中交第三航务工程局有限公司南京分公司
摘要:随着现代社会的快速发展,逐渐出现了越来越多的港口建设工程,而在这些工程建设时,由于水下礁石的存在,会影响工程的建设。所以,应采用水下炸礁爆破施工的方式,对水下礁石进行处理,这项活动进行的好坏,直接影响到整个工程的建设。基于此,本文通过对水下炸礁爆破施工流程的简单介绍,进而分析了其中常见的危害,并以此为基础,提出了相应的安全控制方案,以提升水下炸礁爆破的安全性。
关键词:水下炸礁爆破;安全控制;危害
引言:作为港口建设工程当中的重要组成部分,水下炸礁爆破施工经常会出现很多危害,不仅影响工程顺利建设,而且还对环境造成较大迫害。因此,对水下炸礁爆破施工安全控制进行研究具有重要意义,为确保水下炸礁爆破施工更好的进行奠定良好基础。
1 水下炸礁爆破施工流程
水下炸礁爆破时,主要流程为:(1)根据施工的要求,确定出炸礁船的位置;(2)利用钻孔设备,在礁石相应位置处,钻出适当深度的孔洞,以防止适量炸药;(3)根据礁石的大小,结合爆破安全性,设定出相应的爆破参数,包括孔间距、孔排距等;(4)根据施工要求,制作炸药包;(5)将炸药包放入孔洞内,并将其堵住;(6)利用防水雷管的方式,将炸药引爆[1]。
2 水下炸礁爆破常见危害
2.1地震效应
水下炸礁爆破时,很容易出现地震效应,这一情况的出现,与爆炸点的选择,炸药的使用量等均存在一定关联性。通常来说,在陆地爆破时,地震能力并不是很高,最高为总能量的10%,但在水下爆破,则会出现更高的地震能力,占总能量的20%以上,这些能源来源非常广泛,具体来说,主要包括下述几方面:(1)爆炸时,会产生一定的冲击波,其与水底产生碰撞后,则会出现地震波;(2)水下爆破时,会在爆破点一定范围内,直接产生地震波;(3)爆炸过程中,会产生一定高温气体,在高温的作用下,使水产生波动,进而出现地震能量。通过大量实践研究可以发现,地震效应强度与各个因素间的关系为:
W=XPmCn
其中,W表示地震效应强度;X表示地质干扰常数;P表示总用药量;m表示孔洞用药量;C表示测点与炸点的间距;n表示衰减常数[2]。
2.2冲击波效应
水下炸礁爆破时,会对水产生较大的压力,主要由两个方面导致的,一个是爆炸所出现的冲击波,另一个是产生地震效应时,对水的压力。从冲击波的角度来说,存在三个特点:(1)水下爆破时,受到水的影响,降低了炸药的膨胀速度,运远低于陆上爆破,但所产生的气泡脉动,则远远高于陆上爆破。(2)相对于路上爆破来说,水下爆破会出现更加强烈的冲击波。(3)水下压力不同,不论是产生的冲击波,还是其传播特点,均略有差异。水下炸礁爆破时,需要选择相应的最小距离,这一距离是否准确,直接关系到炸药量的使用。水深在30以内时,炸药量需要控制在1000kg以内;水深在30m以上时,需要通过实现的方式,选择合理的最小距离[3]。
2.3涌浪与飞石
水下炸礁爆破时,还会出现涌浪与飞石的危险。其中,从涌浪的角度来说,是在爆炸的一瞬间,出现了非常大的能量,从而给予水较大的应力,在这一应力的作用下,加快水流运动,从而形成较大的波浪,即爆破涌浪。涌浪的形成及其速度与强度,与很多因素有关,如炸药量、爆炸点周围的地形等,若水下炸礁爆破时,产生较大的涌浪,不仅会对炸礁船以及周边水生物带来严重危害。而且,若涌浪携带较高的能量,当其进入到海滩或堤岸时,将会损坏基础设施。从飞石的角度来说,爆炸点较深,在6m以上时,通常不会出现飞石,而水深在3.5±1.5m时,则很容易出现飞石[4]。
飞石出现的过程中,存在于爆炸产生的水柱内,水柱回落时,飞石也会随之进入到水中,并不会出现飞散的现象,因而很多人产生了错误的认知,认为水下炸礁爆破时,在水阻力的作用下,将会抑制飞石的飞行,使其具备更低的安全距离。但实际上并非如此,水深在3m以内时,飞石可能会携带更多的能量,会飞射到更远的距离,远远高于陆地爆破。这是因为在河床表面,有一些散乱的随时,在爆炸时,无需对随时进行破坏,所有能量全部用来飞行。此外,若孔洞设计不合理,将过多的炸药作用于某一区域,也会导致飞石携带更多的能量。
2.4环境破坏
在炸药当中,含有硫、氮等多种元素,其在爆炸时,会产生SO2、NO2等易溶于水的气体,直接形成H2SO4、H2NO3等酸性溶液,导致水体的PH值发生变化,从而对水下植被的生存与生长造成一定威胁。同时,并不是所有气体都溶于水中,还有一部分气体随着水柱等,流入至空气,进而产生大气污染。
3 水下炸礁爆破施工安全控制
3.1科学设置爆破点
为了降低水下炸礁爆破施工存在的危害,应科学设置爆破点。首先,在水下爆破之前,应详细对所需爆炸区域进行勘察,如水流速度、地质条件等,准确了解该区域的具体情况,并以此为基础,结合采用炸药的特点,计算出合理的孔间距与排间距,以使爆破目的达成的基础上,减少地震能力、冲击波等的出现。其次,在设计出爆炸点后,还应针对爆炸区域的具体情况,构建出相应的实验场所,通过实验的方式,对爆炸点进行多次验证,通过验证,及时发现其中不合理的内容,并予以改进,最终形成科学、合理的爆炸点。
3.2采取有效的船舶防涌方案
为了减少爆破所产生的浪涌,需要采取有效地船舶防涌方案。首先,在爆破之前,可以构建出相应的防波堤,若风力较高,在7级以上,且浪高在2m以上时,防波堤难以抵抗涌浪,则需要针对风力与风险搞得情况,调节炸礁船的防风锚,同时,在大风来临前,撤离该区域。其次,清礁时,若风力在6级以上,浪高在1m以上,将清礁船锚转变为8字形,并面对风向,锚间距在100±30m左右,以呈55°左右的角度。当风力在7级以上时,应撤离该区域[5]。
3.3构建应急小组
除现场管理之外,还应对水下炸礁爆破施工进行远距离管理,而想要达到这一目的,则需要构建应急小组,在应急小组内,由多个工作小构成,如通讯小组、抢险小组等,每个小组具备不同的职责,通过各个小组之间的配合,及时对出现的危害进行处理,将危害降至最低。整个小组运行时,所有人员的通讯设备一直处于打开的状态,以使其他人员能够第一时间进行联系,当接到相应命令时,立即按照相关的规章制度,完成自身所负责的工作,以保证救援顺利实施。水下炸礁现场出现突发事件后,需要第一时间向上级报告,根据相关部门的安排,作出相应处理,并对现场加以保护,同时根据事件的具体情况,制定出合理的善后计划,以降低地震效应、浪涌等造成的危害。
总结:综上所述,水下炸礁爆破施工的过程中,经常会出现涌浪、地震效应等危害,不仅威胁作业人员的生命安全,而且还会对工程的建设造成一定影响。所以,在实际施工时,应针对水下炸礁爆破的危害,采取科学、合理的安全控制方案,而想要达到这一目的,则需要科学设置爆破点,制定有效的船舶防涌方案,构建应急小组。
参考文献:
[1]葛云健.内河航道疏浚水下炸礁施工关键技术[J].中国水运:下半月,2017,30(1):191-192.
[2]张志伟.浅谈爆破地震效应在水下爆破施工中的控制[J].江西建材,2017,26(5):86.
[3]刘天云.提高水下钻孔爆破施工船舶定位精度探讨[J].科技资讯,2018,10(9):58.
[4]闫庆新.浅谈锤击法、水下钻孔爆破法在清礁工程中的应用[J].珠江水运,2018,29(13):68.
[5]秦晓峰,张洪涛.内河港水工项目水陆结合爆破工程关键施工技术[J].珠江水运,2019,13(10):47.