1、1深水钻孔爆破施工及控制探讨摘要：随着我国经济平稳快速发展，水利水电作为国民经济的基础能源产业之一，各地大中型水利工程施工建设也进入了全面加速时期，爆破领域的施工工艺和方法研究在推动水利工程技术进步和自主创新方面发挥着不可替代的重要作用。本文笔者简要介绍了我国深水钻孔爆破施工技术及控制措施的发展现状和普遍问题，并结合实际案例总结出了水利工程在深水钻孔爆破施工及控制方面的技术要点，最后在已有成功工程案例施工模式基础上提出一些建设性的优化措施。 关键词：钻孔爆破；导管法；深水施工；控制措施 Abstract:Along with our country stable and rapid econo
2、mic development, water conservancy and hydropower as the foundation of the national economy energy industries, throughout the large and medium-sized water conservancy project construction also entered quicken in the round period, the field of blasting construction technology and method of the study
3、on water conservancy project in promoting technological progress and independent innovation plays an irreplaceable important role. In this paper, the author briefly introduced Chinas Deepwater Drilling and blasting construction technology and control measures of the development status and problems,
4、combined with 2the actual case summed up water conservancy project in deepwater drilling and blasting construction and control techniques, finally in the existing cases of successful projects construction model based on some constructive measures to optimize. Key words: drilling blasting; catheteriz
5、ation; deep water construction; control measures 中图分类号： TU751.9 文献标识码：A 文章编号： 概述 理论上爆破工程的最早起源地就在千余年前的中华大地黄河流域，也就是历史上的黑火药时代，大约是 11 到 13 世纪，黑火药逐步传入西方欧洲国家。随后的 17 世纪，更强效的黑火药开始用于矿石开采、水利工程，开启延续至今的了矿山、疏浚爆破工程的繁盛篇章。历经两百多年沧桑，从工业革命到原子弹的研发，工程技术领域日新月异，其中爆破行业在全球范围内也有了令人赞叹的长足发展，其主要标志为：微差爆破技术、导爆管起爆、乳化油炸药、静态爆破、控制爆破等
6、技术的发展与成熟。然而 21 世纪是人类发展和地球环境的矛盾日益激烈的世纪，对湖泊、河流乃至海洋的科学开发利用已经成为社会生活、经济发展中的一个十分敏感的问题，并随着工程技术研究和实践的进一步深入，对水下爆破工程项目的质量要求也越来越高。目前各种大型工程爆破企业，向全球各大水利工程开发商或者水下资源开采商提供的爆破施工和控制服务，存在一定质量和安全问题，面对复杂多变的深水环境，施工控制3上的偏差常常会导致施工人员的安全事故或者不必要的国家财产损失，例如澳大利亚某爆破集团公司，就曾因水下施工爆破不当引发湖底岩体滑坡事故，坍塌的土石方约三千立方米，牵动环湖高速公路断裂，造成高速交通中断，造成数名人
7、员伤亡和重大经济损失。 随着我国新能源开发和利用及水利基础设施建设需求的发展，水下钻孔爆破技术已广泛用于水利水电、交通、航道、港口、油气管道、铁道桥梁、地质地震勘探、水下清淤、除障以及防护工程等诸多工程领域，尤其是深水钻孔爆破技术、水下软基爆破处理技术、水底裸露炸礁技术、水下岩塞安全爆破技术、水下管线埋设远程爆破技术、水下勘测爆破技术以及挡水围堰爆破技术等方面也有了较快的发展，完成了许多举世瞩目的成功爆破案例，同时也积累了许多失败工程的经验、教训，这些都对深水钻孔爆破施工及控制的专业技术理论研究起到了推动作用。本文主要探讨的“深水钻孔爆破”指的是是通过作业船舶或者水上工程基地的指挥和监控，利用
8、电动钻具和导管，穿过水层对爆破区域内的深水岩石进行布孔、钻孔、引导装药，并在船舶或基地平台上进行堵塞、起爆等作业，完成爆破开挖的一种施工方法，并通过对我国深水钻孔爆破施工技术现状和问题分析，提出一些行之有效的预防措施，并将其信息反馈到爆破工程的施工组织与监督控制全过程中，为避免爆破工程施工中意外事故的发生提供了客观有效的理论指导，起到了提高深水钻孔爆破施工准确性、安全性的作用。 我国深水钻孔爆破施工技术现状和问题 我国爆破技术或者说爆破行业在近三十年来的发展和进步是有目共4睹的，据统计每年传统矿用炸药消耗量已超过 300 万吨，并逐年以接近10%的速度增长，自 2005 年起至今，平均每年爆破
9、工程行业总产值约为1300 到 1500 亿元人民币。其中多项专业技术已经达到了世界领先水平，有些技术还属于创新专利，获得了国际认证。也就是说近一个世纪以来，我们一直在学习、追赶西方爆破工程技术，至今已取得了卓越的成就。这是目前我国爆破工程的总体发展概况，具体来说爆破行业按照施工作业的不同形式又有细分，主要包括以下几个类别：露天浅孔爆破、露天深孔爆破、药壶爆破、地下采掘爆破、井下爆破、硐室爆破、水下爆破、特种爆破和拆除爆破等等。 深水钻孔爆破的方法是水下工程爆破施工中应用范围最为广泛的一种形式，其作用包括破碎水下岩层、暗礁、大孤石，也可以用来加深、整治航道、港口、水底基础；引水渠预留的岩塞、岩
10、层，炸通水下建筑物的取水口；拆除水下废弃或临时的大型、厚壁实体结构物；解体水下障碍物以便打捞及清除等。目前深水爆破技术在内河、沿海各类工程中均已推广使用，成为了涉及到水下工程建设的主要爆破作业方式。 深水爆破技术的在水利工程中的作用是显而易见的，但随着施工技术更深、更广的应用，水下钻孔爆破施工的作业环境也会更加复杂和困难，既受海潮涌浪、水面风浪、河流水位、泥沙运动、水流速度等地理和气候因素的影响，又因为爆破介质处于全面水饱和状态并受水层压力和流动阻力双重物理作用，在爆破作用机理和现场施工技术上都有别于陆地爆破，其作业困难和阻力更大、意外事故风险也更为突出，因此，现在人们对深水钻孔爆破施工及控制
11、技术也提出了更高的安全要求。目5前针对水下钻孔爆破的基本原理和施工工艺流程，笔者根据多年从事爆破行业的实践经验总结出以下若干技术问题，主要分为四个方面，一是钻爆船定位失准问题，二是钻爆参数设置不合理，三是药包和起爆体加工质量和设备操作问题；四是起爆方法的选择问题。只有准确的定位、布孔，合理的钻爆参数确定，正确的钻孔设备操作和过硬的药包质量，加之科学的起爆方法才能保证爆破工程顺利、安全的完成。然而这些过程中许多施工细节都要根据前人的经验总结，没有系统的理论介绍，特别是超深水钻爆参数的确定。只有克服了这些困难，积极解决施工中出现的技术问题，深水钻孔爆破技术才能发挥其自身的巨大优势，在未来的水利工程
12、项目中起到应有的作用。 深水钻孔爆破工程施工控制要点和措施 鉴于深水环境温度、能见度低，潮汐流速快，水底地形复杂等因素，钻孔爆破工程难度较之露天陆地或者矿山井下的施工难度都要大很多。加之要考虑爆破完成后石块、岩渣、泥土在深水中难以控制和清理，所以必须在施工筹备前期就统筹考虑，准确把握施工控制要点，因地制宜的采取科学有效的技术优化措施，落实到爆破全程各个环节，保证工程的安全和质量。 钻孔船的准确定位：钻孔设备的控制是依靠锚缆和桩定位的钻机船，现实工程中为便于其准确移船和定位，同时又要确保临近航道的正常通航，应在水流上游抛“倒八字”锚。水面通航一侧连接锚链下沉，直至有足够的水深过船，这样就可做到施
13、工、通航两不误。另外还要注意钻爆区雷达信号图完整，以缩短移船定位爆破时间，提高施工工效。 6深水钻孔施工操作要点在于：钻进过程中因受水流、潮汐、风浪等未知因素的影响，一旦船体的位移量过大，就会出现钻进过程中导管和钻具倾斜、折断及丢失等现象，现场施工过程中应保证实时监控，加强水陆联系。在钻具选择方面，目前国内广泛采用高性能的风动钻具，其省时省力，安全可靠的特点基本符合大部分水下爆破工程的施工要求。开机钻进时，常会遇到岩层或卵石层的阻碍，可用高压强风冲走，保证钻进深度达到设计要求。 水下布孔和导管装药时，应检查套管长度和液压升降装置与套管的连接是否合理、正确。完成送药后，应及时撤出送药杆、导管、导
14、线、浮筒等工具。 起爆方法的选择与起爆网路的控制要点。常见的深水爆破工程采用过电雷管和非电导爆管两种起爆方法。采用电爆网路时为保证其准爆性，应检查线路联接整体性；采用非电起爆方法时，由于起爆网路内的传爆主要依靠平衡状态的内管道效应完成导爆功能，因此具有较好的抗冲击性，优良的抗静电和杂散电流性，传爆过程中对外界无任何破坏作用、不怕明火等优势。施工时应注意爆破网路连接的设计顺序。 深水钻孔爆破冲击力的控制措施。对于深水爆破的冲击波会对水中生态系统以及滨水构筑物带来很强的破坏效应的问题，许多国家都做了相关研究，并提出了一些技术优化措施。由于深水爆破冲击力对水中生物，特别是鱼类的伤害与峰值压力和能量密
15、度有密切的关系，而对滨水道路路基、建筑、构筑物的破坏则取决于冲击荷载引起的共振效应，目前主要推广的技术优化措施有微差爆破和气泡帷幕技术，主要是通过调7整脉冲时间和设置产生大量气泡的装置进行爆破冲击控制。 结论 回顾水下爆破工程的发展轨迹和历史成就，不难发现西方国家的运河、海洋工程开发速度之所以如此迅猛，深水钻孔爆破技术的研究和创新在其中起了很大的作用。而深水爆破的施工与控制已成为水利工程、海洋工程在新世纪的发展方向和研究课题。改革开放三十多年来，在我国各项疏通航道、修筑堤坝、开挖运河等水利工程中，深水钻孔爆破技术的应用越来越广泛，并随着理论研究和设备更新，显示出巨大的发展前景。 参考文献： 1林玉华,柯海波,李平平.浅析爆破工程安全管理J.科教导刊,2011,(12):147-148. 2吴炳华.起爆网路系统的施工管理J.土木工程科技向导,2011,(33):237. 3阮康杰.浅水爆破工程中的安装施工管理措施探讨J.工程管理,2011,10(7):171-172. 4周敬涛.浅谈爆破工程中电爆系统的施工管理J.中国新科技新产品,2011,(20):36.
