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）。钻孔采用“一管一钻”法，即钻孔前先下套管，再从套管中下钻具进行钻孔。钻孔为避免泥砂及石渣淤孔，钻孔过程中边提升钻杆边送风吹渣进行反复洗孔，以便钻孔中的碎渣排出孔外。钻孔至设计深度即可拆卸钻具，然后进行炮孔检查及装药作业。见（图一）钻机钻孔示意图。

（3）装药及堵塞

为防止泥沙和石渣淤孔，钻孔完成后应立即装药。装药前，先检查孔壁的质量和孔深。当孔深h小于4米时，使用1个起爆体起爆，当孔深h大于4米小于8米时，使用2个起爆体起爆，孔深h大于8米时，用3个起爆体起爆。装药时采用装药杆将炸药推送至孔内，确认炸药装填到位后采用碎石进行炮孔堵塞，并保证堵塞长度不小于0.4m，不大于0.8米。见（图二）装药结构示意图。

起爆体：起爆体用乳化炸药，起爆体长0.5米，其直径为80mm。每个起爆体中使用两发雷管。

（4）联线及起爆

当一排孔施工作业结束后，对本排施工的所有的孔进行串联，当排数达到设计排数时，联接主线准备

起爆。将船移动至安全距离范围以外，并向施工区域上下游派出警戒船，按规定发出信号，确认安全后起爆。

4、爆破参数

水下钻孔爆破参数包括孔径、孔深、超深、孔排距和单耗。

（1）单位炸药消耗量q

在实际施工中，影响单位炸药消耗量的因素很多，主要有岩石的强度、炸药种类、自由面条件、施工条件、装药方式、水深和挖泥船清碴能力等。

一般的资料认为水下钻孔爆破炸药单耗由以下几部分组成：

q = q l+ q2+ q3 + q4

式中： q l―基本单耗；

q2―爆区上方水压增量；q2＝0.01h2；

h2 ―水深，m；

q3―爆区上方覆盖层增量；q3＝0.02h3；

h3―覆盖层（淤泥或土、砂）厚度，m；

q4―岩石膨胀增量；q4＝0.02h；

（2）孔径

水下钻孔爆破的孔径，主要取决于钻机型号。水上作业钻孔困难，一般尽量采用较大孔径，以减少钻孔数量。航道部门常用的钻机类型CQ－150、SWDW165等。孔径一般为105mm和110mm两种。

（3）孔距a 和排距b

当炸药性能一定时，对各种基岩有一个合理的炸药单耗，在给定孔径条件下，每个炮孔有一个适宜的负担面积。

S = a×b b =（s/m）1/2式中：S ―面积，m2；

a ―孔距，m ；

b ―排距，m ；

m ―密集系数。

根据施工经验，通常选用的孔距、排距与施工工况、地质条件及清碴设备的清碴能力密切相关。清碴设备是2m3的挖泥船一般孔距取1.5～2.5米，排距取

1.5～

2.0米；清碴设备是4m3的挖泥船一般孔距取

2.5～

3.0米，排距取2.0～2.5米；在实际施工中要根据试爆情况及时修正孔排距。

（4）钻孔深度H 和超钻深度△ h

水下爆破因其施工的复杂性，考虑到二次爆破成孔较困难，在港口航道整治工程中的水下开挖不进行分层爆破，在施工中应一次钻至设计深度。为了保证设计深度内岩体均匀破碎，不留根底，钻孔应有一定的超深，以克服底盘岩石的夹制作用。超深值选取过大，将造成炸药和钻孔的浪费，形成部分废方；超深值不足，将产生根底或抬高底部高程，为达到设计要

求，必须进行二次爆破。考虑到水下钻孔爆破作业困难，效率低，其超深值一般较陆域大。水下深孔台阶爆破，根据经验，通常按△ h = ( 0.8～1.2 ) W 计算，最少不小于0.8m 。根据岩石等级和台阶高度一般选取1.0～2.5米。

钻孔深度H 按下式确定： H=H0＋△h

式中：H0―设计开挖深度，m；

5、水下钻孔装药量计算

首排孔单孔装药量可按下式计算。

Q = 0.9qabH

式中：Q ―炮孔计算装药量，kg ；

q―水下钻爆单耗值，kg/m3

b ―排距，m ；

a ―孔距，m ；

H ―钻孔深度（包括超深值）, m 。

与首排孔相邻的后排孔装药量计算式为Q = qabH

6、微差时间

微差间隔时间可采用经验公式计算：

Δt=KpW（24-f）

式中：