[科普中国]-水压爆破

水压爆破，是将药包置于注满水的被爆容器中的设计位置上，以水作为传爆介质传播爆轰压力使容器破坏，且空气冲击波、飞石及噪声等均可有效控制的爆破方法。

基本原理是利用水的不可压缩性质，能量传播损失小。炸药爆炸瞬间水传播冲击波到容器壁使其位移，并产生反射作用形成二次加载，加剧容器壁的破坏,遂使容器均匀解体破碎。此法简便易行，效果良好。

“隧道掘进水压爆破”技术正是针对这一情况，采用在炮眼中先“注水”后用“炮泥”回填堵塞的新技术，来变革隧道掘进爆破技术的。它利用在水中传播的爆破应力波对水的不可压缩性，使爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎无损失，十分有利于岩石破碎。同时，水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎，炮眼中有水可以起到雾化降尘作用，大大降低粉尘对环境的污染。

水分类根据水压爆破的装药和作用条件的不同水压爆破可分为两大类

钻孔水压爆破

一类为钻孔水压爆破，药包置于有水钻孔中进行爆破，由于介质抵抗线较大，应力波在待破坏介质中作用时间相对较长，应力波起主要作用；

壁体整体性运动引起介质破坏

第二类水压爆破主要是由于壁体整体性运动引起介质破坏，如容器状构筑物或建筑物，由于待破坏介质的厚度尺寸较小，荷载作用时间长于应力波通过介质的时间，波在介质中传播已造成介质的整体性运动，因而可以不考虑应力波在介质内的传播，而直接考虑介质的整体性惯性运动。1

特点由于水的物理力学性能同空气不一样，与空气不耦合装药相比，钻孔水耦合装药爆破具有以下特点：

（1）基于水的不可压缩性和较高的密度、较大的流动粘度，水中爆轰产物的膨胀速度要慢，在耦合水中激起爆炸冲击波的作用强度高和作用时间长；

（2）在炮孔周围岩石中产生的爆炸应力波强度高，衰减慢，作用时间较长，即有较高的爆炸压力峰值，因此，对岩石造成的破坏作用强；

（3）因为水的不可压缩性和较高的能量传递效率，同时相当于炮泥，水又具有一定的堵塞作用，因此，传递给岩石的爆破能量分布更加均匀、利用率高；

（4）在爆破破碎质量上，它能使破碎块度更加均匀；在爆破安全方面，它能够有效地控制爆破震动、爆破飞石、空气冲击波和爆生有毒气体的强度和数量、降低爆破粉尘；

（5）与耦合装药相比，水耦合装药又能够降低孔壁岩面上的初始冲击压力，利于提高光面爆破、预裂爆破的成型质量。

同时钻孔水压爆破与无限水域下水压爆破相比其爆破的水域小，炸药到岩石距离很短，冲击波产生与传播和无限水域下水压爆破有很大区别。对较小直径钻孔来说，以水作为介质的爆破与普通爆破的压力波阵面不同，钻孔内各点的应力是瞬间同时到达的，只是不同点上应力大小不同而已，即水中冲击波阵面为圆柱形，压力波入射与炮孔壁成直角，在孔深不太大时可近似认为孔内应力均匀，在孔壁上基本是均匀作用，其效果和使用弱性炸药一样，柱状装药时更是如此。

水压爆破药包布置药包布置主要指药包的在容器内的位置和药包的数量，而药包位置与药包数量又密切相关。

对于直径与高度相等的圆柱形容器的爆破体，通常布置一个药包，其位置处于容器中心线下方一定高度。如果直径大于高度，也可对称布置多个集中药包。对于这种单层群药包，装药高度为容器中心线下方一定高度。

对于长宽比或高宽比大于3时，可沿长轴中心线布置双层或多层群药包。其中，最上层药包到水面的距离大于药包中心到壁面的距离；最下层药包到底板的距离小于药包中心到壁面的距离，但层间距不要过大。

对于壁厚不等或材料性质不同的爆破体，应采用偏心药包或不等量群药包。采用偏心药包时，由于两侧壁厚不同，要掌握药包偏离容器中心的距离，使容器的四壁受到均匀的破坏作用。

容器要充满水，水深大于药包中心到容器壁的最短距离。2

本词条内容贡献者为:

杨明 - 副教授 - 西南大学