关于航道整治中水下炸礁的爆破方法的探讨

宁旭展

摘要：本文较为详细的剖析了三种水下炸礁方式在航道整治工程中的具体应用。

关键字：水下炸礁；水下裸露爆破；水下钻孔爆破；

Abstract: This paper analyzes the way of three underwater reef explosions in the waterways rehabilitation more detailed.Key words: underwater reef explosion; underwater nudity blasting; underwater drilling and blasting

中图分类号：U617文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1.前言

航道整治是指通过建造整治建筑物或采取炸礁、清降、扒沙、浚深等其他工程措施，调整河槽形态以及水/沙流路，从而改善航道条件的技术措施。航道整治工程量大，技术难度高，其设计、施工的每一个环节都是多种技术手段的综合应用。航道整治中爆破方法是处理水下礁石的最常用方法之一。

2.水下裸露爆破

2.1水下裸露爆破的概念

水下裸露爆破炸药包在水里面放在被炸物体的表面或是悬吊在水中的爆破均称水下裸露爆破。

2.2水下裸露爆破具有以下特点:

2.2.1施工简单快速, 操作方便灵活;

2.2.2适用于破坏层厚度小于 3m 的较硬水底;

2.2.3 配合钻孔爆破进行 2 次破碎, 清除水下孤石。

2.3适用条件

内河、港湾、航道整治、运河开挖、水下开挖基槽等工程都需要形成一定宽度和深度的沟槽, 以便水流畅通, 船只通航和敷设管路等。一般浅水构筑沟槽可采用水下裸露爆破, 它要求破坏层厚度在3m以内,周围环境较为空旷。

2.4水下裸露爆破的作用机理

将炸药安放在介质的表面实施爆破。利用炸药爆炸释放出的巨大能量对土石进行破碎和抛掷,并借水流的作用形成沟槽, 达到疏浚航道的目的。

2.5水下裸露爆破的方法

2.5.1水下裸爆法一般采用定位船吊放投药船进行投药。施工布设时，先在岸上设立纵、横导标，控制爆区范围，然后由机艇将定位船拖至爆区上游约100m处进行定位，定位船定稳后，启动绞关吊放投药船到爆区进行投药施炸。

2.5.2水下裸露爆破药包的投放，应充分利用被爆介质的表面形状和水流冲力，使药包紧贴岩面，以提高爆破效果。药包应尽量投放在被爆物的凹陷处或岩层裂隙中。在急流滩，药包要投放在礁石上游的迎水面，借助水流冲力使药包紧贴礁面。爆破水下孤礁时，可用重量相近的双药包，投放在孤礁的两侧；破碎水下大块石，可将药包投放在大块石的侧面或顶面。在大面积平整的礁石上投放大量药包时，可按方格式、梅花式布置药包群。

2.5.3水下裸露爆破药包的导线要连接牢实和防水严密，避免被水流冲断和渗水漏电，连接线段要理顺分别缠扎在药包和连接绳上，以免被水中漂流物挂住或拉断。

3、水下钻孔爆破

3.1适应范围和工作机理

它适用于工程量较大，炸层较厚，爆区水流、地形条件适宜工作船定位或能搭建工作台（岸边礁石和部分露出水面的礁石）的工点。水下钻孔爆破的块度比较均匀，爆破地震效应较小，炸药单位消耗量比水下硐爆法和裸爆法都低，约为裸爆法的1/9~1/10。水下钻孔和装药均需在专用工作船或工作台上作业，施工难度比陆上大，故常采用较大的钻孔直径和孔距，以减少钻孔数量。水下钻孔爆破块石，可用抓斗挖泥船清理，在水浅和流速小的工点，也可用简易机械或人工清理。

3.2水下钻孔爆破的主要特点

爆破介质与水的交界面上承受着水的压力，同时爆破破碎的块石位移亦须克服水的阻力，因此其装药量计算应包括破碎岩石和克服水阻力两部分能量所需的药量，故其炸药单位消耗量比陆上爆破大。

3.3钻孔设备及爆破器材的选择

3.3.1钻孔设备的选型

由于水下钻孔爆破，加之水面上的限制，选用 KQ-100 潜孔钻机钻孔，孔径 Φ90 mm。

3.3.2钻孔附属机构

水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 KQ -100 型潜孔钻，药卷为 Φ70 mm， 炸药选用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔，在钻孔之前，先将 1 根下 端带有环形(钻径 Φ117 mm)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层)，并钻入基岩一定深度，然后 在套管中下钻杆，在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度，钻孔应有一定的超钻深度， 超钻深度取 1. 0～1.5 m，即实际钻孔深度为 1.5 m～4.5 m。

3.3.3爆破器材的品种选取

选用具有防水性能良好的乳化炸药，装入 Φ80mmPVC 管中。非电雷管用“双高”雷管。 起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络，以确保传爆的准确性。为确 保安全，用粗砂将炮孔堵满，防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作为爆破孔位标记，便于集中装药；②装药后便于连接导爆管脚线没， 形成起爆网络。

3.3.4导爆管的放置。

在水中放置浮胎，使其固定地飘浮在水面上，将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上，按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来，为了不使传爆雷管将 其他导爆管炸断造成拒爆现象，连接时应将雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎紧，不能浮在水面随波漂移。

3.4施工中的几项主要技术措施

钻孔作业平台设计制作浮箱式简易起升钻爆作业平台船(16 m×6 m)。作业平台采用钢体浮箱结构，两浮箱间距 5 m。浮箱内径 Φ1 100 mm,单长 12 m，扣除浮箱、平台钢结构自重，浮力约为15t。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体[2]。潜孔钻钻机由脚手 架钢管铰接固定在平台上，组成钻机作业平台。浮箱两侧各向外伸出 0.5 m，另外焊接两个 小平台，可供4台 KQ-100 型潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度，钻机平台可沿槽钢轨道滑动移位。测量定位后，采用 8 只铁锚及 100 m以上的锚绳，由机动小驳船牵引到达爆破区域后，依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。利用 5t手拉葫芦人工控制将 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底，使钻孔平台升起基本脱离 水面，此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在 4 根钢管立柱上。钻孔施工时，不会受到波浪 起伏的影响，保证成孔质量。钻孔平台移位时，先收回立柱，使钻孔平台浮在水面上，此时 通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工。

3.5安全校核

水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应、水中冲击波效应、空气冲击波效应和水面波浪效应。

3.6爆破效果

爆破后，岩石破碎块度理想，水下清渣顺利，经检验，对闸门及周围建筑物无影响。

4.水下硐室爆破

4.1概念

水下硐室爆破是在礁石露出水面的部分或浅水区开挖竖井，再挖掘药室进行装药的爆破方法。

4.2其适用条件是

4.2.1工程量集中，炸层厚度大于3.0m；

4.2.2整体性礁石，裂隙、层理不很发育，渗水量小；

4.2.3临近深槽的礁石，或有利于石碴抛掷的孤礁和石梁；

4.2.4爆区流速较小，部分露出水面或水深较浅，能用围堰开挖竖井。

4.3爆破方法

4.3.1水下硐室爆破的基本原理虽然与陆上硐室爆破类似，但是它必须考虑水的影响，同时还要正确选择硐口和药室位置，合理计算药量，才能取得良好的爆破效果。根据实践体会，在航道整治工程中，如有适当的地形、水域及安全条件时，采用水下硐室爆破是可行的。因为它的钻孔设备简单，又能将大部分爆破石碴抛入深槽，减少清碴工程量，是符合多快好省原则的。

4.3.2水下硐室爆破，由于水的影响，药包布置、爆破计算及施工作业都比陆上硐室爆破复杂得多。水下导硐一般先挖竖井，在井底的一侧或多侧挖平硐和药室。竖井的井口要 选在水深较浅或在施工水位能露出的礁石部位，当水深较浅时可在井口修筑临时 围堰排水后开挖，爆破岸边水下礁石，也可从岸上掘进。

4.3.3水下硐室爆破应装抗水炸药。装药时可整包堆放，不需拆散。起爆体的大小和安放位置与陆上硐室爆破相同，但应用外包铁皮的木箱制作，严密防水，内装三套起爆雷管（索）。装入起爆体前，应截断装药部位的电源，用安全灯照明。起爆线要绝缘良好并装入塑管或竹管内保护，引出硐外，避免堵塞时砸破或压断。

4.3.4水下硐室爆破的盲炮是很难处理的，设计和施工时必须十分重视。万一发生盲炮，要及时处理。当盲炮的井口完好时，尽量找出备用的起爆网路，检测合格时，接入主线，再通电起爆。若井口已经炸坏，无法找到备用网路时，可考虑在盲炮附近一次性埋设足量的药包诱爆。此方法难度较大，采用时要十分慎重。

参考文献

[1]林喜荣，黄健宁.航道炸礁水下爆破参数的探讨与实践[J].水运工程，1999(11).

[2]张宇江.内河河道疏浚水下炸礁爆破工程探讨[J].西部探矿工程，2009(S1) .