长白岛围涂工程海堤施工组织设计汇编Word下载.docx
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7．5、工程竣工验收资料
7．6、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
8．1、安全分析
8．2、安全保证措施
8．3、环境保护
8．4防台措施
九、施工机具及人员组织
9．1、施工机具
9．2、施工组织机构
十、施工进度计划及工期
浙江省舟山市定海区长白岛雄鹅头西
施工组织设计
一、设计依据及参考资料
1、浙江省工程勘察院地质报告2008年3月。
2、《爆破安全规程》（GB6722-2003），中华人民共和国国家标准。
3、《民用爆炸物品管理条理》，国务院令466号，2006年4月26日。
4、《中华人民共和国安全生产法》；
5、《海港水文规范》（JTJ213-98）；
6、《堤防工程施工规范》（SL260-98）；
7、江礼茂,控制加载爆炸挤淤置换法（专利号：
ZL03119314.5）,宁波科宁爆炸技术工程有限公司,2002年12月。
8、金利军、江礼茂、庄峥嵘等，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、工程概况
1、工程位置
舟山市定海区位于浙江省东北部，宁波市东北、杭州湾外缘的东海海域中，地理位置介于东径121°
38′～122°
15′，北纬29°
55′～30°
15′之间。
定海区由舟山本岛西北大部及金塘、册子、长白、长峙、盘峙、大猫等127个大小岛屿组成。
东与普陀区接壤，北与岱山县诸岛毗邻，西南与宁波北仑隔海相望。
海堤全长约600m；
。
2、海堤结构设计:
围堤断面采用土石混合坝型，涂面水深1.5～3.5米，堤身为爆填堤心石,堤内侧为闭气土.堤身围涂区从涂面以1:
2坡度至4.0m高程,其上为浆砌块石直立挡墙，外侧从涂面在2.0m高程设消浪平台宽4m,平台以下边坡坡度复均为1:
2,其中在高程0.5m处设压载平台宽5.0m,两平台间坡面及消浪平台表面均采用厚度80cm的c20砼灌砌块石护面。
三、自然及地质条件
3.1设计潮位
工程区附近有定海潮位站和岱山潮位站，两站潮位资料年限均为1978～2006年共29年，工程区位于两潮位站之间，本次设计采用的较不利的定海潮位站资料。
50年一遇设计高潮位为3.14m，设计低潮位为-2.22m。
3.2设计潮型
潮型根据定海潮位站资料选取，各潮型选取标准如下：
（1）堵口：
采用设计频率P=20%非汛期最高潮位相对应潮型。
（2）龙口度汛：
采用设计频率P=10%汛期最高潮位相对应潮型。
（3）排涝潮型:
选择多年平均最高高潮位潮型和多年平均最高低潮位潮型，两者中取最不利潮型作为设计潮型。
经计算多年平均最高高潮潮位潮型为不利
3.3设计波浪
工程区位于长白岛北侧，受长白岛、秀山岛、岱山岛、舟山本岛等岛屿的屏蔽作用，外海波浪难以传入，因此对其产生影响的波浪主要由NW～N～NNE方向的风产生。
对于本海域，根据对周围波浪实际情况的调查分析，认为采用《浙江省海塘工程技术规定》中的莆田公式来计算本工程的风浪比较合适。
3.4设计暴雨
设计暴雨选用定海站为代表站，统计该站1974～2006年各年最大一日及最大3日雨量。
本次设计采用排频法计算设计暴雨。
计算得到围区流域20年一遇最大24h暴雨量为277.6mm。
3.5设计洪水
汇流计算采用推理公式计算。
通过计算，可得围区流域20年一遇洪峰流量为19.36m3/s，峙中岙流域20年一遇洪峰流量为29.62m3/s，流域20年一遇最大24h洪量为19.11万m3
3．6、本地区气象
1、气温
据统计，本区年平均气温15.8℃～16.7℃，极端最高气温39.1℃，极端最低气温-6.6℃，八月平均气温27.0℃，一月平均气温5.3℃。
2、降雨量
本区年平均降雨量1279.4mm，年最大降雨量1888.9mm，每年4～9月降雨量约占全年的65%，年平均降雨日144.8d，多年平均相对湿度79～80%。
3、风况
舟山地区是易受台风影响的地区，根据1949年以来37年的资料统计，影响本区域台风144次，平均每年3.9次，最多年份有7次。
区域内受台风影响的程度以轻微影响（6级≤风力＜8级）和中等影响（8级≤风力＜10级）居多，分别占41%和37%，严重影响（10级≤风力＜12级）和极大影响（风力≥12级）分别占14%和8%。
历年影响最严重的台风，从风力来看，1986年15号台风最大，定海、普陀的瞬时风速＞40m/s；
从风雨结合看，1977年8号台风影响最严重，瞬时风速＞40m/s，过程降雨量定海达284.6mm（资料来源：
舟山半岛工程可行性研究报告）。
4、日照
年平均日照为2024.5～2262.1小时，夏季日照时数占全年33～35%，冬季占19～20%，春秋季占21～27%。
月平均日照时数7～8月最多，约250～300小时，占全年25～27%。
5、雾况
年平均雾日数为16.3天，最多雾日数为29天（1967年），3～6月为雾季，平均每月出现雾日数为2.1～4.7天。
3．7、潮汐
本海区潮汐为不规则半日潮，一昼夜分两高潮和两低潮，平均落潮历时大于涨潮历时。
工程区域内没有长期潮位站。
工程区南部约22km处有定海潮位站，潮位资料均是从1978年开始观测潮位资料，到目前已有29年系统观测资料。
由定海站1978～2006年资料统计，实测最高潮位3.14m（9711＃台风），最低潮位-2.13m，多年平均高潮位1.22m，多年平均低潮位-0.83m，平均潮位0.22m。
根据岱山站1978～2006年潮位资料统计，实测最高潮位3.08m（9711＃台风），最低潮位-2.11m，平均高潮位1.15m，平均低潮位-0.79m，平均潮位0.20m。
定海站、沈家门站的潮位特征值见表2-2。
表2-2潮汐特征值统计表
站名
项目
定海（1978～2006）
岱山（1978～2006）
潮
位
（m）
高潮
最高
3.14
3.08
最低
-0.12
-0.14
平均
1.22
1.15
低潮
0.88
0.99
-2.13
-2.11
-0.83
-0.79
平均潮位
0.22
0.20
差
涨潮
最大
3.97
3.92
最小
0.03
0.32
2.05
2.10
落潮
4.18
4.02
0.40
0.39
历时
（时：
分）
5:
40
58
6:
45
66
3.8、工程地质
1、土层分布特征
根据岩土体的成因时代、岩性特征、埋藏分布条件及物理力学性质等，将勘探深度以浅岩土体划分为8个工程地质层，11个亚层。
1层：
淤泥（海积mQ43）
灰色，流塑，厚层状，局部为淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土，含少量粉砂团块，无嗅味。
该层高压缩性，性质差，局部分布，层厚4.60～7.00m。
2层：
淤泥质粘土（海积mQ43）
灰色，流塑，厚层状，偶见有机质团块，局部为软塑状粉质粘土、粘土。
稍有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。
该层高压缩性，性质差，局部分布，层厚4.40～16.90m。
②层：
粉质粘土（冲湖积al-lQ32）
灰黄、棕黄色，可塑。
切面光滑，有光泽，粘性较强，韧性中等，干强度中等，含少量黑褐色铁锰质斑点，见少量灰兰色条纹和团块。
局部混少量中粗砂、角砾。
该层中压缩性，性质较好，全场绝大部分地区分布，仅在ZK6孔附近缺失，层厚4.50～17.70m，顶板标高-41.30～-13.52m。
层：
粘土（冲湖积al-lQ32）
灰、灰兰色，可塑，厚层状，局部含角砾及碎石，占10～20%。
切面光滑，有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
该层中压缩性，性质一般，局部分布，层厚1.10～8.90m，顶板标高-37.08～-25.24m。
灰黄、黄绿色，可塑，局部软塑。
有光泽，粘性较强，韧性中等，干强度中等，局部见少量褐黄色锈斑，局部含少量角砾和中粗砂。
该层中压缩性，性质较好，局部分布，层厚2.30～15.80m，顶板标高-35.18～-24.55m。
⑤1粉质粘土（冲湖积al-lQ32）
灰绿、灰兰色，软塑～软可塑，厚层状。
有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。
该层中压缩性，性质较差，局部分布，层厚1.00～16.40m。
顶板标高-47.16～-39.14m。
⑤2粉砂（冲湖积al-lQ32）
灰绿、灰色，稍-中密，切面无光泽，摇振反应迅速，含少量云母和贝壳碎片。
该层中压缩性，性质一般，局部粉粒含量较高，呈粘质粉土状，仅在ZK5和ZK22孔有揭露。
层厚2.20～2.60m，顶板标高-59.96～-15.16m。
⑥层：
粉质粘土（坡洪积dl-plQ31）
棕红、灰黄、褐黄色，硬可塑，厚层状，含铁锰质斑点，混砾砂、角砾、碎石，该层土质不均匀，部分地段为含粘性土角砾。
稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。
该层中压缩性，性质好，局部分布，层厚4.40～22.00m，顶板标高-62.56～-44.34m。
⑦层：
含粘性土角砾（碎石）（坡洪积dl-plQ31）
棕红、灰黄、褐黄色，中密-密实。
角砾和碎石成分为凝灰岩，强-中风化，尖棱角状，一般粒径2-30mm，最大80mm，含量50-60%，不均匀，混10-20%左右中粗砂，余者为粘性土，该层土质不均匀，部分地段为含角砾（碎石）粉质粘土，中压缩性，性质好，局部分布，层厚1.20～16.30m，顶板标高-40.51～-5.41m。
⑧2层：
强风化含角砾玻屑凝灰岩（J3）
灰黄色，紫红色,凝灰结构，块状构造，岩石风化强烈，裂隙极发育，岩芯呈碎块、角砾状，用手锤能击碎，裂隙面见铁锰质渲染。
局部分布，层厚0.40～1.80m，顶板标高-37.97～-13.19m。
⑧3层：
中风化含角砾玻屑凝灰岩（J3）
灰黄色、紫红色，凝灰结构，块状构造，岩质坚硬，成份主要为石英、长石，岩石裂隙发育，裂隙面见铁锰质渲染。
岩芯呈短柱状，碎块状，RQD=10～30%，该层物理力学性质好。
未见底，最大揭露厚度6.50m，顶板标高-38.77～-13.79m。
基岩（J3c）：
侏罗系上统c段酸性火山岩，岩性为灰色、深灰色玻屑熔结凝灰岩，块状构造，新鲜岩石致密、坚硬。
2．各土层物理力学性质指标；
参照浙江省工程勘察院地质报告2008年3月得出下表：
层号
设计
项目地层
名称
天然含水量
天然重度
孔隙比
液限
塑性指数
液性指数
快剪（内聚力）
快剪（内摩擦角）
W（%）
γ（kN/m3）
e
WL（%）
IP
IL
C（kPa）
Φ（o）
①-1
淤泥
55.3
16.8
1.574
41.1
17.7
1.74
7.6
2.3
①-2
淤泥质粘土
49.3
17.3
1.368
17.9
1.39
8.3
3.1
②
粉质粘土
27.6
19.7
0.831
40.6
16.6
0.30
39.1
13.2
③
粘土
35.5
18.5
1.023
46.0
21.3
0.43
32.3
13.1
④
29.5
19.3
0.863
38.4
0.57
30.7
13.3
⑤-1
34.3
18.7
0.847
36.4
16.5
0.73
24.1
9.0
3、海堤地基工程地质及评价
海堤地基由①-1层淤泥、①-2层淤泥质粘土、②层粉质粘土、③层粘土、④层粉质粘土、⑤-1层粉质粘土组成。
海堤地基①-1、①-2、层软土力学性质较差,不可作堤身持力层，必须进行地基处理。
本工程设计采用“控制加载爆炸挤淤置换法”处理软基。
四、爆炸处理软基施工方案
4.1爆炸处理软基技术简介
1．爆炸排淤填石法简介:
爆炸法处理软基，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’）。
根据有关资料介绍,爆炸排淤填石法筑堤的基本原理是：
在抛石体外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0.45～0.55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4～12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/m³
以上,施工成本较大也不安全。
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法已不能适用。
此法主要只考虑了爆炸的作用，而忽视了淤泥的物理力学性质和抛填石料的加载作用，由于受爆炸效果的限制和泥、石互动的影响，易造成抛填体最终断面和落底深度难以控制，使得部分海堤、尤其是在深厚淤泥上筑堤时产生堤身落底深度不够或超深、两侧平台宽度不到、堤身不稳等质量缺陷。
此外，对淤泥层深厚、堤身为石料部分置换淤泥质软土地基的结构时，爆炸排淤填石法要求“石料一次落到坚实层上”会使石料超方,造成经济损失。
2．爆炸（挤淤）置换法简介:
经多年理论研究，基于土工计算原理，在总结抛石挤淤和爆炸处理软基工程经验的基础上，在参与浙江省水利厅的“爆炸置换法处理围垦软土地基技术的研究与推广”科研项目时,宁波科宁爆炸技术工程有限公司在洞头县北岙后二期围垦西围堤爆炸处理软基时提出了“控制加载爆炸挤淤置换法（简称‘爆炸（挤淤）置换法’,专利号：
ZL03119314.5）”，控制加载爆炸挤淤置换法是“抛石挤淤置换法”的延伸。
其要点是：
（1）根据土工计算原理和堤身设计高度，经过分析计算确定堤身抛填高度。
通过抛填高度的控制，最大限度地达到自重挤淤效果，又能保证堤上抛填车辆和布药机具的运行方便和安全，爆后堤顶不能超高；
（2）根据抛填计算高度值和堤身设计断面，计算堤身抛填宽度。
通过抛填宽度控制，使爆炸施工完成后堤身宽度尤其是堤身两侧平台宽度得到保证，同时尽量减少理坡工作量；
（3）由抛填高度和宽度计算堤身自重加载挤淤深度，确定堤身要达到设计深度还需要挤除的淤泥厚度值。
（4）根据以上参数值由爆炸作用原理和经验确定爆炸参数。
（5）施工中，通过及时的测量、统计分析，调整和控制抛填和爆破参数，确保堤身断面的完整形成。
3．爆炸（挤淤）置换法爆炸作用效果:
在爆炸置换法中,土及填料的物理力学性质是内因，控制抛填加载是手段，必要的爆炸是使挤淤过程得以完成的附加外载。
炸药爆炸的作用效果表现为五个方面：
（1）、爆炸成坑：
爆炸产生的高温、高压，使土体破坏并被抛掷出去，在药包附近形成爆坑，达到排除淤泥的目的。
（2）、堤身爆振下沉：
爆炸产生地基振动，其最大加速度可达100g（ｇ为重力加速度），由于抛填体容重大于其周围的水和泥，在堤身振动时产生的附加动应力使堤下土体破坏挤出，堤身下沉。
（3）、爆炸使堤身密实：
堤身经多次爆炸振动，密度最大可达2000kg/m3以上，可减少堤身在使用期的自身压缩量，并提高堤身抗冲刷能力。
（4）、爆炸使淤泥弱化：
在施工过程中，由于堤头爆炸多次作用，在石料抛填之前，需要挤除的淤泥已受多次震动，强度弱化，有利于堤身下沉。
（5）、爆炸加速固结：
爆炸产生的冲击及附加动载，有利于堤下持力层加速固结，减少堤身工后沉降量。
总之，通过控制加载（抛填和爆炸）挤淤，形成泥石置换；
使堤身形成最接近设计的断面（落底深度和堤身宽度），达到控制工程质量和造价的目的。
本工程拟派驻现场的爆炸处理软基施工负责人及主要技术人员主持和参与过近二十项爆炸处理软基筑堤的施工，已成功地将“控制加载爆炸挤淤置换法”应用于洞头县北岙后二期围垦西围堤、杨文围垦、广东阳江核电防护堤、岱山南扫箕、小长涂、江南山围垦等多个工程中，根据几年来的理论探讨和工程实践，爆炸挤淤置换深度在多处已突破20m，其中浙江省洞头县杨文围垦工程挤淤置换深度超过28.3m。
实际上“控制加载爆炸挤淤置换法”在理论上可达到“使用要求置换多深，施工就可以使堤身达到设计深度”.
4.2本工程爆炸处理软基施工特点
在施工中应注意以下几个特点：
1、原始涂面陡：
围堤轴线位置涂面高程大部分约-0.5m,最低处涂面高程约-2.3m，堤身外侧为陡坡，坡比为1：
6左右，特别是雄鹅头0+785~1+504桩号段海堤轴线平均向外移了32米，这段给本工程爆炸处理软基施工很不利，施工不当有可能产生向外滑移。
2、自然地质条件较差：
本工程海堤轴线上地质勘探钻孔少，指导施工地质资料不详.加上海堤位置在陡坡上，对施工安全和质量都不利。
3、石方量的控制问题:
本工程淤泥层深厚，设计采用了石料部分置换软基的堤身结构，从现场看部分石料较碎的情况下,实际抛填方量要超出设计断面方,又要加大工程施工成本。
4.3总体施工方案及施工流水作业
本工程施工采用“控制加载爆炸挤淤置换法”,根据设计断面形状和堤身结构特点.在爆炸处理软基施工时，抛填采用“堤身先宽后窄”的方法，爆炸采取“堤头爆炸，两侧爆炸，外侧爆夯”的工序施工。
使得堤头抛填爆后水下平台宽度一次到位，而爆后补抛时堤身缩窄以控制方量，尽量减少理坡工作量。
堤头爆炸时大块石尽量抛在前面，达到爆炸挤淤效果保证堤身达到设计深度，补抛时大块石抛在外侧有利于堤身防浪同时为抛石护坦和护面施工储备块石。
内侧抛细料有利于防渗，便于土工布铺设。
根据“控制加载爆炸挤淤置换法”的施工经验，本工程堤头爆填对堤身的影响距离会达到40米以上，因此施组设计堤头未进行侧向爆填段长度一般最少留40米，即堤头爆填推进长度大于40米后，才可进行侧向爆填。
侧向爆填后即可进行外侧坡脚爆夯。
侧向爆填40米，坡脚爆夯的一次处理长度一般为60米，台风期短一些。
外侧坡脚爆夯后，可进行理坡和护底块石抛填。
各施工工序分段长度示意如下图。
图1工序分段示意图
4．4．施工工艺流程
主要的施工流程为：
施工准备
测量放线
堤头抛填爆炸抛填循环
堤身侧爆循环
堤外侧坡脚爆夯循环
爆后挖泥、抛石、理坡跟进
检测验收
主要施工工艺的内容为：
（1）测量放线：
根据相关单位提供的坐标控制点，设立施工水准点及辅助施工基线，水准点及基线应设置在不受干扰、牢固可靠且通视好、便于控制的地方。
同时，据此设立施工标志、水尺等，并根据设计施工图进行放样，设立抛填标志。
（2）堤身抛填：
严格按施工组织设计确定的抛填宽度和高度进行堤身抛填。
（3）堤头爆炸：
当堤身抛填达到设计参数后，按施工组织设计文件要求的数量和重量制作药包，在堤头正面及侧面布设群药包，实施堤头爆炸。
（4）爆后循环：
堤头爆炸后补抛并继续向前推进，当抛填达到设计进尺后，再次在泥中埋药爆炸，这样，“抛填—爆炸—抛填”循环进行，直至达到设计堤长，如图2所示。
（5）两侧爆炸：
堤身向前延伸一定长度后，再进行两侧爆炸处理（侧爆）。
在侧爆前，堤两侧出现较高的淤泥包，如处理不当，抛填体坡脚宽度和厚度难以保证，这是大部分海堤出现质量事故的主要原因。
“控制加载爆炸挤淤置换法”在堤头爆填时已基本确保了堤身两侧的宽度，淤泥包的存在，使得必须经过侧爆才能保证平台落底深度和密实度。
施工时炸药要埋入泥中。
本工程设计在堤身前进50米以后，开始侧爆处理，一次处理长度30米左右。
现场作业将根据波浪与泥包隆起情况调整.
（6）坡脚平台爆夯：
侧爆处理完成后，即可进行外侧坡脚平台爆夯，确保外侧平台的厚度、密实度和稳定。
本工程因外海风浪较大，坡脚必须经爆夯处理，才有利于堤身和护面及人工块体的稳定。
（7）对堤外侧进行挖泥并补抛基础块石，对水下平台不足的部分补抛大块石，平整坡面，挖除多余的石料。
然后抛填护底石和进行护面施工，完成堤身施工。
（8）施工检测：
在每次爆炸前后，进行堤身断面测量和抛填量统计，采用自沉和爆沉累计算法及体积平衡法等进行分析，发现与设计有较大偏差时，及时调整抛填和爆炸参数。
根据设计要求，部分或全部堤身爆炸完成后，进行钻孔探摸及探地雷达检测验收。
4．5．施工准备
施工开始前，首先应进行爆破区及周围现场的勘察，特别是周围建筑物设施的安全调查；
按规定将有关材料送当地公安部门和水上安全监督部门审查批准，办理火工品购买手续，发布爆破施工通告。
此后，连同其他资料文件报业主、监理工程师审查批准后实施。
同时，根据业主提供的坐标控制点，水准点，进行实地校核，发现问题及时提交业主解决，在施工区内建立控制网点，水准点，便于控制施工进展，根据设计施工图纸进行放样，设立抛填标志。
建立施工管理体系，建立爆破作业指挥机构和爆破人员的组织机制，制定岗位责责任制，制定施工安全和质量保证体系，建立原始施工记录和资料整理制度。
建立和健全工程质量检查制度，严格执行“三检制度”。
4．6．装药机具的选择
根据不同工程的具体情况，爆炸施工时要有合适的布药工艺和机具，根据在洞头等多个工程的经验，本工程应用特制的大型挖掘机直压式布药机布药，见图4，可保证施工不受风浪影响，但因药包埋设深度较大，要求挖掘机的功率较大，才可以顺利完成施工。
4．7淤泥包的应用的施工工艺
根据在洞头县北岙后二期围垦围堤工程施工获得的经验，围堤软基的爆炸处理与防波堤和护岸堤有较大不同，主要表现在两侧爆填的工艺上。
既要确保堤芯断面完整形成，保证工程质量，又要合理施工，保证工期和降低造价。
4．8爆炸法处理软基工程施工方法及工艺说明
1、抛填尺寸:
围堤施工一般有抛石、爆炸处理软基、护面工程等项目。
爆炸处理软基施工时堤身抛填高度和宽度按施工组织设计参数执行，堤头爆炸时
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