提高水下钻孔爆破的若干理论与技术措施.doc

提高水下钻孔爆破的若干理论与技术措施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。炸药在介质（岩石）内爆破时，主要的特性有二，其一是炸药在钻孔的岩石内爆炸时产生高温、高压、高速的爆力向爆点最小抵抗线的方向抛射出去的特性，这个特性是用药量计算和定向爆破的主要理论依据；其二是炸药在岩石内部爆破后，由内至外而产生压缩粉碎圈、抛掷破碎圈、松动破坏圈和龟裂震动圈等。这是炮孔用药量、炮孔的间距、排距计算的理论依据。2水下钻孔炸礁工程中炮孔装药量计算有关几个参数的正确选定自20世纪70年代，我国从国外引进潜孔钻机应用于水下钻孔炸礁以来，由于潜孔钻机的冲击器（冲击锤和钻头联体）始终都置于岩石表面和岩石内部，冲击能量的损失很小而冲击钻孔效果很高。因此，水下钻孔爆破已成为航道水下炸礁工程最主要和最高效的一种施工方法。《水运工程技术规范》中，对炮孔的装药量的计算公式为：首排炮孔装药量Q=0.9baH。后排炮孔装药量Q=q。baH。上式中：Q----炮孔装药量（kg）；a----炮孔间距（m）；b----炮孔排距（m）；H。----设计开挖岩层厚度，包括计算超深值的厚度（m）；q。----水下炸礁单位炸药消耗量（kg/m3），系经验值，可参见《水运工程技术规范》表2.3.2选用。上述炮孔装药量的计算式，主要是以炮孔爆破后包括计算超深的破碎石方量与石方单位炸药消耗量以及经验系数的乘积来确定，计算式结构简单明了，但要使炮孔装药量符合实际情况，不出现因炮孔装药量的原因而产生爆区残留石丁、石埂、爆后石方粗度过大而影响开挖清碴工效或石方过碎而过大加大炸药消耗成本，必须正确选定如下几个有关参数。2.1炮孔装长度L。的参数《规范》中，水下钻孔孔底标高，同排孔底应同一高程，装药长度应为孔深的2/3~4/5，软岩取较小值，硬岩取较大值，这里关键的问题是，所计算的炮孔装药量是否满足装药长度为炮孔深度的2/3~4/5的参数要求，在水下炸礁的施工实践中，往往由于炮孔直径过小或线装炸药直径与炮孔直径比值小于0.80以上时，炮孔装药长度往往大于炮孔的深度的2/3~4/5的要求，即炮孔装药后，炮孔已没有足够的堵塞长度的空间，甚至炮孔的深度无法装下所计算的装药量。出现这种炮孔装药长度过大的情况时，便往往出现爆区残留石丁、石埂等爆破不完全的现象，要改变和克服上述问题，主要是适当加大炮孔直径或改过炮孔装药药卷包装质量，适当减少药卷外加扎竹厚度，或采用硬塑管作药卷包装，以有效增加药包的直径的措施，使用药包的直径≥炮孔直径0.8参数的要求。2.2炮孔超钻深度h的参数炮孔超钻深是指除设计开挖岩石厚度，包括计算超深值（陆上钻孔0.2m，水下钻孔0.4m）的厚度以下的超钻深度值，是根据炮孔直径、间距、排距以及炮孔装药量的经验系数而形成设计爆破漏斗尺寸而确定。《规范》的超钻深度值h为1.0~1.5m的参数选取，这一参数既有理论依据，也含经验因素，但在施工实践中，当出现炮孔装药长度L。值大于炮孔直径2/3~4/5的参数时，一般爆破效果欠佳，为解决这一矛盾，曾有企图再增加超钻深度至2.0~2.2的，甚至超钻深度达3~4m，从而使炮孔装药盲目增大超钻深度的措施，实践证明，不但底层岩石过于粉碎，而面层岩石块过大而导致开挖清碴困难，甚至往往需二次爆破又导致水下炸礁的单位炸药消耗量与工程造价的大幅增加。