水下爆破ppt课件

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水下钻孔爆破
1工程特点 水下钻孔爆破，是通过作业船或水上作业平台，利用
其配套的钻具穿过水层对水下岩石进行钻孔，并通过套管 进行装药、堵塞等工艺，最后进行联线起爆等作业的一种 爆破施工工艺。 近年来，随着水运行业的发展，原来水深条件不足的 港池和和航道，现在都需要浚深，遇到土质较硬时就要采 用水下爆破的方式。而在水下爆破的各类形式中，水下钻 孔爆破是应用最为广泛的一种爆破作业方式。它广泛运用 于港口工程建设、航道的疏浚、水下建（构）筑物的拆除 及清障等。
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2水中冲击波 水下爆炸产生的冲击波有下述明显特征：由于水的可
压缩性小，密度大，使水中爆炸产生的水中初始冲击波压 力比空气冲击波大得多，冲击波峰值压力衰减慢，传播距 离远；水的密度大，惯性大，爆炸产物的膨胀过程要比空 气中爆炸慢得多，气泡的脉动次数也比空气中爆炸多；在 不同的压力段，水的状态方程不同，因而水中冲击波在不 同的压力段有不同的传播特征。
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水下固体介质爆破与陆地爆破，在爆破原理及爆破作 用上，两者是相似的。但从爆破环境和爆破条件上，二者 差异较大，由于水下爆破的水介质特征与水域环境特殊， 水下爆破具有如下特点：
（1）被爆介质具有不同水深产生的垂直向或侧向水 压力的作用。水介质基本不可压缩，水深、水压的增加， 对被爆介质的爆破效果有明显不利影响。
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浅水爆破与药包的比例埋深（炸药在水中埋深与药包 半径的比值）有关。除产生水击波与脉动压力外，还将形 成飞溅的羽状水柱及水喷现象。同时产生较强的地震波及 波浪。
水下工程爆破应根据水击波和脉动压力的大小，与被 爆对象进行综合分析选择适当的爆破方案和防护措施。
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水下固体介质爆破作用原理
水下钻孔装药爆破时，由于水的耦合作用，使孔内爆 轰波的压力处于比较均匀的状态，在应力波传播到岩石与 水的分界面之前，岩石的破碎作用机理与陆地爆破的作用 机理是相同的，即冲击波与后续产生的爆生气体是造成水 下固体介质破坏和运动的主要能量。一旦爆炸应力波传播 到岩石与水的分界面时，应力波将在二种介质的界面处出 现反射和透射现象，此时既会出现透射到水中的压缩波， 也会出现反射至固体介质中的拉伸波，这与陆地岩石爆破 时，垂直入射波形成全反射拉伸波的情况不同。
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水下爆破有害效应
伴随着爆破过程，炸药能量除用于破岩外，其余将转 变为其它形式的能量，并以各种形式作用于爆区周围环境 ，可能产生系列有害影响。在水下爆破中产生的有害效应 一般包括：爆破地震效应、水中冲击波、空气冲击波及噪 声、涌浪、飞石、有毒有害气体等。爆破地震效应
1水下爆破产生的地震效应与陆地爆破相似，水下钻孔爆 破产生的振动主要沿水底介质进行传播，由于水下固体介 质处于水饱和状态，地震波衰减较陆地慢，强度也较大。 水下钻孔爆破以及水中爆破产生的水中冲击波也衍生地震 效应，并有可能产生叠加效应。
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4飞石 水下钻孔爆破当水深大于6m时，可不考虑飞石对地
面或水面以上人员的影响，主要考虑水深小于6m时可能 产生的飞石。进行水下硐室爆破时，当水深大于最小抵抗 线时，可不考虑飞石的影响，其余情况下，应视周围环境 状况考虑飞石的影响。
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5空气冲击波及噪声

水下爆破时一般情况下可不考虑空气冲击波的影响
பைடு நூலகம்
。但当脉动压力冲出水面后产生空气冲击波，应视周围环
境情况考虑它的影响。在一侧有水情况下的爆破，空气冲
击波与一般陆地爆破相似，则必须考虑。
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6有毒有害气体 水下爆破时，尽量采用与爆破介质波阻抗相匹配的零氧平
衡炸药，且具备较好的防水性能。如果炸药在水中浸泡时 间超过8h或使用非零氧平衡炸药，爆炸时就容易产生有毒 有害气体，将对水质和水生物造成一定的影响。
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水下爆破基本理论
水下爆破作用基本原理 7.2.1.1 水中爆破作用及其水面现象 深水中炸药爆炸会产生水击波、高温高压气体形成的
脉动压力及水的扩散滞后流动。炸药爆炸的瞬间较多的能 量转化为水击波，并呈球面波向周围传播，因水的可压缩 性较小，其超压会对附近的固体介质产生冲击破坏。随后， 高温高压气体在水中因膨胀与压缩而形成的脉动压力所占 炸药爆破的能量远小于水击波，它具有作用时间长与频率 低的特点，对某些低频响应较敏感的物体具有较大破坏力。 脉动压力作用过程中，部分能量消耗于做纵向和横向位移 而产生了紊流运动。水击波传播到水面，产生反射拉伸波 导致水冢产生，气泡脉动压力因其比重低于水，而不断上 升，到达水面后，根据其能量大小不同可形成大小不同的 水柱。
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（2）爆破破碎介质在水中的抛掷运动与空气中的运 动规律明显不同。
（3）水下爆破施工难度大，且受水文、水流工况因 素影响明显。
（4）同一种爆破介质，水下爆破与陆地爆破相比， 炸药单耗大。
（5）爆破器材抗压、抗水性能要求高。 水下爆破可分为水下钻孔爆破、水下裸露爆破、水下
硐室爆破、水下岩塞爆破、水下挤淤筑堤、水下爆夯和水 下爆破拆除等不同类型。
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3涌浪 水下爆破时，炸药爆炸产生的能量，在破碎岩石的同
时，将有部分能量在水面形成涌浪，另外，爆渣在水体中 抛掷运动时，也会形成涌浪。爆破涌浪在水域中以一定的 速度向四方传递，当遇到水工建筑物或岸坡时，涌浪前进 方向受阻，引起附加水压力，并使波浪沿建筑物或岸坡临 水面爬高，严重时可能造成影响区域内建（构）筑物破坏 或发生人身伤亡。
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概述
在水中、水底或水下固体介质内进行的爆破作业称为 水下爆破。在我国还将固体介质的侧向临水，并可在陆地 操作的爆破作业也列入水下爆破范围。
水下爆破是工程爆破的一个重要组成部分。在国家建 设与国防工程中，水下爆破被广泛应用于港口码头建设、 船坞建设、航道疏浚、水利水电、道路桥梁、水下管道埋 设、水下挤淤筑堤、水下爆夯、以及围堰爆破拆除等工程 领域。
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同时，由于水压力的作用，也会抵消一部分反射拉应力的 作用，因此，水下岩石爆破临水自由面的反射破坏作用没 有陆地明显。破碎后的岩块运动由于受到水的阻力，其运 动距离将大大缩小。爆破能量在破碎岩石的同时，有部分 能量通过破碎岩石的缝隙作用到水体中，产生水中冲击波 或动水压力，并产生涌浪，还有部分能量产生地震波。