拆除控制爆破技术

拆除控制爆破技术之楼房拆除爆破

摘要：简单介绍控制爆破技术的发展情况，贴出拆除控制爆破技术在楼房拆除中存在的问题，对其进行相应的分析，最后得到解决问题的措施。

关键词：控制爆破技术、楼房拆除、问题、原因、措施

1.控制爆破简况

1.1概述

火药与炸药的同时出现，使人类历史出现了改观。在与自然界的斗争中，人类利用火药与炸药进行的爆破发挥了移山填海的巨大威力，成为人类征服自然的一种强大手段。特别是二次世界大战以后，经济发展的需要促进了爆破技术的发展，使危险性很大的爆破方法从旷野进入城市，使工程爆破进入国民经济建设的各个领域。由于国民经济发展的需要，由于爆破理论、爆破技术的发展，爆破运用范围日益扩大，人们对爆破作用的控制精度要求也越来越高，在矿山、水电、铁路、公路中逐步应用了光面、预裂、缓冲、挤压和微差等控制爆破技术，随着控制爆破技术应用的范围越来越广，技术水平越来越高，目前运用该技术已成功地排除高温凝结物和人体内膀胱结石。

1.2控制爆破的定义

目前，国内外对控制爆破的含义还没有统一的认识，仍然是众说纷纭。不过，原有的工程爆破并不等于控制爆破，这是人们的共识。我们根据工程和爆破具体条件，通过设计、设计与防护严格控制爆破过程，对爆破效果和爆破危害进行双重控制的爆破，叫做控制爆破。因此，拆除爆破、水压爆破、聚能爆破、高温爆破、光面爆破、预裂爆破、加工成型爆破、定向爆破等均属于控制爆破。

1.3控制爆破的类型

按应用范围可以分为以下几类

1.3.1矿山控制爆破

光面爆破、预裂爆破、微差挤压爆破、定向爆破等属于矿山控制爆破，不仅在矿山上应用，也应用于水电、交通、铁路等方面。

1.3.2拆除控制爆破

大型块体的切割和解体、地坪、路面、跑道的拆除，建筑物和构筑物的拆除，高温凝结物的排除以及水压爆破拆除等均属此例。

1.3.3其他控制爆破

包括水下岩塞控制爆破、医疗控制爆破、急救控制爆破和疏松控制爆破等。

1.4楼房爆破倒塌方式

根据实际工程总结的经验，按照不同的爆破切口部位和形状，楼房爆破倒塌的方式有以下四种：原地坍塌、定向倒塌、折叠倒塌、连续倒塌。

2问题

用控制爆破方法拆除城市内的建筑物是一种有效、快速和安全的方法，具有明显的社会效益和经济效益。由于拆除爆破是在特定的环境下，需要满足特殊的要求，因此在人口稠密、建筑物林立的市区内进行拆除爆破，即使是最完善的设计和施工，若没有切实可行的安全防护措施而进行拆除爆破简直是无法想象的的。如果安全防护措施不得力，将会带来相当严重的恶果和较坏的社会影响，期具体表现在一下三个方面：一是碎石乱飞，打坏玻璃、屋顶，打断通讯线路，砸坏机械设备，甚至打伤过往行人；二是爆破引起的震动损坏周围的建筑物，造成某些机械设备停止运转、供电中断等；三是炸药爆炸形成的冲击波，使得建筑物玻璃破碎、门窗损坏、砖墙开裂等。此外，炸药爆炸产生的噪音会干扰附近居民的休息、工作和学习。由于忽视防护措施而产生爆破事故的例子也时有报道，因此研究拆除爆破中的安全防护技术，完善切实可行的安全防护措施，对确保拆除爆破的安全性具有重要意义。

3楼房拆除爆破工程中的问题原因

在爆破工作中可能引起安全事故的原因是很多的，但是长期的实践证明，发生安全事故的主要原因多是在爆破工作中没能严格遵守安全技术规程，或者是对所使用的爆破器材误操作以及环境因素引起的安全事故.即“人”的不安全行为，“物”的不安全状态，“环境”的不安全条件。

3.1“人”的不安全行为

3.1.1爆破工作人员违规作业

由于一些爆破工作人员对新工艺爆破器材的操作、储存、运输方面所应注意的问题缺乏相应的认识，对工作有盲目性；冒险作业，片面的经验主义，未严格执行安全规程的规定，对已发生的事故未及时认真分析原因和采取预防措施；图省事，怕麻烦，明知不应如此，却又存在侥幸心理，不按客观规律办事。

3.1.2爆破技术人员的预防不足

1）早爆事故的预防不足。早爆是指炸药包在预定的起爆时间之前起爆。早爆往往是在人员未撤离工作地点之前发生的，起爆的各项工作都还未做完。一些技术人员凭着片面的经验，没有对爆区周围的环境的各项技术指标认真的测试就使用电雷管起爆，结果引起雷管早爆。另由于发爆器管理不严，放炮信号不明确，也会产生早爆。

2）引起拒爆的发生。由于起爆网路设计不合理，或接头没连接好等其他人为因素，致使起爆网络不通，引起拒爆。当发生拒爆时，有的还心存侥幸，没有及时排除盲炮，结果在清渣时发生爆炸，造成人员伤亡。

32物”的不安全状态

一些爆破器材生产单位在经济利益的诱惑下，使一些不合格的爆破器材流人市场，给爆破工程造成极大的安全隐患。由于炸药、雷管、导线、导火索、起爆器等关键爆破器材的不合格，没有达到爆破工程实际需要的要求，致使爆破事故的发生，产生早爆或拒爆，给拆除爆破工程带来巨大的不安全因素。

3.3“环境”的不安全条件

多数的爆破安全事故的发生都是由于爆破现场没能妥善处理，没有制订一个周密的计划，造成爆破现场的工作秩序混乱，产生了安全隐患。公众是好奇的，而对风险却是无知的。由于高耸烟囱拆除爆破多是在城市地区进行，对于这样一个特殊的爆破环境，没有良好的工作秩序、周密的计划，是不能确保现场工作人

员和普通公众的安全的。

对于有些已经倾斜的烟囱拆除爆破，在这种情况下作业，对于工作人员本身就有潜在的安全隐患。另夕卜，对于拆除爆破中的爆破工具如炸药、雷管等这种对环境要求比较高的敏感物，当时的爆破周围环境温度、气候、湿度、振动、杂散电流、静电、磁场和无线电等因素无疑都会对爆破的安全产生威胁。高温、雷雨天气、强静电流或杂散电流、磁场以及人为的或反常的冲击、振动等因素都是拆除爆破中存在的不安全环境条件，给爆破工程带来极大的安全隐患。

4.分析及解决措施

4・1确保拆除爆破安全技术方案设计的严密性

4.1.1优选控制爆破拆除方案

拆除爆破能否取得成功，关键取决于控制爆破设计与施工方案。为此,接受任务后，首先要对爆破现场进行详细勘察、测量、核对，认真摸清材质结构，探明有无配筋和布筋配置的部位结构和状况，仔细了解爆破工点周围的环境，地面、地下需要保护的重要建（构）筑物和设施及其与爆破工点的相对位置和距离，在充分、完整地掌握实际资料的基础上，根据爆破任务和对安全的要求，提出多种方案加以比较，最后制定出合理的、切实可行的拆除控制爆破方案。

方案中必须合理、科学并且切合实际地选择各种爆破参数,其中包括爆破切口高度（h）、倾倒角度（a）、爆破破坏幅度（L）、单位用药量（q）、最小抵抗线（W）、炮眼间距（a）、排距（b）/炮眼深度（1）、堵塞长度（l）等。

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更重要的是根据国家《爆破安全规程》中的有关公式和规范，对爆破地震波、飞石、空气冲击波等的安全距离进行验算，并提出对应的、有效的、切实可行的安全技术措施。

4.1.2确定合适的炸高（切口高度）和倾倒角

适宜的炸高（切口高度）可形成一个足以使被爆物体向预定方向倒塌的倾倒角度,在实施定向控制爆破拆除时，炸高（h）和倾斜角（a）是2个至关重的参数，如图1所示。

图1楼房定向倾倒示意图

爆破切口炸高部位的选择“宜低不宜高”、“宜下不宜上”，这符合控制爆破

“炸低不炸高”、“炸下不炸上”的原则。炸高和倾倒角度要适当，炸高和倾倒角度过大，不利于安全防护，且会产生后坐或下坐现象;过小则容易产生爆而不倒或爆而不垮的事故。倾倒角（以）是指B点冲击地面B点到支点A的连线与水平面的夹角。一般是整体框架重心离支点A的水平距离大于B'点至支点A的水平距离时，方可保证建筑物的定向倾倒。若重心离支点A的水平距离B，点至支点A的水平距离时,则必须使框架重心获得一定的下落速度,方可保证产生下落速度方向一致的倾倒（前倾惯性冲量作用下可加速倾倒）。这时，其下落速度的垂直分量因冲击地面而损耗，而下落的水平分量将使框架前倾运动。若与此相应的动能足以使框架重心继续外移升高，以致重心位置要越过B，的垂直线的倾倒方向一侧时，才有可能达到翻滚的目的。则与此相应的倾倒角称之为极限倾倒角（a），在设计时应使该框架楼房造成偏心受压失稳的态势，才能使其倾倒运动轨迹沿倒向正常运动。当框架式建筑物高宽比an/bn>1，并且周围具有定向倾倒的空余场地时，宜采用定向控制爆破拆除法，这种方法施工简单，堆渣集中，解体充分,分离效果好,利于安全防护，便于机械砸、吊、装运作业，加快了施工速度，可缩短工期。

4.1.3必须稳妥地进行整体爆破前的预处理

楼体整体倾倒爆破前的预处理施工，必须根据设计方案，在不影响楼体稳定性的前提下，有选择、有计划、有措施地进行处理，这是确保楼体按预定方向成功倾倒的重要环节和手段。

凡是高层框架楼房都有电梯间、楼梯间和相关剪力墙，非核心柱（墙）,而这些结构对于定向爆破拆除影响甚大，若不进行适当的预处理，将严重影响框架楼房的倒向，倾倒运动轨迹的改变将影响楼体解体破碎的程度、倒塌堆积的长度范围，甚至由于未处理好而导致整个楼体爆而不倒或爆而不垮，或破而不碎，或产生后坐等负效应。因此，在设计中必须对炸高和爆幅范围内的这些结构给予预拆除,对于其以上部分也应预以断开为宜。另外，在楼体上部的有关结点设孔装药爆疏，在相邻的对应横梁纵梁适当布设1〜2个孔装少量炸药连同整楼爆破时起爆，适当增加些切梁断柱点，对楼体的倾倒和解体会有很大帮助。

4.1.4必须强化装药分配原则

装药分配原则对定向爆破拆除高层楼房的影响甚大。装药量过大给防护工作造成困难，而且很不安全,装药量过小又会产生“爆而不倒“爆而不垮”的事故。根据“等能、微分、防护”原理,装药分配原则必须科学合理，既要达到爆破技术的要求和目的，又要有利于安全防护，能控制住爆破产生的负效应作用。不同部位、不同柱体、不同爆破要求、不同高度应采取不同的装药量和装药结构。药量分层原则是“下多上少”、“前多后少”、“柱体大多”、“柱体小少”；“关键支撑部位多”、“非关键支撑部位少”、“地下部位多”、“地面部位少”、“最小抵抗线大的多”、“最小抵抗线小的少”、“结构强度大的部位多”、“薄弱部位少”、“楼梯间、电梯间多”、“非承重柱、墙少”、“内部多外围少”。所谓多，是指爆散钢筋混凝土不逸出很远距离，能有效防护并控制住飞石。所谓少，是指爆疏钢筋混凝土而不能逸出钢筋笼，不须严慎防护。前多，是指倒塌方向正方的柱、梁、墙装药量要比后部位多，量要大些，以彻底炸垮为宜。后少，是指倒塌方向设孔的后排柱、梁、墙装药量要比前部少，以炸疏为宜，使其在上面偏心受压能垮为宜。下多，是指每根装药立柱、墙体的下部装药量要多些，以炸垮为宜。上少是指每根装药柱、墙体的上部装药必须少些，以疏松而不飞为宜，见图2。

图2.装药下多上少示意图

内部多外围少，是指在楼体内部的装药柱、墙的装药量可稍大些，而外围的柱、墙装药量应适当减少，以能炸垮疏松为宜，有利于安全防护。

4.1.5必须确保起爆网路安全可靠万无一失

可靠的起爆网路是保证药孔起爆和楼体彻底倾倒的关键，一旦起爆网路出现问题，再好的设计、施工方案也付之东流。在实践中采用非电导爆管雷管系统，双起爆体,双起爆网路,双封闭串混联的网路实施起爆装药,达到很好的效果。双起爆体即按段别每个药包设置2个起爆系统;双起爆网路即设置主、辅2套起爆网路;双封闭串混联网路即把各装药并拢和相邻的装药串联在一起，形成闭合式线路，再把各段别的串联在一起，形成闭合式线路。闭合式非电导爆管雷管起爆网路,可接收2个方向以上传来的爆轰波,即使个别导爆管断裂或脱落，仍能保证网路传爆（图3），是一种双保险和多保险网路。

1.导煤管组合雷管2药包或炮孔3,连接导爆管4四通连接块

图3.网路传爆示意图

4.2飞石的防护

1） 围裙法

对柱、梁等爆破部位采用不同防护器材实施环境周围防护的方法。立柱下部可采用草袋装砂土围堵防护,上部则采用草垫实施多层复式围堵，重要防护部位还可采用捆绑细目铁丝网。

2） 外包法

对处于楼体外围的立柱、横梁，则绕装药部位四周外围多层包裹防护。

3） 悬挂式防护法

对于楼房爆破部位外侧面实施悬挂吊草垫或竹排等挡架防护。

4） 遮挡式防护法

对在被爆体装药部位对应的外面一定距离内或临近的楼房边搭设遮挡排架，上挂安全网或草垫、草帘防护。

5） 附着或外挡防护法

对临近楼房的玻璃、门、窗口实施附着式外挡防护，以免破碎石块飞散击碎玻璃。

4.3缓冲减震的防护

对于框架式结构楼房，由于其结构的整体性和自重，在倒塌触地时必然产生触地震动，将使近距离内的其它建（构）筑物受到该震动效应的危害影响，因此，必须采取相应的防护措施，常用的方法有：

1）土堤法

在楼房倒塌方向的适当范围和适当的距离处堆放若干道装砂草袋或设置以土砌筑的小土堤，尤其是地下有上水、下水、暖气、煤气、输油管道和通讯设施等管线时，采用此方法更为必要，见图4。

图4.土堤防护示意图

2） 开挖防震沟法

在倒向一侧的一定范围和距离处挖深1.5〜2m，宽0.8〜1.0m的沟槽，以衰减触地地震波的传递。

3） 堆积缓冲材料层法

在倒向的一定范围和距离处的硬地面上堆积一定厚度的煤渣或砂，以缓解触地地震波效应的作用。框架式楼房的控制爆破拆除是爆破部位的装药起爆后，框架结构在自重作用下，产生偏心受压一位移一失稳一倒奈下落一解体一破碎的动力作功过程。因此,设计中，务必根据其强度、外形结构及与周围建（构）筑物的相互关系，采取合理可靠的设计方案，同时，务必在施工过程中精细管理，才能实施安全可靠的爆破拆除。

4.4楼房拆除爆破噪声控制

人们对爆破噪声控制方法的研究比较深入，已经提出了许多控制方法。一般用于控制爆破震动的方法，均可用于控制爆破噪声。实践证明，如果在覆盖物上面再覆盖水袋，可以降低噪声强度约23dB。在拆除工程中，往往需要架设安全防护结构，若在噪声敏感的方向上，把吸声材料和隔声材料安装在该方向防护结构上，则安全防护结构不但能起到安全防护作用，而且还能起到吸声、隔声的作用，是一种经济的控制噪声方法。

4・5对楼房拆除爆破进行安全管理

对爆破中所存在的安全问题应采取相应的防护措施以外，还应对整个爆破过程加强安全管理。

4.5.1加强拆除爆破工程的现场施