吉丰689 沉船水下爆破打捞.pdf

第2 7 卷第2 期 2 0 1 0 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7N o ．2 J u n ．2 0 1 0 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 0 ．0 2 ．0 2 2 “吉丰6 8 9 “ 沉船水下爆破打捞 范学臣，刘学庆，郭磊，纪臻 青岛第一市政工程有限公司，青岛2 6 6 0 3 3 摘要“吉丰6 8 9 ”船在青岛被撞沉没，为将其打捞上岸，采取了多次切割爆破的打捞方案。对爆破方案 进行了介绍。其中包含药条与起爆药包的制作及布置、网路的连接、安全距离的计算等。沉船共实施3 次爆 破打捞，最终完全捞出，爆破达到了理想的效果，为同类工程提供了参考。 关键词沉船；水下爆破；切割爆破；条形药包；安全距离；防水 中图分类号T V 5 4 2 ．5文献标识码A文章编号1 0 0 1 - 4 8 7 X 2 0 1 0 0 2 - 0 0 8 1 - 0 3 U n d e r w a t e rE x p l o s i v eD e m o l i t i o na n dS a l v a g e J i F e n g6 8 9 S h i p F A NX u e c h e n ，L I UX u e q i n g ，G U OL e i ，J 1Z h e n Q i n g d a oN o ．1M u n i c i p a lE n g i n e e r i n gC oL t d ，Q i n g d a o2 6 6 0 3 3 ，C h i n a A b s t r a c t ”J i F e n g6 8 9 ”b o a ts a n ka tQ i n g d a o ，t h ec u t t i n gb l a s t i n gW a su s e dm a n yt i m e st os a l v a g ei ta s h o r e ．T h e b l a s t i n gs c h e m e ，m a H n ga n dl a y i n go fc h a r g es t r i p ，c o n n e c t i n go fb l a s t i n gc I l r c m ta n dc M c u l a t i n go fs a f ed i s t a n c ea n d 8 0o n ，w a si n t r o d u c e d ．A f t e rt h r e et i m e s ，t h ef u l ls h i pw a ss M v a g e d ，t h eb l a s t i n gr e s u hg e tt h ei d e a le f f e c ta n dp u t s r e f e r e n c e 8f o rt h es i m i l a re n g i n e e r i n g ． K e yw o r d s w r e c k ；u n d e r w a t e re x p l o s i o n ；c u t t i n gb l a s t i n g ；s t r i pc h a r g e ；s a f ed i s t a n c e ；w a t e w r ∞f 1工程概况 2 沉船打捞方案 1 ．1 沉船概况 2 0 0 8 年9 月4 日，“吉丰6 8 9 ”号船在青岛锚地 抛锚时，被韩籍“Z E N I T HS H I N E ”轮撞到右舷沉没。 沉船长8 7m ，型宽1 2 ．6m ，型深6 ．5m ，载重量 34 7 0 ．1 8t ，属散货船，正坐在船尾，船艏向约2 2 0 0 。 沉船的驾驶楼、主机和部分油柜已被抓出，沉船中燃 油已抽干。 1 ．2 海域状况 沉船离山东海事局码头2 3 海里，海图水深为 2 8m 。沉船处潮汐为不规则半1 3 潮，高平潮约6 0 r a i n ，低平潮时间约为6 0m i n ，全天可供潜水时间约 1 8 0m i n 。附近海域水底为沙石质，质地硬，沉船淤 埋深度约0 ．3 0 ．7m 。 收稿日期2 0 1 0 0 1 1 1 作者简介范学臣 1 9 6 7 一 ，男，青岛第一市政工程有限公司高级工 程师，E m a i l q d b l a s t i n g y a h o o ．o o m o 该船船舱内满载34 0 0t 陶土，如整体打捞，需 进行预先清理，成本较高，清理船舱和攻千斤洞比较 困难，用抓斗抓取整体部分也很困难。经全面考虑 决定先采用爆破方法对沉船进行水下爆破切割，然 后再对破碎船体进行抓取作业。 3 爆破设计方案 3 ．1 爆破总体方案选择 该沉船水下破碎方法可选择2 种’2 J 一是整 体破碎，即在船舱内放大量的集中药包，整体起爆， 利用爆炸后形成的强冲击波将整个船体的舷板爆 裂。这种爆破方法简单易行，施工时间短，作业效率 高，但耗用炸药多，成本较大，对周围环境影响大，并 且可能使船底被压入泥里不便清理，对锚地使用造 成影响。二是采用条状药包，对沉船进行分段切割， 然后分段进行吊装。这种方法作业消耗少，作业整 万方数据 爆破2 0 1 0 年6 月 体速度快。经讨论决定采用第2 种方法，并进行多 次爆破、打捞。即先在甲板面上选择适当的位置，横 向和纵向布设条形药包，爆炸后用抓斗进行抓取。 在抓取过程中再遇到整体结构没破坏的地方再按上 述方法布药，进行再次破碎，依次分层进行作业。 由于沉船处为锚地，爆破破碎后，必须清理干 净，不能留下废钢板，以免影响锚地使用。另外，该 沉船中的燃油已全部抽出，采用此方法不会产生油 污问题。能够保证海上作业安全可靠。 3 ．2 装药选择 对船体进行爆破切割一般采用高威力炸药，例 如黑索金与梯恩梯的混合炸药，但是采用这种装药 成本较高，且由工厂临时制作，需I 临时制作模具，工 期也长。为此决定采用乳化炸药，既能防水成本又 低，作业也方便安全。 该船载重为34 0 0 多t ，船板厚度不超过2e m ， 若在陆地上用黑索金和梯恩梯的混合药爆破切割通 常用药量为2k g ／m 的装药即可，采用乳化炸药，其 爆破药量要加倍，即为4k g ／m 。 但此次爆破是在深2 8m 的水中，水压会对炸药 爆炸威力造成影响，因此将爆破药量再加倍，即为8 k g ／m 。考虑到船体中有许多地方平板下还有肋骨， 潜水员在水下设置时也不可能每一处都能将炸药与 目标物贴紧，在实际使用时还应加大药量，采用1 2 1 3k g ／m 的装药。同时为防止水中对导爆索的影 响，特采用胶皮外壳的防水导爆索。 3 ．3 药条与起爆药包的制作 1 药条的制作 将工厂做好的12k g ／m 的药柱一节连一节铺设 到整块帆布上，中间无缝隙，将2 根防水导爆索并在 一起，紧紧敷在炸药上，端部进行防水处理并插入两 头炸药中。进行捆绑时，为防止在水下搬运时拉脱 炸药，药条纵向安放1 根加强绳，然后每隔O ．41 1 1 用 铁丝横向扎紧。药条的长度为1 0 一3 0m 不等。 2 起爆药包的制作 将2 根长导爆索端部进行防水处理并分别插入 2 根药柱中，用导爆索将药柱进行缠绕，并排装入编 织袋中，然后用1 根加强绳捆绑编织袋，并用铁丝扎 紧编织袋以形成起爆药包。2 根导爆索外漏部分和 加强绳绑在一起，捆绑时，为防止运送起爆药包时将 导爆索拉断，加强绳拉紧，导爆索稍松。 3 ．4 装药布置及网路连接 布置药条时，由作业船将做好的药条慢慢递给 潜水员。潜水员拉着导爆索的加强绳，将制好的条 形药包设置到预先确定的破碎切口上，并将装药压 平，贴紧目标，以保证爆破效果。横向及纵向分别布 置药条，药条连接时为保证连接可靠性，相互搭接长 度不小于0 ．5m ，并且用绳子或铁丝捆绑。起爆药 包布置时，潜水员拉着起爆药包的加强绳，将其整体 铺设到药条上，并用铁丝扎紧，横向及纵向分别布置 多个起爆药包。起爆药包的导爆索出水固定到水面 的浮体上，然后在每根导爆索上连接1 发非电雷管 并捆绑，非电雷管的另一端捆绑连接电雷管，将电雷 管与电缆相连，并对电雷管和连接处用胶水及防水 胶布进行防水绝缘处理。装药布置及网路连接示意 图见图l 。 图1 装药布置及网路连接示意图 4 警戒距离与安全措施 4 ．1 警戒距离计算 实施爆破位置为距离陆地2 0 海里 3 7k m 以 外，水深3 0m 的大海中，不需要考虑爆破飞石、振 动、噪音危害，但水下爆破会产生强烈的爆破冲击 波，有可能对附近过往船舶造成破坏，因此要有足够 的警戒距离以保护周边船舶【3 ，4 】。水下爆破时，警 戒距离计算公式为 R ％沲 1 式中，Q 为装药量，k g ；民为系数，对铁壳船取2 5 。 此次沉船爆破最大一次齐爆药量为60 0 0k g ， 经计算R 4 5 3r l l 。实施爆破时，实际警戒距离为选 定为R 6 0 0m 。 4 ．2 安全措施及注意事项 1 爆破施工的安全过程严格按爆破安全规 程G B 6 7 2 2 1 2 0 0 3 和水运工程爆破技术规范 J T J 2 8 0 叫0 执行。 2 潜水员携带炸药下潜时，应拉紧加强绳，速 度不能太快。要防止碰撞，防摩擦，防绞缠，防丢失， 设置防离位，要固定牢固。 3 起爆药包于爆破当日进行布设，布设结束 后，由2 艘小艇对爆破点周边6 0 0h i ．范围内进行巡 逻警戒，各船只通过船载无线电保持实时通信。 4 确定所有水下作业人员上船并且除工作船 外的其他所有船都撤到安全警戒范围以外后进行雷 管连接。 万方数据 第2 7 卷第2 期范学臣，刘学庆，郭磊，等“吉丰6 8 9 ”沉船水下爆破打捞 8 3 上接第4 8 页 爆破块度的影响。选用砼试件进行爆破试验，为了 在试件上部产生爆破漏斗，装药中心距上部自由面 的距离为8 0m m ，试件的圆柱侧面采用铁模具夹制， 模具与试件之间采用黄油偶合，以减小边界效应。 在4 种炸药单耗分别为0 ．2 8r ／c m 3 、0 ．4 2 ∥c m 3 、 0 ．5 7r ／c m 3 和0 ．7 1r ／c m 3 ，且分别在偶合装药条件 和不偶合装药 蜀为1 ．3 条件下进行模拟爆破 试验。 4 ．2 实验结果与分析 爆破试验后对8 个试件进行爆破块度筛分进行 统计分析，爆破块度的统计结果符合G - G S 分布。 对本次试验的爆破块度分析采用K S 0 、K 8 0 两个指 标，即用K 5 0 评价爆破块度的平均碎度，K 8 0 来评 价爆破的大块分布情况。由统计结果作出K 5 0 与 炸药单耗q 的关系曲线如图4 所示。从图中可以分 析出炸药单耗q 与块度指标K 5 0 、K 8 0 之间的关系。 由图4 可知，随着q 值的增加，无论是偶合装药还是 不偶合装药，K S 0 值逐渐减小，即K S O 随药耗增加 而降低。但在相同的炸药单耗条件下，偶合装药条 件下的K S O 值均大于不偶合装药条件下K S O 值，即 不偶合装药时的爆破平均块度小于偶合装药时的平 均块度，其爆破效果优于偶合装药，且随着炸药单耗 的增加，爆破的平均块度逐渐降低，并且降低幅度变 缓，有趋向一固定值的趋势。 5 结论 通过爆破块度分布与控制模拟试验研究可以得 到如下结论 本文的结论仅是根据室内实验结果而 得出的 HJ 1 不偶合装药的爆破破岩效果最好，有利于控 制爆破块度，且爆破块度均匀，偶合填塞装药次之， 偶合无填塞装药最差。 炸药单耗q ／ g c m ” 图4 炸药单耗q 与块度指标的关系 F i g ．4 T h er e l a t i o n s h i po fqa n dK S 0 2 随着炸药单耗的增加，块度指标K S 0 、K 8 0 逐 渐减小，但在相同的炸药单耗条件下，不偶合装药时 的爆破平均块度小于偶合装药时的平均块度，其爆 破效果优于偶合装药，且随着炸药单耗的增加，爆破 的平均块度逐渐降低，并且降低幅度变缓，有趋向一 固定值的趋势，因此，炸药单耗增加至一定值后，对 改善爆破块度就没有效果了。 参考文献 [ 1 ]A L E RJ ．M e a s u r e m e n tP r e d i c t i o no ft h eF r a g m e n t a t i o nE f - f i c i e n e yo fR o c kM a s sB l a s t i n ga n di t sM i m n gA p p E c a - t i o n s [ J ] ．I I l tJR o c kM e c hM i nS c i ，1 9 9 6 ，3 3 2 1 2 5 - 1 3 9 ． [ 2 ] L O W N D S CM ．P r e d i c t i o no fF r a g m e n t a t i o nb a s e dO nD i s - t r i b u t i o no fE x p l o s i v eE n e r g y [ J ] ．I n11 山S y m pO i lE x p l o - s i v ea n dB l a s t i n gR e s e a r c h ，1 9 9 5 2 8 6 - 2 9 7 ． [ 3 ]杨小林，梁为民．不偶合装药爆炸作用机理及试验研 究[ J ] ．煤炭学报，1 9 9 8 ，2 3 2 1 3 0 - 1 3 4 ． [ 4 ]员小有．不偶合装药爆破的应力波量测及其对爆破块 度影响的试验研究[ D ] ．中国矿业大学硕士论文， 1 9 9 4 ． [ 5 ] 杨小林．煤矿炮采工作面微差爆破参数的优选[ J ] ．爆 破，1 9 9 4 ，1 1 1 4 6 - 4 8 ． 万方数据