水下爆破對水工構(gòu)筑物的影響與安全防護

【摘要】水下巖層開挖施工在水工建筑物施工中越來越常見，若要更好地保證工程的建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效果，就必須要采取有效的水下爆破技術(shù)，只有這樣才能在保證工程建設(shè)效率的基礎(chǔ)上提高工程建設(shè)的效率。當(dāng)前，在工程建設(shè)中，人們也將關(guān)注的重點放在了采取有效措施減少水下爆破活動對附近水工建筑物的不利影響，而若要達到這一目的，我們必須要采取科學(xué)完善的安全防護措施。

【關(guān)鍵詞】水下爆破；水工構(gòu)筑物；影響；防護

1、簡述影響水下爆破施工對構(gòu)筑物安全的因素

水下爆破的過程中會出現(xiàn)較強的地震波和沖擊波，其也被稱為爆破動應(yīng)變和爆破動應(yīng)力，上述兩個指標(biāo)會對水下建筑物的穩(wěn)定性及安全性產(chǎn)生顯著的影響。所以在構(gòu)筑物附近進行大規(guī)模爆破作業(yè)的過程中，一定要對地震波和沖擊波進行科學(xué)有效的分析，掌握其分布的具體規(guī)律，同時還要采取有效措施對其進行安全防護設(shè)計。在距離起爆點一定的位置會產(chǎn)生沖擊波，而其也會受到水介質(zhì)粘滯力和摩擦力的影響，作用力會逐漸減弱，最終形成聲波。以有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)為基礎(chǔ)，我們可以得出沖擊波衰減規(guī)律的計算公式：

本式中，沖擊波峰值壓力用P表示；起爆藥量用Q表示。

很多因素都會對地震波產(chǎn)生影響，且其影響機制具有顯著的復(fù)雜性。并也與建筑物自身的諸多因素如結(jié)構(gòu)的性質(zhì)特點、傳播介質(zhì)等有著千絲萬縷的聯(lián)系。通常在計算地震反應(yīng)時應(yīng)用薩道夫斯基公式：

地震波安全振速：V=K（Q/R）a（4）

公式中：一次起爆炸藥量Q（kg）；爆心距R（m）；K值與爆破點地形、地質(zhì)條件關(guān)系的研究當(dāng)中我們可以知道，地震波峰值質(zhì)點的振速與齊發(fā)藥量成正比，而與爆心的距離成反比關(guān)系。

水下爆破的安全距離計算公式：

R=Q1/3（K/V）1/a（5）

該工程中V=6cm/s；，K為180，衰減指數(shù)a為1.45，

2、控制水下爆破的安全措施

2.1 工程概況

某工程的8號泊位建設(shè)規(guī)模為5000t級，9號泊位的規(guī)模為30000t級。由于本工程施工區(qū)域與周圍的生產(chǎn)區(qū)域較近，并且工程量較大，因此，本次水下爆破工程對施工工藝的要求比較嚴(yán)格。除此之外，由于施工地點受到天氣和地質(zhì)條件的影響較為明顯，且施工復(fù)雜性較高，對季節(jié)也有著十分嚴(yán)格的要求，因此工期也相對較為緊張，這就對工程建設(shè)提出了更高的要求。

2.2 本工程的施工工藝介紹

本工程在進行炸礁施工時，主要采用的是水下鉆孔爆破施工技術(shù)，其具體的施工流程如下：1）在施工前做好測量與施工展布工作。2）進行水下鉆孔與驗孔施工，并在孔內(nèi)裝藥。3）將起爆網(wǎng)絡(luò)連接好后，相關(guān)人員乘坐船只撤離現(xiàn)場。4）起爆。5）對現(xiàn)場的殘渣進行清理工作。本分項施工結(jié)束后才可以進行回旋水域的開挖施工。

3、具體的安全措施

在水下爆破施工時，安全防護是非常重要的一項工作。本工程中，需要將港池與碼頭進行同時施工，為了確保整體的結(jié)構(gòu)安全性，需要做好充分的防護準(zhǔn)備，將水下爆破產(chǎn)生的沖擊波等強度控制在一定的安全范圍。

3.1 做好預(yù)裂帶防振方面的措施

在本項目中，為了盡最大程度減少沖擊波等的影響，在施工時，在設(shè)計開挖線的沿線位置應(yīng)預(yù)先留有一條爆破預(yù)裂帶，其寬度在20厘米左右，以更好地保證地震出現(xiàn)時地震波能夠在安全范圍內(nèi)，進而有效地確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性。

3.2 科學(xué)設(shè)置施工工序

為了更好地避免碼頭現(xiàn)澆混凝土受損，在水下爆破施工的過程中一定要科學(xué)安排施工工序。距離碼頭已施工部位最近的減震預(yù)裂帶是首先應(yīng)完成的施工部位，若預(yù)裂帶的寬度能夠達到工程建設(shè)安全的要求后，才能按照由近及遠的施工順序進行工程建設(shè)和施工。

3.3 爆破作業(yè)的齊發(fā)藥量的把控

在施工過程中，為了更加有效地對水下爆破的地震波加以控制，必須要合理設(shè)置一次爆破的齊發(fā)藥量：

具體的藥量計算可以參考：Q=R3（V/K）3/a（8）

在本工程中，速度v為每秒鐘6厘米，K的數(shù)值為180到600之間，a的數(shù)值在1.05至1.55之間。若起爆的位置距離建筑物較近，則應(yīng)適量減少起爆的藥量，應(yīng)采取1/2-2/3的孔位進行起爆，若有需要還可采用分組分段起爆的方式，若為超深孔位，則應(yīng)在起爆時應(yīng)用孔內(nèi)延時起爆的方式。

3.4 微差延時工藝的應(yīng)用

在水下爆破作業(yè)中，地震波可借助水的作用傳遞到陸地，并對周圍的建筑物產(chǎn)生較大的影響。故而為了更好地控制這種地震波的不良作用，在水下爆破的過程中，我們可以嘗試應(yīng)用微差爆破的方式。這種爆破形式主要是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求和流程在很短的時間差內(nèi)依次起爆藥包，借助延時起爆技術(shù)能夠有效防止地震應(yīng)力的多重疊加與作用，并以此來降低地震波和沖擊波強度的作用，確保周圍構(gòu)筑物的安全性。

3.5 最大程度保障監(jiān)測工作

采取有效措施來保證水下爆破監(jiān)測工作的質(zhì)量和水平，要保證施工與監(jiān)測工作的同步進行。若在監(jiān)測的過程中出現(xiàn)了監(jiān)測值與規(guī)定值差異較為明顯的問題，就應(yīng)對其進行科學(xué)評估和有效預(yù)警，如果有必要時還應(yīng)及時中止施工，對施工中所使用的工藝進行全面的檢查，此外還要根據(jù)工程建設(shè)的需要對設(shè)計參數(shù)進行科學(xué)調(diào)整，并對最初的設(shè)計方案進行有效的優(yōu)化，從而更好的提升施工的安全性，避免影響水工建筑物的安全。

4、結(jié)語

水下爆破施工的過程中會產(chǎn)生較大的地震波和沖擊波，其對水工建筑物和構(gòu)造物的安全產(chǎn)生了極大的威脅，因此我們必須要采取科學(xué)有效的措施，才能更好地保證工程建設(shè)的效果。不同工程中應(yīng)充分結(jié)合實際情況對水工建筑物的安全影響因素進行科學(xué)分析，并同時采取針對性的措施來提高建筑物自身的安全性。

參考文獻：

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