水下爆破课件VIP

电子邮箱：12概述在水中、水底或水下固体介质内进行的爆破作业称为水下爆破。在我国还将固体介质的侧向临水，并可在陆地操作的爆破作业也列入水下爆破范围。水下爆破是工程爆破的一个重要组成部分。在国家建设与国防工程中，水下爆破被广泛应用于港口码头建设、船坞建设、航道疏浚、水利水电、道路桥梁、水下管道埋设、水下挤淤筑堤、水下爆夯、以及围堰爆破拆除等工程领域。3水下固体介质爆破与陆地爆破，在爆破原理及爆破作用上，两者是相似的。但从爆破环境和爆破条件上，二者差异较大，由于水下爆破的水介质特征与水域环境特殊，水下爆破具有如下特点：（1）被爆介质具有不同水深产生的垂直向或侧向水压力的作用。水介质基本不可压缩，水深、水压的增加，对被爆介质的爆破效果有明显不利影响。4（2）爆破破碎介质在水中的抛掷运动与空气中的运动规律明显不同。（3）水下爆破施工难度大，且受水文、水流工况因素影响明显。（4）同一种爆破介质，水下爆破与陆地爆破相比，炸药单耗大。（5）爆破器材抗压、抗水性能要求高。水下爆破可分为水下钻孔爆破、水下裸露爆破、水下硐室爆破、水下岩塞爆破、水下挤淤筑堤、水下爆夯和水下爆破拆除等不同类型。5水下爆破基本理论水下爆破作用基本原理7.2.1.1水中爆破作用及其水面现象深水中炸药爆炸会产生水击波、高温高压气体形成的脉动压力及水的扩散滞后流动。炸药爆炸的瞬间较多的能量转化为水击波，并呈球面波向周围传播，因水的可压缩性较小，其超压会对附近的固体介质产生冲击破坏。随后，高温高压气体在水中因膨胀与压缩而形成的脉动压力所占炸药爆破的能量远小于水击波，它具有作用时间长与频率低的特点，对某些低频响应较敏感的物体具有较大破坏力。脉动压力作用过程中，部分能量消耗于做纵向和横向位移而产生了紊流运动。水击波传播到水面，产生反射拉伸波导致水冢产生，气泡脉动压力因其比重低于水，而不断上升，到达水面后，根据其能量大小不同可形成大小不同的水柱。6浅水爆破与药包的比例埋深（炸药在水中埋深与药包半径的比值）有关。除产生水击波与脉动压力外，还将形成飞溅的羽状水柱及水喷现象。同时产生较强的地震波及波浪。水下工程爆破应根据水击波和脉动压力的大小，与被爆对象进行综合分析选择适当的爆破方案和防护措施。7水下固体介质爆破作用原理水下钻孔装药爆破时，由于水的耦合作用，使孔内爆轰波的压力处于比较均匀的状态，在应力波传播到岩石与水的分界面之前，岩石的破碎作用机理与陆地爆破的作用机理是相同的，即冲击波与后续产生的爆生气体是造成水下固体介质破坏和运动的主要能量。一旦爆炸应力波传播到岩石与水的分界面时，应力波将在二种介质的界面处出现反射和透射现象，此时既会出现透射到水中的压缩波，也会出现反射至固体介质中的拉伸波，这与陆地岩石爆破时，垂直入射波形成全反射拉伸波的情况不同。8同时，由于水压力的作用，也会抵消一部分反射拉应力的作用，因此，水下岩石爆破临水自由面的反射破坏作用没有陆地明显。破碎后的岩块运动由于受到水的阻力，其运动距离将大大缩小。爆破能量在破碎岩石的同时，有部分能量通过破碎岩石的缝隙作用到水体中，产生水中冲击波或动水压力，并产生涌浪，还有部分能量产生地震波。9水下爆破有害效应伴随着爆破过程，炸药能量除用于破岩外，其余将转变为其它形式的能量，并以各种形式作用于爆区周围环境，可能产生系列有害影响。在水下爆破中产生的有害效应一般包括：爆破地震效应、水中冲击波、空气冲击波及噪声、涌浪、飞石、有毒有害气体等。爆破地震效应1水下爆破产生的地震效应与陆地爆破相似，水下钻孔爆破产生的振动主要沿水底介质进行传播，由于水下固体介质处于水饱和状态，地震波衰减较陆地慢，强度也较大。水下钻孔爆破以及水中爆破产生的水中冲击波也衍生地震效应，并有可能产生叠加效应。102水中冲击波水下爆炸产生的冲击波有下述明显特征：由于水的可压缩性小，密度大，使水中爆炸产生的水中初始冲击波压力比空气冲击波大得多，冲击波峰值压力衰减慢，传播距离远；水的密度大，惯性大，爆炸产物的膨胀过程要比空气中爆炸慢得多，气泡的脉动次数也比空气中爆炸多；在不同的压力段，水的状态方程不同，因而水中冲击波在不同的压力段有不同的传播特征。113涌浪水下爆破时，炸药爆炸产生的能量，在破碎岩石的同时，将有部分能量在水面形成涌浪，另外，爆渣在水体中抛掷运动时，也会形成涌浪。爆破涌浪在水域中以一定的速度向四方传递，当遇到水工建筑物或岸坡时，涌浪前进方向受阻，引起附加水压力，并使波浪沿建筑物或岸坡临水面爬高，严重时可能造成影响区域内建（构）筑物破坏或发生人身伤亡。124飞石水下钻孔爆破当水深大于6m时，可不考虑飞石对地面或水面以上人员的影响，主要考虑水深小于6m时可能产生的飞石。进行水下硐室爆破时，当水深大于最小抵抗线时，可不考虑飞石的影响，其余情况下，应视周围环境状况考虑飞石的影响。

135空气冲击波及噪声水下爆破时一般情况下可不考虑空气冲击波的影响。但当脉动压力冲出水面后产生空气冲击波，应视周围环境情况考虑它的影响。在一侧有水情况下的爆破，空气冲击波与一般陆地爆破相似，则必须考虑。146有毒有害气体水下爆破时，尽量采用与爆破介质波阻抗相匹配的零氧平衡炸药，且具备较好的防水性能。如果炸药在水中浸泡时间超过8h或使用非零氧平衡炸药，爆炸时就容易产生有毒有害气体，将对水质和水生物造成一定的影响。15水下钻孔爆破1工程特点水下钻孔爆破，是通过作业船或水上作业平台，利用其配套的钻具穿过水层对水下岩石进行钻孔，并通过套管进行装药、堵塞等工艺，最后进行联线起爆等作业的一种爆破施工工艺。近年来，随着水运行业的发展，原来水深条件不足的港池和和航道，现在都需要浚深，遇到土质较硬时就要采用水下爆破的方式。而在水下爆破的各类形式中，水下钻孔爆破是应用最为广泛的一种爆破作业方式。它广泛运用于港口工程建设、航道的疏浚、水下建（构）筑物的拆除及清障等。16水下钻孔爆破的原理与陆地钻孔爆破大致相同，都是利用炸药爆炸释放的能量对介质作功，达到疏松、破碎或抛掷岩土的目的。但由于中间介质的不同，又与陆地爆破有所不同。其主要特点如下：

(1)使用特定的水上作业船或作业平台，才能进行施工。

(2)由于流速、潮汐、涌浪、水深及工况等复杂因素的影响，钻孔爆破施工难度大，工艺复杂，导致效率低，成本高。特别在工况恶劣的水域施工时，难度和成本会明显增加。

(3)对爆破质量要求高，爆破所产生的大块、浅点等不良效果难以处理，对下一道工序影响大。

(4)对清挖、运输爆渣的设备要求较高，需要挖掘能力强的船机进行清挖，如反铲式挖泥船、正铲式挖泥船及配备重斗的大斗容抓扬式挖泥船。17水下钻孔爆破是水下爆破最常用的爆破方法，相比其它水下爆破方法，有自身的一些优势，主要如下：

(1)生产效率高；

(2)爆破效果较好，施工质量容易得到控制；

(3)安全性较好，爆破作业均在作业船或平台上完成。

(4)有利于环境保护，易于控制爆破产生的有害效应。182施工船机与钻孔工艺概况水下钻孔爆破的船机按类型来分，主要有以下几种：(1)简易支架式水上作业平台。包括水中固定支架平台及岸边固定支架平台等。主要适用于近岸或潮间带、海况较好的区域。(2)漂浮式钻孔爆破作业船与作业平台。可适用流速较小，风浪不大的内河、沿海区域。(3)支腿升降式水上钻孔作业平台。适用于流速较急，风浪较大的海区和交通繁忙、水域狭窄的海域。其中类型(2)与类型(3)类的适用范围，见表19钻孔爆破船的合理应用范围

水下钻孔爆破按钻孔工艺分类，主要有以下几种：（1）钻机水底钻孔；（2）人力水上凿孔；（3）钻机水上钻孔。203简易支架式水上作业平台简易支架式水上作业平台是一种在近岸搭建支架，在支架上进行钻孔爆破的作业方式。它适宜于浅水、近岸的潮间带作业。采用这种方式主要是因为施工区域水深无法满足专业钻爆船(平台)的吃水要求而采取的一种变通的简易作业方式。由于其安全性相对较差，在工况复杂的水域应当慎用。214漂浮式钻孔爆破作业船此类作业船在目前水下钻孔爆破中使用最多，运用也最广，形式也多种多样。它们一般适用于50m水深以内，流速小于1.5m/s，浪高小于1m的水域。根据分类方法的不同，主要有以下几种分类方式。（1）按动力，可分为自航和非自航两类。目前以非自航船为主，自航船较少。即便是自航船，由于航行动力有限，远途调遣时仍需拖轮拖带，但有向大马力发展的趋势。（2）按船体结构形式，可分为双体船和单体船。目前以单体船为主，如“航通998”船，装有12台XY－2型钻机，见图7-3-1，其技术指标列于表7-3-2中。双体船如“浚通2”号炸礁船，长度为52m，宽度为13m，其中单体宽为5m。其上装配有六台高风压航道潜孔钻机。2223“航通998”号照片24“航通998”漂浮式钻爆船参数25（3）按驻位形式来分，可分为有定位桩和无定位桩两类。目前以无定位桩的占多数，无定位桩的钻爆船采用六缆作业法进行移船及驻位；有定位桩的船主要使用在水流较急、风浪较大或交通繁忙、水域狭窄的地区，移船仍靠锚缆来实现，定位桩起到驻位的作用。支腿升降式水上钻孔作业平台支腿升降式水上钻孔作业平台是一种可将船体升离海面的作业船舶，平台升离水面后，工作时可不受海浪、潮流和潮差的影响。下表为“中海潮1”号的船体及钻机参数。实船如图7-3-2所示。26“中海潮1”号钻爆平台参数27“中海潮1号”照片285钻孔工艺及配套机具A钻机水底钻孔钻机水底钻孔就是由潜水员在水下操作钻孔机械在岩石上进行钻孔的作业。其特点是：灵活简便，但工作效率低，劳动强度大，成本远比水上钻孔高。适用于水浅、工程量小的工程。有时，大型工程收尾阶段，钻爆船已撤场后又发现有个别浅点，也采用这种方式进行处理。常见的情况是潜水员携带普通的便携式风动凿岩机或钎镐潜入水底进行钻孔或凿孔。但为提高效率，现在已研制了一些专用机械进行施工。如哈尔滨工程大学研制了液压式水下岩石钻孔机，工作条件有所改善，但工作效率仍然很低。随着技术的发展，美国和俄罗斯都制造了能潜入水底钻孔的履带式钻机，一些国家已着手研制潜水自动钻机。29

B人力水上凿孔人力水上凿孔只有在工程非常零星，现场又无法获得施工机具的情况下进行。实际极少采用。

C凿岩机水上钻孔。凿岩机具在工作船或平台上钻孔，是目前水下钻孔爆破中运用最广的方式，根据钻进原理，可分为以下两类：

(1)回转钻进法：主要采用地质钻机进行钻进，以高压水为动力。这种钻进方式成本低廉，但工效低，在坚硬岩石中施工时技术经济性很差，目前已很少使用。30

(2)冲击回转钻进法：主要采用潜孔钻机、液压凿岩机进行钻进，也有采用地质钻机改装后进行钻进的。潜孔钻机钻进速度较快，技术经济性较好，是目前主流的钻进方式。液压凿岩机理论钻进速度最快，但水深超过20m及岩石较硬的情况下，冲击能消耗较多，钻孔速度会大受影响。地质钻机配以潜孔冲击锤进行凿岩，虽然钻进速度稍慢，但由于前期投入的费用低，目前也有一定的市场竞争力。目前各种钻进工艺都存在复杂地质的护孔问题。31水下爆破器材与参数1爆破器材A炸药在选择用于水下爆破的炸药时，首先要考虑其抗水压的能力。目前水下爆破常用的炸药有：普通或抗压型的乳化炸药以及其他震源药柱。震源药柱的品种有铵梯炸药震源药柱、乳化炸药震源药柱以及其它震源药柱。例如，胶质炸药震源药柱指主装药为胶质炸药的震源药柱。它在10个标准大气压下(相当于100m水深)浸泡72h仍爆炸完全，特别适用于深水及岩石坚硬的水下爆破作业。32

B起爆器材起爆器材主要有：电雷管、非电导爆管雷管及导爆索。对于需精确控制延期时间的围堰拆除水下爆破，也有采用电子雷管的。所有的起爆器材均要求抗水压，如果条件受限制而采用普通产品，应对其进行防水处理方可使用。。332爆破参数A《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008）中推荐的参数水下钻孔爆破的孔网参数和药量计算，应结合施工区水深、开挖深度及清渣设备等综合分析确定，并符合以下的规定：(1)炮孔直径宜为75～165mm。(2)超钻深度：通常在1.0～2.0m范围内选取。硬岩取较大值，软岩取较小值。每次起爆的首排炮孔应比其后各排孔深0.2m。(3)计算抵抗线应小于炮孔深度。(4)炮孔孔距宜大于炮孔排距，一般炮孔孔距为排距的1.2～1.4倍。(5)大面积爆破的各项孔网参数见后表。34大面积爆破孔网参数35

B我国的经验方法

(1)最小抵抗线和孔距：考虑到钻孔偏差、爆破器材等因素，最小抵抗线和间排距比陆地梯段爆破减少10%～25％，甚至更多。

(2)钻孔直径为90mm的超深如表所示，其余应按实际钻孔直径90mm的系数进行修正。36(3)考虑水深影响的单孔装药量Q的计算：式中：W－最小抵抗线，m；a－孔距，m；H－台阶高，m；H0—水深，m；q－岩石的单位炸药消耗量，kg/m3，可参考后图选取。37单位炸药消耗量、岩石等级与破碎块度之间关系曲线(4)堵塞长度按(0.8～1.0)W考虑。(5)根据钻孔实际可能的装药量Q，由上式可算出aW乘积，从而确定了孔排距。38

C瑞典的设计方法

(1)单耗计算：瑞典的资料认为水下钻孔爆破炸药单耗由以下几个部分组成：q=q1+q2+q3+q4式中：q1—基本装药量，是一般陆地台阶爆破单耗的2倍。对水下垂直钻孔，再增加10％。例如普通台阶爆破平均单耗q1＝0.45kg/m3，则水下孔q1＝0.90kg/m3，水下垂直孔q1＝1.0kg/m3；

q2—爆区上方水压增量；q2＝0.01h2，其中h2为水深(至开挖底部)，m；

q3—爆区上方覆盖层增量，q3=0.02h3：其中h3为覆盖层(淤泥或土、砂)厚度，m；

q4—岩石膨胀增量，q4=0.03h； 其中h为台阶高度，m；39(2)超钻△H=W，即超钻值等于炮孔最小抵抗线，但至少不小于0.8m，炮孔深l=h+△H。(3)孔网参数：延米装药量Q1＝(1/4)πd2ρ炮孔负担面积S＝Q1/q孔网参数：S＝a×b，若a＝b＝W，则a＝b＝W＝(Q1/q)1/2(4)不装药段(堵塞段)长h0＝W/3。瑞典爆破手册中推荐参数见后表。4041炸药单耗及装药量炸药单耗除了上述采用公式计算外，可参考《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008）经验数值，如表7-3-7所示。系2号岩石硝铵炸药综合单位消耗量的平均值，采用其它炸药时应进行换算；水深超过15m时，单位炸药消耗量可根据水深变化适当调整。根据工程实践来看，上述经验值偏大。42水下钻孔爆破的每孔装药量可按体积法公式计算：Q＝q×a×b×h式中：Q－炮孔计算装药量，kg；

q－水下爆破单耗，kg/m3；

a－孔距，m；

b－排距，m；

h－钻孔深度(包括超深值)，m。相应地，每个炮孔允许装药量对于确定的药卷直径，装药密度为：Q＝1/4πd2×△×l式中：Q－炮孔允许装药量，kg；

d－药卷直径，cm；△－装药密度，kg/cm3；

l－装药长度，cm。43根据上述两式，则可计算得每个炮孔的装药长度，剩余部分为堵塞段。一般来说，随着水深的增加，堵塞长度可减小，甚至装满。现在有种趋势，为减少补炸的机会，加大钻孔超深，有些工程甚至达到3m。下表为国内外水下钻孔爆破炮孔布置的主要参数。为国内外水下钻孔爆破炮孔布置的主要参数。44可供参考的典型工程的爆破参数45水下钻孔爆破起爆网路水下爆破工程通常采用电爆网路和非电导爆管网路两种。如果起爆环境复杂或增加准爆可靠性，可以采用复式网路。7.3.4.1电爆网路的计算与敷设

A电爆网路设计水下钻孔爆破的电爆网路，一般均采用并串、并串并等方式，必要时可采用复式网路。在施工前应根据爆破的孔数及起爆电源的情况进行网路设计，进行支路电阻平衡和起爆电流的计算等，以确定并联的支路数。水下爆破通过每个电雷管的电流值应保证交流电不小于4.0A，直流电不小于2.5A。46

B主线及网路的加工与保护爆破网路的主线应采用足够强度、防水性和柔韧好的绝缘胶线，在有水流的河段或沿海地区施工时，应对电缆进行保护。一般地用Ø4～6mm的钢丝绳或Ø17～21mm的白棕绳、尼龙绳或麻绳作主绳，将电爆网路的主线每隔40～60cm松驰地用胶布或细麻绳绑扎在主绳上，全长约150～180m。对于流速特别大的水域，还需对每个炮孔的电线进行保护，一般采用加大电线截面积或加保护绳的方式，以加大网路抗水流的冲击能力，成为“贴身防护”。主线、区域连接线之间的联结处都采用绝缘胶布和防水胶布双层包裹。47非电起爆网路非电导爆管网路具有段数多，抗静电、杂电、防水等功能特点以及使用安全，操作方便，网路设计、连接简便等特点，在水下钻孔爆破中已被广泛应用。网路多采用簇联或并联起爆，并尽量采用复式网路。每个起爆体安装两个以上起爆雷管。由于孔外网路难以保护，孔外毫秒延时爆破较少在水下爆破中使用。48电子雷管起爆系统电子雷管起爆系统是近几年发展和推广应用的，它可按毫秒量级编程设定延时时间。电子雷管起爆系统的高精度与高可靠性，发火时间设定的灵活性，对静电、射频电和杂散电流的固有安全性，对起爆系统的事前可测控性，都是现有其他起爆系统所无法比拟的。因其价格较贵，普遍使用受到某些限制。电子雷管起爆系统在我国三峡工程水下围堰拆除爆破中已经得到成功应用。49施工工艺及方法施工工艺的一般流程“施工展布”是水运工程的行业术语，是指施工船为实施水上施工而进行的解舱和抛锚就位等一系列准备活动。施工展布水下钻孔炮孔装药钻爆船移位起爆根据前次爆破效果调整钻孔参数和爆破参数连接起爆网络50

A钻爆船舶的展布与定位钻爆船舶展布时应遵循以下原则：

(1)要考虑放炮对船体的影响，留足安全空间，使船体不易受到爆破的破坏；

(2)要结合水流方向、风浪方向及潮汐大小合理布置，尽量减少上述因素带来的不利影响。

(3)移位时，船体不得越过已装药的炮孔

(4)钻孔时应按深水到浅水顺序进行；51定位则主要有以下几种方法：

(1)后方交会法：一般是采用六分仪，测量人员置身于平台之上，观测岸上导标，运用计算程序求得本船或平台钻孔位的平面坐标。本法相对简单，但误差较大。

(2)前方交会法：一般是采用全站仪，测量人员于岸上测量站观测船上目标物(棱镜)，从而得到施工船或平台钻孔位的平面坐标。本法较精确，但测量距离有限制。

(3)GPS定位法：目前采用RTK进行自动程度较高的定位。本法较精确，采用电台和GPS两种通讯方式，测量距离很远，是一种比较先进的定位手段。52

B水下钻孔水下钻孔与陆地钻孔的不同点是，水下钻孔与护孔是同时进行的，有时甚至是提前进行。下面就钻孔的几种形式对钻孔的工艺进行叙述。

a钻机水底钻孔钻机在水底钻孔时，特别是潜水员水下钻孔时，定位是一个难题，曾尝试过在无水流的情况下，通过潜水员与水面之间的引绳来定位。但如遇到水流，这种方法并不准确。53另外钻孔后立即进行护孔也非常重要，护孔的形式及方法有以下几种：

(1)炮孔处无覆盖层，且岩石表面坚硬完整，钻完孔后立即用上下均开口的铁皮管插入孔内1m左右，在炮眼口部位将铁皮管用绳索缠绕几圈，使其不再下沉；

(2)炮孔处有少量覆盖层，或孔口岩石不完整，钻孔前应在孔口位置立一钢管，然后在钢管内钻孔，以使钢管能够起到护孔的作用。但覆盖层较厚时，采用这种方法并不能适用。

(3)钻孔后应留有标记，以利于装药作业能够顺利进行。54

b施工船及平台水面钻孔通过施工船或平台由水面向水下钻孔主要有以下几种方法：

(1)单套管作业法。这种作业方法用得最为普遍，目前大多采用风动钻具，钻孔工序分下套管和开钻机两个工序。根据施工区孔位和水深情况，装配好套管长度，距套管底部5m左右处开几个椭圆形的卸渣孔，以便钻孔时石渣和水从卸渣孔内流出，不冲向操作平台。用枇杷头钢丝绳栓好套管，吊起沉放入水。为使套管垂直受水流影响不倾斜，在套管脚上1.0～1.5m处栓上一根Ф15mm的白棕绳作提头绳，将绳头拉向上游部位，专人护理，听从作业组长指挥随套管下沉慢慢松放直至套管正位后，固定在桩上，取掉钢丝绳，固定套管，即可吊钻杆入套管钻进。55为便于接卸钻杆，钻杆长度应根据钻架高度选取。在大连港鲇鱼湾港区22号原油泊位炸礁工程中，施工单位在深水急流条件下，通过采用重型厚壁套管、加长导向管以及钻机预设水流偏移量等措施，将水流对套管的偏移量控制在一定范围内，为深水急流条件下钻孔积累了经验。当岩层表面有砂卵石覆盖或强风化岩时，可用高压风将其吹走，然后钻进，直至钻达设计要求深度后，再来回提钻洗孔数次，确保孔内无残渣。最后提出钻杆，交爆破员检测装药。56

(2)国内的双套管作业法。工序和单套管基本相同，但下套管有所不同。开工前需根据施工区孔位和水深情况，配好外套管和内套管长度，定好位后，放下外套管并固定好，然后再吊起内套管并放入外套管内直至岩面。钻孔时，如表面有破碎层，可由回转钻进内套管，起至护孔的作用。其典型作业程序如下：船舶定好位后，先下好导向管；再放下套管；根据岩石表面情况，如果比较破碎，则先对套管进行合金钻进；合金钻进至完整基岩后，提起有关钻具；下钻杆进行冲击回转钻进，钻至设计底标高；量孔深，如不够深，则重复上述步骤。57

(3)国外的OD作业法。欧美各国和日本广泛采用OD法(Over-burdenDrillingMethod)进行水下钻孔，它是深水域中一种主要的钻孔方法，其特点也是采用了双套管，外套管的作用是固定钻孔位置，保护钻具在钻孔过程中免受流水的冲击影响:内套管头部镶有环形钻头，可钻过覆盖层达基岩中一定深度，作为钻凿深孔和装填炸药包的导管。在内套管中，用十字形钻头旋转冲击钻孔。与我国的双套管作业法类似。58

C炮孔装药及填塞水下炮孔装药与陆地略有不同，有着自己的一些特点。

a药包加工目前国内各爆破器材生产厂家均可按照用户要求提供相应规格的水下爆破专用药卷，省略了小药卷加工成大药卷及防水处理的工序。用于水下的药包有两种：(1)震源药柱筒。塑料壳制成，筒长0.5~0.6m，底部和口部均有螺口，便于连接。药的上部有一盖板，上有一孔，便于装雷管。实物见图。(2)牛皮纸浸蜡或塑料纸包装筒。筒长0.5m，药筒采用竹片绑扎连接，加工成不同长度和重量的药包。59震源药柱实物60

b起爆体加工采用8号金属壳雷管(电或非电毫秒雷管)，每孔至少装2发雷管，并分布在不同的网路中。水流较急时，将引出的导线松驰地绑扎在一根Ф6mm左右的尼龙绳或麻绳上，绳索与药筒绑牢，既可作投放起爆药卷的提绳，又可保护导线被水流冲断。

c钻孔检测、装药和堵塞为防止泥沙和石渣淤孔，钻孔完成后应立即装药。装药前应先用水砣检查钻孔，核实钻孔深度，达到设计要求后即行装药。当孔深h小于4m时，使用1个起爆体起爆，孔深h为4~8m时使用2个起爆体起爆。炸药装至离孔口约1m，留1m作为填塞，如图所示。61装药结构示意图62装药时用送药杆压住药包顶部，拉住提绳，通过套管缓慢地送入孔内，使药包底部与孔底接触。同时要注意以下事项：

(1)遇水流较大或杂物较多的水域，应选用高强度导爆管并绑扎在尼龙绳上，防止拉断，水面有杂物应进行清理。

(2)装药时要注意校核孔位，孔位有变化时应调整药量。

(3)为减少表面大块，装药高度宜接近于孔口。

(4)潜水员装药只适用于水深小于10m、流速小于0.5m/s，且能见度较好的水域，但其工作效率低，只适用小量爆破任务。为保护导爆管或导线不受损，堵塞宜采用粗砂或粒径小于10mm的碎石。63

D起爆网路连接及起爆

a起爆网路的连接起爆网路在连接时应注意以下几点：

(1)包裹电起爆网路接头的胶布质量要好，包扎要紧密，防止起爆时产生漏电现象。

(2)非电网路要注意防止雷管的碎片破坏网路，造成拒爆现象。

(3)各炮孔的引出炮线连接在一起时，要注意均匀受力，防止起爆前因个别炮线受力集中，而造成断线的情况。64

b起爆起爆时应注意以下几点：

(1)做好警戒工作及起爆准备工作后，再进行移船。

(2)移船时要注意爆破网路的保护，防止网路被拉断。

(3)要保证有足够的安全距离，一般来说100m是安全的。但也要视水深、装药量大小适当增加或减少。

(4)起爆前必须再次对网路进行检测及确认周围环境良好。65简易支架水上作业的工艺特点简易支架水上钻孔爆破作业的工艺特点就是在水浅的区域，搭设钻孔作业简易支架平台，利用支架平台来完成水下钻孔和装药。简易支架水上钻孔爆破作业的主要工艺为：测量水深→确定固定支架平台顶面高程→支架结构设计→搭设支架平台→钻孔作业→装药→拆除支架→联网→起爆66漂浮式钻孔爆破作业的工艺特点漂浮式钻爆船的施工作业特点：

(1)漂浮式钻爆船一般是靠锚泊系统进行展布的。该型船配备六套绞锚系统，采用六缆定位法。船的艏艉各布置一条中缆及锚，船的两边各布置两条边缆及锚。船的艏艉方向一般与水流方向平行。船的展布、定位及移位均通过布锚及绞缆进行。

(2)漂浮式钻爆船钻孔平台一般布置在船舷一侧，钻机采用固定式或沿导轨滑动。这样，每钻完一排孔，施工船均需再进行一次移位。通常在作业区域水流小、风浪小的良好作业条件，采用漂浮式钻爆船施工作业。漂浮式钻爆船有作业方便、移船位快的特点。67支腿升降式水上钻孔作业的工艺特点支腿升降式水上钻孔平台或自升式水上钻孔平台，它具有抗水流大、抗风浪大的特点。一般用于水深3～30m的钻孔爆破作业，与漂浮式钻爆船相比较，它钻孔时定位快，精度高，节省定位时间。但由于它需要4根支腿支撑船体离开水面，因此在移动位置时耗费时间较多，此外在升降船体时也要选择合适的风浪及水流，否则可能会对支腿产生损害。但在恶劣工况条件下，采用支腿升降式水上钻孔平台作业就更为稳定，普通的漂浮式钻爆船无法正常作业。68水下钻孔爆破施工质量由于清渣设备不同，衡量水下钻孔爆破的质量目前还没有统一的标准，大致可总结为：大块率低、浅点少、块度适中、爆堆的松散度满足清运设备的要求。7.3.6.1爆破质量的影响因素水下钻孔爆破质量的影响因素主要有：

(1)爆破水域环境和地质条件对水下钻孔爆破质量的影响，其影响的因素主要有：

1)爆破水深、水流、风浪；

2)爆区邻近建筑物；

3)爆破区域覆盖层情况；

4)爆区的地质条件。69

(2)爆破设计参数对水下钻孔爆破质量的影响，其影响的因素主要有：

1)爆破器材的抗水性能及炸药的单耗；

2)孔距、排距和超钻深度；

3)装药结构和爆破网路延时时间。

(3)钻孔和装药施工对水下钻孔爆破质量的影响，其影响的因素主要有：

1)钻孔孔位、孔深和钻孔倾斜度；

2)装药量偏差和装药是否到位。70爆破质量控制及检测方法

A爆破质量控制

(1)施工单位必须建立质量保证体系，确保爆破质量。

(2)应对爆破器材采购、检验、加工、钻孔、爆破、监测等全过程进行质量控制。

(3)开工前应制定工程质量目标和实施措施等，对全员进行技术交底和技术培训。

(4)钻孔爆破应按批准的爆破方案进行施工。

(5)钻孔爆破施工过程应作记录。

(6)质量检查人员应严格按照设计要求和有关标准进行检查和控制。

(7)工程监理必须对爆破全过程进行监控。

(8)质量检查人员必须做好质量检查记录。71B爆破质量检测水下爆破质量检查与检验应符合下列规定：

(1)炸礁边坡不得陡于设计边坡。

(2)水下炸礁底高程不高于设计标高，验收应采用硬式扫床或多波束扫测检查；条件不具备时，非航行水域也可采用水下加密测量方法检查，并应在交工验收资料中注明。72爆破作业注意事项(1)水下爆破钻孔船必须经过定位测量，并应经常校核。(2)水下钻孔爆破应符合下列规定：1)钻孔位置偏差，内河不得大于200mm，沿海不得大于400mm。2)钻孔爆破宜由深水到浅水顺序进行。3)钻孔爆破不宜分层，宜一次钻到炮孔设计底高程。4)钻孔船移位时船体不得越过已装药的炮孔。(3)水下炮孔装药前，应将孔内的泥沙、石屑清除到设计孔深。清除后应立即装药。(4)水下钻孔爆破可采用震源药柱或PVC管内装药的药包，药包直径应小于炮孔直径10～20mm。装药时不应使药包自由坠落。(5)水下钻孔爆破的堵塞物，宜采用砂和粒径小于10mm的砾石，堵塞长度应确保药包不致浮起。

(6)水下深孔采取间隔装药时，各段均应装有起爆药包，各段起爆药包的导线应标记清楚，不得错接。73典型工程实例广西贵梧航道羊栏滩汇流段航道整治工程贵梧航道羊栏滩汇流段原设计宽度为80m，并于2006年开工建设。但根据天津水运工程科学研究所的模型试验表明，现有航道宽度不满足郁江口双向通航要求，需要拓宽航道宽度，以满足会船要求。故需对整治完后的航道再次进行加宽，航道设计航道尺寸为3.5m×100m×1000m，航道设计挖槽水深为3.8m，设计通航2000t单货船。该次整治的工程量主要有：水下炸礁、清礁工程量45568.43m3，砂卵石（十三级土）开挖工程量22632.00m3，陆上炸石532.27m3，标形侧面岸标一座。下面对水下炸清礁进行介绍：74

A工程特点

(1)本工程为内河山区航道整治工程，洪水期（每年的6-9月）基本不能施工。开工日期为3月20日，要求在5月31日前完工，因此须80天之内完成上述工程量，工期非常紧张；

(2)本工程所处航段水流表面最大流速1.724m/s，属于急浅滩险航段，对船舶的施工驻位及生产效率均有很大影响。

(3)施工航段船行密度很大，每小时约通过20～30条各类型船舶，需要采取避让措施，保障通航安全工作的任务较重。75

B施工船舶选择炸礁船选择了“航通998”号，该船生产能力大，能满足工期紧的要求；移动方便，减少移船及放炮对通航的影响。清礁船则选择了斗容3m3的反铲式挖泥船，该类船有三条定位桩，可抗一定的水流。挖深可达12m，即使有一定的洪水位也能正常施工。76

C主要施工方案

(1)施工船的展布及通航安全措施本工程由于通航安全保障工作非常重要，难度较大，施工中主要做了以下措施，取得了较好的效果。

1)炸礁船加大上游中锚的重量及加装锚链，清碴船也设八字锚辅助移船。炸礁船和清碴船在航道轴线方向应保持100m以上的距离。

2)施工由海事部门发布航行通告，航道部门发布航行通电，使过往船舶心中有数，减小相互干扰。

3)会同航道部门设定施工专用标志，使过往船舶有序进出工地，做到各行其道，互不干扰。77

4)认真执行《内河避碰规则》，悬挂相应灯号、旗号，并加强与过往船舶的联系。

5)施工船舶布缆时在通航的一侧均设置子母锚以使钢缆沉底，保证过往船舶的安全。施工展布和定位尽量远离航道，降低对航行船舶通航的安全隐患。

6)爆破时采取临时禁航安全措施。禁航时段根据施工情况同海事部门协商制订，禁航时间尽可能缩短，爆破结束后马上恢复通航，以免影响营运船舶。

7)制定安全应急预案，加强安全值班督促检查，确保通航安全。指派专人随时瞭望，并做好绞船移让准备。78

(2)爆破参数：孔距a：取a=2.4m。孔径d：孔径d=105～110mm。排距b：根据本爆破区的岩石性质等，设计排距b=2.0m。超钻深度Δh：设计超钻深度Δh取1.5m。药柱直径D：本工程中使用的药柱为乳化炸药，药柱直径D＝90mm。孔位布置采用梅花形布孔，爆破船每移船定位一次可钻12个孔，大约移4～6次，即钻孔4～6排即放炮一次。采用排间毫秒延时爆破，毫秒延时时间大于或等于25ms。虽然民居的距离在1000m以外，但考虑尽量减少影响，在同一排中，也根据层厚按2、4或6个孔进行分段。以4个孔同一段为例，示意如下：79MS11MS1MS2MS3MS4MS5MS6MS7MS8MS9MS10MS12MS11孔位及雷管分段布置图80施工中，每孔装两发导爆管雷管，采用复式网络。联接时，按每簇不超过20发的原则，采用“一把抓”的联接形式将孔内的两发雷管簇联至不同的网络中。(3)施工质量控制措施：炸礁施工的过程质量控制对爆破效果的好坏是至关重要，根据多年经验，施工中需严格检查以下质量项目并根据偏差要求进行处理,如下表所示。81质量检查项目表82

D施工效果及总结经过周密组织及精心施工，炸礁只施工了四十天就完成了施工任务，清礁过程中发现爆破块度非常破碎，无任何浅点，清挖的满斗率超过99%，极大地加快了清挖的工程进度，避免了水下爆破经常遇到的由于清挖效率低下或补炸等导致整个工期严重延期的现象。这样，整个工程于5月30日自检合格后交付业主验收。对于本工程的施工，主要总结如下三点经验：83

1)施工中，加大钻孔爆破方面的投入，提高爆碴的松散性及破碎度，对加快进度，降低整个工程成本是非常有利的。

2)在山区内河进行水下爆破时，清礁船的选择也是很关键的，本工程表明，反铲式挖泥船的在山区内河的适应能力及清挖能力都要优于常用的抓斗式挖泥船。

3)内河施工时，如何保障施工船与航行船舶之间的安全是非常重要的，应严格执行各项安全措施。值得一提的是，漂浮式船舶若加装定位桩会对安全保障工作更有利。84水下裸露爆破方法特点水下裸露爆破是将爆破药包直接放置在水下被爆破介质表面进行爆破的方法，其爆破原理与陆上裸露爆破相似，但因受水介质的影响其炸药用量与施工方法则各有所异。水下裸露爆破施工方法，具有设备简单、操作容易、机动灵活、适应性强等优点。在早期的航道整治施工中，曾作为水下炸礁的主要手段使用；但水下裸露爆破单位耗药量高，施工效率低，爆破有害效应对环境影响大，其推广、应用受到一定限制。随着水下钻孔爆破的发展，水下裸露爆破已逐渐淡出水下炸礁的主要手段，而成为一种辅助施工方法。85应用范围水下裸露爆破主要适用于下列情况：⑴水流、工况条件不宜适用水下钻孔爆破的水下炸礁施工，如：江河激流、跌水，海洋珊瑚礁等。⑵孤礁或局部浅点的爆破清除，以及水下大块石二次破碎。⑶水下清障解体爆破，水下软基爆破处理。⑷水下盲炮诱爆处理。86施工方法水下裸露爆破应根据施工区水深、流速、流态、通航条件及爆破工程量大小，采用不同的投药施工方法。

A船投法适用于面积大、流速快的爆区作业。根据测量控制划分爆破区域，按纵向分段、横向分条顺序进行。首先将定位船锚定在爆区水流上游方向50～80m距离处，再下放投药船至爆破点，准确定位后由投药船采用翻板法翻投药包。药包入水到位后，经检查爆破线路完好，投药船再上绞至定位船，定位船通过爆破主绳与起爆网路控制起爆见图7-4-1。下一序爆破，根据施工区爆破顺序移动定位船位置，按以上程序反复进行。施炸顺序一般由下游方向至上游方向、从深水区域到浅水区域。87船投法定位施工示意图88

B潜水员敷设法适用于流速慢(低于1.0m/s)的孤礁或排障爆破。潜水员敷设药包定位准确，接触稳固，爆破效果良好。但潜水员敷设法受工况条件限制较条件多，施工效率低，施工成本高，通常应用于特殊情况的爆破。89

C吊缆投递法在崖陡峡窄流急的河段，无法使用船只投放药包时，可通过跨河吊缆投放药包。具体方法是，在离炸点20～30m的上游河面上，用一根Ф14～Ф16的钢缆跨河固定，跨河缆上穿套铁环，铁环上系一根拉绳中分至左右两岸，牵引铁环左右移动。吊药包的主绳穿过铁环，通过松放主绳拉吊药包，在药包上再系几根脚绳至两岸，可调整药包下水后的位置。90施工组织船机设备⑴定位船：宜采用30t位左右的专用非机动铁驳船，配备前后绞缆系统。船艏绞缆设备用于移船定位，船尾绞缆设备用于收、放投药船及爆破主绳。定位船也可用挖泥船替代。⑵投药船：宜采用3～8t密封舱式铁(木)壳船，船艏设置一根独桩系缆，船舷两侧设置投药翻板，船尾设置人力舵。投药船也可采用15～40kw的机动船代替。⑶运药船：水下裸露爆破用药量较大，须配备专用炸药运输船运送制作好的药包，一般以交通船改装后使用。⑷其它设备：电爆电桥、起爆器，对讲机、信号旗、测深仪等。91爆破器材⑴炸药：2号岩石乳化炸药、硝化甘油炸药、TNT等抗水炸药。2号岩石硝铵炸药经防水处理后另加起爆体也可使用。⑵雷管：8号金属壳瞬发电雷管或导爆管雷管。92操作人员93爆破参数(采用经验公式)⑴破碎深度W取0.4～0.6m爆破效果较好。⑵药包间距a＝(2.0～2.5)W裸露爆破破碎半径大于破碎深度。⑶药包排距b＝(3～3.5)W或取投药船宽值。⑷药量计算(采用类比法确定)式中：K1——单位耗药量，取10～20kg/m3(硬岩取大值，软岩取小值)；

W——破碎深度m。式中：K0——水介质的单位耗药量，取0.2kg/m3；

H——礁石顶部水深m；抛掷爆破94药包制作普通药包为增大药包与被爆物体的接触面积，水下裸露爆破药包一般为长方形六面体扁平药包，其长、宽、厚度之比宜为3：1.5：1见图7-4-2。单药包重量根据岩性及炸深要求，可制作成8kg、12kg、16kg、24kg重量的药包。通常用500mm×800mm塑料袋包装捆扎，药包成形后两端或一端加配重(抗浮)，配重材料可用块石或其它类似材料。配重比例按药包重量的1～2倍系数。药包在下水前直接插入2发起爆雷管，并连接起爆网路。95水下裸露普通药包96聚能药包宜采用爆速高、猛度大的炸药，适当提高装药密度，并将药包制作成锥体或半球几何形，利用药包的聚能作用，可提高裸露爆破的破碎效果见图。但聚能药包的安放技术要求较高，通常在特殊工程情况下使用。锥形药包半球形药包97施工质量⑴大面积水下炸礁的平面控制，江河中宜采用岸上纵、横导标法定位，沿海可采用GPS或全站仪定位；高程控制采用设立水尺，观读水面高以控制施炸深度。⑵施工时注意观察水流状态。水下裸露爆破一定要顺水流向施工，方能保证药包下水后的准确到位；尽量避免有泡漩时投药入水。⑶根据流速、水深调整爆破主线。流速小时(<1.0m/s)，投药前要将爆破主线拉直，以防投药位置不准及炸断主线；水深大时(>4.0m),根据入水角度适当放长主线。⑷零星清点爆破可采用导杆(竹质或塑料、金属)插入水底，将药包套上滑环定点投入。⑸爆破要求准确的水下拆除或清障爆破，由潜水员根据爆破设计安放、固定药包，分次起爆。98施工安全⑴水下裸爆施工人员必须穿救生衣，戴安全帽，着防滑鞋。施工船舶另配救生圈等漂浮器材。⑵定位船必须随时检查锚定后的船位，防止走锚移位缩短与投药爆破点的距离。⑶防止投药船舵挂带药包。每次投药下水后，使投药船下放一段距离再上绞，同时检查舵与药包绳有无挂带，以防恶性事故发生。⑷定位船设专职爆破员，必须等待发布起爆信号才充电起爆。水下裸爆施工起爆频繁，每次起爆后必须将起爆主线与起爆器断开，并关箱挂锁。⑸在浅水(水深小于2.5m)清障或裸爆炸礁，施工船舶安全距离应适当增加。99围堰拆除爆破围堰拆除爆破特点1围堰的概念和分类围堰是指在工程建设中，为建造永久性工程设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水、土或其他干扰物进入建筑物的修建位置，以便在围堰内进行永久工程施工。一般用于水工建筑、船坞、港口工程以及桥梁基础等的施工中，国内的围堰一般以挡水围堰居多。围堰作为一种临时建筑物，在完成其使命后一般都需要拆除。在某些特殊工程中，也有部分拆除，而保留部分作为永久建筑物利用的。围堰的分类：按材料分：土围堰、岩石围堰、钢筋混凝土围堰、土袋围堰、套箱围堰、竹或铁丝笼围堰、钢板桩围堰、钢围堰等。按围堰与水流方向的相对位置分：横向围堰、纵向围堰。按围堰是否可以过水：过水围堰、不过水围堰。1002拆除爆破特点围堰拆除的方法通常有：人工拆除法、机械拆除法、爆破拆除法，或采用上述几种方法进行组合拆除。对于岩石和混凝土围堰，爆破方法是拆除的主要方法。围堰拆除爆破是一种特殊的水下爆破，具有如下特点：（1）围堰由于具有挡水作用，至少有一面处于有水状态。（2）要求一次成功，满足泄水、进水等要求。（3）要确保爆区附近各种已建成的永久建筑物的安全。（4）满足爆破块度、堆积形状、过流条件及清渣要求等。101国内的典型围堰拆除简况建国以来，我国在水电站、船坞、港口等工程建设中，完成了大量的围堰拆除，积累了丰富的经验，下表列举了国内近十年来的部分典型围堰拆除简况。102103围堰拆除爆破参数设计设计原则围堰拆除爆破的参数设计要遵照如下原则：（1）应充分论证爆破地震波、水击波、涌浪及动水压力、个别飞石等爆破有害效应对邻近建筑物的影响，制定恰当的爆破安全控制标准，采取必要的防护措施，将爆破有害效应控制在允许范围内。（2）要因地制宜地制定合理的爆破总体方案。在无需清渣的条件下，可以考虑采用整体倾覆爆破；当需要清渣时，既要考虑充分破碎，也要有合理的爆堆形状；采用冲渣方案时，要考虑水动力学与爆破块度之间的关系，以保证石渣能被水流带走，同时减轻混凝土的磨损。（3）应确保爆破一次成功，必须考虑火工器材的抗水性、抗海水等的腐蚀性，以及施工过程的安全、可靠及简易性，起爆网路的安全可靠性等。（4）根据我国围堰爆破拆除的经验，建议采用“高单耗、低单段”的设计原则。104爆破安全设计内容围堰爆破设计包括爆破参数设计、施工组织设计及爆破安全设计三方面内容。爆破安全设计应包含以下内容：（1）论证爆破地震效应对邻近爆区的保护物的影响，设计减震及防震措施。（2）论证爆破产生的水击波、脉动水压力及涌浪等对邻近爆区的保护物的影响，设计防护措施。（3）论证爆破对与被爆体紧密相连的保留体的影响，设计相应的措施，确保被保留体的安全。（4）论证爆破产生的水石流对保护物的破坏影响。采用冲渣爆破方案时，应考虑水石流对保护物的磨损或破坏的可能性，要采取控制爆渣粒径、主动防护等措施，以保证保护物的安全。（5）论证爆破产生的个别飞石对相邻建筑物的影响，采取相应措施防范个别飞石的危害。105围堰拆除爆破方法围堰拆除爆破有两种方法：一是炸碎法，被爆体充分破碎；二是倾倒法，使被爆体定向倾倒或滑移至水中。根据炮孔或药室布置情况，可以分为垂直孔爆破、扇形孔爆破、水平孔爆破、垂直孔与水平孔结合爆破、硐室爆破、硐室与钻孔结合爆破等类型。围堰拆除爆破总体方案，从爆破是否分层（分区或分次）可以分为：分层（分区或分次）爆破和一次爆破方案；从爆后石渣清理方式可以分为：爆后机械清渣、聚渣坑聚渣、水流冲渣等爆破方案；从围堰内侧充水与否可以分为：堰内不充水、堰内充水爆破方案；从装药形式不同可以分为：钻孔爆破、集中药室爆破方案。常用的钻孔形式有：垂直孔、倾斜孔、水平孔及其相互组合。106钻孔爆破法围堰拆除参数设计一般情况下。遵循深孔爆破参数设计原则，考虑到它是一次性爆除工程，故有一定的特殊性。钻孔直径一般选用80mm～110mm,遇有水或易塌孔时，增加PVC套管。钻孔深度一般较深，国内围堰水平孔最大达50m以上。一般情况下宜取：垂直孔深小于20m，水平孔深小于30m。107炸药单耗值与孔网参数选取应考虑下列原则：被爆介质得到充分破碎，便于清渣或冲渣；施工过程中因少量孔无法装药或装药深度不够，相邻炮孔爆破仍能将该少量孔负担的岩体破碎，不致留埂或留坎。国内围堰爆除的单耗值一般选取1.0～2.0kg•,底部取大值，上部取小值，硬岩取大值，软岩取小值。当孔深超过10m时，选用1.5～2.0kg•。特殊部位也有采用大于2.0kg•单耗值的实例。单耗值增加，可能增大爆破振动量，可采用减少单段药量予以弥补。孔网参数的选取应以能够装入所选单耗值的炸药量为原则。此时，往往满足底部装药量要求，而造成上部钻孔过密。可将上部部分孔不装药进行调整。炮孔堵塞长度一般取0.7～1.2W，被保护物距爆源较近时取大值，反之取小值。如果有冲渣要求，必须使堆积体形成最低缺口，以便过流冲渣，最低缺口可在爆破网路中进行安排与调整。108硐室爆破法拆除参数设计当采用硐室爆破拆除围堰的时候，各个药室的药量、间距、布置方式应满足设计的过水断面要求。最小抵抗线W：一般在10~25m范围内选取，特殊情况下也可小于10m。爆破作用指数n：抛掷爆破不宜大于1.5，松动爆破不宜小于0.7。单位耗药量k0：对于岩石介质，抛掷爆破的k0=1.0~1.4kg/m3；松动爆破的k0=0.4~0.8kg/m3。装药量计算与一般硐室爆破相同，因有水的影响，计算的药量宜增加1.0～3.0倍。其他爆破参数参照一般硐室爆破设计，爆破地震效应和爆破个别飞石等的安全计算也与一般硐室爆破计算方法相同。109起爆网路设计考虑到控制对周围已完成建筑物的振动影响，必须减小单段起爆药量，使分段数量增多，导致网路较为复杂。如果仅为炸碎堰体，网路的基本形式与露天深孔爆破大体相同。若考虑冲渣需要将堰体爆破形成最低缺口，网路设计必须完成这项要求。图是小湾水电站进口2号导流洞围堰起爆网路示意图，选择的是高精度非电起爆系统，孔间时差17ms，排间时差42ms，孔内起爆雷管600ms。如图，在起爆点首先炸出开口，后续炮孔依序向起爆点抛掷堆积，大约在后爆的位置形成最低缺口，即图中的左侧部位。110111图7-5-2是溪洛渡水电站右岸5号导流洞进口围堰爆破拆除起爆网路示意图，选择的是高精度非电起爆系统。孔内全部采用1025ms高精度非电雷管；排间采用42ms；孔间采用17ms，主起爆线单侧用9ms间隔。起爆点和最低缺口的设计与小湾水电站进口2号导流洞围堰起爆网路相似。同7-5-2的上半部分为垂直孔，下半部分为水平孔。112113施工工艺1钻孔和清孔钻孔精度包含钻孔的开口偏差和钻孔方向上的偏斜度，开孔偏差一般不超过0.1m，钻进中要及时排出钻孔岩粉。钻孔结束后，在装药前必须进行清孔。清孔后应加强孔口保护，防止泥砂和碎石落入或随雨水流入孔内。1142装药炸药的状态一般有粉状、粒状、胶质状、浆状和固体状等。从包装形式分，有卷筒状和散状。卷筒状以手工加炮棍装药为主。散装炸药可采取自由下落法或装入塑料袋中入孔，或用压缩空气的机械装药法。起爆雷管根据在炮孔内装药段的不同位置，可分为一般采用正向起爆、中部起爆和反向起爆。当采用间隔装药时，分段药包之间用导爆索串联，或用同段雷管分别起爆。炮孔内间隔装药的中间间隔段通常采用空气间隔或充填沙、钻屑。当孔内间隔装药需分段延时起爆时，可在各间隔段内的炸药中装入不同段别的雷管。孔内分段的时间间隔一般较小，一般为几个毫秒。孔内分为三段起爆时，一般中部先响，依次为底部和上部。115围堰拆除爆破安全控制标准爆破地震效应及其防护A爆破震动安全控制标准

下表列举了我国近年来成功实施的数个围堰爆破拆除时采用的安全振速控制标准，以及部分实测的爆破振动速度，可供参考。116沙溪口水电站围堰拆除爆破安全振速控制标准117岩滩水电站围堰拆除爆破安全振速控制标准118葛洲坝上游围堰混凝土芯墙拆除爆破安全振速控制标准119禹门口上游围堰拆除爆破安全振速控制120上述四个工程实例中，混凝土结构采用的爆破安全控制标准有较大差异，原因在于保护对象距爆源的距离不同。此外，对混凝土结构的爆破安全控制标准认识是一个不断深化的过程，在不同的阶段，对混凝土的抗振能力的认识存在差异。121工程实测质点振速资料122禹门口上游围堰拆除爆破实测质点振速资料123沙溪口二期上游围堰第一层拆除爆破实测质点振速资料124葛洲坝上游围堰混凝土防渗墙拆除爆破实测质点振速资料125岩滩水电站下游碾压混凝土围堰拆除爆破实测质点振速资料126B爆破振动传播规律爆破振动的传播规律符合萨道夫斯基公式，下表列举了一些围堰爆破的实测K、α值，可供参考。127水击波、脉动水压力效应及其防护围堰爆破只有极小部份能量形成水击波，加之实际工程大多为有限水域，水击波在传播中经过多次折射与反射，还将耗散部分能量，因此在设计中可参考环境与安全计算。水石流效应及其防护冲渣爆破时，大量爆破石渣经水流挟带冲入围堰内侧，会对内侧的保护物造成危害，例如导流洞围堰爆破，会影响堰后闸门的正常启闭，关系到围堰爆破成败。减轻水石流对洞内衬砌的磨损，可以通过以下三个措施来实现：（1）尽量减小爆渣平均粒径，一般要求爆破后平均石渣粒径在30~50cm以内。（2）爆破瞬间要在爆区形成缺口，尽可能使泄渣洞多分流，增大泄渣洞的泄流量。（3）尽量缩短泄碴历时，一般要求尽量把泄渣历时控制在几分钟到数十分钟以内。

128典型工程实例冲渣围堰爆破拆除—小湾水电站导流洞围堰

A工程概况小湾水电站布置导流洞两条，需拆除部位与引渠边墙紧连。进口围堰顶高程EL.1018m，要求拆除至EL.988m高程，EL.996~998m以上为混凝土围堰，以下为预留岩埂，为节理裂隙发育的花岗片麻岩。出口围堰顶高程EL.1008m，EL.992~994m以上为混凝土围堰，以下为预留岩埂，岩性与结构基本与进口相似。堰体形式与位置及拆除分区如图7-5-3所示。爆破存在的困难：（1）为末汛期拆除，有出现较大洪水的可能；（2）拆除方量达2.9万m3，堰内堆渣空间不足；（3）堰前引渠预留的保护岩体位于围堰防渗体之外；（4）堰外有松渣淤积；（5）进口围堰边沿距进水塔的最小距离仅为5m，围堰距离闸门最近距离不足20m。129130

B爆破方案采用冲渣爆破方案，主体围堰体布孔方式采用由堰内向堰外钻水平孔或缓倾角斜孔。进口围堰需要形成最低缺口，爆炸开口选在高堆渣部位，开口后的各排炮孔大体形成45度的抛掷角向开口部位抛掷，在后部形成最低缺口。在底板和两边壁布置预裂孔，对围堰堰体实施三面预裂，保持周边平整，并达到减震目的。爆破块度按30cm控制，大块率不大于10％。131

C主围堰体爆破参数钻孔直径：预裂孔Φ90mm，混凝土部位Φ90mm，基岩部位Φ110mm。基岩部位的炮孔均下Φ90mm高强度PVC套管。钻孔布置形式：上部采用垂直孔，中下部采用水平孔与缓倾角斜孔布置形式，如图7-5-4炸药单耗：1.5～2.5kg/m3。孔网参数：岩埂底部a×b=1.25m×1.25m；岩埂上部a×b=1.5m×1.5m。炮孔倾角5°。装药结构：采用连续装药结构，全部装Φ70mm塑料壳包装的乳化炸药。堵塞长度：当间排距为1.5m时，取1～1.2m；当间排距为1.25m时，取0.8～1.0m。堵塞物为袋装砂。预裂孔爆破参数：两侧预裂孔间距为0.8m，线装药密度为500g/m；底部预裂孔间距1.2m，线装药密度1.0kg/m。采用导爆索将Φ32药卷绑扎成串状的装药结构。132133D爆破振动安全验证以最近的进水塔钢筋混凝土结构作为控制物，控制标准按15cm/s设计，20cm/s校核。根据计算结果，采用单孔单响（100kg）可以满足抗振要求。E起爆网路1号与2号导流洞进出口围堰同次起爆。网路以上图为代表。上游侧2号洞先起爆，1号洞随2号洞之后300ms起爆。出口2号导流洞先爆，出口1号导流洞随后300ms爆破。134

F爆破实施过程

2004年10月12日上午11时，爆破顺利实施。预先设计的爆破缺口和爆堆形状全部形成。爆破后不到20s，1号导流洞开始过水，爆破石渣整体向洞内推移，60s以后，进口石渣已经完全被水流带走，2min左右，出口开始出水，3.5min后，出口石渣基本冲走。2号导流洞进口在爆破后2min左右，开始大量过流，5~6min后，石渣基本被冲走。整个爆破总装药量55t，总方量2.9万m3，最大单响药量108kg，总分段数919段，平均炸药单耗1.897kg/m3。爆破飞石均控制在安全范围内，保护物完好无损，各结构体的基础质点震动速度控制在15cm/s以内，分流效果理想，爆破取得了圆满成功。135船坞围堰A舟山中基船业有限公司钢支撑灌注桩复合船坞围堰爆破拆除

a工程概况两个船坞围堰相邻，1号船坞围堰长80m，2号船坞围堰长68m，两坞相连，中间共用一水泵房，宽度为27米。围堰采用钻孔嵌岩灌注排桩围护体系，灌注排桩采用水平对撑构成水平支撑，沿基坑深度方向布置三道采用Φ609mm钢管作水平支撑，三道支撑同一轴线布置，中心标高分别为+0.4m、-4.6m和-8.9m。灌注桩外采用高压旋喷止水帷幕，外侧采用浆砌块石及抛渣回填，两围堰中间部位基岩埋深较深，为－10m～－20m，两侧基岩埋深较浅，为－2m～－5m左右。围堰结构见图。136137围堰东面临海；西面为正在建设的钢筋混凝土结构船坞，围堰与船坞内设施相邻。南面及北面为厂区。围堰爆破时必须确保船坞结构、坞墩、坞底板，水泵房等船坞结构的安全。

b爆破方案采用堰内充水爆破法。灌注桩采用钻孔爆破，孔深至桩底基岩并适当超深，底部装药将基岩破碎使灌注桩与基岩脱离。上部采用间隔装药破碎灌注桩之间的高压旋喷砼及灌注桩的圈梁。围堰两侧基岩采用垂直孔加缓倾斜孔爆破法，开挖预裂；灌注桩外的高压旋喷采用垂直的中深孔爆破；挡浪墙采用手风钻孔爆破拆除。138

c爆破设计

(1)爆破参数灌注桩爆破参数：单耗为3.8kg/m3，底部装Φ60mm震源药柱，坞底板前及圈梁处装86mm乳化炸药，间隔装药段不堵塞，顶部堵塞长度为5m。基岩爆破参数：孔径Φ140mm，矩形布孔，单耗为q＝1.0～1.2kg/m3。孔距a＝2.5m；排距b＝2.0m；孔深h＝10～15m。竖直孔堵塞3m、倾斜孔堵塞长度3～5m。高压旋喷桩及浆砌石爆破参数：孔距a=2.5m，超深2m，孔径Φ140mm，装96mm炸药；高压旋喷桩外侧浆砌石布置3～9排，孔径Φ140mm，装70mm炸药，孔距a＝2.5m；超深2m；排距b＝2.5m；孔深h=7～15m。旋喷桩炮孔堵塞3m、浆砌石炮孔堵塞2.5m。139挡浪墙爆破参数：孔径取Φ42mm。顶部垂直孔：孔距a＝0.5m；孔深2.0m；单孔药量：Q＝400g；基角斜孔：孔距a＝0.6m；孔深h＝0.7m；倾角45度；单孔药量：Q＝200g；底板垂直孔：孔距a＝0.6m；排距b＝0.5m；孔深h＝0.6m；单孔药量Q＝200g。预裂孔爆破参数：预裂孔线装药密度L＝0.4～0.5kg/m；孔距a＝1.2m。140

(2)起爆网路围堰起爆采用中间开口、自外而内逐孔向两侧推进的网路。浅孔及主炮孔孔内全部装MS800雷管；V形开口处一侧及局部用9MS雷管接力，其余孔间用25MS雷管接力，排间用65MS雷管接力；手风枪浅孔与邻近主炮孔一起起爆，主炮孔逐孔起爆，个别孔内分段。

(3)爆破安全控制标准。坞墩和坞底板振速安全控制标准20cm/s、码头5cm/s、花岗岩贴面5cm/s。141

d爆破效果共计装药16t，使用高精度雷管3000发，震源药柱1t，导爆索3000m。挡浪墙、浆砌块石、高压旋喷破碎充分，灌注桩全部炸断倾到。爆破没有对围堰内设备造成损害，水泵房没有出现漏水和裂纹等情况，花岗岩贴面也毫发无伤；围堰内的两扇坞门未受影响。爆破飞散物没有造成设备损伤。爆破取得圆满成功。142软基处理水下爆破软基处理水下爆破是指利用炸药的爆炸能量，在软土中实现置换、固结及夯实目的的爆破作业，是软土地基处理的新技术，它拓展了水下爆破应用领域，同时发展了爆破理论。爆破填石挤淤筑堤基本原理与施工特点爆破填石挤淤是“爆炸法处理水下淤泥质软基”的简称，最早由中国科学院力学研究所和连云港建港指挥部等单位于20世纪80年代共同研究开发并加以利用。它以淤泥、混合石料为对象，以炸药爆炸为主要手段，达到改良软土地基的目的。目前广泛应用于重力式防浪堤、护岸、围堰、滑道等水工工程的基础处理，是一项既成熟又不断发展完善的技术。143A基本原理爆破填石挤淤筑堤技术包含的诸多施工方法中，爆炸排淤填石法适用于处理4~12m厚度范围内淤泥，其基本原理是利用药包爆炸将淤泥向四周挤出并向上抛掷形成爆坑，抛石体在爆炸空腔负压和重力作用下落入爆坑并形成石舌，瞬间实现泥石置换。继续填石时，抛石体将石舌上部的淤泥挤出并与下层石舌相连，形成完整的抛填体。石舌的长度和厚度决定了该方法施工中每次爆破推进的长度以及能够置换的淤泥厚度。爆炸定向滑移处理法将土力学中承载力和有效应力等概念引入爆炸力学中，将爆炸产生的冲击和振动载荷与淤泥强度的丧失与恢复建立关系。144炸药在泥下爆炸，淤泥被抛石体置换，主要是利用了炸药与淤泥间的“加载”和“响应”过程，受强烈载荷扰动的淤泥会在瞬间丧失强度和承载能力，上部的抛石体在重力作用下失稳并产生滑动，控制和利用抛石体的滑动可以加速其下沉和落底。其原理之一就是利用爆炸作用的能量使堤身局部失稳从而产生滑移，并通过爆破来控制滑移的方向。针对不同的地质情况和淤泥物理力学指标，该方法首先采用圆弧滑动方法计算出堤身的最危险部位及最小安全系数，在此基础上确定抛填和爆破参数。由于该方法关注的是爆炸影响区的范围，不是爆坑的大小或石舌的长短，使得其堤身稳定性更好，适用范围更广。采用该方法置换的淤泥厚度可以超过30m。145B施工特点常用的软基处理方法主要有置换法、排水固结法、强夯法、深层搅拌法等，通常根据土体性质、材料来源、工期和费用等因素综合分析比较选定。爆破填石挤淤法与其他软基处理方法相比较具有鲜明的特点，该方法的优点包括：施工速度快，通常情况下工期只取决于石方开采与抛填速度；适用范围广，可处理不同厚度，不同性质的各类淤泥质软基；爆破处理后的堤身密实度高，后期沉降量小；对石料块度及强度要求不高，开山石不必选料，含土砂量小于10％即可；施工作业主要在陆上进行，受风浪影响程度小。该方法的缺点包括：需较多石料；爆破次生危害不可避免；质量控制方法及标准有待完善；爆后内外侧淤泥包的清理及堤身理坡工作量大等。146药量计算（1）《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008）给出了爆破排淤填石的装药量计算公式：线药量按下式计算：式中：－线布药量，即单位布药长度上分布的药量,kg/m；－炸药单耗，即爆除单位体积淤泥所需的药量kg/m，按表7-6-1选取；

LH－爆破排淤填石一次推进的水平距离，m；

Hmw－计入覆盖水深的折算淤泥厚度，m；

Hm－置换淤泥厚度或含淤泥包隆起高度，m；－水重度,kN/m3；－淤泥重度,kN/m3；

Hw－覆盖水深，即泥面以上的水深,m。147炸药单耗一次爆破排淤填石药量按下式计算：式中：Q－一次爆破排淤填石药量,kg；－爆破排淤填石的一次布药长度,m。148单孔药量按下列公式计算：式中：Q1－单孔药量,kg；m－一次布药孔数；a－药包间距,m。149（2）《水运工程爆破技术规范》（JTS204-2008）在给出药量计算方法的同时也指出，随着工程经验的积累，爆除单位体积淤泥的炸药量相比以前大大减少。根据多项工程实例统计分析得出的如下药量计算方法目前被越来越多的爆破设计所采用。爆破填石挤淤筑堤法的药量可按下式计算：Ql＝q0•LH•Hm•LL式中：Ql－一次爆破药量，kg；q0－爆除单位体积淤泥的耗药量，kg/m3；LH－一次爆破推填的水平距离，m；Hm－置换淤泥层厚度，包含淤泥包隆起高度，m；LL－布药线长度,m。150影响爆破填石挤淤单位体积淤泥耗药量系数q0的因素包括淤泥的物理力学指标，淤泥层厚度，覆盖水深，堤身断面形式等。将需要置换的软基的物理力学性质按照爆破填石挤淤的难易程度人为地分为Ⅰ类软基和Ⅱ类软基，药量计算时选用不同的q0值。其中Ⅰ类软基指的是含水量在55%以上的淤泥，Ⅱ类软基指的是除Ⅰ类之外的其他软基，包括淤泥质土，淤泥质粉质粘土及含有砂层等其他相的复杂土体。151爆破置换的淤泥层厚度与泥面以上填石厚度的比值是影响炸药单耗的重要因素之一，药量计算时可参照≤1.0和/＞1.0两类加以考虑。在计算药量时通常需要计入淤泥包隆起的高度，但不计入覆盖水深的折算厚度。表给出了各种条件下爆破填石挤淤炸药