史雅语  苌  江(浙江省地矿建设总承包有限公司)  刘文泉(浙江省公共安全总公司)

    在水域旁进行洞室爆破，大量爆破抛掷体抛入水中时会产生涌浪。有关涌浪产生的形态及可能出现的危害，所见资料很少。国内有关资料有：1990年5月惠州深水港通用码头640 t定向抛掷爆破时，“爆破抛掷体掀起的涌浪高达5 m左右，并逐渐变低向外传播，到2.5 km处约0.5 m高，两岸涌浪爬高10～13 m，破坏了西侧350 m珍珠养殖场的部分浮标，且有不少鱼被抛掷体及飞石砸死和被涌浪涌至岸上。”1991年1月惠州港油制气码头3 300 t大爆破(芝麻州岛大爆破)时，“产生的涌浪高达2．5 m左右，并向前推进，当遇到高3 m左右的码头时，涌浪爬高达6 m左右。涌浪爬上码头后，有一股浪头在码头上前进，将原留下的几十座工棚全部推倒化为乌有。长500 m、宽300 m的码头上全部涌有水，码头边沿上的石头有一部分被冲上码头。涌浪对海洋鱼类也有影响，有不少小鱼被涌上码头，但位于码头西侧距爆区约800 m处的海洋生物实验场却安然无恙。”

程高山土石方365体育为程高山安居工程前期场平工程中的开挖区365体育。程高山位于浙江省淳安县县城中，周围建筑物密布。程高山为一形似“火腿”的南北长，东西窄的山体，南北长480 m，东西最宽处280 m，最窄处105 m，最高处海拔高程为182．84 m，开挖到110～115.7 m高程，开挖标高处占地约70000 m²，开挖高度70 m左右，开挖土石方工程量达225.9万m³。考虑程高山周围环境的安全，整个程高山分8次进行洞室爆破。程高山东、南、西三面是水(千岛湖湖面)，山体与湖岸之间原为建筑物，拆除后为平地，标高为110～112 m，山脚离湖岸15～80 m不等。在程高山8次洞室爆破中，有3次(一区、三区和六区)因爆破破碎体抛人湖内而出现了涌浪，由于边界条件不同，3次涌浪有3种形态，本文拟通过对这3次涌浪的分析，为洞室爆破涌浪的形成、特点和危害提出一些定性的看法。

1．工程概况

    (1)一区

    一区位于程高山北侧的东面，爆区长约100 m，最小抵抗线方向指向东侧。山体坡度约35.5°，最高点高程152.6 m，开挖底平面标高115.7 m。山体坡脚与湖岸之间为道路，路面宽22 m，标高112 m，湖岸坡度约40°，湖岸与山体基本平行，向北延伸约80 m后顺淳建公路折向东，再前行250 m又折向南行约50 m再向东。爆破时湖面水位高程为107 m。

    区内洞室爆破的主要岩体为灰白一灰黑色泥灰岩，灰绿色层凝灰岩及深绿色晶屑凝灰岩，岩石强度中等偏高。

一区洞室爆破采用条形药包和集中药包相结合的爆破方案，设计导洞两条，药室18个，导洞药量总长310.4 m，爆破方量12.7万m³，买怀装馁油炸药51 800 kg，乳化炸药3 636 kg，共计55 436 kg。药室布置平面和典型剖面见图1和图2。

图1  一区洞室爆破平面布置示意图

图2一区洞室爆破典型剖面图

    (2)三区

    三区洞室爆破位于程高山东侧一区的南面，爆区长约120 m，最小抵抗线指向东北。山体坡度5l°，最高点高程约160 m，开挖底平面标高为115.7 m和111 m。山体坡脚与湖岸间距离20～40 m。由于三区爆破前一区填方区已进展不小，三区前的湖岸呈直角状，由南侧与山体平行至爆区北折向东。爆破时湖面水位高程109 m。

区内洞室爆破的主要岩体为火山沉积岩系，有紫红色凝灰质粉砂岩，杂色～灰绿色角砾岩或角砾凝灰岩，灰绿色层凝灰岩，灰褐色泥灰岩，灰黄色层凝灰岩，深绿～浅绿色晶屑凝灰岩。部分岩石受硅化蚀变，强度有所增高。部分洞口岩石受风化及构造裂隙水溶蚀，强度减弱。

三区分上下两层共布置导洞6条，上、下各3条，43个药室，导洞药室总长629.3 m，爆破方量26.4万m³，总装药量80 085 kg，其中铵油炸药76 000 kg，乳化炸药4 085 kg。药室平面布置与典型剖面图见图3和图4。

(3)六区

六区位于程高山西侧，爆区长约130 m，最小抵抗线指向西。山体坡度在135 m标高以下为72°，135 m标高以上为36°，爆区底标高112 m，山体最高处达170余m。湖岸距山体33 m，与山体走向平行，湖宽75 m，对面为淳安至杭州的主干道新安东路，路宽(包括绿化带、人行道)34 m，路对面为温馨岛小区建筑物群。该段湖面已开始由北往南填筑。爆破时湖面水位高程106 m。

图3三区洞室爆破平面布置示意图

图4三区洞室爆破典型剖面图

区内洞室爆破的主要岩体为灰白～浅灰绿～灰绿色晶屑凝灰岩，局部含砾石。岩石强度中等偏高，可爆性较好。灰褐色泥灰岩，强度较高，可爆性好。暗绿色。深绿色凝灰岩，强度中等偏低，可爆性略差。

六区布置两层导洞，上层布置1条导洞，洞底标高143 m；下层布置2条导洞，洞底标高分别为112 m和115.7 m，总开挖长度为624.5 m，共计32个药室，实际装药量109 216 k，其中铵油炸药103 600 kg，乳化炸药5 616 kg。爆破方量为344 000 m³，单耗0.32 kg／m3。药包布置和典型剖面见图5和图6。

2．涌浪的形态

由于各区边界条件和爆破参数不一，爆破后由爆堆形成的涌浪形态也很不一样。

(1)一区的涌浪形态

一区前方水域较宽旷，纵深在700 m以上，侧向岸线与抛掷方向垂直，由抛掷体形成的前向的涌浪能量受水面阻力的约束，在100 m左右就衰减成波浪，而沿湖岸向侧向发展的涌浪形成潮涌式的沿岸涌浪，以大约3～5 m／s的速度顺湖岸走向由南向北→东→南→北向前推进，浪高2 m有余，场面颇为壮观(图1)。在离爆区约350 m处安全警戒区外岸边停有一小船，受沿岸涌浪的作用左右摇晃，致使船上所运水泥砖块掉落水中，按涌浪沿岸行进的距离已在600 m以上。

图5  六区洞室爆破平面布置示意图

图6  六区嗣室爆破典型剖面图

 (2)三区的涌浪形态

与一区同样，三区前方水域纵深也在。700 m以上，故其前向涌浪在100 m左右很快就衰减成波浪了；由于侧向岸线与抛掷方向平行，抛掷体人水后大量带有小石块、鱼和草的水被抛向北侧一区的填方区，形成侧向溅浪(图3)；由溅浪带上填方区的小石块等呈片形散布，最远距离在120 m左右。

 (3)六区的涌浪形态

六区前方水域只有75 m宽，爆破时水位较低，尽管六区洞室爆破属标准松动形式，爆破时爆堆基本未抛起，而是滑入湖中，但形成的涌浪夹带个别树根和较大的石块、岸边的小草和鱼冲向对岸，近千吨湖水上了公路，湖岸边绿化带的几棵小树被冲倒，局部湖岸冲刷受损。涌浪上岸后高达5～6 m，高过了电杆上变压器的位置(图6)；水浪使温馨岛小区建筑物群中几家店铺的卷帘门和门受损，部分水通过卷帘门的下缝进入店铺内造成部分商品受潮。

3.影响涌浪形态的因素

(1)爆破参数的影响

涌浪所拥有的能量来源于入水的爆破抛掷体所带有的能量。爆破抛掷体的能量由动能和势能组成，也就是说，涌浪的能量与人水抛掷体的数量(质量)，速度和高度有关。

程高山工程总体方案是松动条形药包洞室爆破。爆破时抛入湖中的方量与前排药包采用的爆破参数、山体与湖岸的距离、爆破区长度、山体坡度和高度有关。爆破方量由最小抵抗线W形的大小控制，爆破作用指数n表示抛掷比例，山体坡度和高度则直接影响自然坍塌的方量。3个爆破区的有关数值见下表。

一区的n值大，爆破时抵抗线方向石块抛出到湖中远至50余m，但因抵抗线小，山体坡度缓、高度低，抛出量也小；三区爆破时爆堆呈膨胀鼓起状而未见抛出；六区采用的n值很小，爆破时爆堆无明显鼓起，仅松动而无抛出，但因为爆区长，山体高而陡，大块石和超大块石坍塌下来后将原路面砸破滚入湖中。据估计3次爆破塌落到湖中的方量大致都在l万m³左右，但六区滚人湖中的石块大的多，只可能是六区引起涌浪比一、三区严重的原因之一。

(2)水域条件的影响

千岛湖原称新安江水库，其“岛”实为露出水面的山体。湖的深度与湖面的宽旷度有很大关系。一区和三区前面水域较宽阔，深度沿原山体坡度变深，抛掷体入水后，越来越深的水起到一消能槽的作用，同时涌浪前进过程中受到水的阻力也越来越大，到100 m左右就衰减为波浪了，六区湖面虽宽也有75 m，但水比较浅，抛掷体入水后受水底阻止，能量集中在水面及其附近，也就造成了对岸比较大的涌浪。

水深对涌浪的影响还表现在一区沿岸涌浪衰减慢、传播距离远的现象上。湖岸边水深浅应该是造成这种现象的主要原因。

湖面水位的高低也直接影响涌浪的形态和危害。三区爆破时值新安江水库高水位，引起侧向溅浪远达120 m；六区爆破时水位已降至106 m高程，比对岸道路高程低4～5 m，才使爆破涌浪未造成大的危害。

(3)边界条件的影响

爆区附近的边界条件指湖岸岸线的走向、坡度等。在涌浪形成的过程中，侧向岸线的顺畅与否影响着涌浪的发展形态，如一区，岸线比较顺畅，涌浪以沿岸涌浪的形态发展，对陆上的建筑物就产生不了危害；而在三区，侧向岸线的阻挡使涌浪变成溅浪夹带水石拍向岸上，如果岸上有建筑物，就会受到损伤。六区涌浪在前进过程中碰到岸线阻挡，由于水位低、岸线较高，涌浪翻卷上岸，对岸上的影响深度就比三区小得多。

4．涌浪的防范

通过对程高山3次洞室爆破产生涌浪的形态和影响因素的分析，我们认为，在水域附近进行洞室爆破时，对可能出现的爆破涌浪必须有足够的认识和重视。

(1)涌浪的强度估计

爆破抛掷体引起的涌浪强度一般以其浪高日来表示，在不同距离x处浪高日的计算公式为：

H=0.45l´ l T x^-1/3 h^-2/3 B^-1

式中  l--抛掷体前沿宽度，m；

  T--抛掷体厚度，m；

  h--平均水深，m；

  B--水面宽度，m；

  l--滑距，m。

一般通过爆堆参数的计算可以确定抛入水域的爆破方量，同时根据爆区地形条件和爆破参数可定性确定抛体入水时的速度，从而对涌浪具有的能量有定性的认识。

(2)涌浪形态的估计

根据岸线的边界条件、水域情况确定涌浪的形态。

(3)水域警戒范围的确定

在可能产生涌浪地方爆破安全警戒范围水域与陆域是不一样的。应根据涌浪的强度和形态确定，考虑水的不可压缩性，涌浪的传播距离通常比较远，对水面船只、网箱的影响比较大。

在有可能出现沿岸涌浪的地方，小船停靠在岸边并不安全。

(4)陆域警戒范围的确定

要考虑涌浪上岸的影响。

(5)涌浪_的安全防范

要考虑涌浪对岸堤的冲刷及可能引起的岸堤上建筑物的陷落和破坏；涌浪上岸后水流对岸上建筑物的冲击和破坏。必须预计和防范强度很大的涌浪对建筑物的毁灭性破坏情况的出现。

5．结语

从程高山土石方365体育中3次洞室爆破所出现的爆破抛掷体在水域产生的涌浪分析，有以下几点结论：

(1)涌浪的强度与抛入水域爆破抛掷体所具有的能量有关，即与抛掷体的质量、人水速度和高度有关。

(2)涌浪的形态受岸堤边界条件制约。

(3)涌浪的传播距离主要受水域条件控制。

(4)对涌浪的防范应综合考虑其强度、形态及岸堤与建筑物的关系。在有可能产生涌浪的365体育中，水域的安全警戒范围应比陆域的安全警戒范围更大。