0.概述
廣東LNG接收站工程取水口拋填塊石基床的密實擬采用爆夯法。為確保與取水口相接的工作船碼頭的安全,我們在工作船碼頭基床爆夯施工及爆夯技術(shù)試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,以爆夯施工時的爆夯參數(shù)對工作船碼頭的安全問題進行分析說明,提出施工技術(shù)保護措施,供業(yè)主、甲方等單位參考。
水下爆夯技術(shù)適應(yīng)塊石或碎石組成的基床的密實,在水深和安全允許的條件下,目前,一次處理基床的厚度達17m,一次處理的基床長度可達100m之多,具有施工質(zhì)量可靠、工期短、安全可控等優(yōu)點,在拋石基床密實工程上被廣泛應(yīng)用,取得了很好的工程效果。
我們在工作船碼頭基床爆夯設(shè)計與施工的基礎(chǔ)上,將取水口基床爆夯時對工作船碼頭的影響進行分析。
1.依據(jù)
(1)?????? 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院《廣東LNG接收站施工圖》。
(2)?????? 《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(JTJ/T258-98)。
(3)?????? 《港口工程地基規(guī)范》(JTJ/T250-98)。
(4)?????? 中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計院《廣東LNG接收站地質(zhì)勘察報告》。
(5)?????? 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GBJ11-89)。
(6)?????? 《工業(yè)建筑物抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ117-88)。
(7)?????? 中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)。
(8)?????? 中科院力學(xué)所《深圳媽灣電廠爆炸夯實碼頭基床安全試驗報告》.1992。
(9)?????? 深圳地健工程有限公司《廣東LNG接收站工程工作船碼頭基床爆破夯實施工組織設(shè)計》.2004.4。
2.安全允許標(biāo)準(zhǔn)或準(zhǔn)則
水下爆夯對工作碼頭的效應(yīng)主要表現(xiàn)在爆破振動、水中沖擊波等方面,其中爆破振動在國家爆破安全規(guī)程中制定了相應(yīng)的允許標(biāo)準(zhǔn),水中沖擊波方面我們曾在深圳媽灣電廠基床爆夯中進行了試驗測試,取得了一定的成果,現(xiàn)將本取水口基床爆夯對工作船碼頭的允許安全標(biāo)準(zhǔn)取值如下:
2.1 爆夯振動安全允許標(biāo)準(zhǔn)
?? 依據(jù)《爆破安全規(guī)程》規(guī)定,安全允許標(biāo)準(zhǔn)如表1。
序號 | 保護對象類別 | 安全允許振速/(cm/s) |
1 | 土窯洞、土坯房、毛石石房屋 | <10Hz | 10Hz~50Hz | 50Hz~100Hz |
2 | 一般磚房、非抗震的大型砌塊建筑物 | 0.5~1.0 | 0.7~1.2 | 1.1~1.5 |
3 | 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋 | 2.0~2.5 | 2.3~2.8 | 2.7~3.0 |
4 | 一般古建筑與古跡 | 3.0~4.0 | 3.5~4.5 | 4.2~5.0 |
5 | 水工隧道 | 7~15 |
6 | 交通隧道 | 10~20 |
7 | 礦山巷道 | 15~30 |
8 | 水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備 | 0.5 |
9 | 新澆大體積混凝土 齡期:初凝~3d 3d~7d 7d~28d | ? ?????????????? 2.0~3.0 3.0~7.0 7.0~12 |
?? 工作船碼頭對于沉箱結(jié)構(gòu)來講,爆夯安全允許標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為(7.0~12)cm/s;根據(jù)大連大窯港區(qū)基床爆夯測試成果可知,沉箱胸墻結(jié)構(gòu)安全的爆夯振動速度為6.68cm/s,本工程在爆夯設(shè)計時不大于此速度。
?? 爆夯振動速度可用下式計算:
?????????? V= K×(Qm /R)а???????????????????????????2-1
或?? Q = R3 (V/ K )3/а
式中:R—爆炸地震安全距離,m;
????? Q—齊發(fā)裝藥量,kg;
????? V—地震安全速度,cm/s;
????? m—藥量指數(shù),取1/3;
????? K--與爆炸區(qū)的地形,地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指
數(shù),取試驗數(shù)據(jù)K為530, а為1.82。
2.2水中沖擊波安全控制準(zhǔn)則
至今,人們對水中爆炸引起的水中沖擊波的傳播規(guī)律進行了大量的研究,理論和實踐證明,水中沖擊波的傳播規(guī)律滿足幾何相似律,沖擊波的峰值壓力遵循下列規(guī)律,即:
????????? Pm=f×(Qm /R)а????????????????????????????????2-2
式中:R—與爆炸點的距離,m;
????? Q—藥包藥量,kg;
????? Pm—與爆炸點的距離位置的沖擊波的峰值壓力,MPa;
????? m—藥量指數(shù),取1/3;
????? f、а—與爆炸條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指
數(shù),取試驗數(shù)據(jù)f為53.3, а為1.13。
大量的實踐表明,由于水中沖擊波的壓力的作用時間不超過0.5ms,水中沖擊波的波峰壓力小于混凝土的強度時,應(yīng)滿足安全允許的要求。本工程取爆夯產(chǎn)生的水擊波壓力對混凝土的抗拉強度小于10MPa。
3.安全穩(wěn)定分析
藥量取值和其他爆夯參數(shù)就是施工時的實際數(shù)據(jù),分析與計算如下。
3.1取水口基床爆夯主要參數(shù)
(1)爆夯分層。根據(jù)《爆炸法處理水下地基和基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》,結(jié)合我單位已完成的多項爆夯工程經(jīng)驗,為確保爆夯對工作船碼頭的安全穩(wěn)定,減少單藥包藥量,從而減小一起裝藥量,增加處理基床面積,又降低爆夯效應(yīng)等綜合考慮下,將取水口基床(基床厚度為7.93m~9.44m)分2層拋填與爆夯施工,分層厚度4.0m~5.0m。見取水口基床平面圖、斷面3-3。
(2)布藥網(wǎng)格。為使爆夯作用均勻,爆后基床平整,藥包平面布置采
用矩形性網(wǎng)格布置
,第2、3遍錯開布設(shè)。 網(wǎng)格為(3×4)m2 。