水下爆破技术在内河码头的应用

针对内河某重力式码头地质为中风化岩石,开挖难度较大的情况,通过采用水下爆破技术的应用,有效解决基坑开挖的问题,为同类工程提供了借鉴和参考,具有一定的指导意义。

水下爆破工艺的应用与安全控制技术的研究

随着我国社会经济的发展,很多水下工程建设项目也逐渐增多,在水下爆破作业时,爆破器材、爆破参数、起爆网路、爆破工程质量和施工进度等问题都是影响安全的关键因素。基于此,本文将以龙潭航道维护综合基地为例,对水下爆破工艺的应用及安全控制技术进行研究。随着国民经济的迅速发展,国民经济建设中对基础设施建设的需求也在不断增加,在基础设施建设过程中,经常会遇到一些需要进行开挖、爆破等施工作业。由于水下环境的不确定因素较多,其施工条件与常规陆上相比有较大差别。因此,必须要采取一系列的技术措施来保障水下作业安全和质量。在水下爆破中,安全技术是保证安全的重要因素[1]。

水下爆破冲击波作用下典型鱼类临界安全波压模型研究

为了探究水下爆破冲击波对鱼类损伤的影响,首先通过理论分析探讨了水下冲击波在鱼体的传播过程和对鱼鳔的损伤机理,构建了典型有鳔鱼类临界安全波压模型,并结合实测数据、参考相关文献,确定了模型参数。结果表明,典型有鳔鱼类临界安全波压与鱼体长呈线性关系。其中,水介质和鱼鳔壁介质的波阻抗比、鱼鳔宽度因数、鱼鳔壁厚因数、鱼鳔径向临界拉应力因数和鱼鳔形状因数分别为0.3~2.0、0.04~0.09、0.002、60和0.6~1.1。然后,根据典型有鳔鱼类临界安全波压模型参数,得到最大和最小鱼类临界安全波压模型分别为pic,max=30L和pic,min=3L(pic,max的单位为kPa,L的单位为cm)。最后,通过鱼类损伤情况的实测数据和文献数据,验证了鱼类临界安全波压模型。结果表明,不同体长的鱼类在不同冲击波压力时的受损状况分布,基本与鱼类所能承受的最大和最小的临界安全波压范围符合。并根据鱼类临界安全波压与体长的关系,划分了死亡区、存活有影响区和存活无影响区。

多层差异性气泡帷幕对水下爆破冲击波的衰减效应的试验研究

为评估气泡帷幕产生的气水混合层对冲击波能量的衰减效应,设计了乳化炸药水下延期爆破试验,研究气泡帷幕对水下爆破冲击波的影响。以冲击波斜入射条件下波阻抗差异性为研究对象,设计多层差异性气泡帷幕。以距爆心12 m处帷幕前、后测点处的冲击波衰减率为评价指标,测得多排孔气泡帷幕前测点处的冲击波压力峰值为1.518 MPa和1.493 MPa,帷幕后测点处的冲击波压力峰值为0.026 MPa和0.034 MPa,冲击波综合衰减率为97.72%98.29%。与陆上岩石爆破冲击波传播规律相比,水下爆破冲击波作用时间短,波阵传播速度快,冲击波压力更大,且传递过程中能量损耗少,传递效率高,同等爆破当量的条件下水下爆破对结构的损害更大。采用多层差异性气泡帷幕对水下爆破施工进行防护,可以在完成水下炸礁爆破施工任务的同时,不破坏水下生态环境。

基于ANSYS LS-DYNA水下爆破阻波帘的设计与研究

水下爆破试验危险性大、成本高,在实验室进行相关试验项目对设备和场地的要求非常严格,每次试验都要按照相关程序进行审批。针对目前爆破试验程序繁琐及等待周期长等现状,以水下爆破防护为研究对象,应用碰撞振动仿真技术设计水下爆破阻波帘,使设计的产品在尽可能少的水下试验次数下达到满意的效果。采用ANSYS LS-DYNA模块,使用不同材料做成的阻波帘进行防护仿真。在距爆炸点5 m,压强为7.5 MPa的位置进行数据采集,对比分析帆布阻波帘与其他5种不同材料的阻波帘的爆轰波减小系数。仿真结果表明,阻波性能从高到低排序为:空气泡、多孔铝板、汽车轮胎、泡沫塑料、石棉布。其中空气泡的阻波帘,在1 kg TNT当量工况条件下,距爆炸点5 m,压强为0.22 MPa处,压强降低率达到97%,防护效果最好。

急流水域水下爆破钻爆船7锚缆定位技术

为解决急流水域水下钻孔爆破钻爆船的定位难题,针对当前常用的4锚缆、5锚缆、6锚缆定位系统存在的定位不稳固问题,基于澜沧江四级航道整治建设工程,研究了7锚缆定位技术。应用流体动力学原理,根据不同施工状态,对钻爆船整体和各受力部位进行了受力分析和风荷载、水流力计算。结果表明,以最大风速35 m/s和最大水流速度5.2 m/s进行计算,排水量406 t的钻爆船所受合力在260.0~285.0 kN之间。基于计算结果选择了适当规格的钢丝绳作为主缆,确定了主锚的质量范围,保障了定位的牢固性和安全性。为减少锚机数量和占位空间,研制了平行双滚筒锚机,应用情况表明,1台该锚机可代替2台传统锚机,不仅优化了空间布置,而且操作简便、安全、高效,满足了实际要求。研究成果填补了该领域的技术空白,促进了水下爆破技术水平的提升。

水下爆破对水生物的损伤机理及防护技术研究综述

为加强对水下爆破对水生物损伤的相关认识,指导水下爆破施工,查阅了大量文献,总结了前人对水下爆破对生物的损伤机理相关研究,从水下爆炸能量释放及传播规律、水下爆炸损伤机理与效应评估、水下爆炸防护措施等方面详细介绍了相关技术研究进展。结果表明:水下爆炸产生的能量主要以冲击波能和气泡能的形式释放,最后衰减为声波能,但各能量的产生、传递和转化机制尚不清晰。爆破产生的冲击波、声波冲均会对鱼类的肝、脾、肾等内部器官造成不同程度的伤害,甚至破坏鱼类的听力和神经系统,但爆破的水生物损伤模型主要以鱼鳔损伤为基础,作用于鱼体不同易损器官的损伤模型尚未建立,损伤模型对鱼群种类、体型大小的评价不足;水下爆破还会对水环境造成扰动,影响鱼的呼吸、摄食、孵化率和成活率,因此爆破引起的水环境的变化长期生物效应研究是一个重点方向,水下爆破对生物多样性的影响也颇具研究意义。目前水生物的主动防护措施主要集中在装药结构起爆方式的改进以及对水生物的驱赶,被动防护手段包括气泡和高分子帷幕、预裂缝和减振沟槽等。针对水生物的防护,可研发新型炸药或者非爆手段替代主动减小冲击波,而基于声学的驱鱼方式是一种重要手段,但结合水下视觉系统,实现可视化和可评价的“清场”。被动防护措施主要集中在气泡帷幕防护技术,其他手段缺乏相关的试验和理论研究。主被动联合防护可达到较好的防护效果,但两者的协同机制研究也是研究的重要方向。

水下爆破振动及冲击波传播规律数值模拟分析

为了分析研究介质水深度的变化对水下爆破振动波和爆炸冲击波传播衰减规律的影响,采用LS-DYNA软件对不同水深条件下的水下爆破炸礁过程进行了数值模拟分析,通过在数值分析模型中的不同节点位置设置的监测点,得出了在不同水深条件下的爆破振动及冲击波检测数据,结合非线性回归分析方法,得出了可以表征水下爆破振动速度及冲击波强度传播衰减规律的数学模型。经现场测试数据验证,爆破振动速度预测模型的精度为91.75%,冲击波强度的预测精度为87.94%,为水下爆破有害效应的控制提供了依据。

降低水下爆破作业冲击波噪声施工技术研究

水下爆破作为一种水下工程和海岸工程常用的施工措施,广泛应用于内河和海洋工程。由于水和空气物理性质的巨大差异,水下爆破产生的地震波和冲击波对水中和近岸结构物的损伤远远大于陆上爆破。对爆破区域的水生生物和环境造成影响。通过对水下多段连续起爆施工方式下不同药量的噪音监测,分析总结了不同炸药量爆破水下噪音传播规律,制定合理的起爆药量,选用合适的延时导爆管,形成科学合理的施工工艺,确保水下爆破产生的噪音在渔业限定的门阀值内,实现了在珍稀动物保护水域采用大药量爆破施工的可能性,用数据证明施工的安全性。该降噪技术成功应用于工程项目,既满足环评制定的噪音(渔业保护)门限值要求,又有效地提高爆破施工效率,特别对于正常营运的航道内爆破施工,减少项目建设周期,技术先进,故有明显的社会效益和经济效益。

沉管基槽开挖水下爆破施工技术措施

湛江市引调水工程穿越西溪河,河宽约150m。基槽开挖深度为河床底部以下7~8m,是输水管线的关键性控制节点。河床底部为花岗岩,沉管对设计边坡和基槽底部高程要求严格,潮水对河道深度有较大的影响,水域退潮时,水位很浅,无法满足施工船舶吃水要求。采取措施先用抓斗挖泥船从西往东方向进行开挖清理,解决了施工船舶无法进入施工区域施工不利状况。本爆破施工区域的东南侧距离村宅较近,最近直线距离约为150m,现场按照100m影响范围控制。通过对水下爆破参数多次试验,确定了最终爆破参数,圆满的完成了水下基槽开挖爆破施工。

西江航道水下爆破参数优化研究

水下爆破工程日益增多,但是水下爆破不便于观测,因此施工难度较大。本文以西江航道水下爆破项目为依托,针对不同水深的水下爆破进行了数值模拟和现场试验,得出了水深在5m,8m以及12m和15m时最佳的爆破参数。对项目起到了降本增效的作用,对后续类似的水下爆破工作积累了经验。

钻爆船在水下爆破工程硬式扫床中的应用

钻爆船水下硬式扫床方式应用范围广、扫床精度高、扫架组装快,近年来在港航工程水下爆破施工质量检验中逐步使用,本文对其扫床方式、应用范围、组装方式、技术要求等进行了归纳总结,为今后水下爆破工程水下硬式扫床提供技术指导。

水下爆破的声压测量及其对海洋生物的影响

简述水下爆破的物理现象．根据水下爆破所产生的声波的特点，介绍一种可行的声压测量方法．同时，通过对爆破点附近的一些养殖海洋生物的检测，讨论水下爆破对海洋生物的影响，为兼顾海洋开发与海洋渔业生产提供参考．

考虑高程效应的水下爆破振动衰减拟合模型研究

由于水介质的存在,影响爆破振动衰减的因素大幅增加,同时导致了水下爆破监测的困难。因此,水下爆破工程中,传统的萨道夫斯基公式(TSF)已不完全适用。通过引入高程差因子β,得到修正的萨道夫斯基公式(MSF)。分别建立修正公式的线性与非线性拟合模型,并求解K,α,β三个相关参数。结合万州公路长江大桥防撞带水下爆破工程,用线性与非线性拟合模型分别进行计算,并求解出K、α、β及残差平方和RSS。分析结果表明,非线性模型的拟合精度高于线性模型,而且非线性拟合模型能够更好地研究考虑高程效应的水下爆破振动衰减规律。

基于灰色关联分析的遗传神经网络在水下爆破中质点峰值振动速度预测研究

水下爆破是一个复杂的、非线性的动态能量释放过程,其涉及到的影响因素众多。为了充分利用少量的实测数据,较准确地预测水下爆破质点峰值振动速度,引入灰色关联分析理论,并结合遗传神经网络较强的非线性映射优势和全局化的搜索能力,建立基于灰色关联分析的遗传神经网络模型(GRA-GA-BP)。该模型利用灰色关联分析理论,充分挖掘小样本潜在信息特征,较合理地确定了影响爆破振动速度的主要因素,解决了神经网络在多变量复杂系统中输入变量无法自动寻优的难题,从而增强了神经网络的适应能力和稳定性。采用该模型对广东台山核电站1期工程大襟岛水下爆破开挖质点峰值振动速度进行预测,并与传统的遗传神经网络及萨道夫斯基公式预测结果进行对比,发现GRA-GA-BP模型的预测值与实测值吻合更好,预测误差更稳定。研究方法可为小样本、多因素影响下类似工程质点峰值振动速度预测提供借鉴。

水下爆破对渔业生物影响的研究

本文根据2003年11月19日于洋山深水港航道工程进行的炸礁爆破试验,就渔业生物造成的影响进行了分析,研究了影响效应与水下冲击波的关系。结果表明冲击波的大小与生物致死率有一定的关系,爆破对生物的致死率随距爆破中心的距离的增大而逐渐减少,渔业生物的致死具有延时性。不同种类的生物其致死率因个体大小和种间的差异而有所不同。鱼类对爆破产生的效应最为敏感,其次为虾类,蟹类和贝类的敏感性最弱。

桂山牛头岛出坞航道水下爆破对游泳生物的影响评估

文章根据2012年12月在珠江口桂山牛头岛出坞航道水下炸礁鱼类吊笼试验,对游泳生物的影响进行分析评估。结果表明,随着距离的增加,鱼类续后死亡的个数逐渐减少。解剖得出,水下爆破对试验鱼的鱼体、鱼鳃、腔壁、耳石、内脏均有不同程度的影响,大多与爆破点距离远近关系密切,表现为离爆破点距离近的影响程度大,离爆破点距离远的影响程度小。计算得出直接损失质量和损失个体量分别为167.215 kg和29 076尾。利用以往回归经验公式计算和实测鱼类死亡率,结合3次试验结果,通过二元线性回归对鱼类死亡率与爆破距离和炸药量之间的关系进行拟合分析,得出游泳生物死亡率经验公式。

水下爆破冲击波危害及安全控制措施的模拟分析

水下爆破工程已广泛应用于经济建设的许多领域,但由于水下爆破的特殊性和复杂性,使得人们对水下爆破的危害及控制难以预测。本文采用数值模拟的方法分析了水下爆破冲击波危害及安全控制措施,为水下爆破作业中的安全控制提供了有效的方法。

水下爆破对大坝影响的离心模拟试验研究

由于离心机能够在原型应力条件下模拟爆破对大坝的影响。本文使用中国水利水电科学研究院研制的离心模拟爆破系统,在不同重力加速度之下研究了在不同水深,距坝面不同距离的情况下雷管爆破对于大坝的影响。