水下爆破

水下爆破，指在水中、水底或臨時介質中進行的爆破作業。水下爆破常用的方法有裸露爆破法、鑽孔爆破法以及洞室爆破法等。水下爆破原理就是利用乳化炸藥爆炸時產生的爆轟現象，主要由其中的衝擊波能（衝擊破壞）和高能量密度氣體（能產生破壞力極強的氣泡脈動效應）所產生的劇烈破壞作用將船體鋼板和結構破壞爆破工程的主要材料是炸藥，炸藥是易燃易爆物品，在特定條件下，其性能是穩定的，儲存、運輸、使用時也是安全的。進行爆破作業時，最重要的是怎樣使效率提高、完全發生爆炸並且能安全進行操作。

基本介紹

• 中文名：水下爆破
• 外文名：underwater blasting
• 拼音：shuixia baopo
• 定義：水中、水底進行的爆破作業
• 領域：能源
• 學科：礦業

簡介

水下爆破原理就是利用乳化炸藥爆炸時產生的爆轟現象，主要由其中的衝擊波能（衝擊破壞）和高能量密度氣體（能產生破壞力極強的氣泡脈動效應）所產生的劇烈破壞作用將船體鋼板和結構破壞，達到能清理沉船的目的。

爆破工程的主要材料是炸藥，炸藥是易燃易爆物品，在特定條件下，其性能是穩定的，儲存、運輸、使用時也是安全的。進行爆破作業時，最重要的是怎樣使效率提高、完全發生爆炸並且能安全進行操作。參與爆破工程施工作業人員應當要掌握、熟悉所用炸藥的性能，在適合的炸藥中選擇最便宜的炸藥，熟悉掌握爆破技術的理論，用最合適的方法進行作業；參與爆破工程施工作業人員應當遵守法律所規定的安全規則，從而積極地按照實際情況進行安全操作。

任何工程，都是以安全第一為目標。所以在現場使用炸藥和接觸炸藥的人員，在從事操作過程中首先必須事事考慮的是安全第一，儘量避免或杜絕爆炸事故的發生（爆炸事故絕無小事！）。為了提高作業人員的素質，幫助作業人員熟悉、掌握爆破器材的性能與功能，下面就水下爆破工程所必需的爆破器材性能和作用、爆破作業流程、安全規則、爆破器材製作、組裝工藝等作一些簡單的介紹。

專有名詞基本概念

爆炸

廣義地講，爆炸是指一物質系統在發生迅速的物理和化學變化時，系統本身的能量藉助於氣體的急劇膨脹而轉化為對周圍介質做機械功，同時伴隨有劇烈的放熱、發光和聲響等效應。廣義的爆炸過程包括爆轟和爆燃。爆炸是一種常見的現象，分析各種爆炸現象，大致可以將其歸納為三大類。

①物理爆炸：僅僅是物質形態發生變化，而化學成份和性質沒有改變的爆炸現象，稱為物理爆炸。最常見有腳踏車輪胎爆炸、鍋爐爆炸等現象。

②化學爆炸：由物質化學結構發生急劇變化而引起的爆炸現象，稱為化學爆炸。炸藥的爆炸就是屬於化學爆炸現象。在工程爆破中，廣泛套用的是化學爆炸，而且主要是利用其破壞作用。

③核子爆炸：由於核裂變，或核聚變反應放出巨大的能量，使裂變或聚變產物形成高溫高壓的蒸汽而迅速膨脹作功，造成巨大的破壞作用。這種由核裂變或核聚變釋放出巨大的能量所引起的爆炸現象，稱為核爆炸。

爆轟

物質的勢能或內能在極短的時間內轉變成衝擊波能、熱輻射能、光能和聲能，並在爆炸中心形成高溫、高壓、高能量密度氣體產物區，且氣體產物迅速膨脹，能對周圍介質和物體產生劇烈的破壞作用的現象。

爆破

利用炸藥爆炸時所產生的衝擊波及氣體膨脹力來破壞物體，以破壞的形式達到新的建設目的一種方式。

也稱低級炸藥，只發生燃燒，而不發生爆轟（可以簡單稱為爆炸）。

衝擊波

是指在介質中以比音速還要快的速度傳播的波。衝擊波在氣體、液體、固體中都存在。衝擊波通常是縱波（疏密波）。炸藥爆炸時產生衝擊波。

密度

炸藥的密度是指單位體積內所含的炸藥質量。通常以克/立方厘米表示。

安定性

是指在一定的條件下，炸藥保持其物理、化學性能不發生超過允許範圍變化的能力，它對炸藥的製造、儲存和使用具有重要的實際意義，是評定炸藥能否正常使用的重要性能之一。其可分為物理安定性和化學安定性。

感度

是指炸藥在外界能量作用下發生爆炸的難易程度。此外界能被稱為初始沖能或起爆能，通常即以起爆能定量表示炸藥的感度。感度是炸藥能否實用的關鍵性能之一，是炸藥安全性和作用可靠性的標度。
①熱感度：是指炸藥在熱作用下發生燃燒或爆炸的易難程度；

②撞擊感度：是指在機械撞擊作用下，炸藥發生燃燒或爆炸的難易程度；

③摩擦感度：是指在摩擦作用下，炸藥發生燃燒或爆炸的難易程度；

④起爆感度：是指在起爆藥、傳爆藥或其它猛炸藥的直接作用下，炸藥發生爆轟的難易程度，也稱爆轟感度；在炸藥工業中一般用雷管的威力來表示。
⑤靜電火花感度：是指在靜電放電作用下，炸藥發生燃燒或爆炸的難易程度；

⑥槍擊感度：是指在槍彈等高速拋射體撞擊下，炸藥發生燃燒或爆炸的難易程度。
⑦殉爆感度：在一定的試驗條件下，炸藥包之間爆轟傳播的能力（當一個炸藥包爆炸時，引起與它不相接觸的鄰近炸藥包爆炸的能力）。用主發藥包和殉爆藥包間的最大空氣間隔長度（mm）來表示。

爆轟速度（爆速）

是指爆轟波通過藥柱的速度。該速度應該等於或稍高於炸藥中的聲速。爆轟速度是用於計算炸藥爆轟壓力的重要參數。

爆轟壓力（爆壓）

是指爆轟波波陣面後部查普曼—柔格面（C－J面）上的壓力，該值通常採用計算值。炸藥爆轟壓力與密度和爆轟速度平方的乘積成正比。

威力

是指炸藥作有用功的能力。

抗水性

抗水性以小時數來度量。指的是炸藥浸在水中多少小時後性能無明顯變化且仍能爆炸。該時間長短受水深和水的狀態（靜止和流動）的影響。

爆破裝置器材及作用

水下爆破工程必需的爆破器材有：火雷管、非電雷管（導爆管雷管）、導火索、塑膠導爆管、塑膠導爆索、乳化炸藥、軍用猛炸藥；

水下爆破工程所需的其它必備器材和輔助工具有：塑膠編織布、能密封的塑膠管（或鐵質管）、細鐵絲、繩索（根據工程所需採用相應合適類型的繩索，如塑膠繩、尼龍繩、麻繩等）、圈條型醫用膠布、塑膠膠帶、密封膠（玻璃膠、快速AB環氧粘接膠等）、鋼絲鉗、剪刀、鋒利的刀具等。

爆破器材主要分為兩大類：一類是爆破功能材料，主要有炸藥；另一類是起爆器材，起爆器材的品種較多，主要也分起爆材料和傳爆材料兩大類。對爆破器材的要求是安全可靠，使用簡單、方便。

導火索

導火索是一種傳爆器材，它能以比較穩定的速度連續傳遞火焰去起爆火雷管中的熱敏炸藥。

當正確點火時，導火索芯燃燒時噴出一股火焰，這股火焰稱為“火舌”。“火舌”噴火強度不低於40mm，在藥芯被點燃的瞬間從導火索一端噴射出來的“火舌”證明藥芯被點著了，在點火時，一直要看到“火舌”後才算完結。

火雷管

火雷管在工業雷管中是最基本、最簡單的一個品種，通過導火索的火焰直接引爆。

塑膠導爆管

塑膠導爆管（簡稱導爆管）是用一種高壓聚氯乙烯製成的中空細管,外徑2.95±0.15mm，內徑1.35±0.1mm，管的內壁噴塗有一層薄薄的炸藥。每米裝藥量16±1mg或20±1mg。一般要求導爆管管材要有較好的透明度（以利質量檢查）；內壁炸藥層分布均勻，附著牢固；傳爆過程中無破壁現象發生；內外徑波動小，有較好的強度和剛度；耐老化，耐低溫。

導爆管起爆後，在管內產生兩種波，一種是爆轟波，另一種是衝擊波，衝擊波超前於爆轟波，以1600或2000m/s的速度向前傳播。由於管道的約束，使得衝擊波衰減比在自由空氣中慢。衝擊波在向前傳播的途徑上遇到炸藥，使炸藥發生化學反應，而這一化學反應又給衝擊波補充能量使其不衰減。這樣由此及彼，在衝擊波的作用下，導爆管中的炸藥連續發生化學反應，維持其穩定爆轟。

非電雷管（導爆管雷管）

非電雷管是指專用於非電導爆管起爆系統的雷管，非電雷管是與塑膠導爆管配合使用的一種起爆器材，該雷管利用塑膠導爆管內的爆轟波將管內裝的炸藥引爆。

猛炸藥

猛炸藥又稱次發炸藥,與起爆藥相比,對外界作用感度較低,不易爆炸,用火焰點燃時只能燃燒。但是，猛炸藥用起爆藥引爆後，威力很大，其穩定爆速比起爆藥的穩定爆速大得多。猛炸藥主要作用是做各種武器彈藥的戰鬥部裝藥。在水下爆破工程中，由於水的壓力，乳化炸藥的威力和起爆能力將減小，所以需增強起爆裝置的引爆能力，猛炸藥用來裝填在最終起爆裝置中，用來增強起爆能量，提高起爆可靠性。

塑膠導爆索

塑膠導爆索是一種含有烈性炸藥藥芯的圓形柔軟繩索。它們可以防止導爆索由於濫用或受到惡劣的溫度、水、油或其它因素的影響而造成損壞，同時還具有一定的抗拉強度、柔軟性和其它理想的使用特性。塑膠導爆索顧名思義就是其外表用塑膠材料包纏而成的導爆索，也稱高抗水導爆索。導爆索起爆後，爆轟波從一端傳向另一端，起爆與之相連的炸藥或另一根導爆索。導爆索主要起傳爆作用。

乳化炸藥

乳化炸藥是水下爆破工程中主要使用的炸藥。
乳化炸藥的生產工藝簡便，原料來源廣泛，組成中不含爆炸性物質，低毒，對環境污染小。產品的機械感度、熱感度低，但爆轟感度較高(藥卷直徑20mm時可穩定爆轟)，且有較強的抗水性，猛度和作功能力也可按需要調節。可以認為，乳化炸藥集中了銨油炸藥、漿狀炸藥和水膠炸藥的優點，在一定程度上消除了這三類炸藥的不足之處，是工業混合炸藥中的新秀。

水下爆破的方法

水下爆破常用的方法有裸露爆破法、鑽孔爆破法以及洞室爆破法等。一般多採用鑽孔爆破法。目前潛水鑽孔作業很少採用，多利用鑽孔爆破船在水上進行作業。水下成孔後，若不立即裝藥則必須進行護孔，以免泥沙堵塞。一般採用將塑膠管的一端直插孔底，另一端露出水面，並用膠帶墊圈封閉護孔，也可用鐵管。水下爆破參數的計算尚無成熟的方法，主要靠經驗和現場爆破試驗來確定裝藥量等參數。水下爆破的起爆方法分為有線和無線起爆兩類。有線起爆方法和陸地爆破一樣，且多為電雷管的電力起爆網路；無線起爆是利用聲波和電波控制，在陸上或船上裝有發射裝置，起爆藥包內裝有接收裝置，這種起爆方法費用較高。為防止水下爆破對水中構築物、船舶及魚類的危害，可選用改變結構物的受力條件；設定防護結構；設定氣泡帷幕；設定氣墊孔等措施。

水下爆破的注意事項

需要爆破的介質自由面位於水中的爆破技術。主要用於河床和港口的擴寬加深、清除暗礁，水下構築物的拆除、水下修建隧洞的進水口(見岩塞爆破)等。水下爆破和陸地爆破的原理大致相同。但因水的不可壓縮性以及壓力、水深、流速的影響，它又具有許多特點，要求爆破器材具有良好的抗水性能，在水壓作用下不失效，並不過分降低其原有性能；由於水的傳爆能力較大，在爆破參數設計時要注意殉爆影響；施工方法上必須考慮水深、流速、風浪的影響，鑽孔定位、操作、裝藥、聯接爆破網路要做到準確可靠都較困難；水能提高裸露藥包的破碎效果，但炸藥的爆炸威力隨水深、水壓的增加而降低，爆破效果較差；在等量裝藥的情況下，水下爆破產生的地震波比陸地爆破要大，水中衝擊波的危害較突出。

水下爆破工程作業流程

水下爆破是一項複雜的工程，涉及的因素很多，諸如天氣、海水能見度、海潮狀況、水流狀態、水下作業深度等，特別是爆炸物品均儲放在作業船上，其安全性尤為重要。因此進行水下爆破作業時必須嚴格按照制定的安全規則、作業方案、海情狀況進行爆破作業。

水下爆破作業流程：

資質的審核

立項做水下爆破工程時，首先要對承接爆破作業單位和其工程技術人員的資格進行資質審核（該項工作需要工程甲方單位協助到當地公安部門進行審核），並辦理水下爆破工程的相關手續，只有在當地公安部門（縣、市級）批准的情況下，才能實施水下爆破工程；在通航的海域進行水下爆破時，一般應在三天之前由港監發布爆破施工通告。

探摸

在實施水下爆破工程前，首先要了解需爆破清除船隻的有關具體情況（沉船的結構參數、沉船姿態、所處水深、淤泥掩埋狀況、沉船海域的海況等一系列相關情況）；

制定爆破方案

根據潛水員的水下探摸情況及對清航的要求，制定出切實可行的爆破方案。方案中包括工程所需的爆破器材的需求量和品種、爆破指揮機構和作業人員的組成（包括在爆破技術專業人員指導下參與工作的甲方人員）及分工、安全作業規則等；

採購爆炸器材

到當地公安部門批准的單位（指定的商業部門和工廠）預定或採購定製爆破器材（主要是根據水深定製生產相適合的炸藥）；爆破器材到位後，應將所有的爆破器材按其功能和危險等級分別放置在作業船舶規定的安全區域內（炸藥可以碼放在甲板上，並用苫布苫蓋好，起爆器材放到距離炸藥安全距離外的專用船艙內的可鎖鐵皮柜子內。），炸藥和起爆器材必須嚴格分離存放，其距離必須符合規定的安全距離之外；

爆破作業前的準備工作

到達作業海域後，作業船舶應在有利於爆破作業（探摸和下炸藥）的地方定位拋錨停泊。根據爆破方案準備爆破器材（甲方人員可以在爆破技術專業人員的指導下協助綑紮炸藥條和其它的準備工作）；按爆破方案潛水員進行水下探摸及布設炸藥前期的其它準備工作（如：對布放炸藥線路上的船體鋼板進行電焊打孔，安放綑紮固定炸藥條的物品、安置布設炸藥網路的標識物等）；

布放炸藥作業

在完成所有爆破作業前的準備工作後（尤其是要了解作業海域的天氣是否能連續作業多天的可行性。因為一旦布放了炸藥就要在最短的時間內進行爆破，炸藥長時間在水下浸泡將影響炸藥的性能甚至完全失效。這一點非常重要。）才能實施布放炸藥的作業。布放炸藥時，必須嚴格按照爆破專業技術人員制定的工藝要求進行布放；炸藥布放完畢後，需指派有經驗的潛水員對安放的炸藥進行複查（主要檢查炸藥條是否按要求進行布放、捆綁；有無漏捆、斷接的地方；炸藥網路“T”字型處炸藥的搭接方向是否一致等重要部位的情況。），在潛水員出水報告布放的炸藥達到作業規定要求後，才能安放最終起爆裝置（起爆頭）實施爆破作業；

點火起爆

作業母船駛離爆破作業點並在安全距離之外巡海等候，爆破現場只留執行爆破點火作業的小船，小船上只留有必要的作業人員。作業母船按照有關規定在爆破海域施放警報，瞭望巡視附近海面確無其它船隻航行時，工程總指揮方能下令點火作業人員實施起爆作業；

清除油污

爆破作業實施後，作業母船返回作業地點，如果作業海域有油污的話，則首先需進行油污清除工作；

探摸爆炸效果

等作業海域的海況符合作業條件後（主要指海水能見度達到一定的清晰度），派潛水員下水對爆破效果進行探摸（爆破後沉船體將產生許多鋒利破碎鋼板，為確保潛水員的安全，嚴禁重潛人員下水探摸！探摸任務應由背氣瓶的輕潛人員擔任。）。

再次爆破的準備或收工撤場

根據潛水員的探摸情況，制定出下一步的方案：①需進行再次爆破，則需制定出下一步的爆破方案，進行下一輪的爆破準備工作；②已完成爆破工程任務則收工撤離現場返回基地港口。

水下爆破的安全規則

炸藥是易燃易爆物品，在特定條件下，其性能是穩定的，儲存、運輸、使用時也是安全的。由於水下爆破工程的特殊性，爆破器材一般集中存放在作業船上指定的安全區域（炸藥和起爆器材必須嚴格分別放置在規定的安全距離之外），不排除意外的爆炸事件也會發生！所以安全工作特別重要。為確保作業人員和作業船舶的安全，在實施爆破工程過程中，必須嚴格按照有關的安全規則進行爆破作業。

1.裝載爆破器材的船舶的船頭和船尾要按規定懸掛危險品標誌，夜間和霧天要有紅色安全燈。

2.遇濃霧、大風、大浪無法作業駛回錨地時，停泊地點距其它船隻和岸上建築物不少於250～500米。

3.從裝藥條開始至爆破警報解除的時間內，作業母船須要加強瞭望、注意過往船舶的航向，防止無關船隻誤入危險區；過往船隻不得進入爆破危險區域或靠近爆破作業船。
4.爆破器材必須按照其功能和危險等級分別存放，與爆破器材無關的雜物不得共同存放。在存放炸藥的甲板區域，不得有尖銳的突出物。炸藥必須碼放整齊並用苫布苫蓋，嚴禁任何人員在該區域抽菸和其它的明火作業；
5.潛水爆破工程作業時，尤其是在海上作業，為確保作業安全，起爆裝置必須採用非電起爆系統。起爆系統必須由專業人員製作，必須放置在離炸藥安全距離之外的專用艙室內的可鎖鐵皮柜子內，由爆破技術專業人員保管；

6.在水下布設炸藥作業時、完成後，禁止進行電氧切割、電焊或其它與爆破無關的水下作業；
7.必須使用鋒利的刀具切割導火索、導爆索，嚴禁使用鈍的刀具進行切割作業；

8.起爆點火作業船上的人員，作業時必須穿好救生衣，禁止無關人員乘坐起爆點火作業船隻；；

9.導火索必須使用暗火（如香菸）或專用點火器具進行點火作業；

10.盲炮應及時處理，遇有難處理而又危及航行船舶安全的盲炮，應延長警戒時間，繼續處理直至排除盲炮。

11.炸藥和起爆器材嚴禁重摔、拍砸；用於深水區域的爆破器材必須具有足夠的抗壓性能，或採取有效的抗壓措施（起爆器材必須密封防水）；傳爆網路的塑膠導爆管嚴禁有打結、壓扁、表皮劃破、拉抻變細等現象；爆破工程完成後的剩餘爆破器材，必須採用適當的方式進行銷毀處理，炸藥嚴禁帶回作業船舶的基地港口。