水下噪聲相關(guān)習(xí)題

水下噪聲相關(guān)習(xí)題水下噪聲相關(guān)習(xí)題第八章水下噪聲噪聲定義：是指在特定條件下不需要的聲音。水下噪聲：（1）海洋環(huán)境噪聲和艦船的自噪聲它們是聲吶系統(tǒng)的主要干擾背景之一，限制裝備性能。（2）目標(biāo)（艦船、潛艇、魚雷等）輻射噪聲它是被動(dòng)聲吶系統(tǒng)的聲源，通過接收該噪聲實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)。水下噪聲研究的意義（對(duì)抗與反對(duì)抗：（1）建立水下噪聲的規(guī)律和特性，提高聲吶設(shè)備的性能。（2）降噪處理，提高自身隱蔽性。噪聲的基本概念1、噪聲的描述噪聲是一個(gè)隨機(jī)過程，描述噪聲的統(tǒng)計(jì)量有：噪聲的概率密度函數(shù)：p

,t

lim

Pp1

pp1

1噪聲的概率分布函數(shù)：

1 0 1 p Pp pp1 1,t1 1

1p

1p,tdp平穩(wěn)隨機(jī)過程：

1,t,t1 1結(jié)論：平穩(wěn)隨機(jī)過程的概率密度函數(shù)與時(shí)間無關(guān)一般水中噪聲被視為平穩(wěn)隨機(jī)過程，若噪聲的聲壓概率密度函數(shù)表示為：p

1 p e 2 為高斯分布，相應(yīng)的噪聲稱為高斯噪聲。其均值和方差： p ppdp2 p2 p2pdp常識(shí)：一般將干擾視為高斯噪聲。一般，表征噪聲統(tǒng)計(jì)特性的統(tǒng)計(jì)量：概率密度函數(shù)、數(shù)學(xué)期望、方差、相關(guān)函數(shù)、功率譜。由隨機(jī)過程理論可知，噪聲自相關(guān)函數(shù)的傅立葉變換即為功率譜密度函數(shù)：1Rlim1TptptdtT2TTRejd若噪聲的功率譜是均勻，則稱之為白噪聲。噪聲聲壓有效值p ：等于介質(zhì)阻抗為單位值時(shí)平均聲強(qiáng)I的平方根。如果假設(shè)噪聲的平均e值為零，介質(zhì)阻抗為單位值，則它的方差便等于平均聲強(qiáng)：或時(shí)間平均表示：

I2

p2(p)dpI2lim

1T/2

p2(t)dt噪聲聲壓有效值：

Ilim1Ilim1T/2p2(t)dtTTT/2e

TT

T/22、噪聲的頻譜分析噪聲聲壓是一個(gè)隨機(jī)量，與時(shí)間量之間不存在確定關(guān)系，因此分析噪聲聲壓幅值的頻譜沒有意義；而隨機(jī)過程的功率譜函數(shù)是一個(gè)確定的統(tǒng)計(jì)量，反映了該過程的各頻率分量的平均強(qiáng)度。根據(jù)信號(hào)頻譜曲線形狀劃分：（1）線譜：數(shù)學(xué)上能夠用傅氏級(jí)數(shù)來表示，水聲中周期、準(zhǔn)周期信號(hào)頻譜就是線譜信號(hào)；（2）連續(xù)譜：頻譜分析用傅氏變換來表示，水聲中瞬態(tài)非周期信號(hào)頻譜就是連續(xù)譜。聲強(qiáng)平均頻譜密度：聲強(qiáng)頻譜密度函數(shù)：

ISifii帶寬內(nèi)的總聲強(qiáng)：

limii0iii

dIdfIf2Sfdff1注意：連續(xù)譜某確定頻率分量上的聲強(qiáng)貢獻(xiàn)無限小。海洋環(huán)境噪聲級(jí)：

NL10lgINI0式中，IN為水聽器工作帶寬內(nèi)的噪聲總聲強(qiáng)。假設(shè)水聽器工作帶寬f內(nèi)噪聲譜S(f和其相應(yīng)是均勻的，則有：2則有：

I SfNNL10lgf10lgSI0注意：水下噪聲是多種噪聲源的綜合迭加，每種噪聲源的激勵(lì)不盡相同，因此，它可能是線譜，也可能是連續(xù)譜，甚至是兩種的迭加。3、水下噪聲的指向特性水下噪聲具有指向性：噪聲源具有指向性、噪聲源空間分布、海洋傳播條件等原因。注意：工程上將噪聲視為各向同性的，便于處理。常識(shí)：海面噪聲（風(fēng)浪噪聲）—垂直指向性；遠(yuǎn)處航船的輻射噪聲—水平指向性。海洋環(huán)境噪聲海洋環(huán)境噪聲也稱自然噪聲，研究環(huán)境噪聲的目的：解決NL及其時(shí)空統(tǒng)計(jì)特性與環(huán)境因素之1、深海中的環(huán)境噪聲源從低頻到高頻次序討論噪聲源及其特性：（1）潮汐和波浪的海水靜壓力效應(yīng)潮汐和海面波浪是海洋內(nèi)部海水靜壓力變化的原因，它們是低頻噪聲源。（2）地震擾動(dòng)地震是海洋中的極低頻噪聲源。（3）海洋湍流湍流產(chǎn)生噪聲方式：湍流使水聽器、電纜等顫動(dòng)或作響——自噪聲（不是自然噪聲；湍流壓力變化輻射噪聲——四極子元，衰減會(huì)，不是主要源；湍流區(qū)內(nèi)部壓力的聲效應(yīng)。地海洋湍流是海洋中的低頻噪聲源。（4）行船行船是50Hz~500Hz頻率范圍內(nèi)主要噪聲源，與風(fēng)和天氣無關(guān)。（5）海面波浪海面波浪噪聲是500Hz~25000Hz頻率范圍內(nèi)的噪聲源，與海況直接相關(guān)。V.O.Kundson總結(jié)出著名Kundson曲線。3（6）熱噪聲海洋分子的熱噪聲限制水聽器的高頻靈敏度，等效熱噪聲譜級(jí)：NL11520lgfDIEDIdBEdBfkHz。2、深海環(huán)境噪聲譜Wenz譜級(jí)圖：在一般情況下，它能夠比較細(xì)致地描寫出環(huán)境噪聲地普遍規(guī)律性，被認(rèn)為最具代表性的深海噪聲譜曲線。深海環(huán)境噪聲譜地例子如上圖，譜由斜率的不同的五部分組成，解釋如下：深海環(huán)境噪聲譜地例子如上圖，譜由斜率的不同的五部分組成，解釋如下：（1）1Hz以下，這段譜至今還不為人所知。估計(jì)該噪聲來源于海水靜壓力效應(yīng)或是地球內(nèi)部的地震擾動(dòng)。（2）譜斜率為-8~-10dB/倍頻程，與風(fēng)速僅有很微弱的關(guān)系，最可能的噪聲源是海洋湍流。（3）自然噪聲譜變平，遠(yuǎn)處行船是主要噪聲源。（4）具有-5~-6dB/倍頻程，噪聲源是離測(cè)量點(diǎn)不遠(yuǎn)的粗糙海面。（5）海水介質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)噪聲，譜線斜率為6dB/倍頻程。工程上，為預(yù)報(bào)海洋環(huán)境噪聲級(jí)，需要不同條件下的平均典型自然噪聲譜，見右圖。圖中畫出了不同航運(yùn)和風(fēng)速條件下的預(yù)報(bào)用曲線。使用時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)暮竭\(yùn)和風(fēng)速條件曲線，和相鄰頻段的曲線連接起來，近似地預(yù)報(bào)自然噪聲譜。43、自然噪聲的間歇源及自然噪聲的變化特性（1）間歇源的噪聲源它是一種暫時(shí)存在的噪聲源，如能發(fā)聲的海洋生物、降雨等。海洋生物：甲殼類、魚類和海生哺乳類——特殊的鳴聲、嘈雜聲等；降雨：提高自然噪聲級(jí)與降雨率和面積有關(guān)——在1kHz~10kHz頻段接近于白噪聲。（2）變化特性自然噪聲具有易變性。產(chǎn)生原因：噪聲源的易變性和傳播條件的改變4、海洋環(huán)境噪聲的振幅分布和空間相關(guān)（1）振幅分布根據(jù)中心極限定理，海洋環(huán)境噪聲的振幅分布是高斯分布，但在近海面其分布比高斯型尖，原因是噪聲源數(shù)目不夠大。（2）空間相關(guān)性噪聲的空間相關(guān)：指海中相隔開的水聽器接收到的噪聲的乘積對(duì)時(shí)間的平均。兩個(gè)相距為d的各向同性單頻噪聲的相關(guān)系數(shù)為(d)sinkd/kdCron和Sherman對(duì)指向性為cosm的噪聲場(chǎng)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行研究，如右圖。水平方向和垂直方向上的相關(guān)系數(shù)理論曲線與各向同性的單頻噪聲場(chǎng)具有相同形狀。海面粗糙度形成的噪聲場(chǎng)具有cos2的指向特性。5、深海環(huán)境噪聲的指向性深海自然噪聲具有指向性：低頻噪聲來自遠(yuǎn)處，高頻噪聲源來自頂部的海面。海面輻射噪聲具有cos2的指向特性（噪聲源和海面上虛源干涉效應(yīng)引起的。艦船和魚雷的輻射噪聲艦船、潛艇和魚雷的輻射噪聲，是被動(dòng)聲納的聲源信號(hào)。艦船輻射噪聲的危害：（1）破壞了艦船的隱蔽性；（2）可能引爆某些水中兵器；（3）干擾本艦的水聲設(shè)備（自噪聲。艦船、魚雷輻射噪聲特點(diǎn)：噪聲源繁多、集中，噪聲強(qiáng)度大，頻譜成分復(fù)雜。1、艦船輻射噪聲的聲源級(jí)和噪聲譜1米處，5并計(jì)算出1Hz帶寬內(nèi)的聲強(qiáng)，則聲源級(jí)（譜級(jí)）為：ISL10lg

NIf0式中，f是換能器工作帶寬，I為參考聲強(qiáng)，I 為距聲源聲中心1米處的噪聲聲強(qiáng)。0 N（）2）線譜。艦船輻射噪聲為線譜和連續(xù)譜的迭加。2、艦船輻射噪聲源及其特性艦船輻射噪聲源分為三大類：機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲。機(jī)械噪聲主機(jī)：柴油機(jī)、主電動(dòng)機(jī)、減速器輔機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)、泵、空調(diào)設(shè)備

螺旋槳噪聲螺旋槳空化螺旋槳引起船殼振動(dòng)

水動(dòng)力噪聲水流輻射噪聲空腔、板和附件的共振支柱和附件的空化（一）機(jī)械噪聲機(jī)械噪聲是航行或作業(yè)艦船上的各種機(jī)械的振動(dòng)，通過船體向水中輻射而形成的噪聲。產(chǎn)生機(jī)理：（1）不平衡的旋轉(zhuǎn)部件（電機(jī)電樞等；（2）重復(fù)的不連續(xù)性（齒輪、渦輪機(jī)葉片等；（3）往復(fù)部件（汽缸的爆炸；——產(chǎn)生線譜噪聲，其成分是振動(dòng)基頻及其諧波分量（4）流體空化和湍流及排氣（泵、管道、凝汽器等；（5）機(jī)械摩擦（軸承等?！a(chǎn)生連續(xù)譜噪聲。結(jié)論：（1）艦船輻射噪聲為強(qiáng)線譜加弱連續(xù)譜的迭加，與艦船航行狀態(tài)及機(jī)械工作狀態(tài)密切相關(guān)，一般較復(fù)雜、多變；（2）機(jī)械噪聲是艦船輻射噪聲低頻段主要成分。（二）螺旋槳噪聲螺旋槳噪聲：螺旋槳空化噪聲和螺旋槳葉片振動(dòng)輻射噪聲。（1）螺旋槳空化噪聲6螺旋槳空化噪聲是艦船輻射噪聲高頻段主要成分，且為連續(xù)譜，其典型頻譜如右圖。頻譜特點(diǎn)：在高頻段，譜級(jí)隨頻率以6dB/Oct斜率下降；在低頻段隨頻率增高而增高；譜峰（100Hz~1000Hz）隨航速和深度而變化，當(dāng)航速增加和深度變淺時(shí)，譜峰向低頻移動(dòng)。原因：高航速和淺深度時(shí)，易產(chǎn)生空化氣泡，產(chǎn)生低頻噪聲，使譜峰向低頻端移動(dòng)?？栈肼暜a(chǎn)生條件：航速大于艦船臨界航速。螺旋槳空化噪聲與航速關(guān)系：（）航速低于臨界航速，空化噪聲級(jí)很低（未發(fā)生空化；（b）航速增大至臨界航速，空化噪聲級(jí)急劇增大（空化發(fā)生、發(fā)展；（c）航速繼續(xù)增大，空化噪聲級(jí)基本趨于穩(wěn)定（空化充分。螺旋槳空化噪聲與航深關(guān)系：航行深度增加，臨界航速提高，空化噪聲級(jí)增加。螺旋槳空化噪聲還與其它因素有關(guān)，例如螺旋槳損壞、加速、轉(zhuǎn)向等因素。常識(shí)：水面艦船的螺旋槳空化噪聲—航速關(guān)系不是S形，關(guān)系復(fù)雜。（2）螺旋槳唱音螺旋槳唱音是螺旋槳葉片拍擊、切割水流而引起的，也稱為旋轉(zhuǎn)噪聲，它為線譜噪聲分量。其頻譜的頻率：f m式中，n是螺旋槳葉片數(shù)；s是螺旋槳轉(zhuǎn)速；m是諧波次數(shù)。螺旋槳唱音是潛艇低頻段（1~100Hz）噪聲的主要成分。常識(shí)：頻譜特性是聲納識(shí)別目標(biāo)和估計(jì)目標(biāo)速度的依據(jù)。（3）螺旋槳噪聲方向性船首和船尾方向比正橫方向輻射的噪聲??；在船首—船尾方向成30o角度內(nèi)，指向性凹進(jìn)去，船首方向比船尾方向凹進(jìn)略多些。（三）水動(dòng)力噪聲水動(dòng)力噪聲是由不規(guī)則的、起伏的海流流過運(yùn)動(dòng)船只表面而形成的，是水流動(dòng)力作用于艦船的結(jié)果。產(chǎn)生機(jī)理：（1）水流激勵(lì)殼體振動(dòng)或殼體上某些結(jié)構(gòu)（葉片、空穴腔體等）共振；（2）湍流附面層產(chǎn)生的流噪聲（粘滯流體特性；（3）航船拍浪聲（船首、船尾、船上循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)水口和排水口的輻射噪聲。7根據(jù)布洛欣采夫理論，水動(dòng)力噪聲強(qiáng)度主要與航速有關(guān)：I kvnw式中，k為常數(shù)，v是航速，n是與航船水下線形等因素有關(guān)的一個(gè)量。常識(shí)：一般情況，艦船水動(dòng)力噪聲小于機(jī)械噪聲和螺旋槳噪聲。3、輻射噪聲源概要艦艇的輻射噪主要噪聲源是機(jī)械噪聲和螺旋槳噪聲，二者貢獻(xiàn)的大小取決于頻率、航速和航深。對(duì)于給定的航速和航深，存在一個(gè)臨界頻率，低于此頻率時(shí)，譜的主要成分是機(jī)械和螺旋槳的線譜；高于此頻率時(shí)，譜主要成分是螺旋槳空化的連續(xù)譜。常識(shí)：通常艦艇的臨界頻率為100Hz~1000Hz，取決于船的種類、航速和航深。魚雷的臨界頻率比較高（機(jī)械速度高。4、艦船、潛艇、魚雷輻射噪聲級(jí)5、輻射噪聲的測(cè)量測(cè)量方法：讓被測(cè)船航行通過遠(yuǎn)處的測(cè)量水聽器來實(shí)現(xiàn)測(cè)量。按照測(cè)量水聽器、設(shè)施布放方式：固定式和活動(dòng)式。水聽器陣形式：潛艇和魚雷——深海（大于60米、垂直陣；水面艦船——淺海（30米、水平陣。輻射噪聲通常以1HzW，該帶寬內(nèi)噪聲BL1HzBL-10lgW。注意：上述噪聲為白噪聲，如果被測(cè)帶寬內(nèi)有線譜噪聲，則歸算方法不在適用。1。目前，艦船輻射噪聲測(cè)量是一項(xiàng)專門測(cè)量技術(shù)，隨著潛艇隱身技術(shù)水平的提高，對(duì)測(cè)試技術(shù)8和設(shè)備提出更高的要求。國(guó)內(nèi)，專門測(cè)試單位為大連760所、湛江海軍第四試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)、昆明750試驗(yàn)場(chǎng)，另外，還有哈爾濱工程大學(xué)和中科院聲學(xué)所從事這方面的研究工作。艦船、潛艇和魚雷的自噪聲自噪聲是本艦聲納的一種特殊干擾背景，表現(xiàn)為聲納方程N(yùn)L，是艦船上的各種聲源產(chǎn)生的。自噪聲與輻射噪聲區(qū)別：（1）相同點(diǎn)：聲源基本相同；（2）不同點(diǎn)：在聲納方程中的作用不一樣，輻射噪聲為SL，自噪聲為NL；自噪聲的傳播路徑復(fù)雜，而且可變；自噪聲為近場(chǎng)噪聲，輻射噪聲為遠(yuǎn)場(chǎng)噪聲。1、艦船自噪聲源及其一般特征噪聲源：機(jī)械噪聲、螺旋槳噪聲和水動(dòng)力噪聲。水動(dòng)力噪聲，特別是流噪聲，對(duì)聲納設(shè)備的影響是十分嚴(yán)重的。（一）機(jī)械噪聲和螺旋槳噪聲它們是自噪聲的主要聲源。機(jī)械噪聲：是噪聲低頻段的單頻分量，在低速航行時(shí)，艦船的輔機(jī)是主要的自噪聲源，與航速幾乎無關(guān)。螺旋槳噪聲：在高航速、高頻/淺海和艇尾方向，它才是主要自噪聲源。（二）水動(dòng)力噪聲水動(dòng)力噪聲：水流流經(jīng)水聽器、水聽器支架座和船體外部結(jié)構(gòu)所形成的噪聲源，如湍流附面流噪聲（一種特殊的水動(dòng)力噪聲：是由水聽器附近的湍流附面層中的湍流作用在水聽器表面上的壓力。為了減小流噪聲的干擾，一般安裝流線型導(dǎo)流罩，降低水流的直接撞擊和防止空化噪聲的產(chǎn)生。一般聲納設(shè)備安裝在艦首，海水波浪沖擊船身形成自噪聲，它隨航速增大很快。綜上所述，艦船自噪聲與航速密切相關(guān)，見下圖。92、自噪聲的傳播路徑自噪聲是近場(chǎng)噪聲，傳播路徑復(fù)雜而多變。船殼傳遞、水中直接路徑、散射體反射、海底和海面的反射等路徑。3、自噪聲級(jí)教材中所列的數(shù)據(jù)是二次世界大戰(zhàn)期間的艦船自噪聲水平，同學(xué)們自學(xué)。4、艦船自噪聲的測(cè)量由于自噪聲的聲源眾多、路徑復(fù)雜多變，聲場(chǎng)不穩(wěn)定，因此準(zhǔn)確測(cè)量自噪聲比較困難。測(cè)量結(jié)果與水聽器安裝位置、安裝方式及其指向性有關(guān)。為使用上的方便，引入等效各向同性自噪聲級(jí)：用無指向性水聽器測(cè)量結(jié)果表示艦船自噪聲級(jí)。設(shè)指向性水聽器測(cè)得聲級(jí)為NL，則等效各向同性自噪聲級(jí)NL：NLNLDI注意：兩種水聽器的靈敏度相等。艦船噪聲控制簡(jiǎn)介降低艦船噪聲，一方面提高艦船自身的隱蔽性，另一方面提高艦載聲納的作用距離，從而可以提高艦船的對(duì)抗能力。1、艦船噪聲控制方法分類按照控制對(duì)象的不同，可分為：（1）主動(dòng)噪聲控制——聲源，是控制和降低艦船噪聲最根本/最積極方法；措施——改進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)、采用合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)、改革工藝和操作方法、提高加工精度和裝配質(zhì)量等。（2）被動(dòng)噪聲控制——傳播途徑，措施——采取阻尼、隔振或減振的辦法、采取吸聲結(jié)構(gòu)、對(duì)螺旋槳噪聲采用屏蔽罩等。2、機(jī)械噪聲的控制常規(guī)艦艇的主要源：主機(jī)、輔機(jī)；核動(dòng)力潛艇的主要源：齒輪變速箱、循環(huán)水泵等?？刂拼胧海?）設(shè)計(jì)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)；（2）改善機(jī)械的工作狀態(tài)；（3）避免結(jié)構(gòu)共振；（4）完善機(jī)械制造工藝，提高加工精度；（5）提高安裝精度，嚴(yán)格操作規(guī)程，注意維護(hù)保養(yǎng)。3、螺旋槳噪聲的控制10控制螺旋槳空化最根本辦法是避免或推遲空化現(xiàn)象。采取措施：（1）采用正反螺旋槳，減小尾流的旋轉(zhuǎn)，降低水動(dòng)力噪聲；（2）增大螺旋槳盤面比，減小負(fù)荷強(qiáng)度；增大螺旋槳直徑，減低螺旋槳轉(zhuǎn)速，使負(fù)壓區(qū)推遲出現(xiàn)或壓差變小，推遲空化的產(chǎn)生；（3）增加螺旋槳葉片數(shù)，使水趨于均勻，負(fù)壓減小，推遲空化產(chǎn)生；（4）螺旋槳葉片上大孔，改變螺旋槳的幾何參數(shù)；（5）使船尾有良好線型，可以改善葉片上的壓力、速度分布，推遲空化產(chǎn)生?？刂坡菪龢舾巨k法是增加槳葉阻尼，減小振動(dòng)或改變螺旋槳的固有頻率，避免共振；采用高阻尼合金材料制造螺旋槳，可以消除螺旋槳產(chǎn)生唱音。3、水動(dòng)力噪聲的控制控制水動(dòng)力噪聲的措施：（2）減少艇體上不必要的開孔和突出物；（3）將艇體尾部與螺旋槳設(shè)計(jì)同軸的回轉(zhuǎn)體，推遲空化產(chǎn)生。為減小水動(dòng)力噪聲，一般聲納安裝在流線型導(dǎo)流罩內(nèi)，導(dǎo)流罩用橡膠制作，并用鋼板加固。設(shè)計(jì)要求：透聲性能要好，有足夠機(jī)械強(qiáng)度，良好的流線型。11水下爆破施工作業(yè)指導(dǎo)書一、水下爆破施工工藝流程：爆孔設(shè)計(jì)→錨定鉆孔作業(yè)平臺(tái) →移機(jī)就位→確定孔深→鉆孔→成孔沖洗→測(cè)量驗(yàn)孔→裝藥→連線→平臺(tái)撤離（同時(shí)封鎖航道和陸路交通）環(huán)。二、施工方法1、鉆孔作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)

起爆→解除警戒→清渣→下施工循為順利實(shí)施石方開挖工程水下爆破的施工任務(wù)，因地制宜就近制作了簡(jiǎn)易鉆爆作業(yè)平臺(tái)船（166。作業(yè)平臺(tái)可采用鋼體駁船組裝，兩船間距 5。通過槽鋼、工字鋼將兩船焊接為一雙體船。鉆機(jī)由腳手架鋼管鉸接固定在平臺(tái)上，組成鉆機(jī)作業(yè)平臺(tái)，可供4臺(tái)潛孔鉆機(jī)工作之用。為加快鉆機(jī)就位速度，鉆機(jī)平臺(tái)可沿槽鋼軌道滑動(dòng)移位。鉆孔時(shí)，利用全站儀進(jìn)行測(cè)量定位，指揮鉆機(jī)船錨泊定位，做到鉆孔定位準(zhǔn)確，防止漏鉆和疊鉆。根據(jù)當(dāng)天當(dāng)時(shí)的水位、設(shè)計(jì)水深及超深值計(jì)算該點(diǎn)的鉆孔深度。施工時(shí)要按要求鉆到所需求深度以避免二次爆破。2、鉆爆技術(shù)措施（1）水下爆破采用垂直鉆孔作業(yè)。其優(yōu)點(diǎn)是鉆孔定位易于控制，簡(jiǎn)便操作，利于裝藥，提高工效。水下爆破工程鉆孔機(jī)具計(jì)劃選用 KSZ－100型地質(zhì)鉆，孔徑 。為了確保開挖達(dá)到設(shè)計(jì)的深度，鉆孔應(yīng)有一定的超鉆深度，考慮到保護(hù)橋墩基礎(chǔ)基巖的持力層，超鉆深度取0.5m。（2）火工品的品種及防水。選用具有防水性能良好的乳化炸藥，由 Φ80mm塑料包裝。非電雷管用環(huán)氧樹脂灌封后，再用防水白粘膠布密封。起爆網(wǎng)絡(luò)采用微差復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)，以確保傳爆的準(zhǔn)確性。（3）每船（平臺(tái)）可鉆4排共24個(gè)炮孔，一般一個(gè)船次為一爆破區(qū)域， 當(dāng)鉆孔完畢后，利用潛水員進(jìn)行集中裝藥，裝藥時(shí)應(yīng)注意對(duì)雷管腳線的保護(hù)。為了確保安全，用粗砂將炮孔堵滿，防止沖炮。在每只爆孔孔口用砂袋封口覆蓋，砂袋系一浮球露出水面，其作用有：①作為爆破孔位標(biāo)記，便于集中裝藥；②裝藥后便于連接導(dǎo)爆管腳線，形成起爆網(wǎng)絡(luò)。（4）導(dǎo)爆管的放置。在水中放置浮胎，使其錨定地飄浮在水面上，將

爆管按綁在一只輪胎上，按照 從后到前的順序?qū)⑤喬ド系膶?dǎo)爆管用同段非電雷管連接起來，為了不使傳爆雷管將其他導(dǎo)爆管炸斷造成拒爆現(xiàn)象，連接時(shí)應(yīng)將雷管置于浮胎上面，并用泡沫盒包住扎緊，不能浮在水面隨波漂移。3、布孔方式和孔網(wǎng)參數(shù)水下炮孔布置原則上越簡(jiǎn)單越好。本工程水下爆破次采用水下淺孔爆破，采用矩形鉆孔排列方式，孔距 排距2.0m，最小抵抗線為1.5m，實(shí)際施工過程時(shí)應(yīng)根據(jù)巖層和厚度等情況做適當(dāng)調(diào)整。4、裝藥量計(jì)算考慮到水下砼爆破時(shí)需克服的水體阻力， 因此其裝藥量計(jì)算包括破碎砼所必須的能量和克服阻力所作的功，水下爆破的炸藥單耗較陸地爆破大，根據(jù)該工程水下砼性質(zhì)判斷分析，結(jié)合水下爆破產(chǎn)生的水中沖擊波的危險(xiǎn)半徑考慮，炸藥單耗控制在／m3左右。5、起爆設(shè)計(jì)

1.0～1.2kg采用電雷管起爆導(dǎo)爆管雷管、導(dǎo)爆管雷管引爆炸藥的起爆網(wǎng)路。即用導(dǎo)爆管并串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，采用1段非電雷管將各個(gè)炮孔內(nèi)雷管連接起來，為了確保每個(gè)孔的準(zhǔn)爆，每孔裝2發(fā)非電雷管。6、水下炮孔的施工程序（1）測(cè)定孔位。依照水下爆破地形圖，采用全站儀和測(cè)繩等工具測(cè)定孔位。拉動(dòng)纜繩將鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)孔位，開鉆前將四周纜繩拉緊，拋錨就位，鉆孔過程中不能讓平臺(tái)移位。（2）鉆孔。按照設(shè)計(jì)的炮孔深度進(jìn)行鉆孔，做到準(zhǔn)、直、平。（3）裝炸藥。在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，拔出鉆具后由潛水員將帶有雷管的炸藥裝至設(shè)計(jì)高程。裝藥一定要裝到孔底，并用砂子堵塞炮孔。7、爆破注意事項(xiàng)（1）鉆完每炮次設(shè)計(jì)工作量后，即進(jìn)行裝藥、聯(lián)線。（2）起爆網(wǎng)絡(luò)。采用復(fù)式非電起爆網(wǎng)絡(luò)，為了確保每個(gè)孔的準(zhǔn)爆，每孔裝

2發(fā)非電雷管。（3）火工品的品種及防水。選用具有防水性能的乳化炸藥，并用塑料袋包好。8、水下清渣利用人工配合挖渣船清渣。駁船上的石渣上岸后通過裝載機(jī)配合人工就近堆放和平整，無法就地處理的部分石渣運(yùn)至指定堆棄場(chǎng)。9、水下爆破主要參數(shù)及計(jì)算（1）最小抵抗線（2）臺(tái)階高度：H＝1.5m

ω1.5m。（3）超（4）孔（5）孔（6）排

l＝0.5mL＝Hl＝2m距：a＝2m距：b＝2m多排炮孔布置為矩形方式，采用微差起爆。（單孔裝藥量：Q=qabHH=2m。Q=qabH=1.2=8kg10、水下爆破安全校核水下爆破所產(chǎn)生的危害表現(xiàn)為爆破地震效應(yīng)和水中沖擊波效應(yīng)。（1）爆破振動(dòng)速度計(jì)算式中：V—介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，Q—裝藥量（齊發(fā)爆破的總藥量；毫秒微差爆破或秒差爆破時(shí)取最大一段裝藥量）R—爆源至被保護(hù)物的距離， m；K—與介質(zhì)性質(zhì)、爆破方式等因素有關(guān)的系數(shù)；

，kg；為保證安全該工程計(jì)算取： K＝250、、則爆破振動(dòng)速度如下表：表3 不同裝藥量爆破產(chǎn)生的爆破振動(dòng)速度值Q（kg）8162432

爆破振動(dòng)速度值v（cm/s）0.390.550.670.77為確保原某大橋的絕對(duì)安全，最大一段齊爆藥量控制在于100ms。（2）水中沖擊波計(jì)算按照《爆破安全規(guī)程》的第 6.36條規(guī)定：

25kg以內(nèi)，各段微差時(shí)間不小6.3.6在水深不大于30m的水域內(nèi)進(jìn)行水下爆破，水中沖擊波的安全允許距離，下列規(guī)定。對(duì)人員：按表 4確定。表4 對(duì)人員的水中沖擊波安全允許距離

應(yīng)遵守裝藥及人員狀況鉆孔或藥室裝藥/m 游泳潛水

≤50500600

/kg＞200700900

＞200～≤100011001400對(duì)船舶：客船1500m。施工船舶：按表 5確定。非施工船舶：可參照表 5和式(4)根據(jù)船舶狀況由設(shè)計(jì)確定。表5 對(duì)施工船舶的水中沖擊波安全允許距離裝藥及人員狀況

≤50

炸藥量/kg＞50～≤200

＞1000鉆孔或藥室裝藥/m木船100150250三、爆破時(shí)間安排鐵船70100150為保證工程正常施工，確保人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，結(jié)合工程的實(shí)際情況，對(duì)每天的爆破時(shí)間根據(jù)施工實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)一安排。四、 質(zhì)量保證措施此項(xiàng)施工方案為專項(xiàng)施工方案，在實(shí)施《某大橋施工組織設(shè)計(jì)》中關(guān)于質(zhì)量保證措施基礎(chǔ)上，我們強(qiáng)調(diào)以下幾項(xiàng)措施：（一、建立工程質(zhì)量保證組織機(jī)構(gòu) :1．服從業(yè)主、監(jiān)理工程師及主管部門的監(jiān)督和指導(dǎo)。2．成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)，總工程師、項(xiàng)目副經(jīng)理為副組長(zhǎng)的質(zhì)量管理體系領(lǐng)導(dǎo)小組，組員包括質(zhì)檢工程師、測(cè)量工程師、現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人、施工隊(duì)長(zhǎng)等，負(fù)責(zé)工程總體質(zhì)量控制。3．配備足量的技術(shù)人員，嚴(yán)格按照自檢、互檢和交接檢的工藝流程組織施工。4．質(zhì)量檢查程序（1）尊重和絕對(duì)服從監(jiān)理工程師及其代表，根據(jù)合同條款要求，在工程師及其代表監(jiān)督和指導(dǎo)下施工，并如實(shí)向監(jiān)理工程師匯報(bào)進(jìn)度和質(zhì)量情況。（2）建立形成文件的檢驗(yàn)和試驗(yàn)程序，按程序規(guī)定對(duì)施工全過程進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)，并按程序規(guī)定的種類、格式和方法予以記錄、歸檔。（3）測(cè)量組擬定施工測(cè)量實(shí)施方案，負(fù)責(zé)控制網(wǎng)點(diǎn)的自檢、施工全過程中的測(cè)量放樣及測(cè)量驗(yàn)收工作，交工程師進(jìn)行審核。（4）每一工序完工后，應(yīng)及時(shí)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，以免殘留物對(duì)下道工序產(chǎn)生質(zhì)量影響。（5）嚴(yán)格按部頒標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范要求分項(xiàng)分單元整理并保存各原始資料。（6）單項(xiàng)工程完成后，質(zhì)量檢查流程圖如下：第五章 安全施工保證措施施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆孔、裝藥等各流程，以避免爆炸給周邊環(huán)境和建筑物帶來災(zāi)難性后果。具體措施如下：(二)、確定安全生產(chǎn)目標(biāo)和安全防范要點(diǎn)根據(jù)本工程特點(diǎn)，安全防范重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1、防人員溺水事故；2、防爆炸及其影響事故；、防觸電電擊事故；、防機(jī)械傷害事故；、防水上交通事故。(三)、保證安全的組織措施

原則，采取安全技術(shù)措施，確保施工安全。針對(duì)工程特點(diǎn)，對(duì)所有從事管理和生產(chǎn)的人員進(jìn)行全面的安全教育， 重點(diǎn)對(duì)專（兼）職安全員、施工班組長(zhǎng)、從事特種作業(yè)的起重工、爆破工、電工、焊接工、機(jī)械工、場(chǎng)內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛駕駛以及新工上崗、工人變崗和改變工藝等進(jìn)行培訓(xùn)教育。（2）對(duì)從事施工管理和生產(chǎn)的人員，未經(jīng)安全教育不準(zhǔn)上崗；新工人（含民工、臨時(shí)工）未進(jìn)行三級(jí)教育的不準(zhǔn)上崗；變換工種或采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料沒有進(jìn)行培訓(xùn)不準(zhǔn)上崗。（3）特種工種的操作人員的安全教育、考核、復(fù)驗(yàn)，嚴(yán)格按照《特種作業(yè)人員安全技術(shù)考核管理規(guī)定》執(zhí)行。經(jīng)過培訓(xùn)考核合格，獲取操作證方能持證上崗。對(duì)已取得上崗證的特種作業(yè)人員，要進(jìn)行登記存檔，對(duì)上崗證要按期復(fù)審，并要設(shè)專人管理。（4）通過安全教育，增強(qiáng)職工安全意識(shí)，樹立 安全第一、預(yù)防為主 的思想，掌握本崗位生產(chǎn)知識(shí)和安全操作技能；提高職工遵守施工安全紀(jì)律的自覺性，認(rèn)真執(zhí)行安全操作規(guī)定，做到：不違章指揮、不違章操作、不傷害自己，不傷害他人，不被他人傷害，達(dá)到提高職工整體安全防護(hù)意識(shí)和自我防護(hù)能力。8．認(rèn)真執(zhí)行安全檢查制度項(xiàng)目部要保證檢查制度的落實(shí)，要規(guī)定定期檢查日期，參加檢查的人員，經(jīng)理部每旬進(jìn)行一次；作業(yè)班組每天進(jìn)行一次，非定期檢查應(yīng)視工程情況如施工準(zhǔn)備前， 施工危險(xiǎn)性、采取新工藝、季節(jié)性變化、節(jié)假日前后等要進(jìn)行檢查，并要有領(lǐng)導(dǎo)值班，對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的安全問題，按照三不放過的原則制定整改措施，定人限期進(jìn)行整改，保證 管生產(chǎn)必須管安全”的原則真正落實(shí)。9．事故報(bào)告制度（1）無論何時(shí)，一旦發(fā)生危害工程安全、工程進(jìn)度、工程質(zhì)量事故時(shí)，除采取必要的搶救措施以外，必須立即暫停此項(xiàng)目和與之有關(guān)的項(xiàng)目施工。（2）事故發(fā)生后，承包人必須以最快的方式，將事故的簡(jiǎn)要情況報(bào)監(jiān)理工程師。在監(jiān)理工程師初步確定安全、質(zhì)量事故的類別性質(zhì)后，按要求上報(bào)業(yè)主和有關(guān)部門。（3）監(jiān)理工程師視察了事故現(xiàn)場(chǎng)后立即上報(bào)并提出處理意見，承包人應(yīng)按照監(jiān)理工程師指示消除事故產(chǎn)生的危害和影響，并查明事故原因。在查明事故原因以后的 7天之內(nèi)向監(jiān)理工程師提供一份事故報(bào)告和階段性開工報(bào)告，內(nèi)容包括人員的傷亡情況、時(shí)間損失、處理結(jié)果以及監(jiān)理工程師所要求的詳細(xì)資料等。若事故原因遲遲未能查明，監(jiān)理工程師認(rèn)為事故隱患未消除時(shí)，可以不批準(zhǔn)開工，直到事故原因查明并采取補(bǔ)救措施為止。(四)、保證安全的技術(shù)措施1、對(duì)炸藥及其他爆破器材的購(gòu)買、運(yùn)輸、貯存、加工、使用嚴(yán)格控制，執(zhí)行爆破材料專門的領(lǐng)用和退還制度。、進(jìn)行爆破作業(yè)前設(shè)定警戒區(qū)域，并派專人巡查，嚴(yán)禁爆破作業(yè)時(shí)水域何人員進(jìn)行潛水、游泳等活動(dòng)，嚴(yán)禁水域 200以內(nèi)有船舶進(jìn)入。

1km以內(nèi)的任3、爆破工作負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)爆破區(qū)的地質(zhì)、地形、水位、流速、流態(tài)、風(fēng)浪和環(huán)境安全等情況布置爆破作業(yè)。4、水下爆破應(yīng)使用防水的或經(jīng)防水處理的爆破器材；用于深水區(qū)的爆破器材，應(yīng)具有足夠的抗壓性能，或采取有效的抗壓措施；水下爆破使用的爆破器材應(yīng)進(jìn)行抗水和抗壓試驗(yàn)。5、水下爆破的藥包和起爆藥包，應(yīng)在專用的加工房?jī)?nèi)或加工船上制作。6、起爆藥包，只準(zhǔn)由爆破員搬運(yùn)。搬運(yùn)起爆藥包上下船或跨船舷時(shí)，應(yīng)有必要的防滑措施。用船只運(yùn)送起爆藥包時(shí)，航行中應(yīng)避免劇烈的顛簸和碰撞。7、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸爆破器材和起爆藥包，應(yīng)專船裝運(yùn)。用機(jī)運(yùn)船裝運(yùn)，應(yīng)采取防電、防振及隔熱措施。8、爆破作業(yè)船上的工作人員，作業(yè)時(shí)應(yīng)穿好救生衣，不能穿救生衣作業(yè)時(shí)，應(yīng)備有相應(yīng)數(shù)量的救生設(shè)備。無關(guān)人員不準(zhǔn)許登上爆破作業(yè)船。9、水下鉆孔位置應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定，經(jīng)常校核；孔口應(yīng)有可靠的保護(hù)措施。10、鉆孔裝藥時(shí)潛水員應(yīng)拿穩(wěn)藥包，且不應(yīng)從管口或孔口直接向孔內(nèi)投擲藥包，不應(yīng)強(qiáng)行沖壓卡塞的鉆孔藥包。11、水下深孔采取分段裝藥時(shí)，各段均應(yīng)裝有起爆藥包。各起爆藥包的導(dǎo)線應(yīng)標(biāo)記清楚，防止錯(cuò)接。12、應(yīng)注意保護(hù)藥包引出線，移船時(shí)應(yīng)注意保護(hù)起爆網(wǎng)路，注意對(duì)孔口段的導(dǎo)線應(yīng)加以保護(hù)。13、用電力和導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路時(shí)，每個(gè)起爆藥包內(nèi)安放的雷管數(shù)不宜少于成兩套網(wǎng)路或復(fù)式網(wǎng)路同時(shí)起爆。

2發(fā)，并宜連、水下電爆網(wǎng)路的導(dǎo)線 (含主線連接線)應(yīng)采用有足夠強(qiáng)度且防水性和柔韌性良好的絕緣膠質(zhì)線，爆破主線路呈松弛狀態(tài)扎系在伸縮性小的主繩上；水中不應(yīng)有接頭。、起爆藥包使用非電導(dǎo)爆管雷管及導(dǎo)爆索起爆時(shí)，應(yīng)做好端頭防水工作，導(dǎo)爆索搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于。、導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路應(yīng)在主爆線上加系浮標(biāo)，使其懸吊；應(yīng)避免導(dǎo)爆索網(wǎng)路沉入水底造成網(wǎng)路交叉，破壞起爆網(wǎng)路。、水域危險(xiǎn)邊界上設(shè)置警告標(biāo)志、禁航信號(hào)、警戒船舶和崗哨等，嚴(yán)格檢查水域中遺留的爆炸物和水中帶電情況。18、盲炮應(yīng)及時(shí)處理；處理過程中因遵循以下原則：（1）因起爆網(wǎng)路絕緣不好或聯(lián)接錯(cuò)誤造成的盲炮，可重新聯(lián)網(wǎng)起爆。（2）因填塞長(zhǎng)度小于炸藥的殉爆距離或全部用水填塞而造成的盲炮，可另裝入起爆藥包誘爆。（3）可在盲炮附近投入裸露藥包誘爆。（4）遇有難于處理而又危及航行船舶安全的盲炮，應(yīng)延長(zhǎng)警戒時(shí)間，繼續(xù)處理。五、環(huán)保施工措施在施工中將嚴(yán)格執(zhí)行《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)定》 《環(huán)境保護(hù)法》的有關(guān)要求，將嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方所有控制環(huán)境污染的法律和法規(guī)，采取必要的措施，防止施工中的燃料、油、化學(xué)物質(zhì)、污水、廢料和垃圾以及土方等有害物質(zhì)對(duì)溝渠的污染，防止灰塵、噪音和汽油等物質(zhì)對(duì)大氣層的污染。并采取規(guī)范化的施工，把施工對(duì)環(huán)境、附近居民生活的影響減少到最低限度。加強(qiáng)對(duì)施工機(jī)械的維修保養(yǎng)，遇到漏油、漏水的機(jī)械必須修好后方可繼續(xù)參與施工，廢油回收后集中存放，統(tǒng)一處理。本施工場(chǎng)地附近為人群居住比較密集區(qū)域，通過有效的管理和技術(shù)手段，將施工噪聲降低到最低程度，盡量避免在夜間安排噪音很大的施工任務(wù)。