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摘要：本文从航道整治工程中水下爆破工程施工的特点入手，指出了水下爆破工程质量存在的问题和施工的指导思想，并详细剖析了水下爆破工程的具体施工技术。
关键字：航道整治；水下爆破；施工；特点
Abstract: This paper starting from the waterways rehabilitation underwater demolition construction characteristics, pointing out that the guiding ideology of the underwater blasting quality problems and construction, and put forward a detailed analysis of the specific construction of the underwater blasting technology.Key words: channel regulation; underwater explosions; construction; characteristics
中图分类号：U617文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1、前言
众所周知，水下钻孔爆破工程，由于其施工时，现场水面以下间隔一水层而无法直观岩石表面纹理、溶岩缝等构造情况和爆破效果，水域中急流、横流、漩流的不良流态以及岩面的淤泥、沙砾的覆盖等工况，从而导致水下钻孔爆破开挖工程的难度更显突出。
炸药的爆破，是一种高速的化学反应现象，其爆速一般民用炸药可达3500~5000m/s，并伴随着产生空气冲击波、水冲击波和地震波等主要应力。这些应力对爆点附近的人畜、船舶和建筑物的安全造成威胁与破坏的可能，必须引起足够的重视。
2、水下爆破的特点
水下爆破是在水体环境中进行的，岩体的临空自由面在水中，水的压缩系数为0.45*10-10（Pa-1），仅为空气的1/20000~1/30000；水的比重为空气的780倍，黏滞系数为空气的100倍，水的这些不同于空气的物理力学性质，以及水的流动性和波动性的影响等，导致水下爆破具有不同于一般陆地爆破的特点。如：
2.1 水能选用敏感高的炸药，应采用安全度大、威力强的炸药，并要求有良好的耐水性和耐水压性。
2.2 为了让爆破岩体在水体深处的高压下能鼓胀移动和抛掷，以及爆破岩渣清除的方便，水下爆破所需的单位耗药量常大于陆地爆破。
2.3 必须考虑水深、流速、风浪等因素的影响及钻孔、装药的施工难度，瞎炮处理比陆地更难处等因素。
2.4 必须考虑清渣和清渣设备对爆渣块体粒径的要求。
2.5 爆破和地震波的影响范围大，而且有多次重复性。因此，必须注意周围建筑、岸壁和环境等的安全。
2.6 水下爆破中出现殉爆、拒爆和残留废孔率的情况均较陆地爆破多
3、水下爆破工程的质量存在的问题
3.1 质量影响的不确切性
水下爆破的质量影响因素众多，单从客观条件方面分析，除了受到炸药雷管等爆破器材的质量影响外，还同时受到水下地质、地形、水文条件、水深 ，流速等众多因素的影响。这些影响因素错综复杂，具有显著的不确切性：不能确切知道各影响因素对质量的影响程度；无从了解各因素对质量的影响随条件变化而变化的特征；亦无法准确掌握各影响因素的不同组合对质量的影响特征。
3.2 质量的测定与描述困难
水下爆破工程与陆上工程不同，质量效果可以通过眼观、手摸、尺量、仪器探测等方法加以准确测定与描述。由于作业对象处于水下，能见度差，看不清，摸不着，水下爆破工程的质量效果明显缺乏直观性。难以准确测定质量的指标及其程度，亦难以对质量状态和质量效果进行准确的描述。
3.3 质量控制难度大 、
由于质量影响因素众多及其影响的不确切性，在质量控制过程中，往往比较难捕捉到主要矛盾，难以抓准关键 环节和关键因素，因而影响了控制效果；由于质量效果测定困难，加上质量效果显示的滞后性(质量效果需在清碴 时方得以体现，属事后检验性质)，这便增加了质量控制的难度；由于目前理论研究水平有限，质量控制比较倚重于实践经验，而经验与科学之间往往存有偏差，这无疑会增加质量控制的难度。
3.4 质量补救困难
主要表现在：二次复炸施工难度大，技术要求高；施工效率低，损耗大，工程成本高；工期损失严重等。
4、施工管理的指導思想
达到高质、高效、低成本，无疑是质量管理工作的基本目标。就航道整治水下爆破工程而言，提高一次施工成功率，是提高水下爆破工程质量和效率，降低工程成本的根本途径。因而，在综合考虑经济性的前提下，通过技术手段和管理手段，千方百计提高一次爆破施工成功率，应是质量管理工作的指导思想。需要说明的是，这里所提的“成功”包括了对质量和效率两方面的要求：首先是指爆破施工的效果，必须能达到设计的航道尺度要求和其他技术要求 ；其次还必须能保证清碴施工较高的效率，即要求爆破的富余深度和爆破碎石的块度、松散度，必须适应清碴设备的技术性能要求。
5、水下爆破工程的施工要点
水下爆破工程根据以往类似工程经验和投入工程水下钻爆机械设备力量综合考虑，对水下爆破选用钻孔爆破法施工。其施工工艺流程如下：爆破设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确定孔深→套管护孔→钻孔→成孔冲洗→ 测量验孔→装药→连线→平台撤离→起爆信号→起爆、震动监测→爆破效果检查→解除警戒。
水下工程施工中的几项主要技术措施分述如下：
5.1 钻孔作业平台设计制作浮箱式简易起升钻爆作业平台船(16 m×6 m)。作业平台采用钢体浮箱结构，两浮箱间距 5 m。浮箱内径 Φ1 100 mm，单长 12 m，扣除浮箱、平台钢结构自重，浮力约为15t。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体[2]。潜孔钻钻机由脚手 架钢管铰接固定在平台上，组成钻机作业平台。浮箱两侧各向外伸出 0.5 m，另外焊接两个 小平台，可供 4 台 KQ-100 型潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度，钻机平台可沿槽钢轨道滑动移位。测量定位后，采用 8 只铁锚及 100 m以上的锚绳，由机动小驳船牵引到达爆破区域后，依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。利用 5t手拉葫芦人工控制将 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底，使钻孔平台升起基本脱离 水面，此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在 4 根钢管立柱上。钻孔施工时，不会受到波浪 起伏的影响，保证成孔质量。钻孔平台移位时，先收回立柱，使钻孔平台浮在水面上，此时 通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工。
5.2 水下工程钻孔设备及爆破器材的选择
5.2.1 钻孔设备的选型
由于水下钻孔爆破，加之水面上的限制，选用 KQ-100 潜孔钻机钻孔，孔径 Φ90 mm。
5.2.2 钻孔附属机构
水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 KQ -100 型潜孔钻，药卷为Φ70 mm，炸药选用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔，在钻孔之前，先将 1 根下端带有环形(钻径Φ117 mm)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层)，并钻入基岩一定深度，然后 在套管中下钻杆，在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度，钻孔应有一定的超钻深度， 超钻深度取 1. 0～1.5 m，即实际钻孔深度为 1.5 m～4.5 m。
5.2.3爆破器材的品种选取。
选用具有防水性能良好的乳化炸药，装入Φ80mmPVC 管中。非电雷管用“双高”雷管。 起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络，以确保传爆的准确性。为确 保安全，用粗砂将炮孔堵满，防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作为爆破孔位标记，便于集中装药；②装药后便于连接导爆管脚线没， 形成起爆网络。
5.2.4 导爆管的放置。
在水中放置浮胎，使其固定地飘浮在水面上，将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上，按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来，为了不使传爆雷管将 其他导爆管炸断造成拒爆现象，连接时应将雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎紧，不能浮在水面随波漂移。
5.3 水下工程安全校核
水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应、水中冲击波效应、空气冲击波效应和水面波浪效应。
5.4 水下工程爆破效果
爆破后，岩石破碎块度理想，水下清渣顺利，经检验，对闸门及周围建筑物无影响。
6、结束语
水下炸礁是一项工程巨大的特殊水运工程，在施工时，严格与准确执行《水运工程技术规范》是获得项目工程高质高效的重要保证。在具体应用《规范》中各项计算参数与技术措施对施工前经小规模试验，或者在施工实践中，根据各现场工程地质、水纹等不同条件，不断总结与修正，才能获得有真正价值的参数与技术措施。
关键字：航道整治；水下爆破；施工；特点
Abstract: This paper starting from the waterways rehabilitation underwater demolition construction characteristics, pointing out that the guiding ideology of the underwater blasting quality problems and construction, and put forward a detailed analysis of the specific construction of the underwater blasting technology.Key words: channel regulation; underwater explosions; construction; characteristics
中图分类号：U617文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
1、前言
众所周知，水下钻孔爆破工程，由于其施工时，现场水面以下间隔一水层而无法直观岩石表面纹理、溶岩缝等构造情况和爆破效果，水域中急流、横流、漩流的不良流态以及岩面的淤泥、沙砾的覆盖等工况，从而导致水下钻孔爆破开挖工程的难度更显突出。
炸药的爆破，是一种高速的化学反应现象，其爆速一般民用炸药可达3500~5000m/s，并伴随着产生空气冲击波、水冲击波和地震波等主要应力。这些应力对爆点附近的人畜、船舶和建筑物的安全造成威胁与破坏的可能，必须引起足够的重视。
2、水下爆破的特点
水下爆破是在水体环境中进行的，岩体的临空自由面在水中，水的压缩系数为0.45*10-10（Pa-1），仅为空气的1/20000~1/30000；水的比重为空气的780倍，黏滞系数为空气的100倍，水的这些不同于空气的物理力学性质，以及水的流动性和波动性的影响等，导致水下爆破具有不同于一般陆地爆破的特点。如：
2.1 水能选用敏感高的炸药，应采用安全度大、威力强的炸药，并要求有良好的耐水性和耐水压性。
2.2 为了让爆破岩体在水体深处的高压下能鼓胀移动和抛掷，以及爆破岩渣清除的方便，水下爆破所需的单位耗药量常大于陆地爆破。
2.3 必须考虑水深、流速、风浪等因素的影响及钻孔、装药的施工难度，瞎炮处理比陆地更难处等因素。
2.4 必须考虑清渣和清渣设备对爆渣块体粒径的要求。
2.5 爆破和地震波的影响范围大，而且有多次重复性。因此，必须注意周围建筑、岸壁和环境等的安全。
2.6 水下爆破中出现殉爆、拒爆和残留废孔率的情况均较陆地爆破多
3、水下爆破工程的质量存在的问题
3.1 质量影响的不确切性
水下爆破的质量影响因素众多，单从客观条件方面分析，除了受到炸药雷管等爆破器材的质量影响外，还同时受到水下地质、地形、水文条件、水深 ，流速等众多因素的影响。这些影响因素错综复杂，具有显著的不确切性：不能确切知道各影响因素对质量的影响程度；无从了解各因素对质量的影响随条件变化而变化的特征；亦无法准确掌握各影响因素的不同组合对质量的影响特征。
3.2 质量的测定与描述困难
水下爆破工程与陆上工程不同，质量效果可以通过眼观、手摸、尺量、仪器探测等方法加以准确测定与描述。由于作业对象处于水下，能见度差，看不清，摸不着，水下爆破工程的质量效果明显缺乏直观性。难以准确测定质量的指标及其程度，亦难以对质量状态和质量效果进行准确的描述。
3.3 质量控制难度大 、
由于质量影响因素众多及其影响的不确切性，在质量控制过程中，往往比较难捕捉到主要矛盾，难以抓准关键 环节和关键因素，因而影响了控制效果；由于质量效果测定困难，加上质量效果显示的滞后性(质量效果需在清碴 时方得以体现，属事后检验性质)，这便增加了质量控制的难度；由于目前理论研究水平有限，质量控制比较倚重于实践经验，而经验与科学之间往往存有偏差，这无疑会增加质量控制的难度。
3.4 质量补救困难
主要表现在：二次复炸施工难度大，技术要求高；施工效率低，损耗大，工程成本高；工期损失严重等。
4、施工管理的指導思想
达到高质、高效、低成本，无疑是质量管理工作的基本目标。就航道整治水下爆破工程而言，提高一次施工成功率，是提高水下爆破工程质量和效率，降低工程成本的根本途径。因而，在综合考虑经济性的前提下，通过技术手段和管理手段，千方百计提高一次爆破施工成功率，应是质量管理工作的指导思想。需要说明的是，这里所提的“成功”包括了对质量和效率两方面的要求：首先是指爆破施工的效果，必须能达到设计的航道尺度要求和其他技术要求 ；其次还必须能保证清碴施工较高的效率，即要求爆破的富余深度和爆破碎石的块度、松散度，必须适应清碴设备的技术性能要求。
5、水下爆破工程的施工要点
水下爆破工程根据以往类似工程经验和投入工程水下钻爆机械设备力量综合考虑，对水下爆破选用钻孔爆破法施工。其施工工艺流程如下：爆破设计→锚定钻孔作业平台→移机就位→确定孔深→套管护孔→钻孔→成孔冲洗→ 测量验孔→装药→连线→平台撤离→起爆信号→起爆、震动监测→爆破效果检查→解除警戒。
水下工程施工中的几项主要技术措施分述如下：
5.1 钻孔作业平台设计制作浮箱式简易起升钻爆作业平台船(16 m×6 m)。作业平台采用钢体浮箱结构，两浮箱间距 5 m。浮箱内径 Φ1 100 mm，单长 12 m，扣除浮箱、平台钢结构自重，浮力约为15t。通过槽钢、工字钢将两浮箱焊接为承载钻机及附属设备的船体[2]。潜孔钻钻机由脚手 架钢管铰接固定在平台上，组成钻机作业平台。浮箱两侧各向外伸出 0.5 m，另外焊接两个 小平台，可供 4 台 KQ-100 型潜孔钻机工作之用。为加快钻机就位速度，钻机平台可沿槽钢轨道滑动移位。测量定位后，采用 8 只铁锚及 100 m以上的锚绳，由机动小驳船牵引到达爆破区域后，依靠船上人工收缩锚绳配合准确就位。利用 5t手拉葫芦人工控制将 4 根立柱(Φ240mm)沉入河底，使钻孔平台升起基本脱离 水面，此时整个钻孔平台上的荷载完全支承在 4 根钢管立柱上。钻孔施工时，不会受到波浪 起伏的影响，保证成孔质量。钻孔平台移位时，先收回立柱，使钻孔平台浮在水面上，此时 通过拉动锚绳将平台移到下一钻孔位置施工。
5.2 水下工程钻孔设备及爆破器材的选择
5.2.1 钻孔设备的选型
由于水下钻孔爆破，加之水面上的限制，选用 KQ-100 潜孔钻机钻孔，孔径 Φ90 mm。
5.2.2 钻孔附属机构
水下爆破条件采用垂直钻孔作业。钻孔机具选用 KQ -100 型潜孔钻，药卷为Φ70 mm，炸药选用抗水性能良好的乳化炸药。为保证钻孔后的装药和清孔，在钻孔之前，先将 1 根下端带有环形(钻径Φ117 mm)的中空套管钻透覆盖层(淤泥层)，并钻入基岩一定深度，然后 在套管中下钻杆，在基岩中进行钻孔。为确保开挖达到设计深度，钻孔应有一定的超钻深度， 超钻深度取 1. 0～1.5 m，即实际钻孔深度为 1.5 m～4.5 m。
5.2.3爆破器材的品种选取。
选用具有防水性能良好的乳化炸药，装入Φ80mmPVC 管中。非电雷管用“双高”雷管。 起爆网络采用孔内高段位、孔外低段位毫秒微差复式起爆网络，以确保传爆的准确性。为确 保安全，用粗砂将炮孔堵满，防止冲炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆盖，砂袋系一浮球露 出水面，其作用:①作为爆破孔位标记，便于集中装药；②装药后便于连接导爆管脚线没， 形成起爆网络。
5.2.4 导爆管的放置。
在水中放置浮胎，使其固定地飘浮在水面上，将“每船同排”的导爆管按绑在一只轮胎上，按照“从后到前的顺序”将轮胎上的导爆管用“同段”非电雷管连接起来，为了不使传爆雷管将 其他导爆管炸断造成拒爆现象，连接时应将雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎紧，不能浮在水面随波漂移。
5.3 水下工程安全校核
水下爆破所产生的危害表现为爆破地震效应、水中冲击波效应、空气冲击波效应和水面波浪效应。
5.4 水下工程爆破效果
爆破后，岩石破碎块度理想，水下清渣顺利，经检验，对闸门及周围建筑物无影响。
6、结束语
水下炸礁是一项工程巨大的特殊水运工程，在施工时，严格与准确执行《水运工程技术规范》是获得项目工程高质高效的重要保证。在具体应用《规范》中各项计算参数与技术措施对施工前经小规模试验，或者在施工实践中，根据各现场工程地质、水纹等不同条件，不断总结与修正，才能获得有真正价值的参数与技术措施。