[发明专利]一种卸压爆炸堆石挤淤置换方法

说明书

技术领域

本发明属于爆破、地基处理技术，具体地说，涉及一种卸压爆炸堆石挤淤置换方法。

背景技术

目前，爆炸法置换淤泥软土地基的有代表性的方法有“水下淤泥质软基的爆炸处理法”(简称爆炸排淤填石法)和控制加载爆炸挤淤置换法(简称爆炸挤淤置换法)。

爆炸排淤填石法以“爆炸石舌”法主要机理，起爆的产物推动爆源周围的淤泥等介质向四周运动，在淤泥中形成爆炸空腔，同时将堆石体抬起；爆炸产物卸压后，堆石体连同底部的淤泥向爆坑方向滑落，从而实现泥石置换。爆炸形成的“石舌”的宽度即为置换范围，“石舌”底面的深度即为爆破置换落底的深度，石舌的长度即为爆炸进尺的依据。可见其机理明确，内涵简单，但是，“爆炸石舌”的形成条件不清楚，“石舌”参数不可控，不能保证“爆炸石舌”形成于淤泥层的底部，从而施工质量出现隐患。

爆炸挤淤置换法的机理是基于土工计算原理，依据设计断面的参数，控制抛石的高度和宽度，以抛填代替“爆炸石舌”，技术的关键是填石重力挤淤。其优点是克服利用“爆炸石舌”不能满足设计平台宽度的要求，提高了堤身的整体稳定，重力挤淤方法的利用，降低了爆破单耗，但是受到堤顶设计宽度和抛填车辆的等条件的要求，抛填超高一般为1～3米，从而重力挤淤受到限制，可见是对前者的补充。

从现有的文献可知，在爆炸法置换淤泥软基技术中，各种机理都不能很好地解释清楚爆炸与填石置换的关系，静态的填石体不能填入秒级的爆炸作用形成的空腔；又以药包埋入泥中0.45～0.55倍淤泥深度的爆破设计，爆破作用未影响到药包下部的0.30～0.45倍的淤泥，加之单排布药，同时起爆的简单的爆破技术，不能实现深厚层的爆炸排淤，则爆炸置换的效果降低，存在重大的施工质量隐患。可见，此方法从技术上能处理浅层的淤泥的地基，但对于深厚层淤泥存在着机理和爆破技术的的严重缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卸压爆炸堆石挤淤置换方法。

为实现上述目的，本发明提供的卸压爆炸堆石挤淤置换方法，主要步骤为：

1)根据堆石体几何参数、淤泥软土的物理力学指标和堆石体抛填和爆炸软化系数统计数据，确定堆石体的抛填几何参数和计算爆炸软化堆石挤淤参数；

2)依据土力学中的极限平衡理论，将淤泥自上而下划分为旁载区、朗金被动土压力区和弹塑性区三个分层，按此分层为爆炸对象进行爆炸设计；

3)在堆石端以堆石体外边缘为界的淤泥中布设药包，药包布设平面为双排延时爆炸或单排同时爆炸，爆炸形成堆石端的卸压范围。药包布设为双排延时爆炸时，以弹塑性区的淤泥厚度为爆炸作用对象布设一组条形的第三药包；在第三药包的爆炸空腔半径为边界的距离上分别以旁载区的淤泥厚度和朗金被动土压区的淤泥厚度为爆炸用对象布设条形的第一药包和第二药包，第一药包和第二药包在一条轴线上；其中：

端前布药宽度为泥面高程的设计断面宽度；

端侧布药宽度为1.5×堆石推进长度；

第一药包、第二药包和第三药包的药量按下式计算：

Q＝0.51×W^2.36(0.12+5.86n^1.74)

式中：

Q为对应药量，单位为公斤；

W分别为第一药包的埋深，第一药包至第二药包的距离，第三药包至第二药包的距离，单位为米；

n为爆炸空腔半径与W的比，不大于0.5，取值按爆炸软化系数越小，n越大，反之，n越小；

每个药包的间距为(0.5～2)×nW；

每排药包的排距为(2/3～1)×(n3W3+n1W1)；

起爆顺序为第一药包→第二药包→第三药包，第一药包与第二药包的时间间隔为50至70毫秒，第二药包与第三药包的时间间隔为60至80毫秒；

4)按爆后抛填参数补填堆石。

所述的卸压爆炸堆石挤淤置换方法，其中，步骤1中的堆石体几何参数为堆石体的爆前顶高和爆前顶宽；淤泥软土的物理力学指标为重度、不排水不固结强度和爆炸软化系数；堆石体的抛填几何参数为超高高度和超宽宽度；计算爆炸软化堆石挤淤参数为堆石底深度和旁载长度。

所述的卸压爆炸堆石挤淤置换方法，其中，步骤1中的堆石体的爆前顶高为设计高度+(2至3米)；爆前顶宽为泥面高程设计断面-2×(爆前顶高-泥面高程)。

所述的卸压爆炸堆石挤淤置换方法，其中，步骤3中的堆石推进长度为(2～3)×(n3W3+n1W1)。

所述的卸压爆炸堆石挤淤置换方法，其中，步骤3-步骤6重复进行，直到整个堆石挤淤工程完成。