水下爆破沉船清障.pdf

第 “卷第期 “ “ 年月 爆破 “ , A ，B C 6，D F ; A A F A E , , ’ A , I L， 流向 4 Q， 流速 4节左右， 潮差 2H， 平潮时间为. 4; ， 水下能见度为零， 海底为泥 沙质。该船长2 P;， 宽 ;， 型深0 ;， 驾驶台高 约4;， 三根立柱式吊杆高均为 ;， 船体总高 为 “ .;， 吨位 . 4 A， 满载为“ “ “ A。沉船内装 有矿沙和耐火砖等约4 “ “A， 在海底倾斜约 “ Q左 右。 沉船点距离岸边 “余海里， 沉船最高点离水面 4;， 严重影响过往船只的正常通航。为保证该海 域的通航安全， 营口港监决定对该船实施水下爆破， 将沉船部分解体， 降高至安全通航标高。 总体方案设计 该水域离岸边较远， 实施爆破不会危及岸港工 程及水产养殖安全， 可一次允许起爆较大药量。根 据营口港监提出的 4;以上浅水域应无障碍物的 要求， 决定采用分次爆破， 逐步使沉船降高至安全标 高的方案来进行， 具体分以下个步骤进行 先炸断 根吊杆柱； 再炸毁烟囱； 最后炸毁驾驶台。这样， 安全水深已接近 “;， 能够满足通航要求。 爆破设计 炸药的选择 一般水下爆破对炸药的要求是 炸药应有良好 的防水性能、 组装设置方便、 具有足够的爆破威力、 成本低； 硝铵炸药、 乳化炸药不适应水下钢结构爆 破； 橡胶炸药虽能够较好地用于水下结构物爆破， 但 价格昂贵。而 “ “E或. “ “ET T药块的防水性 能好、 价格适中， 能够根据结构物的不同形状灵活地 合成不同的药型， 具有组装方便的特点。因此， 本次 爆破炸药选用 “ “ET T药块。 万方数据 “ 药包的布置及装药量计算 “ “ 爆破吊杆柱药量计算 该船共有根吊杆柱需要爆破， 靠近艏部的主 吊杆柱直径为 “ ’， 靠近艉部的根吊杆柱直径 均为 “ ’， 根吊杆柱的壁厚均为 ’， 材料均 为超高强度合金钢。采用水中接触爆破的通用经验 公式进行计算 ［］ “ 式中， 为水中接触爆破的药量；为水中接触爆 破的材料破坏系数，* ；为吊杆柱的周 长，“ ；为吊杆柱直径； 为吊杆柱的厚 度； 由此， 对直径 “ ’的吊杆柱药量* “ , - . ， 实际爆破中取* /- .； 对直径为 “ ’的吊 杆柱药量* “ - .， 实际爆破中取* - .。 根据需爆吊杆柱的实际形状， 实际施工中做成 两个药量相等的半圆形药型， 分别卡在吊杆柱根部 的同一水平面上。 “ “ 爆破烟囱的药量计算 爆破烟囱按水中非接触爆破的通用经验公式进 行计算 ［］ “ ’ （） 式中， 为水中非接触爆破的药量；为烟囱的厚 度；为装药中心至烟囱外壁的最大距离； ’ * 。 则爆破烟囱所需的药量为 * “ - .； 实 际爆破取* - .。 具体作业时， 将装药设置在烟囱内部距离甲板 “ /’高的水平面的中心处。 “ “ 爆破驾驶台的药量计算 驾驶台与船体甲板连接处的宽度为’， 长度 为 ’， 驾驶台内部有两道宽度为’的隔墙， 驾 驶台外部及隔墙钢板厚度均为 “ ’， 药量仍按 公式 （） 进行计算 由此“ ’ * 0 “ 0 * 1 “ - . ， 实际爆破取* - .。 则爆破驾驶台所需总药量为总*0 * - .。 装药设置在驾驶台内部距离甲板 “ / ’高的水 平面上， 如图所示。 “ 起爆网路设计 考虑到超过水深 ’时， 普通电雷管可能因 压力过大而发生自行爆炸。因此， 在本次爆破中不 宜使用电爆网路。本次爆破选用了导爆索起爆网 路， 即在装药的外围紧贴1根导爆索束起爆装 药， 其中的根通至水面接起爆电雷管。这样通过 导爆索的传爆来引爆水下药包。 该起爆网路的优点是 从装药、 固定装药以至联 线作业都没有电雷管， 只是在一切准备就绪实施爆 破前， 才接上起爆电雷管， 从而可以保证作业的安 全； 同时， 施工的安全性好， 不怕雷击， 即使出现瞎炮 也容易处理。 图驾驶台内部横截面装药示意图 （单位 ’） “ 爆破安全计算 爆破点水域离岸边较远， 无岸港工程和水工建 筑物， 爆破地震和爆破飞片的危害可不考虑。安全 距离主要考虑水中冲击波对附近水面船只可能造成 的破坏， 按下列公式计算安全距离 ［］ （ * ［］ ） “ *2 ／ （） 式中， ［］ 为船只允许承受的冲击波压力极限， 对 航行船只 ［］* 3 4 5， 对工程船 ［］* 3 4 5； * 为试验系数， 取 **/ 0 14 5； “* 为衰减系数， 取“ *“ , 。 据此， 算出了不同药量爆炸时对应的安全距离 如表。 表不同药量爆破时的安全距离 药量 ／ - . 安全距离 ／’ 工程船只航行船只 / / / / / / / / 爆破效果 分次起爆， 爆后， 经潜水员水下探摸报告， 根吊杆柱全部炸断， 烟囱彻底炸毁， 驾驶台彻底解体 至安全标高。经实际测量， 爆后沉船最高点在最低 潮时离水面约 1 “ /’左右， 达到了安全通航的要 求， 工程得到圆满成功。 通过这次爆破工程， 笔者认为 （） 在水下爆破工程中， 对厚度较大 （大于 ’） 的金属构件， 宜于采用水中接触爆破； 而对大型 （下转第, 页） 爆破 年月 万方数据 爆破效果 在西采区“ 平台开采境界边坡共钻了 个 预裂孔， 其中有个孔积水 ’， 不排积水， 充分 利用水介质爆破， 药包采用防水处理的装药方式。 爆破后整个爆堆松散破碎， 爆堆下降’左右， 预 裂孔沿线裂开宽达 ’以上的缝。第二天预裂孔 前方爆渣约有一半自动塌落。开挖后， 整体壁面较 为平整光滑， 不平整度大部分控制在* ’内， 有 软弱夹层处较差； 孔壁基本不形成爆生裂纹， 半孔明 显， 总体半孔率约 , -， 孔口部分预裂面情况较试 验情况有所改善， 积水孔因利用水偶合爆破作用， 预 裂面质量比空气段好， 清运后底板平整， 基本不留根 坎， 爆堆内部大块率低， 方便铲装。 技术经济效益评价 根据紫金山金矿预裂爆破实践证明， 在地质条 件相似、 孔网参数相同情况下， 以当地成本价格计 算， 新工艺较常规工艺具有更高的技术经济效益。 新工艺比常规工艺， 主要爆破成本降低约. , -， 而 且在装药工艺上省去繁琐的加工过程， 节约大量时 间， 大大方便了施工。 结语 多孔粒状铵油炸药预裂爆破技术在紫金山金矿 首次使用， 取得较满意的爆破效果， 有以下几点经验 值得总结 （） 由于采取塑料管， 增加外部约束， 使多孔粒 状铵油炸药爆轰稳定性增强， 且有利于控制线装药 密度， 并起到防水作用。 （） 采用塑料管装多孔粒状铵油炸药的方式完 全可以用在水孔爆破中， 而且水偶合预裂爆破作用 有利于提高预裂面质量。 （） 采用柔性垫层隔离药包与孔壁， 使药包尽量 靠预裂面前方， 能有效防止炸药爆破引起的孔壁爆 生裂纹， 半孔率明显提高， 提高预裂质量。 （.） 由于采用多孔粒铵油炸药， 简化施工工序， 施工速度得以提高， 经实际测算， 爆破成本比常规爆 破降低约. , -。 （） 采用合理的毫秒间隔联合起爆方式， 利用预 裂孔与主爆区各爆孔间爆炸应力联合作用， 使岩块 互相碰撞， 提高炸药能量利用率， 爆渣更松散破碎， 岩坎根底现象大幅减少， 底板平整， 有利铲装， 大大 提高爆破效果及质量。 参考文献 ［］ 程玉泉/大孔径线型聚能预裂控制爆破设计 ［0］1 , , / ［］ 张伟康， 庙延钢， 杨益/软岩体结构面预裂爆破模型 试验研究 ［2］ /爆破， , , , （.） . 3 / （上接第“ “页） 薄壳体 （厚度小于 ’） 结构， 采用内部非接触爆破 效果较好。 （） 水下爆破时， 可以针对构件形状的不同， 采 用塑料薄膜和包装胶带对4 5 4药块进行造型， 具 有制作方便、 简单易行的特点； （） 起爆网路的准确、 可靠地起爆是水下爆破成 功的关键。特别是深水作业时， 电爆网路的使用可 能会给潜水员带来一定的潜在危险， 建议尽量采用 非电起爆网路， 以确保安全； （.） 受海面上波浪及水流的影响， 在选用起爆电 线时， 应考虑到其所能够承受的拉力， 建议选用直径 大于“’ ’的细电缆起爆导线， 并松缠在麻绳上， 并 间隔在一定距离固定在浮球上。 （） 水下爆破较陆地爆破有着较大的施工难度， 施工点受海水潮汐影响很大， 平潮作业时间较短， 施 工中应充分利用平潮有利条件进行有效作业， 提高 作业效率。 （） 水下设导爆索必须特别小心， 防止被水流、 漂浮物及其他障碍物折断或损坏包皮。为防止拉 断， 水中的导爆索不能处于直接受拉、 受压状态， 可 将其松缠在一根受力的麻绳上。 参考文献 ［］ 阎家良/结构物爆破 ［6］ /南京 工程兵工程学院， / ［］ 杨光煦/水下爆破工程 ［6］ /北京 海洋出版社， / 爆破 , , 年月 万方数据