爆炸处理软基施工组织设对计修改稿.doc
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1、惠生重工秀山围涂工程控制加载爆炸挤淤置换法处理软基施工组织设计 编写:屈 兴 元 江 礼 凡审核: 江 礼 茂 宁波科宁爆炸技术工程有限公司2010年4月 目 录一、设计依据及参考资料二、工程概况三、自然及地质条件31、场地地形地貌32、气象水文33、场地工程地质条件34、岩土工程分析与评价四、爆炸处理软基施工方案 41、爆炸处理软基技术简介 42、本工程爆炸处理软基施工施工特点 43、总体施工方案及施工流水作业 44、施工工艺流程 45、施工准备 46、装药机具的选择47、淤泥包的应用的施工工艺 48、爆炸法处理软基工程施工方法及工艺说明五、爆破器材的选择与使用 51、爆破器材的选择 52、
2、爆破器材的使用 53、爆破网路的连接六、抛填及爆炸参数设计计算 61、设计计算分段 62、抛填参数计算 63、爆炸参数的计算 64、药包埋深HB的计算65、设计成果66、合龙段的处理 七、质量控制与检测 71、工程质量控制程序 72、工程质量控制标准 73、工程质量保证措施 74、工程质量检测方法 75. 工程竣工验收资料 76、爆炸处理软基施工及质量检测程序框图 八、爆炸安全分析及保证措施 81、安全分析 82、安全保证措施83、环境保护84、防台措施 九、施工机具及人员组织 91、施工机具 92、施工组织机构 十、施工进度计划及工期十一、 几点说明2惠生重工秀山围涂工程控制加载爆炸挤淤置换
3、法处理软基施工组织设计一、设计依据及参考资料1、浙江惠生重工秀山围涂工程施工图,舟山市水利勘测设计院设计。2、爆破安全规程(GB6722-2003),中华人民共和国国家标准。3、爆炸法处理水下地基和基础技术规程(JTJ/T-258-98),交通部行业标准。4、水运工程爆破技术规范(JTJ286)。5、堤防工程施工规范(SL260-98)。6、浙江省海塘工程技术规定。7、民用爆炸物品管理条理,国家行政法规,2006年4月26日。8、控制加载爆炸挤淤置换法(专利号:03119314.5).9、爆炸置换法处理围垦软土地基技术的研究与推广科研项目技术报告,浙江省围垦技术开发中心,2004年12月。二、
4、工程概况1、工程位置秀山岛座落于舟山群岛中部,岱山岛的南部,本岛面积22.8km2,系岱山县第四大岛,东濒黄大洋,南隔灌门水道与定海区干榄镇交界,南临大猫洋,北与高亭镇的官山岛相望。惠生重工秀山围涂工程位于舟山市岱山县秀山岛北侧。三、自然及地质条件.1 场地地形地貌拟建场地位于舟山市岱山县秀山岛,地貌单元属浙东丘陵滨海岛屿区,为天台山北延余脉。场区地貌由剥蚀残丘地貌、滨海平原地貌及滩涂地貌组成。剥蚀残丘地貌分布于场区东部和西部,地形起伏相对较大,山体坡度2040,植被发育。滨海平原地貌位于场区中部,地形平坦,地面高程为0.33.50 m左右,主要分布为村庄、农田和水塘。滩涂地貌分布于场区北侧,
5、地面高程为-0.32.60 m左右。海岸地貌分为岩质海岸、滩涂泥质海岸和水下岸坡,岩质海岸一般为海蚀崖和礁石,坡度较陡,基岩裸露;滩涂泥质海岸,坡度较缓,一般为13,直接分布为海相淤泥;水下岸坡,地形坡度830,自南向北渐陡,高差可达15m。室内渗透试验成果表 表2层 号样 号样底深(m)实测渗透系数(cm/s)平均值(cm/s)垂直水 平垂直水 平1ZK10-326.87.82E-73.96E-76.19E-85.48E-8ZK11-325.0/9.62E-7ZK13-212.05.92E-74.81E-7ZK15-16.04.71E-73.91E-7ZK17-222.06.29E-75.1
6、1E-72ZK10-533.04.19E-84.74E-84.24E-83.11E-8ZK11-531.44.00E-83.57E-8ZK13-423.05.11E-81.90E-8ZK13-634.24.99E-82.80E-8ZK15-536.0 2.91E-82.56E-8.气象水文1、气象场区属北亚热带南缘海洋季风气候区,其气候特征为温暖湿润,冬无严寒,夏无酷暑。多年平均气温16.3C。,最热8月,极端最高气温39.1 C。,平均气温25.828.0 C。;最冷1月,极端最低气温-6.1 C。,平均气温5.25.9 C。多年平均降水量1293.7mm,最大年降水量1976.5mm,最小
7、年降水量604.0mm,多年平均相对湿度为78.5%。年平均日照19412257小时,太阳辐射总量为41264598焦尔/平方米,无霜期251303天。本区风向风速随季节变化明显,呈现偏北风和偏南风两个强风向,各向平均风速在2.36.0m/s之间。由于受季风不稳定性的影响,79月易受热带风暴(台风)侵袭,风力最大超过12级,台风平均每年影响3.9次,是本区常见的灾害性天气。2、水文场区地表水具有明显海岛特征,主要分布为水塘、沟渠。水塘多呈矩形,与海域仅有一坝之隔,且有水闸相通,水深0.51.5m,其水质和水位均受海潮影响较大。丘陵区水系不发育,分布为干沟,仅在雨后有间歇性水流。本区海域受非正规
8、半日潮控制,平均涨潮历时5小时42分,落潮历时6小时49分。根据岱山长期验潮站资料,其潮汐特征为:极端高潮位3.08m,极端低潮位-2.11 m,平均高潮位1.10 m,平均低潮位-0.81 m,平均海平面0.21 m,最大潮差4.02 m,最小潮差0.04 m,平均潮差1.91 m。本海域的风暴潮以台风风暴潮为主,主要发生于多台风的610月,是危害本海域最严重的自然灾害之一。本海域潮流属于非正规半日浅海潮流,潮流运动以往复流运动形式为主,水域落潮流流速要大于涨潮流流速,潮流流速依次按大、中、小潮汛递减,流速在垂线上分布亦由表及底逐渐减弱,该处落潮流为优势流。落潮流历时要长于涨潮流。涨、落潮流
9、的流向基本上与等深线的走向一致。.场地工程地质条件 场地岩土层描述各工程地质(亚)层划分及评述根据野外钻探揭露,场地自上而下主要分布有第四系全新统滨海、浅海相沉积淤泥质土、粘性土;上更新统粘性土、残坡积的含砾砂粉质粘土等。下伏基岩为侏罗系上统西山头组(J3x)的火山碎屑岩,属浙东南陆相火山岩区,主要为凝灰岩,块状构造,微风化岩石致密、坚硬。根据本次钻探揭露、土试成果并结合规范,将场地勘探深度以浅的岩土层按其成因时代、埋藏分布规律、岩性特征、及物理力学性质划分为5个工程地质层、7个工程地质层亚层,现自上而下分述如下:1、 Z层抛填体(Q4me) 杂色,松散稍密,主要由块石、碎石组成,块石最大径可
10、大1m。全址有9个钻孔揭见,层厚为14.30m24.20m。2、1层:淤泥质粉质粘土(Q4m)灰色, 流塑,饱和,局部略显层理,夹粉土、粉砂薄层及团块,含贝壳碎屑、有机质、腐植物、云母,顶部.20.5m一般呈流泥状。无摇震反应,切面稍光滑无光泽,干强度中等,韧性试验中等。该层全址有分布,层厚为0.70m30.60m,顶板标高为-0.31m-26.9m。3、2层:粘土(Q4dl-pl)灰黄灰兰色, 可塑硬塑,厚层状,局部偶夹粉土层,含泥钙质结核,土质不均匀,中压缩性,无摇震反应,切面光滑,干强度高,韧性试验高。该层全址有16个钻孔揭见,层厚为2.60m14.60m,顶板标高为-18.97m-31
11、.1m。4、3层:粉质粘土(Q4m)灰色, 软塑软可塑,厚层状,偶夹粉土,中偏高压缩性,无摇震反应,切面稍光滑无光泽,干强度中等,韧性试验中等。全址8个钻孔揭见,层厚为2.50m4.20m,顶板标高为-30.34m-40.46m。5、4-1层含粘性土砾砂(Q3dl-pl)浅黄色,中密,砾石含量约占40,粗砂含量约占20,中砂含量约占5左右,余为粘性土,呈可塑状。全址15个钻孔揭见,揭露厚度为1.90m7.90m,局部未揭穿,顶板标高为-23.73m-43.46m。6、4-2粘土(Q3dl-pl)灰黄、黄褐色,可塑,厚层状,局部偶夹粉土层,含泥钙质结核,土质不均匀,中压缩性,无摇震反应,切面光滑
12、,干强度高,韧性试验高。该层全址有11个钻孔揭见,层厚为1.70m10.20m,局部未揭穿,顶板标高为-37.94m-45.76m。7、5层:强风化凝灰岩(J3x)浅黄色,凝灰质结构,块状构造,节理裂隙发育,以近直立状和水平状最为发育,见铁锰质渲染,间隙见泥砂质充填,岩石破碎成碎石状。全址Z3、Z4、Z5号钻孔揭见,未钻穿,最大揭露厚度2.30m,顶板标高为-30.29m-34.38m。各岩土层埋藏分布特征见工程地质剖面图3-13-9及附表2“各勘探孔分层深度、高程、层厚一览表”。各岩土层物理力学性质指标统计及指标的选择1、物理力学性质指标的统计以上节划分的各工程地质亚层作为统计单元,对地基土
13、物理力学性质指标进行统计。统计方法按岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中有关规定进行。对于室内土工试验指标,首先对各层土试指标逐个进行对比分析,剔除个别异常值,然后按照Grubbs准则,统计出各层指标的统计样品数、最大值、最小值、算术平均值,6个者提供变异系数,统计结果详见附表3“物理力学性质指标统计成果表”,各工程地质(亚)层平均压缩曲线详见图5-15-4。其中抗剪强度指标C、值均为峰值,未经折减。对于原位测试指标,主要是重型动力触探试验和标贯试验指标,分别统计出实测锤击数的最大值、最小值、算术平均值、变异系数及统计个数。重型动力触探试验指标统计结果见附表5、附表6。2、统计成果分
14、析根据上述统计成果各种指标的对比分析,各项指标反映了土的基本特性,指标准确可靠。从不同指标分析:一般地基土的主要物理性质指标(含水量、天然重度、天然孔隙比、液限、塑性指数、液性指数)的变异系数在0.1左右,仅个别大于0.1,属低变异性指标;力学性质指标(压缩系数、压缩模量)的变异系数一般在0.10.2之间,属中变异性指标,这反映了地基土的真实特性。从不同土层分析:一般各粘性土层各指标的变异系数较小,各混合土层的变异系数相对较大,这同这些土层本身性质较不均一,取芯取样,包装运输,开样测试等一系列环节中不可避免地存在一定扰动有关,也反应了地基土的真实特性。总体而言,对于同一层位的试验数据离散性较小
15、,说明本次层位划分是合理的。3、地基土设计参数的选用对于岩土的物理性质(含水量、天然重度、天然孔隙比、液限、塑性指数、液性指数)和压缩性指标一般以统计成果的平均值作建议值;对于抗剪强度指标,一般以统计成果的标准值作建议值。当样品数不足6件时,采用小值(或大值)平均值或结合经验提供建议值。对于原位测试指标:重型动力触探试验和标贯试验击数均为实测锤击数,未经杆长修正,以各层测试统计成果的标准值作为设计参数。地质构造本区地质构造位于浙闽粤燕山期火山活动带的北段。燕山晚期强烈的火山喷发,形成了巨厚的火山碎屑岩。昌化普陀断裂经过册子岛南部海域通过,温州镇海北北东向断裂带从册子岛西部海域通过,龙泉宁波北东
16、向断裂贯穿定海,形成了以北东向、北北东向断裂为主,北西向、北北西向和南北向断裂相辅的断裂骨架。昌化普陀断裂及温州镇海北北东向断裂在上新世早更新世曾有过活动,中更新以来活动微弱趋于平静,晚更新世以后未有活动。区内节理和风化裂隙较发育,致使场地下伏基岩破碎。不良地质现象本次勘察发现(1+320至1+425)段已爆破挤淤施工的海堤在施工时深度未到达2层可塑的粘土层,抛填体层底处于1层淤泥质粉质粘土层中,以至于造成该段海堤出现不同程度的沉降、开裂现象。未施工段海堤施工时应加深爆破挤淤深度,以确保抛填体进入2层可塑的粘土层,当2层粘土缺失时以进入1层淤泥质粉质粘土以下首见持力层。施工时还应注意对水下岸坡
17、稳定性的影响,尤其是场地北面,水下岸坡地形坡度可达2030,高差一般可达1015m左右。地下水与地表水1、地下水特征及类型拟建场地地下水主要为赋存于浅层土中的孔隙潜水、中下部砾砂层中的微承压水及基岩裂隙水。潜水长期接受海水的补给。受上覆粘性土层的相对隔水作用,中下部砾砂层中的孔隙潜水具微承压性。基岩裂隙水富水性不均一,水量一般较贫乏。2、海水腐蚀性评价根据本场地海水水质分析报告,按岩土工程勘察规范(2009年版)评定:拟建场地环境类型为类,根据水质分析资料,海水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋长期侵水段具微腐蚀性,干湿交替段具中腐蚀性,对钢结构具中腐蚀性。场地类别及地震效应1、
18、场地土的类型及场地类别本场地浅部分布有软弱土层, 属对建筑抗震不利地段。结合场地钻孔资料按建筑抗震设计规范(GB50011-2001)可将场地范围内场地类别初步划分为III类。2、场地地基土液化可能性判定根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001),场地地震动峰值加速度为0.10g,相当于场地地震烈度度区。根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)规定,当抗震设防烈度大于或等于7度,在地面下20m深度范围内存在有饱和砂土和饱和粉土层时,应经过勘察进行液化判别。本次勘察资料表明,地表下20m深度范围内无饱和的砂土、粉土分布,本场地为不液化场地。 .4岩土工程分析与评价场地构造稳定性
19、分析根据拟建场地的工程地质条件,本场地属稳定场地,适宜建造各类建(构)筑物。该地区潮流及波浪的冲淤作用较弱,岸滩侵蚀和堆积作用也弱,不会出现大冲大淤现象,未见有潜蚀及沙丘的不良地质作用,场地岸滩地形坡度小,所以在现状地形条件下场地岸坡及岸滩动态稳定。岩土体评价Z层抛填体,松散稍密。1层淤泥质粉质粘土,流塑状态,具高含水量、高压缩性、高灵敏度的特点,工程力学性质较差;2层含粘土,可塑,工程力学性质较好;3层粉质粘土,软塑,工程力学性质一般;4-1层含粘性土砾砂,中密,土质不均匀,工程力学性质较好;4-2层粘土,可塑,工程力学性质较好;5层强风化凝灰岩,裂隙发育,工程力学性质好,该层顶板起伏变化较
20、大;勘察结果表明,场地内上部覆盖层厚度变化较大,其中浅部分布的1层淤泥质粉质粘土和3层软塑的粉质粘土性质相对较差,具高含水量、高灵敏度、高压缩性及触变、蠕变等特性。地基基础方案场地内大部分地段上部分布有性质较差的软弱淤泥质土分布,土层承载力低,渗透性能差,且具有高含水量、高灵敏度、高压缩性及触变、蠕变等特性。故该段海堤应结合海堤的性质及结构要求对地基土进行处理。1、海堤堤基对海堤堤基区宜采用爆破挤淤法施工,在爆破挤淤施工工程中应加深爆破挤淤深度,以确保抛填体进入2层可塑的粘土层,当2层粘土缺失时以进入1层淤泥质粉质粘土以下首见持力层。施工时还应注意对水下岸坡稳定性的影响,。施工应分期进行,逐级
21、加荷填筑,严格控制加荷速度率;并进行施工过程的安全监测。四、爆炸处理软基施工方案4.1爆炸处理软基技术简介爆炸处理水下及饱和土软基,国外起始于30年代,国内于60年代开始用爆炸技术处理水下软基。80年代由中国科学院力学研究所、连云港建港指挥部、连云港锦屏磷矿、交通部第三航务工程勘测设计院合作,在连云港通过试验成功地应用于海上筑堤,并在此经验基础上申请了专利“水下淤泥质软基的爆炸处理法”(简称爆炸排淤填石法)。根据有关资料,爆炸排淤填石法筑堤的基本原理是:在抛石体前缘一定距离和深度的淤泥质软基中埋放药包群,起爆瞬间在淤泥中形成空腔,抛石体随即坍塌充填空腔形成石舌滑向爆坑,达到置换淤泥的目的。 爆
22、炸排淤填石法可以认为是“开挖换填”的延伸, 其要点是:1、泥上要有覆盖水;2、施工从起始端采用陆上抛填;3、炸药埋入抛填体前面泥中0.450.55倍淤泥深;4、爆炸使抛填体向前塌落,软土被排开,石料一次落到坚实层上,并形成“石舌”, 5、炸药包埋入泥中的位置符合限定条件。爆炸排淤填石法因要求“石料一次落到坚实层上”,只对淤泥较薄的情况是适用的,据此编写的规范虽对淤泥厚度有一定放宽,但也认为合适的淤泥厚度为412米,同时,按照“爆炸排淤”的机理,爆炸用药量要极大,定额规定单耗在0.45kg/m以上, 不安全也易造成浪费。因此对淤泥厚度较大的工程,只有“爆炸排淤”是不够的,严格意义上的爆炸排淤填石
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