不同水深条件下水下钻孔爆破破岩机理研究

水深因素对水下钻孔爆破冲击波压力峰值的影响

２００８年６月
水深因素对水下钻孔爆破冲击波压力峰值的影响
邵鲁中等
・５・
浅水区域，距离装药８０Ｉ．的第一个波形与距离装ｎ药４０Ｉ．的第三个波形相比，ｎ峰值压力波形上升坡度明显变缓，其原因是相对海底孔口的测点方位角变大，海底影响加剧，前驱波作用增强。／／／／／／／／／／／／／／／／／
随潮水高低而定。
２２试验测试系统．
测试系统有国产Ｃ－Ｄ２２冲击波测量传感ＹＹ－０
器、四川纵横系列Ｊ５０，Ｅ８３电荷放大器，Ｖ２ｏＹ５５见图１。采样频率取２ＭＨ，样长度取１０ｂｔｚ采００ｋｉ。根据本试验特点，选择防水性能好、爆能较高、运输
使用安全系数大且价格便宜的乳化炸药。
保持周围环境和水产资源；向前等在２０梁０６年提出表１的水中冲击波的安全控制标准。这些都Ｊ
说明研究水下爆破产生的水中冲击波的传播规律与水中冲击波的强度对工程安全实践有着重要的指导作用。表１水中冲击波压力安全控制标准
被保护对象后引桥基础卸货码头基础允许水击波压力Ｐ／ＰＭａ
≤０２． ≤０２． ≤０．１
图１试验测试系统
试验中，传感器中心距水底１ｍ，测点距装药中心水平距离在４～０ｍ范围内变化。试验钻孔１
孔深１０～．．２５ｍ。２３试验设计．
水中冲击波的峰值压力作为安全控制指标。由于水体的近于不可压缩性及理想的传播条件，水下爆破产生幅值较高的水中冲击波压力，且衰减较快、压力作用时间极短，常为微秒级［］通３。水底钻孔

水下钻孔与凿岩在清礁工程中的应用探讨

水下钻孔与凿岩在清礁工程中的应用探讨摘要：水下爆破是清礁工程常用的施工方式，经过多年的实践，设备及技术已经比较成熟，在我国沿海及内河航道工程应用十分广泛，但在内河的特殊环境下，水下爆破则存在损害周边结构建筑及水域环境重大风险，如果采用水下钻孔与凿岩相结合，就能很好的规避风险，安全施工。

为此，本文对水下钻孔与凿岩在清礁工程中的应用进行探讨。

关键词：清礁工程；爆破；水下钻孔；凿岩；施工方法引言随着我国航运的飞速发展，航道承载着新越来越多的使命，航道整治中，清礁工程任务越来越重，水下爆破施工工艺日趋成熟，在沿海与内河清礁施工中发挥着重要的作用，但是在一些内河的清礁工程中，使用水下爆破的施工方法极易损害周边结构建筑物及水域环境，而水下钻孔与凿岩却可以最大限度的降低施工对周边建筑物、环境的影响，与水下爆破施工互补。

因此，在适当的施工环境下，推广水下钻孔与凿岩的施工方法，有利于弥补水下爆破清除礁石产生的弊端。

1.某工程概况某工程是一项航道扩能升级工程，主要施工内容为：疏浚、清礁。

需要清除的礁石有些分布在桥区通航孔范围内，由于在通航孔内采用爆破容易损害壳体，为保证安全，在大桥上下游距离桥体500米范围内必须采用非爆破法进行施工，范围内需清除的礁石岩质有：强风化花岗岩、中风化花岗岩，岩层厚度在0.5m-1.5m之间。

2.施工难点分析根据设计文件及图纸分析，桥区上下游各500米范围内礁石清除无法采用水下爆破施工工艺，只能采用水下凿岩及清渣的施工工艺，但是礁石岩质为花岗岩，强度较高，岩层较厚，抗击打能力较强，水下凿岩施工效率较低，大面积凿岩清礁进度缓慢，如何提高凿岩施工工效并保证工期是本工程的重点和难点。

3.施工方案根据工程实际情况及多年施工经验，施工拟采用先水下钻密集孔，后水下重力锤破碎凿岩的施工方法，有利于更快更有效的清除岩质强度较高，岩层较厚的礁石。

3.1总体施工流程施工准备-钻爆船定位-水下钻控-水下凿岩-挖泥船清渣-泥驳运输弃渣-水深测量-扫床验收。

复杂环境下水下岩石钻孔爆破振动监测与研究

复杂环境下水下岩石钻孔爆破振动监测与研究张敢生;孔祥雷;王子云【摘要】对绥中发电厂二期引水泵房围堰爆破现场监测,根据爆破监测结果分析得出了K、α取值,并确定了引水泵房运行机组震速的安全阀值,从而建立水下钻孔爆破振动的数学模型,为了便于现场操作编写了最大单段药量控制程序；通过分析每次监测结果,为优化爆破参数确定合理的延期时间提供了科学依据,有效地保证了爆破安全与施工进度.【期刊名称】《辽宁科技学院学报》【年(卷),期】2013(015)001【总页数】3页(P6-8)【关键词】水下钻孔爆破;爆破振动监测;安全药量;安全阀值【作者】张敢生;孔祥雷;王子云【作者单位】辽宁科技学院资源与建筑工程学院,辽宁本溪117004【正文语种】中文【中图分类】TD235绥中发电厂位于渤海湾海域近岸处，其利用泵房引海水作为冷却水源。

该电厂二期泵房建成后对南围堰进行拆除，实行水下岩石钻孔爆破，水深0～5.0m，设计底标高－5.0 ～－11.3m，爆破面积约2700m2，爆破平均深度约为6m，最大爆破深度7m。

爆破方量约14500m3(计算超深0.4m)，爆破岩性为强风化混合花岗岩，富存裂隙水。

爆区东侧为已建成投入运行的绥中发电厂一期工程海水泵房，距离爆区的最近距离为41m，北侧为二期泵房，正在进行机电安装，最近距离为13.6m，如图1所示。

施工期间，爆破产生的振动不能影响一期泵房机组的正常运转及对二期泵房建筑造成损害。

为了控制爆破震动，对水下岩石采用分层爆破(如图2所示)，毫秒延期起爆，采用理论单响最大允许药量控制药量，并且在二期泵房前设置气泡帷幕防护。

该爆破施工与其他岩土爆破相比难度较大，一方面由于岩石爆破在水下进行，对于钻孔、装药、连线等工序都有较高的要求;另一方面，既要严格控制爆破震动，不能影响一期引水泵房机组的正常运转，也不允许对二期引水泵房结构造成安全隐患，又要在预定工期内完工。

从爆破震动传递介质角度分析，爆区与二期泵房建筑结构之间除了基底岩石介质，还有水介质，与一期泵房运转机组之间除了岩石、水介质外，中间还有一段挡土坝隔离。

爆破作用下的岩石破碎和破裂机理研究

爆破作用下的岩石破碎和破裂机理研究岩石爆破技术已经广泛的应用于矿山开采及工程施工中，然而，爆破作用下的岩石破碎和破裂机理非常复杂，需要进行系统的探讨。

介绍了常见的爆破破岩理论，分析了炸药在岩石中爆破作用的范围，包括压碎区、破裂区及震动区，分析了各范围的作用机理及破坏特点。

标签：爆破岩石破碎压碎区破碎区震动区1引言在工程施工、矿山开采等活动中，经常需要对岩石进行爆破。

爆破时，需要根据施工要求及岩石的特点，选择合适的爆破手段。

研究爆破作用下的岩石破碎和破裂机理，对于精确掌握爆炸作用下的岩石破碎区域、破裂程度与炸药类型的关系，掌控爆炸效果，优化爆破方案具有重要的意义。

2爆破破岩理论介绍2.1爆炸气体产物膨胀压力破坏理论根据爆炸气体产物膨胀压力破坏理论，岩石中的炸药爆炸时，产生了大量的气体，温度和压强不断增大，随着气体的不断膨胀，产生了强大的压力作用在岩石岩壁上。

因为各方位的作用力不同，引起了不同的径向位移，形成了剪切应力。

当剪切应力达到一定程度后，会引起岩石的破裂。

根据爆炸气体产物膨胀压力破坏理论，岩石只有在爆炸气体作用的时间内发生破碎，且产生冲击波的能量仅占炸药总能量的5%～15%，这样少的能量很难使整块岩石破碎。

实际应用说明，在爆炸时，还有其他作用对岩石产生了巨大的影响。

2.2冲击波引起应力波反射破坏理论根据冲击波引起应力波反射破坏理论，岩石的破坏主要是由自由面上应力波反射转变成的拉应力波造成的。

该理论的主要依据：（1）冲击波波阵面的压力比爆炸气体产物的膨胀压力大得多；（2）岩石的抗拉强度比抗压强度低得多，在自由面处确实常常发现片裂、剥落现象。

（3）根据应力波理论：压缩应力波在自由面处反射成为拉伸应力波。

2.3爆炸气体膨胀压力和应力波共同作用根据该理论，岩石的破坏是高温、高压气体和应力波共同作用的结果。

爆炸时产生的高温、高压气体和应力波有不同的作用。

炸药爆炸后在岩石中产生爆炸冲击波，使炮孔周围附近的岩石被“粉碎”；由于消耗大量的能量，冲击波衰减为应力波，在粉碎区之外造成径向裂隙，反射应力波使这些裂纹进一步扩展；爆炸时产生的高温、高压气体，会发挥“气楔作用”使裂隙扩大，并最终贯通形成岩块。

露天矿山水孔爆破机理及参数优化研究

露天矿山水孔爆破机理及参数优化研究露天矿山是人类开采矿产资源的重要途径之一，而其中所涉及的爆破技术更是至关重要的一环。

而在露天矿山的爆破作业中，水孔爆破机理及参数优化则是一个备受关注的研究领域。

本文将对此主题展开深入探讨，并提供个人观点和理解，旨在为读者提供全面、深刻和灵活的理解。

1. 简介露天矿山水孔爆破机理及参数优化是指在露天矿山作业中，通过在岩体中预先钻孔并注入水进行爆破，从而实现高效的矿石破碎和提取的技术。

该技术的关键在于水的作用，以及合理的参数优化，包括炸药量、孔距、孔深、松震比等。

2. 水孔爆破机理2.1 水的作用水在爆破过程中具有多种重要作用。

水能够增加爆破作业的安全性，降低了爆破过程中产生的烟尘和振动的强度。

通过水孔的注入，能够提高岩石的抗压强度，并使其易于破碎。

水能够将爆炸能量有效地传递到岩石中，实现高效的破碎。

2.2 爆破波传播机理在水孔爆破过程中，爆炸波将通过水的传导作用在岩石中传播。

爆炸波的传播路径和速度取决于岩石的物理特性和孔隙结构。

通过合理的参数优化，可以控制爆炸波在岩石中的传播路径和速度，从而实现精确的破碎。

3. 参数优化3.1 炸药量炸药量是指在水孔爆破中使用的炸药的重量。

合理的炸药量能够提高爆破效果，但过大的炸药量可能会引发严重的安全问题。

在实际应用中，需要根据具体情况进行炸药量的优化，以平衡爆破效果和安全性。

3.2 孔距和孔深孔距是指相邻两个钻孔之间的距离，孔深则是指钻孔的深度。

合理的孔距和孔深能够保证爆破波在岩石中的传播路径和速度，从而实现精确的破碎。

过小的孔距和孔深可能导致爆破效果不佳，而过大则可能造成资源浪费。

3.3 松震比松震比是指岩石松动面积与破碎面积之比。

合理的松震比能够提高爆破效果，从而实现高效矿石的提取。

过大的松震比可能导致矿石过度破碎，从而造成资源浪费。

4. 个人观点和理解在我看来，露天矿山水孔爆破机理及参数优化是一个非常重要的研究领域。

通过深入研究水的作用和爆破波的传播机理，可以为实际应用中的爆破作业提供科学依据。

水下礁石爆破技术的研究与探讨

水下礁石爆破技术的研究与探讨摘要：近年来，我国在水运工程的建设方面取得了长足的发展，一大批具有宏伟浩大的标志性水利工程应运而生。

水下爆破施工技术已被广泛使用在港口与航道工程的建设，在加快建设的施工过程中发挥了至关重要的作用。

尤其以水下礁石爆破技术最为常见，炸礁技术也逐步发展成为一套成熟、完善的体系。

本文首先分析了水下礁石爆破的作用机理，然后介绍了目前常规的施工工艺流程，最后是爆破技术的安全生产控制。

希望可以为内河航道水下炸礁工程的规范化施工提供安全控制参考意见，促进内河航道水下炸礁工程的施工技术发展。

关键词：水下爆破；炸礁技术；施工技术；安全控制Abstract:In recent years, China has made considerable progress in the construction of water transport projects, and a large number of landmark water conservancy projects have emerged as the times require. Underwater blasting construction technology has been widely used in the construction of port and waterway projects, and has played a vital role in accelerating the construction process. Especially the underwater reef blasting technology is the most common, and the reef blasting technology has gradually developed into a mature and complete system. This article first analyzes the mechanism of underwater reef blasting, then introduces the current conventional construction process, and finally the safety production control of blasting technology. It is hoped that it can provide safety control reference opinions for the standardized construction of underwater reef blasting projects in inland waterways, and promote the development of construction technology for underwater reef blasting projects in inland waterways.Key words：Underwater blasting; reef blasting technology; construction technology; safety control引言随着我国经济建设进入了新时代，我国交通基础建设方面的发展十分迅速，逐步形成了快速、便捷的交通网络。

针对水下挖掘爆破施工的破岩方式研究与应用

针对水下挖掘爆破施工的破岩方式研究与应用随着近年来海洋工程和水下建设的快速发展，水下挖掘爆破施工已成为了海洋和水下建设的重要环节之一。

而对于这一领域的破岩方式的研究和应用也引起了人们的广泛关注。

一、水下挖掘爆破施工的意义水下挖掘爆破施工是指在水下利用化学爆破、机械挖掘和水下钻探等方法进行挖掘和开采工作的一种施工方式。

相比于传统的水下施工工艺，水下挖掘爆破施工具有工效高、时间短、适用性广等优点。

因此，它被广泛应用于海洋油气勘探、水上建设、海底电缆敷设、海底管道敷设等领域。

在海外油气勘探中，水下挖掘爆破技术可用于开凿井眼、开采矿石等方面。

在水上建设中，水下爆破爆破技术可以用于修建码头、拓展港区和航道整治等。

在海底电缆敷设和海底管道敷设等领域，水下挖掘爆破技术也被广泛运用。

二、水下挖掘爆破施工的破岩方式水下挖掘爆破施工的破岩方式是指将石料炸碎或切割成合适大小的块状物以便于挖掘运输。

常见的破岩方式有两种：化学爆破和机械切割。

1.化学爆破化学爆破是指通过控制炸药的种类、装药方式和引爆时间等参数来实现石料的破碎。

化学爆破的优点在于爆破范围大、控制精度高、效率高等。

但化学爆破也存在着风险大、环境污染等问题。

2.机械切割机械切割是指利用机械设备进行石料的切割和破碎。

机械切割的优点在于安全可靠、无污染、操作简便等。

但机械切割的缺点在于切割工作进展慢、能耗大等。

三、研究与应用随着科技的不断进步，传统的水下挖掘爆破施工方式也得到了改良和提升。

如今的化学爆破技术和机械切割技术都已经得到了迅速的发展。

特别是在自动控制方面，人们也在不断地进行深入的研究和改进。

但尽管如此，水下挖掘爆破施工还有着很多的困难要克服。

例如，在水下作业过程中，水中的动力学效应很大，水的抗力、浮力等都会对作业造成影响。

另外，由于深海环境的特殊性，水下约束和控制条件相对较差，水中信号传输、数据通信等技术难点也需要攻克。

这就需要更多的资金、材料和人力物力资源的投入，才有可能进一步提高水下挖掘爆破施工的效率和准确性。

水下钻孔爆破施工技术经验探讨

爆力、爆速相对较大时，孔网参数孔距、排距可以稍为增大，超深值可以稍果。爆破技术参数是否选用搭配得合理是爆破取得成功的关键。参数的选取度、反之也然。宜适当偏向保守，理由有二：一、目前理论研究水平有限，加之水下工程的复为减小，
ｆ－５～８级，实际钻孔超深值等于理论计算超深值；ｆ：ｋ于８级，实际钻Ｌ超深值等于理论计算超深值加Ｏ．２０．３米；（四）炸药与钻孔爆破参数的关系。爆破参数也要考虑炸药性能等情况。选用炸药时，必须弄清其药卷密度、殉爆距离、猛度、爆力、爆速等主要性能指标，因为炸药的爆力、猛度愈大，破坏的岩石量就愈多，岩石也被粉碎得越历害；猛度取决于爆速。当炸药的猛
公式中：
当孔径较小时，取小值计算；当Ｌ径较大时，取大值计算。经过多年的水下钻孔爆破的实践，得出它们的关系为：
按岩石硬度：
水深较浅，可安排数种长度的套管，各台机可按水深实际情况换上合适的套
管。
二、水下深孑Ｌ钻孔参数的选取。
水下深孔爆破由于礁石均在水下和淤泥、砂等介质的覆盖下，但只要合理地选取孔径、钻孔方式、布Ｌ参数、装药结构、装药长度、起爆方法、起爆网络、单位炸药消耗量等参数，并合理地控制定位误差，就能得到理想的爆破效

科技成果——深水厚淤积覆盖水下岩塞爆破关键技术

科技成果——深水厚淤积覆盖水下岩塞爆破关键技术技术开发单位中水东北勘测设计研究有限责任公司主要应用领域水利水电工程，港工，深水炸礁，控制爆破等成果简介深水厚淤积覆盖水下岩塞爆破关键技术是我院通过潜心研究和试验总结的成果。

水深已达50m，淤泥层厚20m，居于国内领先地位。

该技术主要包括火工器材抗水抗压性能试验、淤泥爆破作用机理试验、爆破网络的可靠性检验、岩塞爆破时的评估测试等。

主要性能指标1、火工器材抗水抗压性能试验技术开发的在1.0MPa水压力下、持续7天的火工器材性能试验技术，成功地对下述火工器材性能指标进行了检验。

此项技术填补了深水条件下火工器材试验研究的空白，现已申报国家专利。

2、岩塞与淤泥爆破作用机理试验研究模拟不同的水深和淤泥厚度，最大水深100m，最大淤泥厚度20m。

3、爆破网路可靠性全息跟踪测试技术本项技术使爆破网络中的各段雷管爆轰时的测试精度达到±3ms之内。

此外，本项技术填补了爆破网络爆轰过程无法检测的空白，现已申报国家专利。

4、野外高精度毫秒雷管延期时间测试技术测试精度可达到0.01ms；不仅适用于毫秒雷管延期时间测试，也适用于各种复杂环境下现场爆破时间间隔测试。

5、混凝土结构动应变元件开发及其测试技术采用阻抗平衡一致的原理制作应变元件，使应变元件与混凝土的阻抗一致。

6、高精度延期毫秒雷管延期精度高精度延期毫秒雷管，延期精度达到±5ms。

应用情况山西省汾河水库岩塞爆破时，岩塞直径8m，厚9m，水深18m。

其中淤泥厚12m，它是采用硐室与钻孔相结合的爆破方案，于1995年4月爆破成功。

刘家峡水电站排砂洞水下岩塞爆破（施工中），水深70m，以下有30m的厚淤泥砂层。

该爆破的1:2模型试验，岩塞直径7m，厚9.8m，水深50m，淤泥层厚20m，已于2008年4月爆破成功。

模拟不同海拔水下爆炸破岩能力的试验研究

模拟不同海拔水下爆炸破岩能力的试验研究I. 研究背景和研究目的- 介绍水下爆炸破岩技术的重要性和应用领域- 阐述本次研究的主要目的II. 实验设计- 确定本次实验的不同海拔高度- 确定实验爆炸装置和矿岩样品- 确定实验过程III. 实验结果分析- 对实验数据进行统计和分析- 比较不同海拔高度对水下爆炸破岩能力的影响- 说明实验结果的科学意义IV. 实验结论- 总结实验结果- 对实验结果的局限性进行分析- 提出未来研究的发展方向V. 结语- 简单回顾本次研究的主要内容- 强调研究的重要性和现实意义- 展望未来研究的方向和前景水下爆炸破岩技术是一种在水下进行的爆炸作业，可以在较短的时间内快速破坏岩石和其他类似材料，获取资源或进行其它相关作业。

随着现代科技和工程技术的快速发展，水下爆炸破岩技术已经成为一种重要的工程技术手段，广泛应用于海底石油勘探，港口建设，水电站建设等领域。

不同海拔水下爆炸破岩能力的试验研究成为了一项非常重要的工作。

不同海拔区域的温度、压力、湿度以及大气密度都有着显着的变化。

在不同海拔的水下，破坏材料的特征也都是不一样的。

尤其是在高海拔的水下进行爆破，由于水的压缩性与高度有关，炸药爆发产生的冲击波和声波能量会发生变化，导致实验结果的变化。

因此，针对不同海拔的水下进行爆破试验具有很大的实际意义。

本研究目的在于对水下爆炸破岩技术进行试验研究，探究不同海拔高度对水下破岩效果的影响，为该技术的应用提供科学依据。

使用矿岩样品进行针对不同海拔高度的实验。

通过实验获取的数据进行对比分析，对实验结果进行科学的解释和说明。

最终论文将反映出，不同海拔高度下水下炸药爆炸破岩效果的变化情况，为此领域的研究和运用提供了新的思路和实验基础。

为了研究不同海拔水下爆炸破岩能力，我们需要设计一系列实验。

在本章节中，我们将对实验设计进行详细的描述。

2.1 实验区域选择我们需要根据研究目的确定所需实验区域。

根据研究需要，我们需要选择海拔较高的区域进行实验，在这些区域中，实验水深可以从10米到500米不等。

水下深孔爆破岩石裂纹扩展及损伤规律

水下深孔爆破岩石裂纹扩展及损伤规律
于建新;李真珍;高帅杰;张英才
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2022(22)7
【摘要】由于水下环境的隐蔽性,水下爆破效果及其对周围的影响具有不可预见性。

基于LS-DYNA数值模拟,分析了单孔水下爆破对岩体的损伤及上部水体的影响、
不同起爆位置与多孔爆破对围岩的损伤规律。

结果表明:水下单孔柱状装药爆破时,
炮孔破坏范围主要沿孔径方向扩展,底部出现两条明显的“八字形”损伤裂纹;炮孔
底部起爆、炮孔装药中点起爆、炮孔装药段1/3、2/3处两点起爆,三种起爆方式对围岩的损伤形态基本一致,但底部起爆模式下,底部的“八字形”裂纹开口更大、长
度更长。

炮孔装药中点起爆时,炮孔底部岩石损伤的深度最大、底部起爆时最小。

底部起爆对上部水体的压力峰值最大,中点起爆压力峰值最小;多炮孔起爆下岩石损
伤形态相似,损伤范围随着炮孔数目的增加而横向扩展,爆炸区域下方两边角处的横向、纵向裂纹,随爆破孔数的增加而继续向外扩展。

研究成果对于水下深孔爆破围
岩损伤规律的研究具有一定的指导作用。

【总页数】7页(P2907-2913)
【作者】于建新;李真珍;高帅杰;张英才
【作者单位】河南理工大学土木工程学院;河南迅达爆破有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U655.52
【相关文献】
1.光面爆破的岩石裂纹扩展规律研究
2.高应力条件下岩石爆破裂纹扩展规律的模拟研究
3.爆破时岩石裂纹扩展规律的研究
4.不同角度预制裂隙条件下双孔爆破裂纹扩展规律
5.空孔对岩石爆破裂纹扩展的影响数值模拟研究
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深水条件下岩塞钻孔爆破关键技术及应用

深水条件下岩塞钻孔爆破关键技术及应用深水条件下岩塞钻孔爆破关键技术及应用深水条件下岩塞钻孔爆破关键技术及应用赵根，吴新霞，周先平，黎卫超，胡英国，吴从清（长江水利委员会长江科学院，武汉430010）摘要：为实现深水条件下的岩塞钻孔爆破贯通与成型，系统研究深水条件下岩塞钻孔爆破的贯通机理。

提出结合隧洞开挖的岩塞爆破试验方法，对岩塞钻孔爆破参数的合理性、爆破器材的防水抗压性能以及起爆网路的可靠性、施工工艺等进行现场试验；对岩塞在库区与隧洞内外不同水压差下的爆破石渣运动形态进行水工模型试验，解决了高水压条件下的岩塞钻孔爆破贯通成型、石渣运动控制等技术难题，并成功应用于长甸水电站扩机工程的岩塞爆破中。

可为类似岩塞爆破工程提供参考与借鉴。

关键词：岩塞爆破；电子雷管；模型试验；爆破效应1 引言基于国家“十三五”规划提出的水资源高效利用的方针，对部分水库增建水工隧洞进行二次开发是大势所趋。

增建的水工隧洞进口常位于水面以下数十米甚至百米深处，如采用常规挡水围堰方案，其爆破风险及费用将成倍增加，尤其在界河流域上，由于保密和国家安全因素的影响，不允许修建围堰。

在此情况下，水下岩塞爆破成为解决问题的重要途径。

水下岩塞爆破不受水位消涨和季节条件的影响，可省去工期长、成本高的围堰工程，施工与水库的正常运行互不干扰，是一种适合深水条件下的引水洞进口施工方法。

岩塞爆破技术在挪威应用较早，JAEGER 等﹝1﹞早在1979年便对岩塞爆破的基本理论和方法进行了介绍。

我国上世纪60年代开始应用岩塞爆破技术，基于大量的工程实践，国内岩塞爆破技术在设计方法、进水口成型、爆后岩渣处理措施以及对附近建筑物的影响等方面都有所创新。

杨朝辉﹝2﹞、杨建红﹝3﹞、冯立孝﹝4﹞、刘美山﹝5﹞、任焕强﹝6﹞等基于不同的工程背景，研究了岩塞爆破的具体实施技术；赵根等﹝7﹞研究了电子雷管起爆系统在岩塞爆破中的应用；李江等﹝8﹞研究了刘家峡岩塞爆破的水工模型试验技术。

水对爆破的影响

水对爆破的影响水对爆破的影响水虽有一定的拉断力，但不能像岩石或其他固体物质那样承受拉力和剪力作用，是一种介于空气和岩石的特殊介质。

因此，在研究该工程项目的深水爆破影响条件时，必须考虑空气、水、岩体之间的相互联系和影响，从而分析三者耦合对爆破工程的影响。

( 1) 水对炸药性能的影响。

水下爆破时，因爆破器材置于水中或水下岩土介质中，受水体浸湿或水压的影响，炸药性能常受到影响。

因此，水下爆破工程应选用具有防水性能的爆破器材。

故水下爆破宜采用密度大的炸药，由于使用密度小于1 ～1． 1 g/cm3 的炸药时应采取加重措施，否则炸药发生漂移，进而影响施工。

( 2) 自由水面与水底界面对爆炸的影响。

当存在自由表面时，当压力波传向自由表面时，水的运动不会遇到障碍，因为大气没有足够的阻力，结果生成负压力反射波，即稀疏波在水面附近的压力值使实际直射波和反射波的压力和等于零。

表面层的水高速上升，接着在炸药上方形成飞溅的羽状水柱。

而当冲击波抵达水底面时，假设水底面是绝对刚性边界，则边界上反射的仍为压缩波，且压力值将增加一倍，但在实际传播过程中存在能量的耗散、吸收等。

所以冲击波压力和持续时间的增大值取决于水底界面的性质。

( 3) 水环境对破岩的影响。

同陆地钻孔不同的是由于岩层的自由面上有水层覆盖，水下钻孔爆破作业的药包重量除了在陆地爆破所应消耗的那一部分外，还要增加克服岩面上水层厚度静压力造成阻力作用所消耗的药量。

因此，水下钻孔爆破作用机制和设计施工技术上较陆地钻孔爆破更为复杂。

( 4) 由于水环境的存在，水压的影响使水底界面附近的Mises 等效应力小于同位置的陆地钻孔爆破处数值;同陆地钻孔爆破相比，水环境的存在会加快爆炸冲击波的衰减，从而影响破岩效果。

水下钻孔爆破技术在水运工程建设中的应用

水下钻孔爆破技术在水运工程建设中的应用摘要：我国经济水平和科技水平的快速发展，水底测试环境的特殊性使得水底振动测试系统除了具有一般陆地爆破测振仪的通用性能外，还必须防水、防腐蚀、抗噪声能力强，外观设计还应考虑水底设置的可靠性和稳定性。

但由于缺乏测试设备和技术，国内外关于水下爆破震动监测与评估研究几乎还是空白。

因此，开展水底爆破震动测试技术研究与应用具有重要军事意义和推广价值。

关键词：水运工程；水下钻孔爆破；振速；施工技术引言水下爆破施工的扰动性较大，易导致既有水工建筑物发生受损的情况。

对此，施工单位应从实际情况出发，以保证施工现场及邻近建筑物足够安全为前提，采取行之有效的水下控制爆破施工技术，最大限度减少安全隐患。

施工用钢栈桥等临时结构物基本不受影响，总体施工效果良好，值得同类型项目借鉴。

1水下岩石爆破作用机制水下岩体与地面爆破的主要区别在于，水下岩体的含水率一般处于饱和状态。

岩层表面和水体界面承载着水层的静压荷载，在爆破时，岩体将被水阻力所影响。

第一，相对空气来讲因岩层波阻抗比要比其高出一个数量级，所以，在水界面处因岩石爆炸的冲击波而形成的反射波能量较小。

同时，在水下爆破时，反射拉应力对岩石的拉力破坏作用不强烈。

第二，在水下爆破时，岩石爆破位移变形需要克服水压，所以，水下凿岩爆破的单位药量必须大于地面爆破的单位药量。

第三，在水下岩石爆破中，冲击波、应力波和地震波的衰减速度相较于陆地爆破慢许多倍。

所以，水下岩石爆破形成的振动影响更加强烈，其危害的范围更加广泛。

2水下钻孔爆破施工方法2.1项目部成立专门的安全生产领导小组在爆破工程中，应始终坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的方针。

这就要求项目部要安全生产领导小组，由项目经理任组长，项目部设一专职安全员协助项目经理统筹安全生产，爆破施工设专职人员配合专职安全员进行现场安全监督与检查，以下爆破组、钻孔组测量组及施工船各负责人对爆破施工专职安全负责。

提高水下钻孔爆破的若干理论与技术措施

05 提高水下钻孔爆破效果的关键问题与挑战
炸药爆炸能量的高效利用
炸药性能的优化
选择能量密度高、爆速适中、爆轰稳定性好的炸药，提高炸药爆炸能量的利用率。
装药结构的合理设计
优化装药结构，如采用分段装药、控制药量分布等，以更好地利用炸药能量。
耦合装药技术的应用
利用耦合装药技术，改善炸药和岩石的相互作用，提高炸药能量对岩石的破碎效果。
爆破后监测
对爆破后的水域进行监测，如水质、地形等，以确保爆破不会对周边环境造成不良影响。
04 水下钻孔爆破的数值模拟与实验研究
数值模拟方法与技术
有限元法
用于模拟水下钻孔爆破的复杂物理过程，包括水流、气体爆炸、岩石破碎和飞溅等。
离散元法
用于模拟颗粒物质的运动、堆积和爆破，特别适合于研究水下钻孔爆破的岩石破碎和飞溅过程。
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02 水下钻孔爆破的理论基础
炸药爆炸的原理与特性
01
炸药起爆与传爆机理
炸药起爆是爆破作业的关键步骤，传爆则是确保爆破效果稳定的重要环节。
02
炸药的能量特性
炸药的能量特性包括爆热、爆容和爆速，这些指标直接反映了炸药的爆炸威力。
03
炸药在水中与岩石中的传播特性
炸药在水中和在岩石中的传播特性不同，需要针对不同介质特性选择合适的炸药。
爆破有害效应的抑制与控制
爆破振动的控制
采取控制爆破方法，如微差爆破、预裂爆破等，以减轻爆破对周围环境和建筑物的影响。
水冲击波的抑制
合理选择爆破参数，如炮孔布置、装药量等，以降低水冲击波的强度。
飞石和噪声的控制
加强爆破过程中的飞石和噪声控制，采取防护措施，减少对周围人员和环境的影响。

装药水下爆炸相互作用及破岩能力研究

装药水下爆炸相互作用及破岩能力研究目前,国内外陆地爆破理论和施工工艺都已经成熟和完善,与之相比,水下爆破的理论研究和应用技术还都比较滞后。

文中利用雷管模拟水下装药的药包,研究了双药包爆炸相互作用关系。

此外利用自行研制的模拟深水爆炸压力容器,在孙跃光等人研究工作的基础上,研究了不同装药条件下爆破块度的变化规律,从中得到了一定块度要求下的装药量计算公式。

以两发8号雷管作为装药研究了双药包起爆爆炸相互作用关系。

研究发现,当两装药同时起爆时,冲击波在装药连线的中垂线附近叠加,脉动气泡相互融合并共同对外脉动做功,并随间距变化呈现一定的规律。

当两装药延期时间足够大时,先爆装药产生的气泡对延期装药的冲击波传播及气泡脉动影响较大。

由于气泡的存在,延期装药的冲击波经气泡壁面反射产生稀疏波,与直达波先后作用于装药连线附近,从而引起峰值压力的减小和切断效应。

此外,在延期25ms的试验研究中发现,由于气泡的融合和同相气泡间的相互抑制作用,延期装药的气泡脉动周期大于单发装药的试验值,并随间距增大,呈现一定的变化规律。

装药在水下爆炸时,药包受到来自外部的两部分压力,一部分是装药深度处静水压力,另一部分是水面上的大气压。

前者与装药深度有关,后者与大气压的变化或者是否外加气压有关。

根据物理学上的原理,每10m水深压力相当于一个标准大气压。

固定水泥砂浆试块的入水深度,通过改变水表面的气压(从0.3MPa～0.9MPa ,每次改变0.2MPa )来改变水泥砂浆试块表面所受的压力,从而模拟深水环境。

利用水下爆炸测试系统来对处于不同压力下试块中的炸药的爆炸进行测试,研究水下爆炸破岩能力。

改变装药量的条件下进行了水泥砂浆试件爆破试验,收集爆破碎块,对不同模拟水深条件下的爆破效果进行了分析。

得到了不同水深下装药量与大块率的直线方程,并利用三维投影的方法,拟合出一定块度要求下的装药量计算公式。

公式的平均误差为3.22%,基本符合实验室条件下的装药量随水深变化规律。

水下工程钻孔爆破方案

水下工程钻孔爆破方案一、前言水下工程钻孔爆破是一种常见的施工方法，用于开采海底矿产、建设海底隧道、修建海底基础等工程中。

受限于水下环境的特殊性，水下工程钻孔爆破的实施难度较大，需要综合考虑水下环境、爆破材料的特性、施工设备和工艺等因素，制定科学合理的爆破方案，确保施工安全和效果。

本文将结合水下环境的特点，探讨水下工程钻孔爆破方案的制定和实施过程。

二、水下环境特点分析水下环境与陆地环境有着明显的区别，主要表现在以下几个方面：1. 水压：水下环境中水压随着水深增加而增大，一般每增加10米水深，水压就会增加1个大气压。

水压的增大对钻孔设备和爆破材料的选择都有一定的影响。

2. 水温：水下环境中水温通常较低，尤其是在深海环境中，水温可能只有几度甚至更低。

这会对部分爆破材料的性能产生影响。

3. 水流：水下环境中水流较大，不同地区的水流速度各不相同。

水流的存在对施工设备和爆破材料的运输和稳定性提出了更高的要求。

4. 光照：水下环境中光线较暗，这给工作人员的视线和作业环境带来了困难。

5. 潮汐：海洋环境中存在潮汐的变化，这会对施工的时间和进度产生一定的影响。

以上这些特点都使得水下工程钻孔爆破的施工难度较大，需要综合考虑水下环境特点，针对性地制定合理的施工方案。

三、水下工程钻孔爆破方案的制定水下工程钻孔爆破方案的制定需要充分考虑水下环境特点、爆破区域的地质条件、工程要求和可行性等因素。

一般按照以下步骤进行：1. 调查研究：对爆破区域进行详细的水下地质勘察，了解地质构造、地层厚度、产状和物理力学性质等情况，为后续方案制定提供依据。

2. 工程要求：针对具体的水下工程要求，包括爆破规模、工期、安全要求等进行规定，明确分析工程目标。

3. 爆破材料选择：根据水下环境的特点和工程要求，选择适合水下环境的爆破材料，考虑材料的化学性能、水下稳定性和爆破效果等因素。

4. 钻孔设计：根据地质勘察结果和爆破材料的特性，设计合理的钻孔方案，包括钻孔位置、孔径、孔深和孔距等参数。

不同水深条件下水下钻孔爆破作用对临近库岸边坡稳定性影响

坡顶位置的圆弧状应变区域。
用时基本降低了 20%左右，水深深度每增加 20m，边坡
2.4
安全系数也基本提高了 5%。
2
水下钻孔爆破作用下不同水深深度的边坡稳定性
数值模拟
2.1
数值模型的建立
深度作为水下钻孔爆破最重要的因素之一对炸药
图2
的效果会产生较大的影响，爆速和猛度会与水压成反
比。而在不同的水深条件下水击波压力峰值以及地震
波的传播特性也会有着些许的差别。因此，采用 AN⁃
SYS 软件模拟各水深条件，在只考虑静水压力的情况
2020 年第 4 期
11
西部探矿工程
不同水深条件下水下钻孔爆破作用
对临近库岸边坡稳定性影响
唐晒华*1，
袁龙飞 2，
赵
凯 3，
王
智 3，
刘
立 3，
陈
晖4
(1.长江航运研究发展中心，湖北武汉 430014；2.武汉中澳工程项目管理有限责任公司，湖北武汉 430022；
3.长江重庆航道工程局，重庆 400011；4.中国地质大学<武汉>工程学院，湖北武汉 430074)
摘
要：为了评估水下钻孔爆破对临近岸边边坡稳定性的影响，结合三峡—葛洲坝两坝间莲沱河段
的工程特性，采用 ANSYS 软件建立了与现场情况匹配的边坡稳定性数值模型。构建了不同水深深
度下的边坡稳定性数值计算模型，分别对无爆破振动下和爆破振动作用下边坡失稳破坏时的塑性应
变云图进行了分析，明晰了水深深度对边坡安全评判标准的影响规律，获得了不同水深影响下边坡
究中扮演了重要的角色，
需要进行更深层次的分析研究。
更多相关的研究提供参考。以莲沱滑坡稳定性研究为

水下控制爆破技术在钻孔桩斜面岩层纠偏中的应用

水下控制爆破技术在钻孔桩斜面岩层纠偏中的应用【摘要】本文借助三荔高速公路钻孔桩施工中遇到斜面岩层出现偏孔，锤头偏斜，钻进困难，进度缓慢，造成成孔时间长，扩孔系数大，钻孔垂直度差等一系列问题。

为解决施工中存在的上述问题，在桩基施工过程中采用水下钻孔控制爆破技术克服了桩基成孔困难、钻孔时间长等一系列问题，通过技术总结和爆破参数的设计，也为类似工程的施工提供了经验借鉴。

【关键词】钻孔桩；斜面岩层；桩位纠偏；水下钻孔控制爆破；技术应用冲击钻孔桩是我国铁路、公路桥梁工程中常用的桩基成孔方式之一，其在施工中遇到地质情况复杂多变，地层存在斜岩、软硬岩倾斜交界面、断层带、节理发育地层时，由于岩层存在一定倾斜角，在冲孔过程中容易出现偏孔现象，给施工带来较大难度[1]。

采用常规方法无法解决偏孔问题，下面结合三都至荔波高速公路SLTJ-4标段水各河大桥3#-1桩基施工，谈谈水下钻孔控制爆破技术在钻孔桩斜面岩层纠偏中的应用情况。

1工程概况三都至荔波高速公路SLTJ-4标段为新建高速公路双向4车道，汽车荷载等级为公路-I级，设计时速80Km/h，整体式路基宽度24.5m、分离式路基宽度2×12.25m。

路线起点位于三都县周覃镇拉号水库附近，起点桩号K39+600，终点位于水昔河附近，置于三都县、荔波县分界处，终点桩号YK55+531（相应左线ZK55+500），线路长度15.931km。

水各河大桥桥址区位于荔波县九阡镇新寨村北侧100m处，为跨越水各河而设，区内高程介于530-552m之间，区域上属于溶丘洼地地貌。

经地质调查及钻孔揭露，桥址区上覆盖第四系坡残积粉质粘土层厚1.6-7.0m；第四系冲洪积粉质黏土，层厚0.6-1.4m；下伏基岩为中风化白云质灰岩，中厚层状结构，节理裂隙较发育，岩体较完整，岩质较硬。

水各河大桥3#-1桩基位于水各河旁边，设计桩径1.6m，设计桩长15m，桩端嵌入中风化灰岩，全断面入岩深度4.0m，桩基采用冲击钻孔法施工。