水工围堰拆除爆破：最大爆渣块度与起动流速的关系

水流的冲渣效果与爆渣块度、水流速度有关，这涉及到水力学中的起动流速与粒径的关系问题。在水力学模型试验中，有关起动流速与粒径的关系较多，最早应用的是e.B.依兹巴什公式：

式中：γs、γ为块石和水的容重，kg／m3；D 为化引成球体的块石直径，m；V 为流速，m／s。

式（9.2.1）是在水中抛石取得系数，0.86 是石块的抗滑动系数，式（9.2.1）给出了促使位于平滑垫层上的块石开始滑动的极限流速值。系数1.2是石块的抗滚动系数，水流平均流速高于式（9.2.2）值时块石就抵抗不了水流的作用，石料开始“流动”。

式（9.2.1）、式（9.2.2）可写为通式：

在模型试验的实践中，长江水利委员会长江科学院、原武汉水利水电学院、南京水利水电科学研究院根据自己的试验成果，提出了各种起动流速公式，如取γs＝2700kg／m3，γ＝1000kg／m3，按式（9.2.3）简化形式，计算所得的K 值见表9.2.1。

表9.2.1　起动流速公式及计算K值(www.xing528.com)

从表9.2.1 可以看出，由于计算散粒料的起动流速方法不一，用式（9.2.3）形式求得的K 值一般在5～10.75 的较大范围内变化，其平均值接近8。差别主要在于：水中的抛石与底部冲刷的差别；均匀流与强紊动水流的差别；起动条件及其判断的差别等。当散粒体起动方式为滚动、而水流又为较强紊动的底部冲刷时，则K 值以大于7而取8 为宜。

根据式（9.2.3），可得到在水流速度一定的情况下，起动方式为滑动或滚动时的爆渣最大允许块度公式：

式中：Dmax爆渣最大允许块度，m；K 值宜取7～8为宜；其余符号意义同前。

对于河流中的水流速度，可通过实测得到，但对于导流洞围堰在爆破后的水流速度则难于确定。这是因为，围堰爆破后过流断面无法准定，因而分流量、流速也就无法确定。即便过流断面确定了，由于导流洞与河床的位置关系以及边界条件等不同，也难以准确确定分流量和流速，因此，导流洞围堰爆破后的分流流速需通过模型试验来确定。

在大江截流后，导流洞将完全承担导流任务，此时，导流洞的分流能力将达100%，由于来水量、导流洞过流断面已知，流速也可确定，按式（9.2.4）即可确定最大爆渣块度，超过此块度尺寸，就不能被水流冲走，将留在导流洞内，对导流洞的过流、安全等产生不利的影响。