拆除爆破设计

2018宁德技员复训一拆除爆破

2018年6月

前百

爆破作业人员培训、考核教育，公安部一直十分重视,

自1996年起，在全国范围内组织对爆破技术人员进行统一

教材、统一师资、统一培训考核，参加培训人员，经考核合

格后，公安部统一发放：《爆破作业人员安全作业证》，在爆

破作业中持证上岗。2015年11月11日，公安部又颁布了《从

严管控民用爆炸物品十条规定》，在第三条“严格爆破作业

人员培训考核和动态管控”中强调：“爆破作业单位必须建

立爆破作业单人员任前必训、年度必训、违规必训”三个“必

训I”是巩固培训考核的成果，是确保施工安全的保障。自2016

年起，每年对爆破作业人员进行继续教育培训40个学时，

每年的培训形式都有所变化。

2016年是通过网上按市公安局、市爆协提供的统一教材

自学不少于40个学时；2017年是组织以讲授的形式，深入

讲两个问题，并作深入讨论，以求对所学问题深入了解、掌

握。今年，也是以通过授课，针对爆破技术人员需重点掌握

的课题结合升级考试的需要重点讲述：拆迁爆破及其设计、

工地质对爆破的影响。争取在每年的继续教育中能重点解决

几个问题，经过几年后，使爆破技术人员有个质的提高。

不管每年继续教育培训的内容怎样变化，都紧紧围绕着

公安部文件的精神：对“爆破作业人员进行法律法规、专业

知识、安全技能、岗位风险教育培训”。不断提高爆破作业

人员的法律意识、安全意识和风险意识。

11拆除爆破

拆除爆破有两个含意：一是拆除，那就是对废弃的建

（构）筑物拆除。拆除有多种方法：如人工拆除、机械拆除、

爆破拆除等。拆除爆破是用爆破的方法进行拆除。

非爆破拆除砖烟囱事例

例1

福州某厂一砖结构烟囱，高52m,底部直径6.2m,壁厚

50cm,内衬耐火石专24cm。采用人工拆除，只用了不到10天

拆除完成。【拆除方法巧妙】

人工拆除烟囱

例2

厦门鼓浪屿最后一座砖结构烟囱拆除。烟囱高44m,底

座直径达3.8m。于2000年3月22日上午9点52分，轰然

倒下。鼓浪屿禁止噪声、烟尘污染，因此，烟囱拆除不许用

爆破法，采用的是最古老的拆除方法一一火烧法，只花3天

时间，顺利拆除【拆除方法特殊】。

例3

砖结构烟囱机械拆除法，适用于高50m以下，只花1天

时间。本人认为，该法风险大不可取。有发生过事故。

11爆破拆除爆破

11.1概述

拆除爆破技术指对废弃的旧建（构）筑物进行拆除的控制

爆破技术。拆除爆破是利用少量的炸药把需要拆除的建（构）

筑物按所要求的破碎度进行爆破，使其在重力作用下埸落解

体或破碎，同时由于进行这种爆破作业环境受约束，需要严

格控制爆破可能产生的有害效应，如振动、飞石、粉尘、噪

音、冲击波等的影响，保护周围建筑物和设施的安全、保护

周围环境尽量少受污染。

根据爆破对象的具体情况，选择合理的爆破方法和爆破

参数采取一定的防护措施。

11.1.1拆除爆破的技术特点

拆除爆破是要通过爆破达到工程要求的目的，同时要保

护邻近建（构）筑物和设施的安全，不受或少受损害。

因此其特点是：

①要按工程要求确定拆除范围、破碎程度，该拆除的

部分彻底拆除，要保留的部分完好无损；

②要控制建筑物爆破后的倒塌方向和塌落范围；

③要控制爆破时破碎块度的堆积范围；

④要控制爆破有害效应在允许范围内。

因此，拆除爆破的内容可概括为：根据工程特点和周

围情况，确定总体方案，通过正确设计和精心施工，

采取有效的防护措施，严格控制炸药爆炸的作用范围,

达到预期的爆破效果，同时要把爆破的影响范围和危

害作用控制在允许范围内。

11.1.2拆除建（构）筑物的类别

采用爆炸拆除方法的优点是：安全、快速、经济。

建（构）筑物的类别可分为两大类：一是有一定高度的

建（构）筑物，如各种楼房建筑、厂房、桥梁、烟囱、

水塔类结构物，二是基础类结构物、建筑物，包括各种

设备基础和建筑基础、地坪、桩基或孤石。另外还有可

用水压爆破可充水的容器类结构物。

按爆破对象的材质分类有：钢筋混凝土、成砌体、

浆砌片石、钢结构物钢锭、钢、铁等炉渣等。

11.2拆除爆破的技术原理

11.2.1拆除爆破的作用原理

钻孔爆破是拆除爆破的基本方式，一般需要布置多个炮

孔，但每个炮孔的装药量不大，这就是通过爆破对构件进行

破碎的“爆破破碎”原理。因此，拆除爆破是利用多个较小

药包控制爆破完成的爆破作业，他与一般爆破的作用机理一

样，都是爆破破碎原理，都是应力波和爆生气体的膨胀准静

作用综合的结果。

利用爆破破坏建（构）筑物的部分或全部承重构件，如

梁、柱、墙体等，使建（构）筑物失、倒塌、解体，这就是

建（构）筑物倒塌的重要原理一“失稳原理工

采用微差爆破技术，把一次性药量较大的爆破，通过毫

秒延期分为若干段爆破，以控制爆破有害效应，这就是所谓

的“微分原理”。

应控制爆破炸药量，使之用于破碎介质，而没有太多多

余的能量用于产生过大的爆破有害效应，这就是所谓的“等

能原理二

拆除爆破时，应根据爆破对象的要求，合理的布孔（包

括：a、b、L、W）、和爆破参数（包括：q、Q孔、Li>L2等）,

同时采用分段微差顺序起爆。

拆除爆破的另一项重要技术措施是加强防护，包括对飞

石、冲击波、振动等有害效应的防护。这就是所谓的“防护

原理”（以下还专述）。

11.2.2失稳塌落解体作用原理

对于建筑物的爆破拆除，其重要的设计原理是破坏建筑

物的稳定性，通过爆破手段破坏建筑物的刚度，使建筑物失

去平衡条件，在自重的作用下变形破坏塌落，达到解体拆除

的目的。

建筑物拆除爆破设计是通过爆破破坏建筑物的部分或

全部承重构件，如柱、梁、墙等，使建筑物失稳。对承重墙、

柱要炸毁一定的高度和宽度，这是建筑物失稳的先决条件。

钢筋混凝土框架结构建筑物解体破坏主要是弯曲破坏，

主体失稳。

11.2.2.1失稳塌落方式

爆破后建筑物失稳塌落有两种方式：一种是定向塌落方

式，一种是逐段解体塌落方式。

建筑物整体定向塌落是对部分支撑构件实施爆破后，另

一部分支撑构件不能承受建筑物主体的重量荷载和重力弯

距的作用，破坏失稳，建筑物将绕其支撑点转动倾斜塌落。

烟囱拆除采用的定向倒塌爆破方案就是典型的定向倾倒方

式。

逐段解体塌落方式是对部分支撑构件实施爆破后，保留

支撑构件承受其上的重力荷载和己破坏的重力弯距作用，但

失去支撑作用的上部构件将由于重力荷载和重力弯距作用

产生折断破坏，垂直下落，这些构件下落加载于未爆部分导

致未爆部分建筑构件产生局部大变形和位移，逐段解体倒

塌。

11.2.2.2钢筋混凝土承重立柱的失稳条件

钢筋混凝土框架主要承重立柱的失稳，是整体框架倒塌

的关键，用爆破方法将立柱基础以上的一定高度范围内的税

充分破坏，使之脱离钢筋骨架，并使框筋骨架拉断，主筋向

外膨胀成为曲杆，则孤立的钢筋骨架顶部承受的荷载超过其

抗压强度极限或达到压杆失稳的临界荷载时，钢筋必将发生

塑性变形从而导致承重立柱失稳。因此，满足上述条件时的

立柱破坏高度称为最小破坏高度H.nino

采用碳钢或硅钢材料为骨架的钢筋混凝土立柱，失稳的

最小破坏高度Hmin=(30~50)d

式中：d一钢筋直径(cm)

理论计算和实践经验表明，为确保钢筋混凝土框架结构

爆破时顺利坍塌或倾倒，钢筋混凝土承重立柱的爆破破坏高

度按下式计算：承重立柱的失稳条件

H=K(B+Hmin)一立柱破坏高度

式中：B一立柱截面的边长，矩形截面取长边。

K—经验系数，K=LO〜1.2,要求爆破后能成车

钱链的立柱,爆破破坏高度H=((1期破#

Hmin)

11.2.3水压爆破拆除的技术原理

在容器状构筑物中注满水将药包悬挂于水中适当高度,

起爆后，利用水不可压缩性传递炸药的爆炸能量，将爆炸压

力传到构筑物壁面使其均匀受力破坏，实现拆除的爆破称为

水压拆除爆破。

水压爆破适用于可充水容器状碎、钢筋混凝土、石砖砌

构筑物，特别是薄壁结构物。

水压爆破的特点：产生的爆破振动、飞石、冲击波、噪

声、粉尘等都较小。

炸药在水中爆炸，产生很强的冲击波，随着距离增大，

冲击波压力降低；炸药量大，爆炸影响范围增加。

水中爆炸荷载对结构物的破坏过程可概述如下：炸药引

爆后，结构物的内壁首先受到通过水介质传播的冲击波的作

用，作用于筒壁上的冲击波的峰值压力为10〜lOOMPa。圆

形筒壁在此冲击载荷的作用下运动和变形。较大的变形位

移，使筒壁材料在切向受拉，当拉伸应变超过材料极限抗拉

应变时，形成材料的径向断裂。同时，当冲击波传到筒体外

自由面时,将在材料中形成反射拉伸波,造成切向断裂。

在冲击波后，在爆炸高压气体团作用下形成的水球迅速

向外膨胀，将爆生气体膨胀能量传递给构筑物四壁，形成突

跃式的加载加构筑物的进一步破坏。水在惯性作用下向外冲

击破坏筒壁，并从筒壁开裂处泄漏。具有残压的水流将携带

少量碎片向外冲出，形成个别飞石。由此可见，水压拆除爆

破的爆破作用，一种是爆炸高压气体的膨胀作用。有研究表

明：冲击波能量约占40%,高压气团能量约占40%,其余20%

的能量消耗于热能中。

11.3拆除爆破设计基本内容【这很重要】

不管什么爆破方案，设计内容大体相同，都应包括以下内容:

11.3.1设计依据

11.3.2工程概况

1工程位置

2工程基本结构情况

3工程地质与水文地质

4工程周围环境

11.3.3方案选择（对各种方案进行对比，最后确定某方案）

11.3.4爆破参数设计

孔径D、孔深L、孔距a、排距b、最小抵抗线W（或底盘

抵抗线Wi）、每米装药量P、装药长度L2、堵塞长度L、爆

药单耗q、单孔装药量Q孔、一次爆破药量Q。

11.3.5炮孔布置（炮孔布置图）

11.3.6装药结构（装药结构图）

11.3.7起爆网路（起爆网路图）

11.3.9安全校核

1爆破振动速度计算

V=K（Ql/3/R）u；

式中：V一爆破振动速度，cm/s；

K、a一与地形、地质有关的系数与衰减指数;

Q一单段最大药量，kg；

R一爆源中心到保护对象的水平距离，mo

2飞石距离计算

Rf=(15〜16)D

式中：RL飞石距离，m；

D—炮孔直径：cm。

11.3.9安全警戒

1警戒标志：红旗

2联络方式：对讲机、手机。

3警戒信号：预备信号、起爆信号、解除信号。

十应急预案

11.4拆除爆破工程设计

城镇拆除爆破工程特点是环境复杂，甚至有些设备爆破

时要求不能停机，还有一些交通干道、历史文物旅游景点等。

因此，拆除爆破设计要求一方面要达到工程拆除的目的，另

一方面要求保护邻近的建筑构和设施不受损害，交通不受影

响，或是爆破后能立即恢复交通。拆除爆破设计内容不仅包

括设计方案、爆破参数，还应包括爆破施工设计以及控制爆

破施工中可能产生爆破危害的技术安全措施等。

、为制定出经济合理、技术上安全可靠的爆破方案，爆破技

术人员首先应全面收集爆破对象原有的设计和竣工资料，了

解结构物的设计特点、原施工质量和使用情况，然后到现场

进行实地勘察和核对，将实际要爆破的结构物和拟爆破的部

位准确地标明在核对过的图纸上。如无原始资料，则应对实

物进行测量并绘制图纸和注明尺寸，查配筋情况等。对周围

环境，包括地面、地下情况，要仔细了并测量各保护对象与

爆破点的距离。

拆除爆破设计内容和步骤，包括总体方案设计、技术设

计和施工组织设计三个步骤。这种工程要经市公安机关备

案、审批，还必须经具有同等级别和作业单位评估、监理。

重要的拆除爆破工程（如A、B级），安全评估，至少要

有两名具有相应作业级别和作业范围的持证爆破工程技术

人员参加；环十分复杂的重大爆破工程应邀请专家咨询，并

在专家组咨询意见的基础上，编写爆破安全评估。爆破安全

评估内应该翔实，结论应当明确。经安全评估通过的爆破设

计，施工时不得任意更改。

11.4.1拆除爆破总体设计方案

拆除爆破总体设计方案是对待拆除的建（构）筑物选择

确定的最基本的爆破方案、设计思想。

11.4.2拆除爆破技术设计

1总体设计方案

拆除爆破技设计是在总体爆破设计方案确定后编制的

具体爆破设计方案，设计内容与上述基本相同，只是爆破对

象是建（构）筑物。在概况中要对其结构特点、主要尺寸、

材质等要详细描述。

2爆破方案设计

3爆破参数设计

设计内容与上述基本相同。参数选择，

4起爆网路设计

5爆破安全校核

6爆破安全防护

7安全警戒

•各种不同类型的拆除爆破设计

11.5楼房的拆除爆破

建筑物爆破拆除的原理在于充分利用了建筑物的重量，

它无须象人工拆除那样自上而下破坏建筑物的各个构件或

全部构件，而是根据不同的拆除要求，使用爆破方法炸毁只

占建筑物的很少比例的部分支撑构件，使建筑物在一瞬间失

去稳定或失去支撑，在“突然施加”的重力作用下倾倒、坍

塌、解体、破坏。因此爆破拆除建筑物的实质是重力拆除，

爆破只是使建筑物失稳的手段。

11.5.1倒塌方案

1定向倒塌方案

定向倒塌方案要求倒塌方向的场地水平距离（建筑物边

缘至场地边缘的距离）不小于建筑物高度的2/3〜3/4。爆破部

位的高度要求倾倒一侧不小于最小的破坏高度，，然后依次

减小，形成一个三角形的切口状。（图11-1）

定向倾倒的优点：钻孔工作量较小，倒塌彻底、拆除效率高,

场地允许时尽可能受用定向倾倒方案（图ll-l）o主要缺点

是倒塌距离较大。

用爆破部位控制倒塌方向

图11-1定向倾倒示意图

如2006年1月12日广西南宁市水泥厂，5000多平方米

大楼仅用9kg火药。

倒塌瞬间

北京CBD内63米高楼定向爆破，炸药仅用15kg,定向

爆破成功。见下图。

开方层续进近

为塌一连孔接

稍坍每向炮离

地叠使方置距

63米高的塔楼爆破倒地场折迫个布平

的向，一要水

向单口着都的

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方用朝层地

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但，破用求。

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塌

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坍

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…3这

周倒上M。工案

四物自、）孔方

施2-塌

物筑是1钻

塌筑建艺、1，坍

坍建少工岫图此叠

叠除减础距（因折

折拆为基力塌，向

向待，其在坍破单

单时。构叠爆

2阔案结折行

或等于高度的2/3,（钢筋混凝土框架结构不小于高度的1/2,

砖结构不小于高度的2/3）。

特点是：坍塌破坏较为充分，爆破施工在离地平较低的

位置，施工安全、方便，安全防护方便；倒塌距离相对小些,

但钻孔工作量较大。

图11-2单向折叠坍塌示意图图11-3双向折叠坍塌示意图

3双向交替折叠坍塌

楼房四周任一方向地面水平距离都小于2/3o

双向交替折叠坍塌方案要求从上至下每一层都布置炮

孔。顺序爆破成一个切口，缺口的高度h自下层至上层可从

1.5倍墙的厚度递增致3.5倍。对于定向倒塌，爆破缺口高

度h不宜小于两倍承重墙的厚度；（h>26）。对于单向折

叠坍塌，缺口高度h自下层至上层不宜小于两倍承重墙的厚

度；（h>26）。下层在每一层的倾覆力距Mi、M2、M3……

Mn的作用下，朝相反方向坍塌（图11-3）。起爆顺序从上至

下秒延期起爆。

特点：坍塌效果好，坍塌范围相对小一些，但不小于1/2

的楼房高度即可，钻孔工作量大。

上海外滩高楼爆破（2005.3.19）

24层高楼青岛爆破

-2007年01月7日下午2：56,为给青岛火车站

改造让路，已有15年历史地上地下共24层的

青岛铁道大厦被成功爆破拆除。铁道大厦地下2

层，地上22层，就爆破层数来说是全国最高的，

高73米，重3000多吨。大厦分成三段爆破，从预

爆到最终爆破共需设置4万多个爆破点，估计将

用掉1吨半左右的炸药。爆破前，两侧的站房已

被全部拆除，北侧、西侧、南侧各挖一道宽1.5

米、深2米多的减震沟，东侧覆盖60—70厘米厚

的黄沙，减小碎块掉落时带来的冲击并控制大厦

向西方向倒塌。_

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用药量1.53爆破点4万多处。

高二十四层的青岛铁道大厦成功爆破

(2006.1.7)

4原地坍塌

原地坍塌是将全部的承重支柱从底部开始爆破足够的

高度，立柱顶部和梁的结合点同时布孔爆破，建筑物在重力

作用下，冲击地面而解体(图11-4)。

其优点是：拆除效率高，坍塌范围小，其四周场地的水

平距离有1/3~1/2的楼房高度即可。钻爆工作量小，设计、

施工比较简单。

主要适用于拆除砌筑预制楼板的砖结构楼房，，即结构

刚度较低的楼房；对于结构刚度较大的采用原地坍塌时往往

出现“坐而不塌”的现象。

图11-4原地坍塌小意图图11-5内向折叠坍塌不意图

5内向折叠坍塌

内向折叠坍塌是自上而下对楼房每层内承重构件(墙、

柱、梁)予以充分爆破破碎，楼房在内向重力弯距作用下从

上至下向内坍塌(图11-5)。起爆顺序是：自上而下采用秒

延期起爆。

要求场地四周空地具备1/3〜1/2的楼房高度即可，可

拆除较高层的建筑物，对于钢筋混凝土框架结构，拆除比较

彻底。

11.5.2砖混结构楼房爆破设计

11.5.2.1爆破参数计算

1最小抵抗线肌经验上通常取砖墙厚度的一半；

2炮孔间距a,通常取：a=(1.2-2)W；

或好(0.8〜1.2)L

3排距b：一般取b=(0.8〜1.0)a；

4孔深L通常取L=l/2(8+Lo)或L=2/3-6

式中：5一墙厚；Le一装药长度。

5炸高hmi卡（2-3）5或h=B-6/2•HoB一楼的宽度。H

一楼高。h=BtgQ+hmin

6单孔装药量Q的计算

单排：Q『qaW6；多排（内排孔）：Q^qabB;

B一墙的厚度，其他符号同上。

11.5.2.2布孔范围

根据拆除各墙体的不同炸高，按孔排距布成梅花形。

11.5.2.3装药结构

墙体不厚，一般取集中装药。

11.5.2.4安全验算

1）飞石距离计算

2）针对不同保护对象与爆心的距离计算爆破振动。

3）针对不同保护对象与爆心的距离计算落地振动。

11.5.2.5起爆网路

根据不同拆除方案选择不同起爆顺序和时差。

11.5.3钢筋混凝土框架结构

11.5.3.1爆破参数计算

1承重立柱炸高的计算公式

1）炸高h=EH。E=0.25〜0.5；H一爆破前承重柱长度。

2）h=（1-1.5）BoB一立柱截面长边。

3）h=B,taga+Hmin0B一楼房宽，a—倾倒角

Hmi产（30〜50）dod一钢筋直径

2根据不同结构选择不同单耗q。

3单孔药量Q的计算

Q=qabB（多排）或Q=qaWB。

L/W=1.6〜2.5时为二段装；L/W=2.6〜3.7时为三段装。分段

装药中间均不堵塞,用空气间隔。

11.5.3.2布孔范围

根据拆除各柱大小和不同炸高，按孔排距布成梅花形。

11.5.3.3装药结构

一般取集中装药。当L/W=L6〜2.5时为二段装；

L/W=2.6〜3.7时为三段装。分段装药中间均不堵塞，用空气间

隔。

11.5.3.4起爆网路

根据不同拆除方案选择不同起爆顺序和时差。

11.5.3.5安全验算

1）飞石距离计算

2）针对不同保护对象与爆心的距离计算爆破振动。

3）针对不同保护对象与爆心的距离计算落地振动。

11.5.4楼房爆破拆除设计

11.5.4.1砖混结构拆除爆破

1爆破切口高度h：

a要确保能失稳：砖墙h=(2〜3)5；5为砖墙厚度；

碎柱h=(1.5-2)(B+Hmin)，B一柱的长边

b要确保能解体：实践：H^Btga

B一楼房的宽度，m；a一倾倒角

砖混：抗振烈度小于5度a219°

抗振烈度6度,a>25°

框架：a^29°5层

a240°〜45°9层

2切口宽度：沿倒塌一侧的全长。

3倒塌宽度

11.5.4.2爆破参数设计

一般是钻水平孔：

1最小抵抗线W：，墙:W=(l/2)6；

碎梁、柱：窄面布孔W=(l/2)Bmin；Bmin—梁、柱窄边长。

2孑L星巨a=mW=(1.2〜2)W;

钢筋混凝土墙m=1.5〜2.5;钢筋混凝土梁、柱m=1.5〜2.5;

3排距b二ka;墙：k=0.8〜1.0;

钢筋混凝土梁、柱k=0.5〜0.8;

bWW。

4孔深L：

直墙：L=(l/2)8+qk/2;qk—药包高度;土啬角L=(l/2)8；

梁、柱1=8„1出一亚。

5单孔装药量Q孔。

墙壁爆破：Q孔二qabb;梁、柱爆破：单排和多排（外排）

单排：Q『qaWB;多排（内排孔）：Q孔二qabB;

B一爆破体宽度或厚度

11.5.3炮孔布置一梅花形、三角形。

11.5.4装药结构：

墙：集中底部装药；梁、柱装药：L/WW1.5时为一段装

药；L/W=1.6〜2.5时为二段装；L/W=2.6〜3.7时为三段装。

分段装药中间均不堵塞，用空气间隔。

11.5.5起爆网路

采用逐跨起爆，跨间延时间隔0.5s

非电起爆网路：采用并一并联：

电起爆网路：米用串联：

11.5.6延时设计

1）设计原则：最先起爆的药包延时时间要大于孔内最迟

点火药包延时时间。

2）延时时间t的选择范围：

砖混：t=100〜300ms;（各跨之间，下）

框架：t=300〜5碗混：

框剪：t=500~800ms;

3）延时空间排列：

①同时起爆；②前后逐次式;③一端逐次式;④倾斜式；

⑤上下逐次式;⑥中间两翼式。

4）延时段数的确定

①计算一段最大允许药量Qmax=R（v/k）3/"；

取k=3.l;a=1.57;v—允许振速。

②计算最小延时段数m：m=。总/Qmax。

11.5.7安全验算

1飞石距离Rf计算

个别飞石距离Rf。Rf=V2/2g

砖混结构V=6m/s、

框架结构V=10m/s、整体式薄壁结构V=23m/s。

V—临界飞速度m/Sog—重力加速度9.8m/s2。

2爆破振动速度

3落地振动速度

11.5.8楼房爆破应注意的问题

（1）预拆除要到位、适度：（楼梯要打掉，非承重墙、柱要

打掉、拆掉;但要适度，要计算,In?为12牛顿）；

（2）预留后支撑尺寸要适度：（但还要看后面有否小房间

或厕所时要打孔它的一半深度L=l/2-8）；

（3）竖向广告牌排架要预拆除；

（4）整体倒塌角要足够；

（5）装药前要进行试爆（检验器材是否符合标准、单耗、

防护措施等）；

（6）楼房结构要弄清楚；

（7）网路连接要可靠；

（8）打孔孔径不小于32mm,（应大于药卷直径）；

（9）防止剪力墙结构落地滚动；

（10）防止大跨度梁落地反冲。

11.6水压爆破

11.6.1水压爆破原理及特点：

1原理：药包爆炸以后，产生高温、高压气体在水中产生冲击

波到达薄壁反射形成拉伸波对薄壁产生裂隙,对水池进一步

产生冲击波,进一步使裂隙扩大、破碎。

2特点：

①传递能量大，因利用水介传递能量;能量损失小，破碎效果

好；

②缓冲效果好;冲击波、噪音小；

③不用钻孔、作业简单、费用低；

④对爆破器材防水要求高，要有泻水场地。

11.6.2爆破参数设计

1装药量计算：

冲量准则基本公式：Q=KOL6RL4。式中：

K一与结构材质、强度、破碎程度、碎块飞抛距离等的有关

系数；一般性，视要求破碎程度取K=l—3;钢筋混凝土,佐局部

破裂，未脱离钢筋，基本无飞石，取K=2—3;碎破碎，部分脱离钢

筋，碎块飞抛20m内，取K=4—5;碎炸飞，主筋炸断，碎块飞抛

20〜40m,取K=6—12;

。一等效壁厚；R—等效内半径；

2药包重量计算

a简化的冲量准则基本公式：

L4

Q=k(k2oI')RO

式中：k一同上

k2—与结构内半径R*和璧厚。*的比值有关的坚

固性系数，当。*/R*W0.1时淇k2=0.94+0.7(。*/R*),。*/R*越

大，则表示壁越厚或膛壁越小，结构物越坚固。

b考虑结构物截面面积的药量计算公式：

①钢筋混凝土水槽的药量计算公式：

Q二fS

式中：Q—装药量，kg

f一爆破系数,即单位面积耗药量,kg/m2;

碎,f=0.25〜0.3;钢筋混凝土,,f=0.3~0.5;群药包装药

时,,f=0.15〜0.25;

S—通过装药中心平面的槽壁断面积,m2;若槽壁

较薄，槽壁断面积小于槽壁内水的断面积时，则取壁内水的水

平断面积。

②截面较大的结构物装药量计算公式：

Q=kckeS

式中：kc—单位爆破面积用药量,kg/nR碎,kc=0.2〜0.25;

钢筋混凝土,,匕=0.3〜0.35,砖kc=0.18〜0.24;

区—通过药包中心的结构物周壁的水平截面面积,n?。

③切割小断面结构(如管子)的装药量计算公式：

Q=CJID6

式中：D一管子的外径,cm;

C一装药系数，敞口式爆破,C=0.04~0.05g/cm2,

封口式爆破,C=0.022〜0.03g/cm2；

④考虑结构形状尺寸的药量计算公式：(略见P458)

11.6.3药包布置：

1对于园筒形容器在其中心布一集中药包爆炸;对于直径大

于高度，也可采用对称布置多个集中药包的爆破方案;对于长

宽比大于1.2倍的结构，可布置两个或多个药包，以使容器的

四壁在长度方向受到均匀的破坏作用，药包间距a按下式计

算：

aW(1.3〜1.4)R

式中:a—药包间距m;R—药包中心至容器壁的最短距离m。

2药包的入水深度h：当药包的入水深度达到了某一临介值

后,h再增大，对爆破效果影响很小。通常取下式计算：

h=(0.6〜0.7)H

式中：H—注水深度，注水深度应不低于结构物净高的0.9倍。

药包入水深度最小值hmin按下式计算：

hmin23Q"2或hmin2(0.3〜0.5)B

式中：Q—单个药包质量,kg

B—容器直径或内短边长度,m；当计hmin算值小于

0.4m时,一■律取0.4m。

11.6.4容器壁不同厚度偏炸距离X计算

对于方形断面的容器结构物，两壁厚不同，可以采用偏炸

的药包设计方案。这时药包偏离容器中心的距离x用下式计

算：

X=R(。11143—。2L143)/(O11143+。21'143)

七氏。1一。2)/。1+。2。见P456图11—2

式中：x一偏炸距离,m;

R—容器中心至侧壁的距离，m;

。1、。2一容器两侧的壁厚,m;

对钢筋混凝土的结构，取R>4;

11.6.5建(构)筑物拆除爆破降尘防护

爆破降尘措施之-----水雾降尘

爆中形成水雾，降低爆破拆除时的烟尘。

图11-6爆破除尘示意图

在爆破位置悬大量水袋既可消音、降尘，又可防飞石见

图11-6。在城镇区域爆破应认真考虑爆破烟尘对环境污染。

武汉首次实施“绿色爆破”爆破粉尘减八

昨日17时05分，一声“炮”响，武汉卷烟厂高21.2

米的锅炉房颓然倒下。和过去建筑爆破不同的是，爆破

后腾起的不是遮天灰幕，而是一团“白雾”，约5分钟散

尽。武汉是国内继北京、广州之后第三个尝试“绿色

爆破”的城市。

降尘方法：采用水雾降尘方式，粉尘减少了约80%。

1.利用锅炉房内3个总容积达70立方米的煤斗，封闭成

“水池”。各层楼面“筑”蓄水池。池水中设药包，利

用

水的不可压缩性，在爆破瞬间形成“高速雾化的水幕”，

捕捉粉尘。

2.“贴”着2100多个炮眼，布置2300多个直径15公分、长

两米的水袋。

3.在建筑没有爆破点的部位，置上200个水桶，投药水中。

11.6.6建（构）筑物拆除爆破防止落地冲击飞溅

对于高层建筑、高耸结构物拆除爆破，落地震动比爆破

震动要大得多，因此，对高层建筑物倒塌落地震动，必须进

行防护，常用的方法有：一是在倒塌的一侧开减振沟，二是

磊减振墙。采用沙（土袋）磊一定宽度和高度可有效降低落

地震动和碎块飞溅，见图11-7。

北

京

武

警

总

院

11_7倒塌减振墙不意图

11.6.7楼房爆破拆除应注意的事项

­（1）为使楼房顺利倒塌，在爆破前应将全部门

窗拆除，切断该楼房的电力、通信和水气等管

线，如与邻近建筑物有结构联系，或待拆楼房需

保留一部分，应在爆破前切断与邻近建筑物或保

留部分的联系，清除一切影响楼房倒塌的障碍。

•（2）楼梯间或电梯间的结构（梁、板、柱、

墙）对楼房倒塌有较大影响，应尽可能在爆破前

进行必要的处理，破坏其强度和刚度。若不能预

先处理，应在布孔和装药时，加大布孔的高度和

范围，并适当增加药量，将其充分破碎。

；（3）对于框架结构楼房中的非承重隔墙，为了

减少钻孔工作量，可预先用人工拆除一部分。能

有效阻挡爆破飞石和保护电爆网路的墙体，不宜

预先拆除。有些隔墙为空斗墙或采用空心石专砌筑

11.7例题1

长沙湘雅医院6层框架病理楼拆除爆破

长:39.8m,宽：14.1m,高：18.6m,层高:3.1m,前后3排，钢筋混凝

土立柱，左右13列钢筋混凝土立柱,截面：

边柱S=38X52cm,中间柱S=42X52cm,立柱配筋6根中22钢筋。

砖墙厚24cm,电梯间墙厚20cm,配筋①12钢筋@150X250mm双

层。周围环境：东侧28m有光缆盒、西侧8m有学生公寓，北侧

20m有解剖楼,南侧为空地。

1)切口参数:砖墙：h=(2〜3)B=48〜72cm;

钢筋混凝土立柱：

①单层爆破高度h：

砖墙：h=(2〜3)B=48〜72cm

钢筋混凝土:h=(1.5〜2)B=(1.5〜2)(52+66)=477〜236cm。

一层：h=2.5m、二层：h=2m、三层：h=1.5m、

一层h朽Bmax=52cm。

22

②整楼爆破飞石距离：Rf=V/2g=10/2X10=5mo

炸高H'=Btga=14.1Xtgn29°=7.8m

H。层高=7.8/3.1=2.5层，取3层。

②切口宽度：一层B=B=14.1m(楼房宽度)；

二层:B'=(2/3)B=9.4m;

三层：B'=2/5B=5.64m;

2)爆破参数

砖墙：W=(l/2)B=12cm;L=0.6B;a=b=2.5W=30cm。

排数：P=h/b=72/30+l=4(排)

钢筋混凝土：(立柱规格S=30X52cm)从窄面打眼。

W=(1/2)Bmax=16cm,L=Bmax=W=52-16=36cm;

a=1.5W=24cm;一排孔数n=2.5/0.24=ll个孔。

单孔装药量Q=qaBmaxBmin二？Kg

q取值：一层q=1500g/m3;Qi=60g;二层q=1200g/m3;Q2=48g;

三层q=800g/m3;Q3=32go

电梯间：W=(l/2)B=10cm;L=0.6B=12cm;a=b=2W=20cm。

P=h/a=2.5/0.2=13(排);Q=qaBmaxBmin=3000kgX0.2X0.2X

0.2=24g取25g。

装药结构：墙：集中装药,柱间隔装药。

3)网路设计：

(1)延期段数确定：

①一段允许的最大药量

Qmax=R3(丫水产三10(3.5/32.1)3/L57=14.4kg。式中：

R=10m;v=3.5cm/s;k=32.1;a=1.57。

②最少延期段数n：n=Q总/Qmax=74/15.4=6段。

(2)延期空间规化

(3)起爆材料；炸药、导爆管毫秒雷管、导爆管；

(4)线路形式：并一并联。

3)安全校核

1/3a1/3L57

1)振速V：V=k(Qmax/R)=32.1X(14/10)=3.44cm/So

2)空气冲击波：

R冲击波=KQ"2max=(0-5〜1.0)X14"2=4.3〜8.6m;

3)飞石距离Re：Rf=V2/2g=(10〜30)2/2X9.8=5〜45m。

4)安全防护：

5)预计爆堆范围：

(1)堆高Y：Y=0.7N=0.7X6=4.2m;N—楼层数为6层。

(2)堆积范围：

倾倒方向：层高X3+5=31X3+5=9.3+5=14.3m;

侧向：YctgnB=4.2Xctgn45°=4.2m;

反向:Yctgn30°=4.2X0.577=2.4mo

11.8烟囱与水塔的拆除爆破

1烟囱、水塔的爆破坍塌破坏方式及设计原理

烟囱：砖结构、钢筋混凝土（圆筒式、正方筒式自上而

下变截面）...耐火砖内衬。

水塔：桁架式支撑（钢筋混凝土）、圆筒式支撑（砖结

构钢筋混凝土、）

定向倒塌：主要是在烟囱、水塔倾倒一侧的底部，沿其支撑

筒壁炸开一个大于周长1/2、小于2/3的爆破缺口，从而破

坏其结构的稳定性，导致整个结构失稳和重心产生位移，在

自重作用下形成倾覆力矩，迫使烟囱、水塔按预定方向倒塌,

并使其倒塌在预定的范围内。

原地坍塌：主要是在烟囱、水塔底部，沿其支撑筒壁整个周

长炸开一个足够高度的爆破缺口，从而借其本身自重的作用

和重心下移过程中产生的重力加速度，导致其坍塌破坏。

2烟囱、水塔的爆破拆除方案的确定

1）定向倒塌拆除时要求其倒塌方向必须具备一定宽度的狭

长场地，其水平长度不得小于烟囱高度的1.0〜1.2倍，垂

直于倒塌中心线的横向宽度，不得小于烟囱、水塔爆破部位

外径的2-3倍。

2）对于钢筋混凝土的烟囱、水塔或刚度好的砖砌烟囱、水

塔，其倒塌的水平距离要求小一些；约等于0.5〜0.8倍烟

囱、水塔的高度，其倒塌的横向宽度应大一些，可达爆破底

部外径的2.8〜3.0倍。

3）烟囱、水塔原地坍塌拆除，要求其四周必须具备一定的

场地，以容纳爆破坍塌的堆积物。实践表明，爆堆范围的直

径约等于烟囱、水塔高度的1/3,因此，若烟囱或水塔的中

心向外算起，其周围场地的半径或地面水平距离不得小于烟

囱或水塔高度的l/6o

4）原地坍塌一仅适用于刚度低的砖烟囱或砖结构支撑的水

塔工程。而钢筋混凝土结构的烟囱或钢筋混凝土结构的圆筒

式支承水塔的拆除工程，只能采用定向倒塌破坏方式。

3烟囱、水塔拆除爆破技术设计

1）布孔范围的确定及炮孔布置

原地坍塌：爆破缺口为水平型，展开后的形状呈长方形，长

度等于水塔爆破部位的整个圆周长度，高度一般大于或等于

爆破部位壁厚的两倍h226。

定向倒塌：有多种切口形状:

图11-8烟囱、水塔切口形式

2）确定切口形式

确定选择正梯形缺口，如图11-9。定向窗用人工配合机械开凿而

成。

图11-9烟囱爆破切口形式及位置示意图

3）炮孔布置

按上述参数，炸高2.4m,宽5.5m,a=0.5m,b=0.4m,以倒

塌中心向两侧对称布置梅花形炮孔，共布置7排、7歹U，炮孔总

数N计算如下：炮孔总数N=7X7=49个。见图图11-10。

图11-10炮孔布置示意图

4）装药结构

采用连续装药结构。

5）起爆网路

采用孔内延期。中心部位以倒塌中心向两侧各2〜3列为5

段。其他两侧为7段，采用簇联（一把抓），每把15〜20根

为一组，每组用2发1段雷管捆扎牢固。最后把各组的传爆

雷管的导爆管拉成一组，再用2发1段雷管捆扎牢固作传爆

元件，用四通连接拉出总起爆导爆管，采用并并联网路，用

高能起爆器起爆整个网路。如图11-11所示。

图11T1起爆网路示意图

6）安全验算

（1）计算允许最大段药量Qmax：

Q*（V/K）3/aXR3

式中：Qmax——炸药量，kgo齐发爆破为总药量，延时爆

破为最大一段药量。

V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，cm/So

为安全起见，本工程爆破时周边建（构）筑物安全允许速度,

砖混结构建筑取V=2.Ocm/s；管道、框架结构楼房、高压线

塔架、活动板房等取V=3.Ocm/so

K、a——与爆破点至计算保护对象间的地形，地质条件

有关的系数和衰减系数，取K=50,a=1.50

R——距离爆破点最近处需要保护的建筑物的距离.

(2)烟囱倒塌冲击地面产生的落地振动速度

集中质量(冲击或塌落)作用于地面造成的塌落振动速

度可用下式确定：

13

Vt=Kt[(M-g-H/cr)'/Rf

式中，片-塌落振动速度，cm/s；K/—衰减系数，Kt

=3.37；o—地面介质的破坏强度，MPa,一般取。=lOMPa；

衰减指数，6=166；R—观测点至撞击中心的距离，m；

M—下落构件的质量，t；H—构件重心高度，mo砖结构烟

囱，重心高度经验公式计算：

H=0.39H高H高一烟囱总高度。

(3)爆破飞石

按照最不理想的情况考虑，除取1.5,将K=1.5kg/m3,

D=42mm将有关数据代入式，

炮孔爆破未防护时个别飞石的最大距离可由以下公

式确定：

Rf=V2/2g

V一飞石速度，V=10-30m/so一般砖烟囱取V=20m/s。

钢筋混凝土取V=30m/so

g一重力加速度，g=9.8m/s2

6)安全防护

(1)飞石防护

①在炮孔位置直接覆盖，在爆破部位用两层竹笆加挂设安全

防护网进行防护，可有效防止飞石的危害效应，；

②间接防护。在爆破的范围搭建防护栏。

(2)振动防护：

①在烟囱倒向预计落地地面上铺垫松散的减震材料。

②在倒塌一侧每隔10〜15m开一条深1m长20〜30m的减

振沟或磊沙土袋，高1〜2m的减振墙。

(3)筒体撞击地面产生的飞溅碎片

对于烟囱、水塔等高耸建(构)筑物在定向爆破倾倒时,

爆体落地与地面(特别是混凝土、岩石等刚性地面)撞击，

还会产生飞溅的碎片，这种碎片飞散距离有时会大于爆破飞

石，80m以上的钢筋混凝土烟囱爆破未采取措施落地撞击混

凝土地面时，有时可飞散150〜200m,国内在此方面曾发生

过重大的伤亡事故。因此，必须给予足够的重视并采取一定

的技术措施。

对于烟囱筒体撞击地面产生的飞溅碎片安全距离，目前

尚无精确的计算公式确定。根据我们以往同类工程的实践经

验，对于100m以上的钢筋混凝土地面，若爆前在预定撞击

点处的地面位置，垂直于倒塌轴线开挖数道深约1m的减振

沟，挖出来的不含碎石的土壤铺垫在烟囱落地范围内，或铺

垫一层大于50cm的亚粘土或沙土，并垒筑数道一定宽度和

一定高度的缓冲墙(用土袋或煤灰渣袋等垒筑)，采取这些

预防措施后，钢筋混凝土烟囱筒体撞击地面产生的飞溅碎

片，其飞散距离不会超过爆破飞石的距离，特别是地坪为混

泥土路面时，更易产生碎块飞溅。故采用在烟囱落地范围内

铺垫一层厚度大于1m的亚粘土或沙土控制飞溅飞石，使其

飞散距离不会超过80m。

(4)爆破灰尘

大量爆破实践证明，烟囱爆破时，如果烟囱内部及倒塌

落地处存在大量积土(灰)和灰尘，爆破时由于爆炸气浪和

烟囱筒体与地面的突然撞击，扰动周围空气，因而会出现较

大的烟尘，影响环境，烟囱内部严重的积灰甚至会影响倒塌

的可靠性。因此，爆破前必须进行处理并采取一定的预防措

施：如果积灰到达或接近爆破切口位置，需在爆破前将其清

理干净；用高压水冲洗内壁；在预计落地处洒水；预备好消

防车或水龙头在爆破后及时喷淋降尘。

(5)爆破空气冲击波和爆破噪音

一般烟囱、水塔爆破每段装药量不超过30kg,取R二25m,

则冲击波峰值超压为0.04x10叩a。空气冲击波对人员伤害规定

为超压值为AP〈0.2Xl（）5pa。计算结果表明，在距烟囱爆点

25m处，冲击波峰值超压值仅为AP=0.04xi（）5paV0.2Xl（）5pa

（超压安全值）。因此，只要爆破时；人民撤至飞石安全距离

外，就不会对人员造成伤害。

爆破采用延时控制爆破，装药全部在孔内设置、黄土填

塞，且装药分散布置。因此，不仅空气冲击波的影响距离很小，

而且爆破噪音也比较小。另外，爆破持续的时间极短，从起爆

到烟囱全部落地一般仅持续数秒时间。因此，不会因爆破冲击

波和爆破噪音引起危害效应。

例题2：

浙江黄岩建工轮窑厂烟囱爆破拆除工程

1、工程概况加设计依据

待爆烟囱为砖结构，高65m,底部外径为5.1m,顶部外

径2m,壁厚为0.5m,内侧0.25m。烟囱底部朝西方向有一

出灰口，宽、高均为0.5m。烟囱底部高约1.5m处东西两侧

各有一个烟道，烟道宽约1.2m高约1.6m。烟囱实体体积约

300m3,总重约600吨。

周边环境：烟囱东面2米左右有一条高压线（爆前可拆

除），100米外为汽车驾校。南面60米有废弃电器房，之外

为大面积桔树地。西面60米外也是大片桔树地。北面距离

变压器房40米，之外为河堤及河流。东北角约80米有一工

棚(待拆)。烟囱周边环境示意图1：

水亍江

河堤

枯厂区入口

树

地

60m

场地

60m

上联弃电器房驾校办公楼

桔树地

图1：周边环境示意

2、爆破拆除的技术要求

(1)施工质量要求：倒塌方向准确。要做到文明施工,

减少对环境污染。

(2)安全要求：确保爆破工程施工过程自身安全、相

邻环境的安全；控制爆破震动、烟囱落地震动及爆破飞石；

落地飞溅物不损坏周围保护对象；确保爆破时周边人员和建

筑物安全。

(3)工期要求：根据业主要求工期，按时完成爆破拆

除工作。工期多长要写出来

3、爆破参数的确定

根据烟囱周边环境情况，确定烟囱倾倒方向为正西方

向。考虑烟道的位置、爆破缺口大小、倒塌方向及周边建筑,

爆破缺口开设在距离地面50cm位置。

为使施工顺利实施及安全要求，本工程需将烟囱底部四

周附属结构进行预拆除等，包括烟囱旁边的高压线在爆前进

行临时拆除。

3.1爆破缺口参数

⑴爆破倒塌方向为正西；

⑵爆破缺口形状：正梯形；

(3)缺口圆心角:216°(周长的0.6倍)；

⑷缺口底边长：0.6XJiX5.1=9.6m；

(5)缺口高度：h=(3-5)6,取h=2.3m；

(6)缺口底角：a=40°；

⑺孔径：中二40mm；

(8)孔距：a=40cm；排距：b=30cm；梅花形布孔；

(9)孔深：1=0.678=34cm；

⑩定向窗开设长度为1.2m(爆破缺口中心线、定向窗

位置定位必须精确)。

(11)内衬处理

若有内衬，则采用人工部分拆除，形成预留柱，与缺口

同时爆破。

⑫定向窗采用人工风镐开设，确保施工质量。

烟囱爆破缺口见图2.

图2爆破缺口示意图

3.2爆破药量计算

单孔药量Q-qXv=1000g/m3X0.4mX0.3mX0.5m=60g,

取67g。采用连续装药结构。

底部炮孔药量增加到100g,缺口顶部和底部炮孔采用双

雷管起爆，其它炮孔采用单发雷管起爆。

约需炮孔80个，总药量约6kg；非电雷管约120发，导

爆管1000m。

3.3爆破网路

爆破采用一次性起爆的方式，孔内采用ms-1起爆雷管。

孔外采用“一把抓”的方式，即将所有炮孔外接的导爆管用

接力雷管进行传爆的方式，外接雷管必须采用1段雷管。烟

囱爆破网路图见图3o

至君激站”

图3烟囱爆破网路图

4、安全校核

4.1爆破振动速度校核

根据萨道夫斯基控制爆破振动速度公式：

V二KX(Q1/3/R)0

计算爆破振动速度

式中：Q一单响药量，本次爆破最大单段药量Q=6kg

R一爆破震动安全距离，R取40nl

K、a与地震波传播地段的介质性质及距离有关系数，K

取50,a取1.5；

经计算得：V=0.48cm/s

根据我国《爆破安全