厦门港海沧港区14号—15号泊位集装箱码头, 本工程位于厦门海沧港区九龙江入海口处, 含码头、陆域形成、软基处理和港池疏浚四部分, 本标段总长度767.77m (含16号泊位的13.77m) , 其中14#、15#两个泊位各长377m, 设计为十万吨级集装箱泊位。码头后方为回 (吹) 填中粗砂, 陆上打塑料排水板后进行堆载预压, 然后进行强夯密实处理。基床拋石采用水下爆破夯实, 本工程基床抛石量大、工期紧, 应用传统的重锤分层夯实工艺施工, 根本无法满足施工进度要求。且工程开挖基槽较深, 为防止台风期风浪流因素抛填满槽, 采用爆夯新工艺, 使用设备少, 操作简单, 施工速度快等。在基床爆夯时, 按照底层不超过5米, 标准层不超过7米的标准进行分层爆夯, 平均夯沉率达16.7%, 满足了设计核定要求的16.5%。由于对厚基床及爆夯施工缺乏相应的施工经验, 我们在基床上预留15cm的沉降量, 设置倒坡8‰, 通过后期的沉降位移观测, 满足工程的要求, 爆夯效果比较理想。
药包爆炸时将产生高温、高压、气体膨胀, 在水中产生冲击波和气泡脉动, 这些强烈压力作用在抛石体时, 造成抛石体棱角变形断裂, 随之石块之间发生位移, 相对位置发生变化, 空隙体积减少, 基床抛石体被压实。与此同时, 药包爆炸的一部分能量转化为地震波, 地震波使拋石基床出现颠簸和摇晃, 抛石基床在这种垂直和水平方向震动的作用下, 使原有的松散稳定结构遭到破坏, 石块产生滑动、转动、错位, 小石块充填到大石块之间的缝隙中, 抛石体重新排列组合, 密度增大, 达到拋填体在更高荷载下的稳定平衡。同时, 由于膨胀气体产生的高压作用将使填体受到“锤击”效应, 从而使拋填体进一步密实。水下爆破夯实抛石体实际上是爆炸引起的冲击波、高压气体脉动、地震波及流体运动与抛石体相互作用的结果。
3.1.1 药量采用“由小到大”的方法, 以起到驱赶白海豚的作用。将最大起爆药量控制在200kg内。如果一次起爆的总药量超过安全标准 (或要求) 时, 采取毫秒分段延时的方法衰减一次起爆的总药量, 降低爆破冲击波对白海豚的危害。
3.1.2 合理控制分段起爆的顺序。采用“少量多次”的方法。将起爆的顺序设计为:距离保护水域最近的一排药包先爆, 最远的一排最后起爆, 循由近及远的方式, 则前一排爆破所产生的气泡对后排爆破所产生的水冲击波起到减弱的作用。同时由于先后各排爆破产生的水冲击波到达目标的时间差越来越大, 水冲击波的叠加机遇较小, 从而减弱水冲击波对白海豚的危害。
3.2.1 此次实施水下爆夯的海域尽管不是中华白海豚保护区的核心区, 属于白海豚外围保护地带, 但工程区附近仍有白海豚出没活动。由于水下爆夯产生的水中冲击波将可能对4100m内的白海豚造成一定的影响, 因此水下爆破过程应注意采取相应的措施, 以减轻对附近海域的白海豚的影响。
3.2.2 鉴于中华白海豚属游泳性动物, 在受到外来干扰时, 会主动避开。对于连续爆破来说, 除首炮爆破将对爆破近区的白海豚造成较大的影响外, 白海豚将迅速逃离爆破区, 其余各炮对白海豚的影响相对较小。通过采取必要的环保工程措施, 如控制药量、加强对施工海域的观察了解、避开白海豚主要活动季节、声墙驱赶等各种办法, 可以大大减轻对白海豚可能造成的影响。
3.2.3 在每阶段爆破首炮布药完毕后, 采用声墙驱赶法, 对中华白海豚进行驱赶。具体的做法是:在警戒船船舷两侧, 每隔0.5-1m设立好一根2m长、直径30mm～50mm的竹竿, 并插入水中20cm～40cm。根据船的长度而确定竹竿的根数, 一般7根左右, 立竿上、下端设置横竿, 将立竿连接成竹排。布药完成后, 多艘警戒船由爆破点向外呈扇形排开, 船上派专人按从第一根立竿敲到最后一根, 再由最后一根敲到第一根的程序往复敲打竹竿。船向爆点以外开出约2000m, 直到爆破完毕。
3.2.4 加强了望, 发现白海豚立即停止起爆, 采用声墙驱赶法, 对中华白海豚进行驱赶, 直到赶离爆破中心2000m以外后才能起爆。
4.1.1 根据国家海洋局对海洋水质等监测数据表明 (参见大连港大窑湾港区拋石基床爆夯试验环境影响监测) , 水下爆炸采用零氧平衡的乳化炸药时, 对海洋不会造成环境污染。
4.1.2 严格遵守当地政府与有关部门对环保的规定, 每次放炮后, 利用交通船和警戒船对爆后漂浮物进行处理, 防止对施工海域 (包括航道、停泊区) 及周边地区造成环境污染。
4.2.1 根据装药范围划定距装药区外边界500m以外的爆区警戒线。
4.2.2 爆夯前利用电话、对讲机和海上警戒船通知等方法, 加强与业主、边防派出所、附近施工单位和村委会的联系, 确保海上作业人员、施工船舶和周边单位及人员的安全。
4.2.3 爆前清理在爆区警戒线以内的与爆炸作业无关的人员、机械设备, 由警戒人员在警戒线外设岗。
4.2.4 爆夯前必须将计划起爆时间报告监理工程师, 经批准后, 在规定时间内起爆。进入爆破现场施工的人员禁止携带火种和易燃品。
4.2.5 在大雾、大雨等能见度较低的情况下和在黄昏、夜晚时, 禁止水下爆炸作业;遇雷雨时停止爆破作业, 已连接好的爆破网络应拆除起爆雷管, 并迅速撤离至警戒区外。
4.2.6 爆破作业前, 爆破技术负责人根据爆破布药区的水位、流速、流向、风浪等海况布置爆破作业。
4.2.7 利用船舶作业平台进行水下爆炸作业时, 堆放药包的船舱应清理干净并不得有尖锐突出物;尽量避开风高浪涌的较恶劣的海况, 船只和爆破器材必须避免剧烈的颠簸和撞击。
4.2.8 由爆破员对装药现场内余留的火工品进行清理和回收;当确认爆破网络区内无任何干扰正常施爆的因素时方允许进行起爆网络连接。
4.2.9 起爆后必须确保没有盲炮后方可解除警报。
摘要：本文以厦门港海沧港区14#15#泊位岸壁工程基床爆夯施工为依托, 初步拟定基床爆破施工的技术方案及爆破原理, 在水下爆破过程中必定对水下生物及环境造成干扰及影响, 本文在实施水下爆破过程中制定了一系列的对水下生物及环境的保护措施, 如采用“少量多次”的方法以中华白海豚的保护措施, 水下爆炸采用零氧平衡的乳化炸药, 以减缓对海洋环境的影响。对今后类似工程的施工具有很好的借鉴和指导作用。
关键词：基床爆夯,爆破,环境保护,安全措施
[1] 《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》
[2] 《爆破安全规程》 (GB6722-2003)
[3] 《爆破法处理水下地基和基础技术规程》 (JTJ/T258-98)
[4] 《港口工程质量检验评定标准》 (JTJ221-98) 及补充
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