石，12、爆前剖面，13、爆后剖面，14、补填剖面，15、石舌，16、水面，17、淤泥。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。如图1-5所示，一种填海路堤的修建方法，包括以下步骤：

A、选定持力层：根据地质资料、荷载和使用要求，应用堤身稳定和沉降计算结果选定持力层；

B、选择路堤断面：应用堤身稳定计算、护坡形式确定路堤断面，尤其应针对滨海路堤因有波浪作用、潮间带护坡、水下平台以及波浪荷载的影响，合理选择护坡形式及堤身坡脚外平台宽度；

C、确定抛填参数：所述的抛填参数包括堤身抛填高度和宽度，在保证堤身落底、满足坡脚平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥17厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文等条件，经过分析计算确定抛填参数；

D、确定爆炸参数：所述的爆炸参数包括线药量、爆破排淤填石单耗、一次爆破排淤填石药量、单孔药量、布药线平面位置、药包5在泥面以下的埋入深度及爆破网络设计；在保证堤身落底、满足坡脚水下平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥17厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文条件，经过分析计算确定爆炸参数；

E、实施抛填

E1、堤身抛填：在各项检查及放样标记后进行推进式堤身抛填，形成爆前剖面12；

E2、堤头爆填：当堤身抛填达到设计值后，实施堤头爆填，使堤身下沉实现挤淤置换，形成爆后剖面13；

E3、堤顶补填：对爆后的堤顶进行补抛并继续向前抛填推进，当堤身达到新的设计进尺后即形成补填剖面14后，再次在堤头布设群炸药并实施爆破，如此“抛填-爆填-抛填”循环进行，直至达到设计长度；

E4、堤侧爆填：当堤身抛填处理到一定长度后，实施堤侧的爆炸处理，拓宽并形成堤身两侧平台，进一步挤出堤底可能残留的淤泥17。

本发明步骤D所述的爆炸参数的确定，包括以下步骤：

D1、爆破计算

D11、线药量计算

q_L＝q₀·L_H·H_mw                                        (1)

$H_{\mathrm{mw}}=H_m+\frac{r_w}{r_m}\·H_w---\left(2\right)$

式中：

q_L-线药量，即单位布药长度上分布的药量(Kg/m)；

q₀-爆破排淤填石单耗，即爆除单位体积淤泥所需要的药量(Kg/m)；

L_H-爆破排淤填石一次推进的水平距离(m)；

H_mw-计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m)；

H_m-置换淤泥厚度(m)，含淤泥包隆起高度；

r_m-淤泥重度(kN/m³)；

r_w-水重度(kN/m³)；

H_w-覆盖水深，即泥面以上的水深(m)；

所述的q₀的取值范围如下：

当H_s/H_m为0.8～1.2时，q₀的取值范围为0.6～0.8；

当H_s/H_m为＜0.8或＞1.2时，q₀的取值范围为0.8～1.0；

式中H_s为泥面以上的填石厚度(m)；采用超高填石11的方法时加大H_s；

所述的L_H的取值范围如下：

当H_m为4～6时，L_H取值范围为4.5～5.5；

当H_m为6～10时，L_H取值范围为6～7；

当H_m为10～12时，L_H取值范围为5.0～5.5；

D12、一次爆破排淤填石药量计算

Q₁＝q_L·L_L                                            (3)

式中：Q₁-一次爆破排淤填石药量(kg)；

L_L-爆破排淤填石一次得布药线长度(m)；

D13、单孔药量计算

q₁＝Q₁/m                                              (4)

$m=\frac{L_L}{a}+1---\left(5\right)$

式中：q₁-单孔药量，如为单药包5孔位，则为单药包5药量(kg)；

m-一次布药孔数；

a-药包5间距(m)；

D2、布药线平面位置确定

D21、布药线宜平行于抛石前缘，位于前缘外1～2m；

D22、对堤头推进爆破，布药线长度应根据堤身断面稳定验算确定并与堤顶宽度相适应；对侧坡拓宽爆破，布药线长度应根据安全距离控制的一次最大起爆药量及施工能力确定；

D23、药包5在泥面以下的埋入深度H_B的取值范围如下：

当H_w＜2m时，H_B取值为0.50H_m；

当2m＜H_w＜4m时，H_B取值为0.45H_m；

当H_w＞4m时，H_B取值为0.55H_m；

D3、爆破网络设计

所述的爆破网络设计包括导爆管网路设计和导爆索网路设计；

D31、所述的爆破网络设计方法包括以下步骤：

D311、爆破网络由主导爆管将各个药包5引出的导爆头串联后，引致堤顶上，用2发并联雷管与主导爆索起爆端相连；

D312、堤头定向药包8与主药包7通过支导爆索4与电雷管2相连，电雷管2通过起爆导线1与起爆船9上的堤端起爆站3相接，由堤端起爆站3引爆堤头定向药包8与主药包7实现堤头爆填；

D313、侧向药包5通过支导爆索4与微差雷管6相连，微差雷管6通过起爆导线1与侧爆起爆站10相接，由侧向起爆站引爆药包5实现堤侧爆填；

D32、所述的导爆索网路设计方法包括以下步骤：

D321、导爆索采用搭接连接方式时，搭接长度不小于15cm，并绑扎结实，除了搭接外，导爆索严禁打结或打圈；

D322、支线与主线传爆方向的夹角小于90°；

D323、导爆索与铵油炸药接触部分应用防油材料包裹；

D324、各主线支线导爆索不能互相缠绕靠近，两根导爆索的空间距离不得小于20cm，如难以满足，则应在两根导爆索中间固定厚度不小于10cm的垫块；

D325、起爆雷管的集中穴应朝向传爆方向，导爆索端部伸出雷管的长度应大于15cm。

本发明步骤D31所述的导爆管网路不得使用破损或管道内药膜脱落的导爆管，不能有泥沙、水和其他杂物进入导爆管；导爆管在水下部分不能有接头；用雷管起爆时，导爆管均匀敷设在雷管四周，其端部伸出雷管的长度应大于10cm，并用胶布或其他材料绑扎结实；起爆雷管的集中穴，不得朝向或靠近导爆管。

本发明对爆破船9的要求如下：现场运输、布放爆破器材和起爆药包，宜用非机动船；如用机动船，必须采用防电、防震及隔热措施；爆破作业船上的人员，作业时必须穿好救生衣及其他劳保用品，船上必须备有相应数量的救生设备，严禁无关人员上爆破作业船；爆破布药船及其锚泊设备必须具备适应施工要求的抗风抗浪能力，防止走锚移位；爆破作业船经测量锚泊定位后，在布药施工期还需要经常校核，发现偏移及时纠正。

本发明的爆破挤淤填石是在石体外缘一定距离和深度的淤泥17质软基中埋放炸药群，起爆瞬间在淤泥17中形成空腔，抛石体随即填充空腔形成“石舌15”，达到置换淤泥17的目的。

下面以一个实施例对本发明进行说明。大连市振连路工程填海路堤采用本发明的方法处理软路基。

1、大连市振连路工程K1+700～K2+211段为填海路堤，全长511米，堤身采用开山石填筑。

2、开山石要求选用岩质坚硬、无严重风化和裂隙的岩石，且在水中浸透后强度不小于35KPa；开山石内摩擦角应大于30度，严格控制含泥量小于10％。

3、施工完成后通过检测表明，形成断面与设计要求基本相符，路堤堤底标高已接近或抵达地质剖面中的淤泥层底高程。

Claims (3)

1.一种填海路堤的修建方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、选定持力层：根据地质资料、荷载和使用要求，应用堤身稳定和沉降计算结果选定持力层；

B、选择路堤断面：应用堤身稳定计算、护坡形式确定路堤断面，尤其应针对滨海路堤因有波浪作用、潮间带护坡、水下平台以及波浪荷载的影响，合理选择护坡形式及堤身坡脚外平台宽度；

C、确定抛填参数：所述的抛填参数包括堤身抛填高度和宽度，在保证堤身落底、满足坡脚平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥(17)厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文等条件，经过分析计算确定抛填参数；

D、确定爆炸参数：所述的爆炸参数包括线药量、爆破排淤填石单耗、一次爆破排淤填石药量、单孔药量、布药线平面位置、药包(5)在泥面以下的埋入深度及爆破网络设计；在保证堤身落底、满足坡脚水下平台宽度要求和尽量减少坡面理坡工作量的设计原则下，根据堤身设计断面、淤泥(17)厚度及其强度指标、泥面到堤顶高度、填料情况及波浪和水文条件，经过分析计算确定爆炸参数；

E、实施抛填

E1、堤身抛填：在各项检查及放样标记后进行推进式堤身抛填，形成爆前剖面(12)；

E2、堤头爆填：当堤身抛填达到设计值后，实施堤头爆填，使堤身下沉实现挤淤置换，形成爆后剖面(13)；

E3、堤顶补填：对爆后的堤顶进行补抛并继续向前抛填推进，当堤身达到新的设计进尺后即形成补填剖面(14)后，再次在堤头布设群炸药并实施爆破，如此“抛填-爆填-抛填”循环进行，直至达到设计长度；

E4、堤侧爆填：当堤身抛填处理到一定长度后，实施堤侧的爆炸处理，拓宽并形成堤身两侧平台，进一步挤出堤底可能残留的淤泥(17)。

2.根据权利要求1所述的一种填海路堤的修建方法，其特征在于：步骤D所述的爆炸参数的确定，包括以下步骤：

D1、爆破计算

D11、线药量计算

q_L＝q₀·L_H·H_mw                        (1)

$H_{\mathrm{mw}}=H_m+\frac{r_w}{r_m}\·H_w---\left(2\right)$

式中：

q_L-线药量，即单位布药长度上分布的药量(Kg/m)；

q₀-爆破排淤填石单耗，即爆除单位体积淤泥所需要的药量(Kg/m)；

L_H-爆破排淤填石一次推进的水平距离(m)；

H_mw-计入覆盖水深的折算淤泥厚度(m)；

H_m-置换淤泥厚度(m)，含淤泥包隆起高度；

r_m-淤泥重度(kN/m³)；

r_w-水重度(kN/m³)；

H_w-覆盖水深，即泥面以上的水深(m)；

所述的q₀的取值范围如下：

当H_s/H_m为0.8～1.2时，q₀的取值范围为0.6～0.8；

当H_s/H_m为＜0.8或＞1.2时，q₀的取值范围为0.8～1.0；

式中H_s为泥面以上的填石厚度(m)；

所述的L_H的取值范围如下：

当H_m为4～6时，L_H取值范围为4.5～5.5；

当H_m为6～10时，L_H取值范围为6～7；

当H_m为10～12时，L_H取值范围为5.0～5.5；

D12、一次爆破排淤填石药量计算

Q₁＝q_L·L_L                                    (3)

式中：Q₁-一次爆破排淤填石药量(kg)；

L_L-爆破排淤填石一次得布药线长度(m)；

D13、单孔药量计算

q₁＝Q₁/m                                    (4)

$m=\frac{L_L}{a}+1---\left(5\right)$

式中：q₁-单孔药量，如为单药包(5)孔位，则为单药包(5)药量(kg)；

m-一次布药孔数；

a-药包(5)间距(m)；

D2、布药线平面位置确定

D21、布药线宜平行于抛石前缘，位于前缘外1～2m；

D22、对堤头推进爆破，布药线长度应根据堤身断面稳定验算确定并与堤顶宽度相适应；对侧坡拓宽爆破，布药线长度应根据安全距离控制的一次最大起爆药量及施工能力确定；

D23、药包(5)在泥面以下的埋入深度H_B的取值范围如下：

当H_w＜2m时，HB_取值为0.50H_m；

当2m＜H_w＜4m时，H_B取值为0.45H_m；

当H_w＞4m时，H_B取值为0.55H_m；

D3、爆破网络设计

所述的爆破网络设计包括导爆管网路设计和导爆索网路设计；

D31、所述的爆破网络设计方法包括以下步骤：

D311、爆破网络由主导爆管将各个药包(5)引出的导爆头串联后，引致堤顶上，用2发并联雷管与主导爆索起爆端相连；

D312、堤头定向药包(8)与主药包(7)通过支导爆索(4)与电雷管(2)相连，电雷管(2)通过起爆导线(1)与起爆船(9)上的堤端起爆站(3)相接，由堤端起爆站(3)引爆堤头定向药包(8)与主药包(7)实现堤头爆填；

D313、侧向药包(5)通过支导爆索(4)与微差雷管(6)相连，微差雷管(6)通过起爆导线(1)与侧爆起爆站(10)相接，由侧向起爆站引爆药包(5)实现堤侧爆填；

D32、所述的导爆索网路设计方法包括以下步骤：

D321、导爆索采用搭接连接方式时，搭接长度不小于15cm，并绑扎结实，除了搭接外，导爆索严禁打结或打圈；

D322、支线与主线传爆方向的夹角小于90°；

D323、导爆索与铵油炸药接触部分应用防油材料包裹；

D324、各主线支线导爆索不能互相缠绕靠近，两根导爆索的空间距离不得小于20cm，如难以满足，则应在两根导爆索中间固定厚度不小于10cm的垫块；

D325、起爆雷管的集中穴应朝向传爆方向，导爆索端部伸出雷管的长度应大于15cm。

3.根据权利要求2所述的一种填海路堤的修建方法，其特征在于：步骤D31所述的导爆管网路不得使用破损或管道内药膜脱落的导爆管，不能有泥沙、水和其他杂物进入导爆管；导爆管在水下部分不能有接头；用雷管起爆时，导爆管均匀敷设在雷管四周，其端部伸出雷管的长度应大于10cm，并用胶布或其他材料绑扎结实；起爆雷管的集中穴，不得朝向或靠近导爆管。

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