CN103134403B - 水下聚能***装置及***方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水下聚能***装置。本发明的目的是提供一种水下聚能***装置及***方法，旨在提高水下***时***能量的利用率，同时避免聚能药包在水流作用下漂移或倾倒。本发明的技术方案是：水下聚能***装置，其特征在于：包括聚能药包结构体，以及与该聚能药包结构体刚性连接、用于提高整体结构稳定性的支架；其中聚能药包结构体包括筒形侧壁、位于该侧壁顶端的顶板，以及位于侧壁底端的密封底座；所述侧壁、顶板、底座围成的空腔底部设置半球形药型罩，与底座之间形成半球形聚能穴；所述空腔内、聚能穴外填充有***，同时在顶板上开设有***孔。本发明适用于清除海洋复杂水下环境中的坚硬礁石等障碍物。
Description
技术领域
本发明涉及一种水下聚能***装置及***方法，主要适用于清除海洋复杂水下环境中的坚硬礁石等障碍物。
背景技术
海洋是人类生存和社会可持续发展的重要基地，开发海洋具有深远的战略意义。由于海洋经济需求的推动，海洋工程建设日趋频繁。我国海岸线漫长，地质条件复杂、水下作业环境恶劣，如水下大块礁石、水下沉船等障碍物的存在会给我们的工程建设带来困难。在工程建设前期，需要采取有效的措施来清除这些水下障碍物，水下***技术是一种有效的技术手段。已有工程实践表明：(1)水下礁石的强度往往较高，采用传统的水下裸露***技术，需要的***量大且***深度有限，***效率低下，对周围海洋环境影响较大。(2)海洋环境特征复杂，***包在水流作用下容易漂移、倾倒，***包定位不准确往往会造成严重的安全隐患。因此，传统水下***技术的适用性受到一定的限制，需要采取聚能***等特种***技术，并对聚能***装置进行改进和优化设计，充分利用******的威力，最大限度集中***能量来清除障碍物，同时减少对海洋环境的影响，以更好的适应于海洋复杂环境中的***作业。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种水下聚能***装置及***方法，旨在提高水下***时***能量的利用率，同时避免聚能药包在水流作用下漂移或倾倒，保证聚能药包精确定位，最大限度减少对海洋环境的影响。
本发明所采用的技术方案是：水下聚能***装置，其特征在于：包括聚能药包结构体，以及与该聚能药包结构体刚性连接、用于提高整体结构稳定性的支架；其中聚能药包结构体包括筒形侧壁、位于该侧壁顶端的顶板，以及位于侧壁底端的密封底座；所述侧壁、顶板、底座围成的空腔底部设置半球形药型罩，与底座之间形成半球形聚能穴；所述空腔内、聚能穴外填充有***，同时在顶板上开设有***孔。
所述顶板与***之间设置厚度为40-50mm的橡胶垫。
所述顶板由厚度为25mm钢质内壳和5mm塑料外壳复合而成；所述侧壁由厚度为17mm钢质内壳和3mm塑料外壳复合而成。
所述***为密度超过1.2g/cm3，爆速超过6000m/s的防水***。
所述支架由四根均布于侧壁四周的支撑杆组成，各支撑杆与侧壁的夹角为30-35度。
所述药型罩和密封底座采用厚度为1.5mm的铝合金材料制成。
所述聚能药包结构体呈圆柱形，高400mm，直径300mm；所述聚能穴的半径为100mm。
水下***方法，其特征在于步骤如下：
a、进行水下***试验，以测定单个***装置的***漏斗尺寸；
b、将制备好的***装置运输、沉放至指定位置，进行水下布药和连线，形成完整的***网络；
c、检查***网络，进行安全警戒，然后完成水下聚能***；
d、***完成后，由潜水作业人员进行水下检查和测量，检查有无拒爆情况，并测量***后的实际开挖深度。
所述***网络包括若干排***装置，相邻两排***装置之间的距离为2m，同一排中相邻两***装置之间的距离为2.5m；每排***装置对应一个防水非电***，且同一排中的各***装置分别通过防水导爆索与对应的防水非电***连接；各防水非电***另一端通过防水导爆索连接电***，该电***另一端通过导线连接有***。
所述步骤d中，对于局部***效果未达预期的部位进行补充***；对于通过一次***不能完全清除的障碍物，依次重复步骤b、c、d，直到完成水下障碍物的清除。
本发明的有益效果是：1、在聚能药包结构体周围均匀布置四根倾斜式稳定支架，以提高整体结构的稳定性，避免聚能***装置在水流作用下发生漂移、倾倒，从而实现精确定位，避免安全隐患，大大提高了水下***的安全性。2、聚能***装置外壳采用复合壳体，顶部设置加强顶板，可以提高***能量利用率，其利用率为常规水下***的5～8倍，不仅增强了聚能***的效果，提高了水下***时***能量的利用率，而且弱化了******对周围环境的影响。3、该***技术节能、环保，有助于提高工程质量、加快工程进度、降低安全风险、节约工程成本等，尤其适合于在海洋复杂环境下的***设计与施工中推广应用。
附图说明
图1是本发明的立视图。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是本发明的布药及***网络图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实施例包括竖向布置的聚能药包结构体，以及与该聚能药包结构体刚性连接、用于提高整体结构稳定性的支架6。
所述聚能药包结构体呈圆柱形，高400mm，外径300mm，内径260mm；它包括圆筒形侧壁5、位于该侧壁顶端的顶板1，以及位于侧壁底端的密封底座8；所述侧壁5、顶板1、底座8围成的空腔底部设置半球形药型罩7（侧壁、顶板和底座需密封连接，侧壁和顶板一体成型），与底座8之间形成半径为100mm的半球形聚能穴；所述空腔内、聚能穴外填充有***4（为密度超过1.2g/cm3，爆速超过6000m/s的防水***），同时在顶板1上开设有***孔3。
所述顶板1与***4之间设置橡胶垫2，橡胶垫2厚度一般为40～50mm；设置橡胶垫2可以与顶板1进一步形成复合夹层，加强顶板1的保护，也可以对***应力波形成反射，增大聚能***的威力。
所述顶板1由厚度为25mm钢质内壳和5mm塑料外壳复合而成；所述侧壁5由厚度为17mm钢质内壳和3mm塑料外壳复合而成。
所述支架6由四根均布于侧壁5四周的支撑杆组成，各支撑杆与侧壁5均刚性连接且夹角为32度；具体实施时可根据礁石等障碍物的外观形状进行调整，以满足整体稳定性要求为宜。
所述药型罩7采用厚度为1.5mm的铝合金材料制成，与密封底座8之间形成半球形聚能穴；密封底座8可以保证水中***时聚能射流不受水的影响，同时又为聚能药包提供炸高，聚能药包***后，***能量将集中于聚能穴中心线方向，形成对礁石等障碍物的破坏作用，从而提高水下***时***能量的利用率。
利用本实施例***装置进行水下***的方法包括如下步骤：
a、施工布药前，进行水下***试验，测定单个聚能***装置起爆后的***漏斗尺寸，以优化设计排距、间距等布药参数，控制***规模。本例中，聚能***装置装药16kg时，***漏斗深度为2.0～2.2m，直径为2.0～2.5m。
b、由潜水作业人员将制备好的聚能***装置运输、沉放至指定位置，进行水下布药和连线，确保药包位置准确，接触良好，形成完整的***网络。如图3所示，所述***网络包括若干排***装置，相邻两排***装置之间的距离为2m，同一排中相邻两***装置之间的距离为2.5m；每排***装置对应一个防水非电***11，且同一排中的各***装置分别通过防水导爆索10与对应的防水非电***11连接；各防水非电***11另一端通过防水导爆索10连接电***12，该电***另一端通过导线13连接有高能***14。
c、检查***网络，进行安全警戒，触发高能***14，完成水下聚能***过程。
d、***完成后，由潜水作业人员进行水下检查和测量，检查聚能***装置有无拒爆情况，并测量***后的实际开挖深度。若存在局部***效果不佳的部位，根据具体情况对该部位进行补充***，***参数设计根据局部***效果不佳部位的尺寸、形状等数据进行确定。
对一些大型礁石等障碍物，通过一次***不能完全拆除，有可能需要通过两次或更多次***循环才能达到效果，可以重复步骤b、c、d，直至将水下坚硬孤石等障碍物完全清除。
下面列举实际工程案例对本发明进行具体说明：福建宁德某码头基槽开挖工程，开挖过程中经常遇到大块孤石或礁石，造成船只抓斗多次损坏，施工进度缓慢；水底岩面在基准水面以下15m左右，需拆除大块礁石厚度约2.0m，海水水流复杂，流速超过1.5m/s。设计聚能药包结构体高400mm，直径300mm，四根稳定支架均匀布置在四周，与聚能药包结构体夹角约为32°，顶板由厚度为25mm钢质内壳和5mm塑料外壳组成，侧壁由厚度为17mm钢质内壳和3mm塑料外壳组成。顶板与***之间设置厚度为40 mm橡胶垫，***为TNT***，密度为1.56g/cm3，爆速超过6000m/s，单个聚能装置内装药量为16kg。根据***试验结果，设计排距为2.0m、间距为2.5m的布药参数，采用防水导爆管传爆，导爆管***起爆聚能药包。起爆后，经潜水作业人员水下检测表明，***后水下岩石破碎均匀，无拒爆药包，无大块、不留根底，水深测量达到设计要求，***效果良好；施工过程中环境监测表明，采取了合理的聚能药包设计与施工工艺，水下***施工未对周围水域的建(构)筑物造成安全影响。
Claims (7)
1.一种水下聚能***装置，其特征在于：包括聚能药包结构体，以及与该聚能药包结构体刚性连接、用于提高整体结构稳定性的支架（6）；其中聚能药包结构体包括筒形侧壁（5）、位于该侧壁顶端的顶板（1），以及位于侧壁底端的密封底座（8）；所述侧壁（5）、顶板（1）、底座（8）围成的空腔底部设置半球形药型罩（7），与底座（8）之间形成半球形聚能穴；所述空腔内、聚能穴外填充有***（4），同时在顶板（1）上开设有***孔（3）；
所述顶板（1）与***（4）之间设置厚度为40-50mm的橡胶垫（2）；
所述顶板（1）由厚度为25mm钢质内壳和5mm塑料外壳复合而成；所述侧壁（5）由厚度为17mm钢质内壳和3mm塑料外壳复合而成；
所述支架（6）由四根均布于侧壁（5）四周的支撑杆组成，各支撑杆与侧壁（5）的夹角为30-35度。
2.根据权利要求1所述的水下聚能***装置，其特征在于：所述***（4）为密度超过1.2g/cm3，爆速超过6000m/s 的防水***。
3.根据权利要求1或2所述的水下聚能***装置，其特征在于：所述药型罩（7）和密封底座（8）采用厚度为1.5mm的铝合金材料制成。
4.根据权利要求1或2所述的水下聚能***装置，其特征在于：所述聚能药包结构体呈圆柱形，高400mm，直径300mm；所述聚能穴的半径为100mm。
5.利用权利要求1所述***装置进行水下***的方法，其特征在于步骤如下：
a、进行水下***试验，以测定单个***装置的***漏斗尺寸；
b、将制备好的***装置运输、沉放至指定位置，进行水下布药和连线，形成完整的***网络；
c、检查***网络，进行安全警戒，然后完成水下聚能***；
d、***完成后，由潜水作业人员进行水下检查和测量，检查有无拒爆情况，并测量***后的实际开挖深度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述***网络包括若干排***装置，相邻两排***装置之间的距离为2m，同一排中相邻两***装置之间的距离为2.5m；每排***装置对应一个防水非电***（11），且同一排中的各***装置分别通过防水导爆索（10）与对应的防水非电***（11）连接；各防水非电***（11）另一端通过防水导爆索（10）连接电***（12），该电***另一端通过导线（13）连接有***（14）。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤d中，对于局部***效果未达预期的部位进行补充***；对于通过一次***不能完全清除的障碍物，依次重复步骤b、c、d，直到完成水下障碍物的清除。
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