第三讲 水下爆破
水下爆破
水下爆破（1）第一节水下爆破特点与分类水下爆破是指被爆岩体上部有水介质覆盖的爆破。
与一般土岩爆破作业比较，因为多了中间介质水的影响，其中钻孔、装药、起爆方法都变得复杂。
我国自解放以来，水下爆破技术发展很快。
长江重庆至宜昌段号称天险的川江航道，滩险流急，暗礁密布。
经过川江航道部门采用水下裸露药包法炸除了数以一百万立方米计的水下礁石，大大改善了通航条件，创造了多种水上投放药包的裸爆施工工艺。
随着陆上爆破技术的发展，水下钻孔爆破技术也得到了长足发展，长江重庆航道工程局经过五十年的探索，成功地解决了定位、钻孔、装药起爆、安全防护等一系列问题，创造了一整套水下钻孔爆破、裸露爆破的先进经验和施工工艺。
20 世纪80 年代后期，中国科学院力学所经过多年探索和实践，发展了一种全新的软基处理技术用于构筑防波堤和港口围堤，并取得发明专利，进一步开拓了水下爆破的应用领域。
水下爆破的作业方式和爆破原理与陆域爆破大致相同，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。
但由于中间介质水的影响，与一般土岩爆破作业比较，施工难度要大得多。
对一个水下爆破工程，应当根据工程量大小、周围环境、工期要求、施工机具等情况综合考虑。
选择何种作业方式和钻孔设备，选用爆破器材及装药、起爆方法等。
一、水下爆破的特点1、爆破器材选用方面水下爆破的施工作业条件比一般陆地爆破要艰巨、复杂。
在爆破器材运输、装药、连线中必须确保在水面及水下恶劣环境中的工作人员安全。
不能像陆地爆破那样采用敏感度高的炸药。
而宜采用安全度大、威力强的乳化炸药，并要求有良好的抗水压性能及采取相应的抗浮措施。
若条件不许可，只能采用陆上常用的普通爆破器材时，要采取严格的防水、耐压措施。
2、爆破参数选择方面水下爆破产生的岩碴利用水流作用冲走或利用水下专用清碴设备清除，对岩碴碎块的粒度要求比陆地爆破更为严格。
在水中爆破岩体的豉胀、移动都必须对静水压力作功；爆破冲击波在与水面接触面上产生能量损耗，抛掷岩石必须克服水的正面阻力和粘滞阻力作功，水下施工误差也比陆上大，这些原因，使得水下爆破所需的单位耗药量常大于陆地爆破，孔距、排距比陆地爆破要密，且不宜采用过大的爆破作用指数。
第三讲 水下爆破
• 固定支架平台：水浅、水速慢，作业船 无法作业的水中；平台在爆破区上。 • 浮式作业平台：依靠锚缆固定移动型平 台。作业机具固定于其上。 • 永久型专业钻孔爆破船。
三、水下裸露爆破
1.一般概念
• 裸露聚能爆破法：将药包按聚能原 理布置。 • 普通药包矩型扁平爆破法：增加炸 药接触面积。
二、水下钻孔爆破
1. 水下钻孔爆破机理：
水饱和岩体的波阻抗大，使冲击波对水中 岩体的拉伸破坏 能力大大下降。 岩石的移动受水压的作用大大减慢，单耗 增加，移动、抛掷减少。 冲击波、应力波、地震波在水中衰减减慢， 爆破危害效应 增加。
二、水下钻孔爆破
2. 水下钻孔爆破装药量计算 一般比露天爆破装药量增 加（15~20）%，与岩性和炮孔 布置有关；
二、水下钻孔爆破
3. 水下炮孔爆破布孔原则
布孔一定结合钻孔方式进行；潜水员钻孔 孔深深度与孔距受到限制。 平台钻孔：孔深和孔距合理实现。
二、水下钻孔爆破
4. 水下炮孔爆破布孔原则
参数：坚硬完整岩石 a=(1.0~1.25)w;
b=(0.8~1.2)w; 裂隙发育、中硬 a=(1.25~1.5)w b=(1.2~1.5)w 超深：国内1.0~1.5m,一般不低于2米，达到 3米。 采用的钻孔形式：直孔、尽量选用斜孔。
水下爆破的能量释放：水中冲击波约 占炸药能量的50%；脉动压力占冲击波能 量的30%；热能形式占总能量大于30%。
一、水下爆破概述
4. 浅水爆炸的特征与现象
• 冲击波反射在水的表面形成水柱。 • 气泡上冲形成水喷； • 接近水底爆破形成弹坑； • 形成涌浪爬高现象； • 近水爆炸形成水面弹坑现象。
2014济南市爆破作业人员培训
浅析水下爆破施工技术在航道中的应用
浅析水下爆破施工技术在航道中的应用1. 引言1.1 引言水下爆破施工技术是一种在水下进行爆破作业的专业技术，广泛应用于航道清障、水下隧道开挖等工程领域。
随着航道交通的日益繁忙和水下工程的不断发展，水下爆破施工技术也逐渐成为工程建设中的重要环节。
本文将对水下爆破施工技术在航道中的应用进行浅析，通过对水下爆破施工技术概述、优势、具体应用案例、操作流程和安全措施的介绍，旨在深入探讨该技术在航道工程中的实际应用及其重要性。
在现代工程建设中，水下爆破施工技术已经成为处理水下障碍物、加快工程进度、提高施工效率的重要技术手段。
通过本文的介绍，读者将更加深入了解水下爆破施工技术的作用和应用，为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。
2. 正文2.1 水下爆破施工技术概述水下爆破施工技术是一种在水下进行爆炸作业的施工方法，通常用于在航道中清除障碍物或开挖淤泥。
这种技术可以应用于各种水下工程，如航道维护、堤防修复和水下管道安装等。
水下爆破施工技术通常包括以下几个步骤：首先是选择合适的爆破药物和工具，根据水下环境和爆破目标的不同，选择合适的爆破药物和工具至关重要。
其次是确定爆破目标区域，根据工程要求和实际情况确定爆破目标区域。
然后是布置爆破药物和工具，将选定的爆破药物和工具放置到爆破目标区域。
接下来是引爆爆破药物，经过精确计算和控制，引爆爆破药物，完成爆破作业。
最后是清理爆破现场，将爆破后的碎石和残留物清理干净，保证水下环境的整洁和安全。
水下爆破施工技术是一种高效、快速且精准的施工方法，可以有效解决航道中的障碍物清除和淤泥开挖等问题，为水下工程的顺利进行提供了有力支持。
2.2 水下爆破施工技术的优势1. 高效性：水下爆破施工技术可以在水下进行作业，避免了需要将水体抽干或进行其他复杂的工程准备工作，节省了大量时间和人力成本。
2. 精准性：通过水下爆破技术，可以精确控制爆破的位置、方向和范围，确保施工的准确性和精度，避免了因施工误差导致的问题。
水下爆破
港 口 码 头
航 道 交 通
水 利 水 电
桥 梁 工 程
油 气
爆破类型
水 下 钻 孔 爆 破
水 底 裸 露 爆 破 炸 礁
水 下 软 基 爆 破 处 理
水 下 岩 塞 爆 破
水 下 管 线 埋 设 爆 破
挡 水 围 堰 爆 破
水 下 勘 测 爆 破
一、水下钻孔爆破机制及技术特点
一）、水下钻孔爆破作用机制
到淤泥层药包预先埋于
淤泥层之中，上部抛填堆石后起爆。
特点：
炸药用量少、能量利用率高； 操作复杂、安全性差。
四）、水下触底爆夯挤淤法
其爆炸机理是利用小量炸药产生 爆炸压力使砂层和淤泥层受压力变形， 形成一个坑底层变薄，坑壁有一层密 实沙层护壁的相对稳定的弹坑，以此 代替清淤。
10.5 水下岩塞爆破
一、概述
岩塞定义：
在深水的进出水口中，预留用于施工挡水
的一段岩体。
二、岩塞爆破的技术关键
正确选择岩塞口的位置，形式和参数；
优选岩塞爆破设计方案；
正确选择爆破岩渣的处理方式 爆破施工安全技术；
考虑爆破对周围建筑物及环境震动的不利影响 。
三、水下岩塞位置选择的基本原则
满足隧道工程建设的目的和要求。
地形地质条件利于准确设计，一次爆通成形。
岩塞所处的上部岩体要厚实，完整和稳定，
确保爆后的围岩稳定。
四、水下岩塞厚度选取方法
★ 平面半无限弹性体计算法 ★ 现场试验法 ★ 经验类比法 ★ 有限元分析计算法
五、水下岩塞爆破设计方案
钻孔爆破方案 硐室爆破方案 钻孔与硐室相结合
10.1
概述
近水面爆炸 浅水爆炸 深水爆炸
水下爆破
一、水下钻孔爆破水下钻孔爆破，是通过水上钻爆船（驳）或工作平台，配以破套管穿过水层对水下岩石进行钻孔，在船上或平台上进行装药、堵塞、联线、起爆等作业，进行水下爆破开挖的一种爆破方法。
水下钻孔爆破法是水下工程爆破中应用范围最广的一种形式，可用来破碎水下岩层、大孤石、暗礁，以加深、整治航道、港口；炸通水下建筑物的取水口、引水渠预留的岩塞、岩埂；拆除水下临时或废弃的大型、厚壁结构物；解体打捞及清除障碍物等。
目前在内河、沿海均已推广使用，成为了水下炸礁的主要作业方式。
1、特点（1）优点：爆破效果好，开挖厚度大，岩石破碎均匀，爆破有害效应相对较小。
（2）缺点：水上作业船舶设备较多，施工工艺相对比较复杂。
（3）应用范围：凡有条件使用钻孔爆破的水下爆破工程。
2、施工顺序水下钻爆应按开挖断面和船位有序地进行。
一般是由下向上，由外向内，由深而浅分段进行。
有时根据施工水深、工况及工期要求可以改变施工顺序。
合理科学的施工顺序是按期或提前完工的有利保证。
3、施工工艺（1）钻爆船定位水下钻孔是通过水上钻爆船（驳）或钻爆平台配以套管穿过水层对岩石进行钻孔，船与平台必须依靠钢缆和桩定位。
对于钻爆船，为便于移船和定位，同时确保临近航道的正常通航，可在其上游抛倒“八字”主缆，两侧抛开锚，通航一侧用锚链沉入水底，使其有足够的水深过船，以便施工通航两不误。
钻爆船布线应尽量多覆盖钻爆区，作到机动灵活，缩短移缆周期，提高工效。
在钻进过程中因受水流、风浪、潮汐等影响，船体的位移量不宜大于10cm ，以减少钻进中出现导管和钻具倾斜、折断及丢失的现象。
在无GPS的情况下，定位前应在岸上设置纵横断面标，定位时根据设置的标位，布设主缆和边缆，根据标位初定船位，然后用全站仪精确定位。
（2）钻孔目前水下钻孔的钻机多采用风电（冲击和排碴用高风压、旋转用电）和液压风动（冲击和排碴用高风压、旋转用液压）两种。
钻机在钻爆船设置的轨道上移动进行钻孔（根据设计的孔距移动），一次钻至设计深度（包括超钻深度）。
水下爆破新技术：水下爆破基本理论
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!""""第七篇水下爆破新技术第一章水下爆破基本理论第一节水下爆破的概念和原理一、水下爆破的概念和特点水下爆破是爆破工程中的一个重要分支，它与水上（即陆上）爆破的区分是以水面作为标志。
凡是在水面以上进行的爆破作业叫做水上爆破，也就是陆上爆破；凡是在水面以下进行的爆破作业叫做水下爆破。
随着我国国民经济建设的发展，需要兴建和改造大量的港口码头，要建筑各种水利电力设施，对旧的航道要进行疏浚和加深。
上述这些工程都要求在水下的岩层中进行大量的开挖工作，只有采用水下爆破方法才能有效地高速地完成生产建设任务。
水下爆破与陆上爆破相比，从爆破方法和爆破原理方面来说，两者是相似的。
但是从爆破条件来说两者差异较大，水下爆破有它本身的特点，这表现在：（!）水是一种溶剂，能溶解多种化合物，如硝酸铵就极易溶于水和极易吸收水，当硝酸铵吸水超过!"#$以后就会使硝铵炸药失去它的爆炸性能，因此在水下爆破必需选用抗水性能较好的炸药。
（%）水的比重比空气大，浮力也比空气大。
因此装入水下的炸药包的比重不能过轻，否则药包在水中容易产生浮动和飘移，药包不易固定在要求爆破的位置上，因而达不到爆破的目的。
所以水下爆破要求选用比重比水大的炸药，如果选用比重较小的炸药时，·&’(·第一章水下爆破基本理论则必需在炸药包上加上附重（如碎石、铁砂等），以保证药包能固定在设计的位置。
水下爆炸物理百科知识
爆炸过程水下爆炸过程大体可分为炸药爆轰、冲击波的形成和传播、气球的振荡和上浮等三个阶段：①炸药爆轰首先，爆源发生爆轰，并释放大量能量，形成高温高压的爆炸产物。
核爆炸或电爆炸的情况略为特殊，爆炸产物的质量极小，爆炸能量以辐射加热方式使附近的水汽化而形成高温高压的水蒸气球。
②冲击波的形成和传播高压气球的膨胀受到周围水的阻碍，于是，在水中形成向外传播的冲击波，同时在气球中则反向传播一族稀疏波（即膨胀波，在强调压力变化时常用此称）。
稀疏波造成气体的过度膨胀，从而在稀疏波的尾部形成一个向爆心运动而强度渐增的第二冲击波，它在爆心反射并向外传播追赶前面的主冲击波。
于是，主冲击波（第二冲击波随后）在水中向外扩展，所到处对水突然加压，使水加速运动。
在传播过程中冲击波波幅不断减弱，波形不断展宽，最后衰变为声波。
实验表明，化学炸药爆炸能量中大约有一半是以冲击波形式传递出去的。
离爆源不同距离处压力随时间变化的关系称为冲击波的压力波形，通常用晶体测压探头进行测量。
图1③气球的振荡和上浮高压气球先是膨胀，膨胀速度远比冲击波速度慢，当气球压力降到等于水面上的大气压力时，因存在水的惯性运动，气球继续膨胀，压力继续下降，至某一时刻，气球停止膨胀。
气球在水的反压作用下开始收缩,压力重新上升,气球向水中发出幅度不大而持续时间较长的压力波,称为二次压力脉冲,它对附近的薄壳结构也具有较大的破坏作用。
以后，气球不断胀缩振荡,气-水系统的能量不断消耗于湍流摩擦。
在振荡运动的同时，气球在水的浮力作用下，伴随发生上浮运动,最后逸出水面。
图2[气球半径、气球中心位置和顶部位置随无量冲击波传播规律和大多数爆炸现象（包括空中爆炸、岩土爆破）一样，品种和装药密度相同的炸药包在水下爆炸时产生的冲击波效应遵循几何相似的规律，无论从实验或从量纲分析的方法都可证明这一点。
据此，可以显著缩小实验的规模，在实验室内模拟冲击波的产生、衰变和对结构的作用，以代替大湖、大海中的现场实验。
浅析水下爆破施工技术在航道中的应用
浅析水下爆破施工技术在航道中的应用水下爆破施工技术是目前航道工程中常用的一种工程施工方法。
利用爆破技术可以快速有效地清除水下障碍物，使得航道通畅、航行安全。
本文将对水下爆破施工技术在航道中的应用进行浅析，以期能够更好地了解该技术在航道工程中的重要性和作用。
一、水下爆破施工技术概述水下爆破施工技术是利用爆破作用炸碎岩石、混凝土等材料，通过水下实施的一种爆破施工方法。
通常情况下，水下爆破施工需要克服水的阻力和密度大的水下介质对爆破效果的影响，其技术要求和难度较大。
水下爆破施工需要通过潜水员进行水下作业，对炸药的选择、布置和引燃有着较高的要求。
水下爆破施工需要在对水下环境进行深入的研究和调查的基础上制定详细的施工方案，并根据实地情况进行灵活调整。
1.清除水下障碍物航道中常常存在着各种大小不一的水下障碍物，如礁石、岩石、混凝土块等，这些水下障碍物会威胁到船只的通行安全。
利用水下爆破技术可以有效地清除这些障碍物，保障航道的畅通和船只的安全通行。
2.开挖水下基础在航道工程中，常常需要在水下进行开挖工程，如桥墩基础、支座基础等。
水下爆破施工技术可以快速有效地开挖水下基础，提高工程进度和质量。
3.修复和维护水下结构航道中的桥梁、码头、海堤等水下结构也需要进行修复和维护。
水下爆破施工技术可以在不影响水下结构完整性的情况下对其进行维修和加固，提高了维护工作的效率和质量。
1.厦门港航道清障工程厦门港是我国著名的现代化港口，为了保障航道的通畅和船只的安全通行，厦门港对航道进行了清障工程。
利用水下爆破施工技术，清除了海底的大型礁石和岩块，保障了航道畅通，提高了港口的运输效率。
2.汉江河道桥墩开挖工程在汉江河道的桥梁建设中，为了开挖桥墩基础，采用了水下爆破施工技术。
通过对水下地质条件的分析和评估，制定了详细的施工方案，采用了潜水员下潜进行水下基础开挖，取得了良好的施工效果。
随着科学技术的不断进步和水下工程的不断发展，水下爆破施工技术也在不断完善和提高。
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二、水下钻孔爆破
三、水下裸露爆破
3. 药包加工
• 药包的制作：爆破能量大、抗水性好、 耐磨性好、抗压能高。
三、水下裸露爆破
水底礁石、孤石裸露爆破
药包 平衡块 岩体 药包 药包 岩体
药包
药包
结 束
二、水下钻孔爆破
1. 水下钻孔爆破机理：
水饱和岩体的波阻抗大，使冲击波对水中 岩体的拉伸破坏 能力大大下降。 岩石的移动受水压的作用大大减慢，单耗 增加，移动、抛掷减少。 冲击波、应力波、地震波在水中衰减减慢， 爆破危害效应 增加。
二、水下钻孔爆破
2. 水下钻孔爆破装药量计算 一般比露天爆破装药量增 加（15~20）%，与岩性和炮孔 布置有关；
水下爆破的能量释放：水中冲击波约 占炸药能量的50%；脉动压力占冲击波能 量的30%；热能形式占总能量大于30%。
一、水下爆破概述
4. 浅水爆炸的特征与现象
• 冲击波反射在水的表面形成水柱。 • 气泡上冲形成水喷； • 接近水底爆破形成弹坑； • 形成涌浪爬高现象； • 近水爆炸形成水面弹坑现象。
2014济南市爆破作业人员培训
水下爆破
主 讲：田振农 2014.5.25
山东大学工程力学系
主要内容
一、水下爆破概述 二、水下钻孔爆破 三、水下裸露爆破
一、水下爆破概述
一、水下爆破概述
一、水下爆破概述
1. 水下爆破的工程的作用
概念：爆源置于水域制约区内与水体介质相互作 用的爆破； 工程类型：深水、浅水、近水面、水底裸露、水 底钻孔、水下峒室、挡水体爆破。
6. 目前平台技术
• 固定支架平台：水浅、水速慢，作业船 无法作业的水中；平台在爆破区上。 • 浮式作业平台：依靠锚缆固定移动型平 台。作业机具固定于其上。 • 永久型专业钻孔爆破船。
三、水下裸露爆破
1.一般概念
• 裸露聚能爆破法：将药包按聚能原 理布置。 • 普通药包矩型扁平爆破法：增加炸 药接触面积。
二、水下钻孔爆破
3. 水下炮孔爆破布孔原则
布孔一定结合钻孔方式进行；潜水员钻孔 孔深深度与孔距受到限制。 平台钻孔：孔深和孔距合理实现。
二、水下钻孔爆破
4. 水下炮孔爆破布孔原则
参数：坚硬完整岩石 a=(1.0~1.25)w;
b=(0.8~1.2)w; 裂隙发育、中硬 a=(1.25~1.5)w b=(1.2~1.5)w 超深：国内1.0~1.5m,一般不低于2米，达到 3米。 采用的钻孔形式：直孔、尽量选用斜孔。
普通炸药的性能在水下有有很大变化。
水的易流动性、弱粘性、微压缩性，深水 压力使水下爆与露天爆破有明显区别。
一、水下爆破概述
2. 水中爆炸的类别
当水深H＞6m时，深水爆炸；能量损失少 当水深H＜6m时，浅水爆炸；能量损失多 近水爆炸以爆水爆炸的特点
二、水下钻孔爆破
5. 钻孔爆破施工技术 • 钻孔平台：自升式水上升降平台； • 凿岩型式：双管式回转冲击凿岩机； • 装药机具：密封圆桶装药器具、气压装 药器、水压装药器。 • 火工材料：耐水耐压火工品材料； • 起爆器材：遥控起爆。
二、水下钻孔爆破
二、水下钻孔爆破
二、水下钻孔爆破
二、水下钻孔爆破
三、水下裸露爆破
适用情况：个别高点、孤石或礁石；爆破 面积小、厚度薄的岩层；特别是在水深、 流急、浪大时钻孔困难！ 优点：准备工作少，不需钻孔设备，操作 简便。 缺点：爆破后高压气体易逸散，耗药量比 浅孔法多（10~15倍！），效果差。
三、水下裸露爆破
2. 施工方法
• 药包的布置：聚能药包---潜水员、保证聚 能方向的布置法。 • 一般药包—-潜水法、直接布置、沉排法、 船投法、缆递法。