水下爆破对水工构筑物的影响与安全防护

【摘要】水下岩层开挖施工在水工建筑物施工中越来越常见，若要更好地保证工程的建设质量和建设效果，就必须要采取有效的水下爆破技术，只有这样才能在保证工程建设效率的基础上提高工程建设的效率。当前，在工程建设中，人们也将关注的重点放在了采取有效措施减少水下爆破活动对附近水工建筑物的不利影响，而若要达到这一目的，我们必须要采取科学完善的安全防护措施。

【关键词】水下爆破；水工构筑物；影响；防护

1、简述影响水下爆破施工对构筑物安全的因素

水下爆破的过程中会出现较强的地震波和冲击波，其也被称为爆破动应变和爆破动应力，上述两个指标会对水下建筑物的稳定性及安全性产生显著的影响。所以在构筑物附近进行大规模爆破作业的过程中，一定要对地震波和冲击波进行科学有效的分析，掌握其分布的具体规律，同时还要采取有效措施对其进行安全防护设计。在距离起爆点一定的位置会产生冲击波，而其也会受到水介质粘滞力和摩擦力的影响，作用力会逐渐减弱，最终形成声波。以有关数据参数为基础，我们可以得出冲击波衰减规律的计算公式：

本式中，冲击波峰值压力用P表示；起爆药量用Q表示。

很多因素都会对地震波产生影响，且其影响机制具有显著的复杂性。并也与建筑物自身的诸多因素如结构的性质特点、传播介质等有着千丝万缕的联系。通常在计算地震反应时应用萨道夫斯基公式：

地震波安全振速：V=K（Q/R）a（4）

公式中：一次起爆炸药量Q（kg）；爆心距R（m）；K值与爆破点地形、地质条件关系的研究当中我们可以知道，地震波峰值质点的振速与齐发药量成正比，而与爆心的距离成反比关系。

水下爆破的安全距离计算公式：

R=Q1/3（K/V）1/a（5）

该工程中V=6cm/s；，K为180，衰减指数a为1.45，

2、控制水下爆破的安全措施

2.1 工程概况

某工程的8号泊位建设规模为5000t级，9号泊位的规模为30000t级。由于本工程施工区域与周围的生产区域较近，并且工程量较大，因此，本次水下爆破工程对施工工艺的要求比较严格。除此之外，由于施工地点受到天气和地质条件的影响较为明显，且施工复杂性较高，对季节也有着十分严格的要求，因此工期也相对较为紧张，这就对工程建设提出了更高的要求。

2.2 本工程的施工工艺介绍

本工程在进行炸礁施工时，主要采用的是水下钻孔爆破施工技术，其具体的施工流程如下：1）在施工前做好測量与施工展布工作。2）进行水下钻孔与验孔施工，并在孔内装药。3）将起爆网络连接好后，相关人员乘坐船只撤离现场。4）起爆。5）对现场的残渣进行清理工作。本分项施工结束后才可以进行回旋水域的开挖施工。

3、具体的安全措施

在水下爆破施工时，安全防护是非常重要的一项工作。本工程中，需要将港池与码头进行同时施工，为了确保整体的结构安全性，需要做好充分的防护准备，将水下爆破产生的冲击波等强度控制在一定的安全范围。

3.1 做好预裂带防振方面的措施

在本项目中，为了尽最大程度减少冲击波等的影响，在施工时，在设计开挖线的沿线位置应预先留有一条爆破预裂带，其宽度在20厘米左右，以更好地保证地震出现时地震波能够在安全范围内，进而有效地确保结构的稳定性及安全性。

3.2 科学设置施工工序

为了更好地避免码头现浇混凝土受损，在水下爆破施工的过程中一定要科学安排施工工序。距离码头已施工部位最近的减震预裂带是首先应完成的施工部位，若预裂带的宽度能够达到工程建设安全的要求后，才能按照由近及远的施工顺序进行工程建设和施工。

3.3 爆破作业的齐发药量的把控

在施工过程中，为了更加有效地对水下爆破的地震波加以控制，必须要合理设置一次爆破的齐发药量：

具体的药量计算可以参考：Q=R3（V/K）3/a（8）

在本工程中，速度v为每秒钟6厘米，K的数值为180到600之间，a的数值在1.05至1.55之间。若起爆的位置距离建筑物较近，则应适量减少起爆的药量，应采取1/2-2/3的孔位进行起爆，若有需要还可采用分组分段起爆的方式，若为超深孔位，则应在起爆时应用孔内延时起爆的方式。

3.4 微差延时工艺的应用

在水下爆破作业中，地震波可借助水的作用传递到陆地，并对周围的建筑物产生较大的影响。故而为了更好地控制这种地震波的不良作用，在水下爆破的过程中，我们可以尝试应用微差爆破的方式。这种爆破形式主要是根据标准的要求和流程在很短的时间差内依次起爆药包，借助延时起爆技术能够有效防止地震应力的多重叠加与作用，并以此来降低地震波和冲击波强度的作用，确保周围构筑物的安全性。

3.5 最大程度保障监测工作

采取有效措施来保证水下爆破监测工作的质量和水平，要保证施工与监测工作的同步进行。若在监测的过程中出现了监测值与规定值差异较为明显的问题，就应对其进行科学评估和有效预警，如果有必要时还应及时中止施工，对施工中所使用的工艺进行全面的检查，此外还要根据工程建设的需要对设计参数进行科学调整，并对最初的设计方案进行有效的优化，从而更好的提升施工的安全性，避免影响水工建筑物的安全。

4、结语

水下爆破施工的过程中会产生较大的地震波和冲击波，其对水工建筑物和构造物的安全产生了极大的威胁，因此我们必须要采取科学有效的措施，才能更好地保证工程建设的效果。不同工程中应充分结合实际情况对水工建筑物的安全影响因素进行科学分析，并同时采取针对性的措施来提高建筑物自身的安全性。

参考文献：

[1]曲艳东.水下爆破破冰爆炸冲击波传播规律数值分析[J].爆破.2017.

[2]游昌达.水下爆破对水工构筑物的影响及安全防护措施[J].绿色环保建材，2017.