水下爆破.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,重庆市爆破技术培训,讲课：沙祖光,1,第,1 0,章,水下爆破,在水中、水底或水下固体介质内进行的爆破称为水下爆破,2,10.1 概 述,10.1.1 水下爆破的特点,爆破器材必须防水、抗浮。,爆破单位耗药量大，水深、水压对爆破效果有明显影响。,水下施工难度增加，能见度差、水流条件复杂，爆破后清渣困难。,爆破有害效应影响大、涉及面广。,3,10.1.2 水下爆破基本理论,(1),水下爆破的物理现象,炸药在水中爆破时，爆生气体产物的温度可达到3000，爆炸初始压力约为14GPa。爆破生成的高压气体以气泡形式继而膨胀做功，使水快速扩散，并做惯性运动，,4,(,2,),浅水、深水爆破的差别,以,=6.0作为浅水爆炸与深水爆炸的界限标准。,浅水爆破：易产生水柱、水喷、涌浪现象，引起强烈地震波。,深水爆破：主要产生水中冲击波及水泡脉动压力。,5,10.1.3 水中爆炸冲击波,在无限水域中爆炸的冲击波参数,p,m,=533(Q,1/3,/R),1.13,在有限水域中爆炸的冲击波参数,p,m,=415(Q,1/3,/R),1.05,p,m,水击波压力 10,5,pa,Q 药量 kg R 爆源距离 m,6,优点：爆破效果好，炸礁厚度大，岩石破碎均匀，爆破有害效应相对较小。,缺点：水上作业船舶设备较多，施工工艺相对比较复杂。,应用范围：水电、航道、港口、码头、水上拆除爆破等广泛使用。,9,10.2.2 水下钻孔爆破设计,10.2.2.1 布孔原则,钻径:D=100150mm,孔距、排距：,D100 a2.02.5m b1.52.5m,D150 a3.03.5m b2.53.5m,超深：h1.02.0m,10,10.2.2.2 装药量计算,Q=q.a.b.H,Q 单孔装药量，kg,a 孔距 b 排距，m,H 钻孔深度（设计超深），m,q 炸药单耗(0.81.5)kg/m,3,11,10.2.3 水下钻孔施工设备,（,1）船舶配置,钻孔船、简易钻孔平台、自升式钻孔平台,拖轮、抛锚艇,挖泥船（根据抓斗分1m,3,50m,3,）,抛石船（分拖航或自航）,交通艇,12,组装式钻孔船,13,轨道式钻孔船,14,固定式钻孔船,15,简易钻孔船,16,自升式钻孔平台,17,钻孔平台,18,挖泥（石）船,19,挖泥船抓斗,20,（2）钻孔机具,钻机 可用陆上钻机改装，常用为潜孔钻、液压钻或岩芯钻。,钢套管 可采用单套管、双套管作业，靠近江底一段必须加工成“花管”，以利排渣、排气。,钢套管规格应与钻头、钻杆配套：,90 钻头/127或146套管,150钻头/187套管,21,套管（花管）示意图,22,(,3,),船舶定位,以 GPS定位或经纬仪（全站仪）测量放线，,采用锚缆固定船位：急流56缆法、缓流4缆法。,布孔原则：一般自下游向上游，由深水至浅水。,23,钻孔船定位示意图,24,10.2.4、施工技术,（1）作业程序,船舶进场 船舶定位 钻孔定位 下套管 钻孔 验孔 加工药包 装药 堵塞 拔套管 连接爆破网路 船舶移位 警戒 起爆,25,（2）药柱加工,a 定购相应规格的专用药柱,90500,b 加工药柱，购买防水炸药80，用塑料筒包装，或外加竹片细绳捆扎。,c 起爆体采用8#金属壳雷管2发并联，将引出的导线松弛的绑扎在尼龙绳上。,d 装药、堵塞,用装药杆检查、校核孔深及装药和堵塞长度。,26,爆破网路,水下爆破工程通常采用电雷管和非电导爆雷管两种起爆方法。,目前，水下控制爆破也有采用数码电子雷管起爆系统。,27,a 电爆网路,一般采用并串联网路,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，并对电线进行保护。可用46的钢丝绳或1721的白棕绳、尼龙绳作主绳，将电爆网路的主线每隔4060cm松驰地用胶布或细麻绳绑扎在主绳上，全长约150180m。,28,b 非电起爆网路,导爆管网路具有段数多，抗静电、杂散电、防水，使用安全，操作方便，网路连接简便等特点，在水下钻爆中已广泛应用。,网路多采用簇联和并联起爆，并尽量采用复式网路。每个起爆体至少安装两个以上起爆雷管。,29,C 数码电子雷管起爆系统,数码电子雷管起爆系统具有高精度与高可靠性，对静电、射频电和杂散电流具有安全性。,但电子雷管的普及还需解决两个主要问题：,一、降低使用成本。,二、起爆系统高度集成块化，便于爆破工程实际应用。,30,数码雷管解剖示意图,31,电子雷管连接示意图,32,10.3 水下裸露爆破,10.3.1、方法特点,把炸药直接放在水下被爆破介质表面进行爆破 方法。,优点：施工设备少，技术工艺简单，应用机动灵活。,缺点：爆破耗药量大，工效低，爆破震动对环境影响大。,33,水下裸露爆破,34,水下裸爆应用范围,a 因水流条件无法进行水下钻孔爆破,b 配合挖泥船疏浚，砂卵石松动爆破,c 水下零星礁石及浅点清除,d 沉船爆破解体,e 水下盲炮处理,35,10.3.2 水下裸爆炸礁设计,破碎深度：W0.350.5 m,药包间距、排距：,a2.03.0 w,b2.02.5 m (船宽限制）,单药包量计算：,Qk,1,.w,3,k,1,炸药单耗（40100）kg/m,3,单药包重量按经验数据一般为8、12、16、24 kg,36,10.3.3 施工方法,（,1）药包加工,宜采用防水炸药，按设计单药包重量加工，使用塑料薄膜（口袋），将药包捆扎成长方体体。,长、宽、高之比宜为 3：1.5：1,为防止药包漂浮，必须按 1：1 或1：2配重，配重材料可采用块石或砂包。,投放之前插入 2 发并联起爆雷管。,37,（2）药包投放,船投法（定位船、投药船）:适应大面积炸礁。,潜水员敷设法：适应流速缓，复杂情况的水下炸礁。,绳缆吊投法：适应江面窄、流速快、落差大的 急流排险爆破。,38,10.3.4 水下裸爆施工安全,爆破作业人员必须穿好救生衣、戴上安全帽和手套。,水下裸露药包必须根据流速、水深配重，能顺利自沉。,投药船应用稳定性和质量好的船只，船壳外表不应有尖锐的突出物。,药包投放入水后，应仔细检查船底、船舵及推进器有无药包挂带。,控制好定位船与投药之间的安全距离,。,39,10.4 软基处理水下爆破,利用炸药爆炸的能量，在软土基础上实现置换、固结及夯实目的爆破作业，是软基处理的一项新技术。,目前已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。,40,爆破挤淤法的特点,优点：施工速度快，适用范围广，处理后的基础密实度高、后期沉降量小，对抛石块度及强度要求不高，施工作业主要在陆上进行，受风浪影响较小。,缺点：需要抛石量大，爆破次生危害不可避免。,41,10.4.1 药量计算,爆炸定向滑移处理法的药量按下式计算,：,Q,i,q,0,LH,Hm,LL,式(6-1),Q,i,单位长度爆破药量，单位：Kg,q,0,单位体积淤泥耗药量，单位：Kg/m3,L,H,一次爆破推填的水平距离，单位：m，,H,m,置换淤泥层厚度，单位：m，,L,L,布药线长度。,42,（1）爆破挤淤施工工艺,爆破挤淤施工包括堤头爆填、侧爆及爆夯三个步骤：,施工准备 石料抛填 爆前测量,堤头爆填 爆后测量 爆后补填,侧爆 爆夯 检测 竣工,43,挖掘机直插式装药,44,振冲式装药,45,吊架式装药,46,布药船装药,47,（2）爆炸夯实,基本原理,爆炸夯实是在水下块石或砾石的基础表面布置裸露或悬浮药包，利用水下爆破产生的振动使基础得到密实的方法。,48,爆炸夯实的适用范围,(1)地基和基础应为块石或砾石；,(2)起爆时药包中心至水面的垂直距离应满足一定要求；,(3)分层夯实厚度不宜大于12m。,49,10.4.2.1 药量计算,q,2=,q,0,a,b,H,/n,式中：,q,0,爆破夯实单耗,kg/m,3,a,b 药包间距、排距 m,H 石层平均厚度 m,夯实率 10%20%,n 夯实遍数 34,50,10.5 水下岩塞爆破,10.5.1,岩塞爆破设计要点,岩塞位置确定,通过钻孔、潜水等勘察手段确定岩塞的岩性、构造、水下地形及岩塞厚度。,爆破方案选择,岩塞爆破必须一次成功，通常采用钻孔爆破、硐室爆破或两种结合的爆破方法。,51,药包布置与计算,钻孔爆破：参照水下钻孔爆破设计。,硐室爆破：参照陆上硐室爆破设计计算，考虑水体的压力与阻力，一般较陆地增加 10%30%。,52,10.5.2 施工要点,岩塞爆破施工中的最大问题是防止漏水及保持围岩稳定。,为确保安全须增加贯通孔（小孔径）及超前孔。,精确控制炮孔深度，孔底至临水面距离0.20.5m。,所有爆破器材必须经过检测、试验。,起爆网路采用复式、交叉网路。,53,10.5.3 岩塞爆破的安全及防护,水中冲击波效应。,空气冲击波与气浪对隧洞的影响。,地震波效应。,岩塞爆破后石渣运动的危害。,54,沉船解体爆破,1、爆破设计,沉船采用解体打捞方案，应根据沉船规模、结构及施工环境条件，确定具体的爆破施工设计。,2、施工程序,基坑开挖沉船探摸分段方案,局部清吸药包加工潜水布药,网路连接移船起爆残骸抓捞,55,3、施工方法,3.1 基坑开挖,使用挖泥船清除沉船周围的泥沙，形成基坑，便于潜水员进行工作。,3.2 沉船探摸,掌握沉船已暴露的情况，船体部位、钢板厚度、确定分段布药爆破方案。,56,3.3 药包加工,爆破材料选用（炸药、雷管、包装）,用药量计算（参照非接触爆破经验公式）,CK,H,.H.R,2,药包加工成条状形,直径150300mm，长度2、3、4m不等（备用），下水前配重并安装起爆雷管。,57,3.4 药包布设,潜水作业是关键，切割爆破的效果取决于药包与钢板的贴近程度。,3.5 移船起爆,水下药包布设完备，爆破网路连接导通，线路（电阻）检查无异常即可进行移船起爆。,3.6 残骸抓捞,使用大型挖泥船，配重型抓斗效果更佳。,58,基坑开挖,59,沉船探摸,60,药包加工,61,残骸抓捞,62,残骸抓捞,63,水下爆破安全,1、编制水下爆破施工设计,大中型爆破和技术复杂的爆破，施工单位必须事先编制爆破设计。,水下爆破施工，要制定对周围环境、水下建筑设施及水产、养殖的安全保护措施。,2、申办相关爆破手续,爆破三证（公安部门）,航行通告（海事部门）,64,3、水下爆破安全距离,飞石,水深小于1.5m与陆相同（300m）,水深大于6m可不考虑飞石危害。,爆破振动标准与陆上同,水中冲击波,游泳 9002000m,潜水 12002600m,客船 1500m 施工船 700m,65,水击波防护措施,对水击波效应防护的措施，主要是采用气泡帷幕技术。所谓气泡帷幕，就是在爆源与被保护物之间的水底设置一套气泡发射装置，自水底发射出的无数细小气泡，由于浮力的作用自下而上运动，形成一道帷幕，它能有效地耗散穿越它的水击波能量，从而达到削减水击波压力峰值的目的。,66,水上作业安全,1、作业人员必须穿救生衣、戴安全帽。,2、爆破水域的危险边界，设立禁航信号、警告标志；并布置警戒船舶及警戒人员。,3、危险区内被保护对像的安全防护措施。,4、使用电爆器材要防止船舶杂散电流。,5、雷暴、大雾、大风（6级）浪高超过,0.8m、水位陡涨陡落时禁止水上爆破作业。,67,练习题,一 填空题：,1、水下爆破作业时，工作人员应穿好（）或应备有相应数量的（），（）人员不得登上爆破作业船。,2、水下爆破导爆索网路应在主导爆索上加系（），使其悬吊；应避免导爆索网路（），造成网路交叉，破坏起爆网路。,3、水下裸露药包应有足够的（），使其能顺利（），药包表面应包裹良好，防止与礁石（）、（）损坏。,68,填空题：,4、水下电爆网路的导线，应采用有足够强度且防水性和柔韧性良好的（）线。,5、水下爆破工作船及其辅助船，应按规定悬挂（）。,6、水下钻孔爆破，应采取（）和（）等安全措施，才准许边钻孔、边装药。,7、潜水爆破应在潜水员离开（），并将作业船（）地点后，才能起爆。,69,二、选择题,1、水下裸露爆破的能量大部分转化为（），是一个不可忽视的危险因素。,A 爆生气体 B 地震波 C 水中冲击波,2、在有水的沟槽内进行爆破，应使用（）炸药或经过防水处理的炸药。,A 抗水 B 抗压,70,三、判断题：,1、水下爆破的药包应在装药船上边装药、边制作。A（错、对）B（错、对）,2、水深小于1m时，确定个别飞石的安全距离与陆上相同。,A（错、对）B（错、对）,71,四、简答题,1、何谓水下爆破？水下爆破分那些类型？,2、水底裸露爆破与水下钻孔爆破相比，有那些优缺点？,3、水下爆破对起爆网路有何特定要求？,4、在水深不大于30m的水域进行水下爆破，水中冲击波对水中人员的安全距离与那些因素有关？,5、试述水下砂、土地基爆炸压密原理，主要方法有那些？,72,五、问答题,1、水下爆破作业应考虑哪些因素？对爆破器材有何要求？,2、水下爆破与陆地爆破相比有什么特点？,3、水下爆破对起爆网路有何特定要求？,73,