水击波效应及其防护措施

围堰及岩坎爆破水击波压力峰值均不高，不可能构成威胁大坝等主体水工建筑物的安全问题。通常要予以重视的是水面以下迎水侧的闸门、拦物栅及坞门等结构。在水击波及爆破地震波的共同作用下，这些结构有可能会产生强迫振动响应，从而造成部分功能失效（诸如启闭困难、漏水等）。因此要采取必要的主动防护和加固措施。

对水击波效应进行主动防护的措施，主要是采用气泡帷幕防护技术。所谓气泡帷幕，就是在爆源与被保护物之间的水底设置一套气泡发射装置，自水底发射出的无数细小气泡，由于浮力的作用自下而上运动，形成一道帷幕，它能有效地耗散穿越它的水击波能量，从而达到削减水击波压力峰值的目的。气泡帷幕中的气泡密度越大，帷幕厚度越厚，则气泡帷幕削减水击波峰值压力的效果越显著。因此，设计气泡帷幕的原则是尽可能地提高单位时间内气泡在水中的密度。即要尽可能地提高气泡发射装置内压缩空气的压力和流量；适当增加发射孔的数目和减小孔的直径；改善发射装置的结构或设置各排发射装置等。葛洲坝大江围堰混凝土心墙爆破拆除中采用的气泡帷幕发射管为一根直径91mm的钢管，总长160m，发射管上有二排发射孔，呈三角形布置，孔间距60mm，孔直径1.5mm，发射角45°，发射管的底部设置了一排排水孔，排水孔直径为1.75mm，间距30cm，共用8台9m3／min的移动式空压机供风。现场实测结果表明，采用气泡帷幕技术，能削减水击波峰值压力70%以上。

围堰爆破时所产生的水下冲击波，可能会对邻近水域的鱼类产生不同程度的伤害，为避免此种伤害，在三峡三期RCC围堰拆除爆破中，对此做了有益的尝试。三峡库区特别是三峡大坝坝前水域是鱼类分布比较密集的场所，除一些重要的经济鱼类外，长江流域的珍稀、濒危鱼类如白鲟、达氏鲟和胭脂鱼等都有可能在此栖息。为了尽量减少或避免这种不利影响，体现工程建设与生态保护协调一致的原则，通过对围堰及周边环境进行实地考察，仔细了解有关围堰爆破的有关技术问题后的基础上，决定采取声纳探测结合高压电脉冲驱赶的方案，驱赶鱼群离开爆破危险水域，并制定了详细的实施方案。(www.xing528.com)

2006 年6 月5 日，在围堰上游水域进行了鱼群探测和驱赶试验，证明实施方案是可行和有效的。6 月6 日下午13 时，鱼群的探测和驱赶工作正式开始，并于围堰爆破前1h，即当日下午15 时结束，EY60 鱼探仪的探测结果显示，围堰前水域的鱼类平均密度，在40m水深以上的部分，由进行鱼群驱赶作业前的5.4尾／1000m3下降到驱赶后的0.36 尾／1000m3；40m水深以下的部分，由进行鱼群驱赶作业前的1.67 尾／1000m3下降到驱赶后的0.14尾／1000m3。驱赶效率平均分别达到93%和92%。在围堰爆破结束后进行的现场查勘，在驱赶水域没有发现白鲟、达氏鲟和胭脂鱼及其他鱼类因围堰爆破而受到损伤或死亡的情况，进一步证明此次鱼群驱赶作业和鱼类保护工作是非常成功的。