漂流船舶爆破方案d.docx

漂流船舶爆破

实
施
方
案

单 位：

编制人：

审 核：

2011年10月12日

目 录
1 概 况
2 爆破漂流船舶的适应条件和可行性
3 投入与作战效能分析和经济可行性
4 培训及实施
5 爆破方案编制依据
6爆破方案
7爆破安全技术措施
8安全管理措施

1 概 况

重庆地处长江上游，长江和嘉陵江在重庆朝天门交汇。由于重庆境内地形为丘陵和山区，因此河流具有山区河流的特点即在洪水期水位暴涨暴落。一日内水位可暴涨10米以上，特别是嘉陵江因江面较窄，过水段面较小，洪峰到来时水流湍急，表面最大流速达4米/秒左右。在重庆主城区的嘉陵江和长江的两江四岸分布众多的各种船舶。按用途分为餐饮船、趸船、驳船、货船、危险化学品船等。按动力分可分为有动力船和无动力船。由于重庆主城区有两条江从主城穿过，随着重庆经济的发展，在主城的两江在建和已建成的大桥在18座以上。从近年来洪水期出现的险情分析，出现船舶断缆漂移主要为餐饮船。就其原因，主要是餐饮船为其他船舶改造而成，船舶老旧、年久失修。船员大都未经正规培训，钢缆没有定期更换或钢缆的大小不能满足抗击洪水期的强大水流力，钢缆设置不合理或布置数量太少。例如：2011年9月20日14时许，嘉陵江渝澳大桥水域一艘餐饮船副缆断裂出现险情，16时许，该船主缆断裂，随后出现漂流险情。该餐饮船漂流过程中与另一艘船碰撞，导致该餐饮船翻沉，船上11人全部落水。事发后，重庆各有关部门立即启动紧急应急预案，积极展开救援。经过紧急施救，最终落水人员获救，并且避免了船舶撞击大桥造成更大的事故。见图1

2 爆破漂流船舶的适应条件和可行性
2.1 项目研究的背景
鉴于流经重庆主城的长江和嘉陵江具有显著的山区性河流的特点，洪水期船舶出现断缆漂流的几率较大，而重庆主城区已建和在建桥梁有18座，在断缆漂流船舶到达下游桥梁之前用爆破的方法将其爆破沉没是应急处置的方法之一。船舶沉没后受底层水流的冲刷进入深槽，深槽分布在顺水流的方向，呈U形分布。沉没的船舶进入深槽后，因水流减缓，就固定在深槽内，不会对下游的桥梁和其他船舶造成危害。
2.2 爆破漂流船舶的必要性
如逢特大洪水，船舶断缆后向下游漂流，由于船舶自身重量大（一般自重在100吨以上），船舶漂流后瞬间产生的冲击力可上百吨。如果直接撞击下游的船舶和桥梁，危害性极大，可能产生灾难性后果，造成更大损失。特大洪水出现后，海事部门要求所有船舶进入洪水锚地或加固锚缆设施就地防洪。由于出现特大洪水后，很多河段水流速度大于3.5米/秒。通航船舶自身的安全都很难保证，用船舶施救拖带漂流船舶的风险性很大，极易发生新的事故，造成更多的船舶漂流或沉没。此时如用快艇送人到漂流船舶进行爆破，由于快艇自身动力大，船舶小，机动灵活，其航行的安全性比用普通船舶施救的安全性要高。因此，在一定的水文条件、水深条件和环境条件下，用爆破的方法炸沉漂流船舶很有必要。
2.3 爆破漂流船的适应条件
由于布置爆破药包需要辅助船舶，当河水流速大于3.5米/秒时，船舶航行的安全性不高，流速需小于3.5米/秒，作业船舶航行才可靠，才能保证自身安全。当漂流船舶流向正对下游其他船舶（桥墩）时，爆破漂流船舶与其他船舶（桥墩）的距离应大于150米，防止漂流船舶下沉过程中撞击下游其他船舶或桥墩。因此，爆破漂流船的流向在远离下游的其他船舶和桥墩的情况下实施最安全。爆破漂流船舶应尽量选在深槽河段，防止漂流船舶爆破沉没后出现碍航或受水流力的冲刷继续向下游移动，对下游船舶或桥墩产生隐患。
2.4 技术可行性
切割爆破并非目前才涉及。目前随着爆破器材的改进，我国已经积累了一些经验，并且还有一些成功的案例和经验。如长江重庆航道工程局在2002年，在江西省境内的长江马当河段成功地进行了爆破打捞。长江重庆航道工程局具有50多年的水下爆破经验，长期致力于长江航道的水下炸礁及碍航水下爆破。此外，该单位还在沿海从事水下爆破和疏浚工程。既有内河水下爆破的经验又有沿海水下爆破的经验。除长江重庆航道工程局以外，海军某部为了疏通航道也有爆破打捞船舶的成功先例。效率比常规打捞高一倍以上，费用也为其的三分之一左右。
2.5 组织协调和人力资源可行性
重庆特警队是一支组织严密，技术过硬，特别能战斗的队伍。在打击犯罪和各种应急抢险中多次荣立战功。针对漂流船舶处置抢险的特殊性我们拟设立如下组织机构。总指挥： 技术指导： 、冲锋艇负责人： ，下设一个爆破班，其组员由六名人员组成。分别是：（组织机构图见下图）。
爆破现场指挥网络图
总指挥：

技术指导：

负责人：
快 艇
爆破班
负责人：

　组织机构确立后，要选择思想好、作风硬、经验丰富的队员进入爆破班。各层次人员、建立良好的协作关系、保证项目顺利执行。
3 投入与作战效能分析和经济可行性
3.1爆破漂流船舶所需的爆破器材
乳化炸药：150kg，电雷管：12发 导爆索：1卷
雷管测试仪器、起爆器：1个。 电线： 尼龙绳：
辅助器材：钢丝钳、拨线钳、剪刀、防水胶布、草球、救生衣等。
强力磁铁：
辅助设备：8人座快艇一艘（带发电机220v 或380v）

器材费用统计表
序号
名称
单位
数量
单价
合价（元）
合计（元）
1
乳化炸药
公斤
150
11
1650
25898
2
电雷管
发
12
4
48
3
导爆索
米
50
3
150
4
雷管测试仪
个
1
1500
1500
5
起爆器
个
1
2800
2800
6
电线（铜芯）
米
300
4
1200
7
强力磁铁
个
9
2000
18000
8
辅助器材

500.0
9
救生衣
件
10
50
50

25898

注： 8人座快艇一艘可从其他部门调用本次不计费。表中雷管测试仪、起爆器、电线（铜芯）可多次利用。其摊销费用很低。
3.2 爆破处理漂流船舶与其他方案的比较
应急处置漂流船舶还可以用大功率的拖轮顶推漂流船舶变向，使漂流船从桥墩之间通过。但重庆主城区桥梁众多，在桥梁附近船舶为了保证自身安全，不能顶推。拖轮顶推往往只能处置少数流速小，水流条件好的区域。而当水流速大于3米/秒时，或水流紊乱的区域拖轮也不能处置。拖轮所需的功率大1900千瓦，其每个台班（8小时）的费用在20000元左右。根据海事部门的要求，特大洪水期所有船舶都要禁航。即使用拖轮顶推，稍有不慎，拖轮自身容易出现新的险情。如操作不当，易发生船毁人亡的特大事故。综上所述，用拖轮顶推漂流船只能选在流速较小，水流条件好，水深大于5米的区域。其处置的适应性较爆破处置差，其处置费用也较高，安全隐患多。
此外，还可以用军事武器击沉漂流船舶。但军事武器的穿透力和爆破威力很强，在船舶众多的城市区域使用也可能伤害到其他船舶或设施。
3.3 社会影响分析
用爆破法处置，投入少，机动灵活，反应迅速。爆破法是用民用的方法处置自然灾害造成的事故，其社会负面影响较小，国内外都有类似的例子和经验。人们更易接受民用的方法。用军事武器处置灵活、准确。但社会的负面影响大，人们的心理接受还有个过程。相对来说，民用法处置更能得到社会的理解。
4 培训及实施
4.1参加培训的人员
现场处置的负责人、爆破班队员。
4.2培训目标
设置课程、教材，确定培训教师，联系培训地点。经过培训达到熟悉爆破的理论知识，掌握爆破的操作全过程。形成联系沟通机制（内部外部和参与应急处置的相关单位），通过培训达到应急处置的认同感和使命感。
4.3理论培训
结合爆破员培训教材，重点掌握乳化炸药，导爆索的性能和使用条件、使用方法。
熟悉电雷管的炸药参数、电爆网路的组成、电爆网路的计算、电爆网路的连接及布置方式。
掌握爆破药包的加工方法。熟悉船舶的结构，掌握船舶最薄弱的结构部分。最薄弱部分为布药的最佳位置。
4.4实作演练及爆破试验
实战中理论和实践相结合，做到来之能战，战之能胜。爆破工作是一个实战性和经验性很强的工作。特别是在应急事故处置中，只能胜利不能失败。除了掌握好理论外，还必须实作演练。通过演练积累经验、掌握实作技巧，以便在实战中万无一失。
爆破科学是一个经验性很强的科学。为了取得更合理的爆破参数，做到对环境影响最小，操作性强、操作安全、按相似性的原则，应分别安排模型船舶正向漂流和倒扣漂流的爆破试验。试验选取不同厚度的钢板、钢板容器作爆破试验，为实战提供可靠的爆破参数。
综上所述，为了保证两江四岸船舶和大桥的安全，需要对漂流的船舶进行应急处置。为达到安全、快速的处置目的，可用爆破的方法将漂流的船舶炸沉。
5 爆破方案编制依据
5.1 《爆破安全规程》（GB 6722-2003)。
5.2《民用爆炸物品安全管理条例》。
5.3《水运工程爆破技术规范》（JTJ286-90）；
5.4其他同类型工程的施工经验和工程技术总结。
5.5工程爆破实用手册。
6爆破方案
6.1、爆破方案选择
根据山区河流水位暴涨暴落和流速大的特点，为了保证下游船舶和大桥的安全，能在最短的时间内处置漂流船舶，可采用爆破的方法将漂流船舶炸沉避免产生更大事故。
爆破方案：采用裸露药包爆破切割法。即在切割部位布置条型药包或集中药包，利用炸药爆炸产生的强大剪切作用，将船板切割破裂。引起船舱进水，危船沉没。
6.2、设计原则
⑴ 根据漂流船舶正向和倒扣方式选用不同的布药方式。
⑵为获得较好爆破效果选定漂流船薄弱环节即不同的位置布置药包。
⑶药包加工成带锥型，利用锥型的作用产生聚能效应，从而获得好的爆破效果。
⑷利用防水导爆索和电雷管起爆，爆炸炸药的准爆性。
6.3漂流船倒扣爆破方案
6.3.1设计原则
1)、当船舶为倒扣漂流时。考虑到爆破人员可到船舱布置药包的困难性，适宜在倒扣的船底布设裸露的条型药包。
2)、爆破器材种类：选用防水性能较好的乳化炸药、防水导爆索、电雷管爆破。
3)、药包的加工形状
药包加工成锥型，产生聚能效应，对船底板产生足够大的能量破坏船底。
炸药选用直径为80mm，长度500mm。先将直径为90mm的塑料软管破开，然后装入炸药，再用薄铝板加工成无底边的三角形，三角形的顶角60度，高4mm。三角形聚能罩置于条型药包内。最后每间隔500mm用绳子将炸药和三角形聚能罩绑扎好。为能做到条型药能与船底板固定，每间隔3米在条型药侧面绑扎强力磁铁如图2

聚能爆破，爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇集，使能量集中。
爆轰产物的压力本来就很高，汇集时在轴线形成更高的压力区，能量过了最高压区后，高压促使爆轰产物向周围低压区膨胀，使能量分散。
综上所述，带锥型的药包有利于在某个高度形成特高压区，它的破甲作用比无锥型的药包大得多。
4)、在条型药包中放置防水导爆索和电雷管起爆。
5)、炸药的布置位置
根据船舶倒扣裸露的面积，观察船底板裸露的焊缝位置，分别在船底板的前部、中部、尾部布设条型药包。前部药包考虑到水可能冲刷，稍靠后布置。布置药包时由于条型药包较长，条型药包需由两人配合布置。药包两端距中轴线两边尽量相等。药包布置好后用沙袋覆盖，减小爆破噪声。
6.3.2爆破参数及实施
1）、炸药量的确定
切割爆破的药量一般通过实验方法确定，根据过去类似爆破的经验（长江马当河断沉船打捞的经验）。
钢板厚度小于2.5cm时经验公式如下：
Q=25F*1.2
Q---乳化炸药量（g）
F---钢板切断面积
一般的老旧船舶船舶的有效钢板厚度为1cm。长度1000cm。
推算药量
Q=25F*1.2＝25×1000×1×1.2=30000g=30kg
为了确保能切断钢板，每个条型药包按40kg布设。
即药条长10米，每延米乳化炸药按4kg布置。
2）、爆破试验
为了检验爆破效果。在爆破正式实施前，可选择带有焊缝的钢板先进行爆破试验，根据爆破试验的爆破效果，再进行方案变更药量。爆破试验可安排在郊外无人的长江边进行。
3）、爆破网路设计
采用电雷管和导爆索起爆起爆。导爆索在使用前应作放水处理。为了改善爆破效果每个条型药包用两根导爆索和两发电雷管起爆。起爆网路为电导爆网路。电爆网络具有抗干扰性强、安全性好、起爆可靠、使用方便简单等特点。
（1）、延期形式和网路联结形式
采用毫秒差电雷管的延时起爆网路（见附图）。每个条型药包装入毫秒差电雷管，导爆索与药包紧密接触。以确保爆破的可靠性。

爆破网路联接示意图

为了减少爆破震动效应，三条条型药包采用不同的毫秒差电雷管雷管延期起爆，每条条型药包用四发雷管，即两发起爆导爆索，另两发起爆乳化炸药。四发雷管中两发先并联再串联。条型药包之间串联，以达到准爆和降低每段齐爆的药量，充分达到延期和减震的目的。
电爆网路采用并串联法，电力起爆，网路联接等工序能通过仪表检查，并能将计算数据与实测数据进行比较，及时发现错误。两发电雷管并联，提高了水下爆破可靠性，故并串联法还具有可避免个别雷管质量不良发生瞎炮的弊病。除此之外，电爆网路可实现远距离、大药量的爆破，利用微差电雷管还可实现特殊爆破。其并串联法电阻计算公式如下：
总电阻 ∑R=R主+ R0+n.r/m
总电流 I=V/∑R (A)
雷管电流 i=I/m (A)
式中： R0——网路区间连接线电阻之和
n——药包个数
m——同药包中并联电雷管数
r——每个电雷管内阻值
R主——网路主线电阻
在实际工作中，可先加工好雷管和药包，以免加工药包不及时而贻误“战机”。两发电雷管，首先将两发电雷管并联，再将各组电雷管串联起来，接入起爆主线。为确保每发电雷管起爆击发，流经每个电雷管的电流为：一般爆破，交流电不小于2.5A，直流不小于2A；大爆破，交流电不小于4A；直流电不小于2.5A。
(2）、起爆方式
考虑到船舶在漂流，用充电起爆器起爆，充电需要花费时间15秒左右。时间越长爆破主线被水流冲断的几率就大。故用交流电起爆可靠性更高。充电式起爆器备用。
6.4船舶正向漂流爆破方案
6.4.1设计原则
1)、当船舶为正向漂流时。爆破人员在船舱布置药包较容易，适宜在船舱底板布设裸露的集中药包。将船炸为洞状而沉没。
2)、爆破器材种类：选用防水性能较好的乳化炸药、防水导爆索、电雷管爆破。
3)、药包的加工形状
药包外形为长方形（被子的形状），底部加工成锥型，产生聚能效应，对船底板产生足够大的能量将船底炸为洞状。
炸药选用直径为80mm，长度500mm。先将薄铝板加工成无底边的三角形，三角形的顶角60度，高4mm。即三角形聚能罩置装入编织袋底部，然后在编织袋底部布置防水导爆并索环绕药包，其长度10米，然后装入炸药，最后用尼龙绳扎紧。
4)、在长方形药包中设置电雷管起爆。
5)、炸药的布置位置
在船舱底板裸露出的焊缝靠中轴线附近，分别在船底板的前部、中部、机舱海底阀布设三组药包。每组药包两个，药包布置好后用沙袋覆盖，减小爆破噪声。
6）、炸药量的确定
每组药包总量与条型药包同，计算公式参照方案一。
7、爆破安全技术措施
爆破安全技术措施有三个方面：一是施爆过程中的安全；二是爆破个别飞散物、地震波、空气冲击波、爆破噪音方面的安全；做到既能满足工程需要，又能保证安全要求的目的。
7.1、个别飞散物的控制
药包用沙袋覆盖后既可减少噪声又可控制飞散物飞出的距离。由于爆破物为金属，其韧性好，一般不会产生飞散物。
7.2、爆破安全距离验算
a、根据《水运工程爆破技术规范》计算建筑物的爆破地震安全振动速度公式计算：
V = K（Q1/3/R）α
式中：V——垂直震动速度（cm/s），一般建筑物为2cm/s，混凝土构筑物为5～7 cm/s，此处按2 cm/s计算控制药量。
K——与爆破点地形、地质等条件有关的系数，取为150
R——爆破地震安全距离（m），100m
Q——单段最大装药量60（kg）
α——衰减指数，取为1.5
则震动速度：V=150×(601/3/100)1.5≈1.16cm/s＜2cm/s
为增加安全系数单段最大药量为60公斤时产生的震动速度为1.16cm/s。实际单段最大药量要小于60公斤，对等级较低的一般建筑无害，一般建筑距爆源的距离远大于100米。不同建筑震动速度控制标准见下表。

爆破振动安全允许标准
保护对象类别
主振频率F(Hz）
允许安全振速（cm/s )
土窑洞、土坯房、毛石房屋
F＜10
0.5～1.0
10≤F＜50
0.7～1.2
50≤F＜100
1.1～1.5
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物
F＜10
2.0～2.5
10≤F＜50
2.3～2.8
50≤F＜100
2.7～3.0
钢筋混凝土结构房屋
F＜10
3.0～4.0
10≤F＜50
3.5～4.5
50≤F＜100
4.2～5.0
一般古建筑与古迹
F＜10
0.1～0.3
10≤F＜50
0.2～0.4
50≤F＜100
0.3～0.5
重力式码头
—
5.0～8.0
水工隧道
—
7.0～15.0
交通隧道
—
10.0～20.0
矿山巷道
—
15.0～30.0
水电站及发电厂中心控制室设备
—
0.5
新浇大体积混凝土
初凝～3天
—
2.0～3.0
3～7天
—
3.0～7.0
7～28天
—
7.0～12.0

有关的系数K和衰减指数α值
岩 石 类 别
K
α
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中等硬度岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
7.3 爆破水中冲击波对人员安全的验算
根据《水运工程爆破技术规范》规定，在水深小于30m的水域内进行爆破，当炸药量为50Kg～138Kg（暂定）之间时,水中冲击波对人员安全距离为：游泳为700ｍ；潜水为900ｍ。
7.4 爆破水中冲击波对非施工船舶安全的验算
对于非施工船舶爆破安全距离为：位于爆破点上游时1000ｍ，位于爆破点下游时或静水区时1500m。在距离不许可的情况下，对保护船舶的安全距离按公式R=KO计算。药量与安全距离的关系如下表：
安全距离R（M）
130
140
150
160
170
180
190
193
最大药量Q（Kg）
42
52
64
78
93
110
130
138

7.5爆破水中冲击波对施工船舶安全的验算
爆破单段最大药量为40Kg（暂定）之间时，对施工船舶的水中冲击波安全距离为：木船150ｍ，铁船100ｍ。也可按经验公式计算，结果见下表
对铁船安全距离R（m）
56
59
62
65
68
70
74
77
对木船安全距离R（m）
93
98
104
108
113
117
124
128
最大药量Q
（Kg）
50
60
70
80
90
100
120
140
7.6、水中冲击波安全距离
根据《爆破安全规程》，当一次起爆药量少于1000kg时的水中冲击波安全距离如下表：
Q≤1000kg时水中冲击波安全距离/m
炸药量/kg
≤50
>50～≤200
>200~≤1000
钻
孔
或
药
室
游泳者
500
700
1100
潜水者
600
900
1400
木船
100
150
250
铁船
70
100
150

8、安全管理措施
8.1应严格遵守以下安全规范
《爆破安全规程》GB6722-86
以及国家、省、市颁发的其它相关的有关安全规范和规定。
8.2 爆破施工的安全措施
8.2.1爆破施工安全要求
①严格按国家有关法律、规定办理爆破器材的购买手续，必须向所在地市、县公安局申请领取“爆破物品使用许可证”方可使用爆破物品。
②爆破装药人员必须有“爆破员作业证”，方准从事爆破作业。
③严格领料和退料制度，每次爆破必须按量领料，多余的炸药、雷管一律交库保存，不准私自保管。
④严格按国家有关规定进行爆破材料的正确运输、保管、加工和检查试验工作。
⑤起爆时间一定要定时、准确、每次爆破要有正规的爆破信号和安全警戒制度。
⑥在危险区内的建筑物、道路、管线等，采取安全保护措施。
⑦在爆破危险区的边界设立警戒哨和警告标志。将爆破信号的警告标志和起爆时间通知当地单位和居民，起爆前，督促人员撤离危险区。
⑧禁止黄昏、黑夜、大雾、雨天进行爆破作业。
⑨使用的火工品材料不能过期失效，雷管必须同厂同批产品。
8.2.2起爆药包加工要求
①严禁在爆破器材存放地点加工药包，应在附近单独房间或帐篷等安全场所进行加工，数量应按设计确定。
②加工药包时，人员之间要保持一定距离，有隔离设施时，不小于1.5米；无隔离设施时，不小于3米
③药包加工时，应放在警戒区内，无关人员不准接近加工场所。
④爆破器材存放量，不得超过当班用量。
8.2.3、装药与起爆网路的安全要求
①制作药包必须在选定的安全场所进行，每个药包应严格按爆破设计要求准确称量，并按药包重量、雷管段别、药包个数分类编组放置，由专人看管登记，严格领取手续。
②装药现场严禁烟火，装药过程由专人监督检查。
③需要防水的药包，在药包加工制作时进行防水处理。
④装药人员，应严格按爆破设计药量装药。
⑤由专人负责各区段和其间的爆破网路连接，并检查连接后的网路参数。
⑥严格按爆破设计进行防护及覆盖，防护及覆盖工作完成后，必须重新检查起爆网路，核准无误后才能接入起爆装置。
8.2.4爆破作业组织机构
为保证爆破能顺利进行和确保安全准爆，应成立爆破指挥部，指挥部下设以下职能组：
爆破指挥组—负责施工人员组织、指挥
技术组—负责设计及施爆技术指导。
火工器材组—负责爆破器材领取、保管，按单发放和清退。
居民疏导组—负责警戒区内无关人员的撤离。
安全警戒组—负责各警戒点警戒工作，无关人员不得进入警戒区。
8.2.5安全警戒及起爆
①爆破警戒范围为距离爆破点150米范围内的船只，并用派巡逻船警戒，水下900m范围内不得有人进行水下作业。
②起爆前30分钟，居民疏导组人员到岗，分片负责将警戒区内无关人员撤离 至警戒区外的安全地点。
③起爆前30分钟安全警戒组人员到岗，按计划绝断各通往或经过爆破点的道路直至发出解除警戒信号后，方准离开警戒岗位。
④负责人员撤离的居民疏导组负责人，在完成撤离任务后，必须及时向指挥长报告，负责安全警戒的警戒组负责人，也要及时向爆破负责人报告警戒工作情况。
⑤人员撤离后，在未发出解除信号前，任何人不准再进入爆破警戒区。
⑥指挥长在确认人员全部撤离危险区域后，通过对讲机用倒计时方式发出起爆命令。