建筑物拆除爆破的研究現(xiàn)狀及存在的問題

楊占斌 滕超

摘 要：由于城市土地資源緊缺，為了更少地占用城市土地資源，獲得最大的土地利用率，我國的城市建筑正在向高層發(fā)展，高層化的建筑是當(dāng)代建筑的一大趨勢和特征，在進(jìn)行建筑的過程中，精湛的建筑技術(shù)對于高層建筑的建設(shè)有極大的影響，一些舊建筑物需要進(jìn)行改造，要在拆除爆破的基礎(chǔ)上再加以重建，需要考慮建筑物拆除爆破中的各種不安全因素，要以建筑物拆除爆破的原理為依據(jù)，分析拆除爆破危害所產(chǎn)生的機(jī)理，并對其影響范圍和相關(guān)因素進(jìn)行研究，關(guān)注建筑物拆除爆破的問題，進(jìn)行安全防護(hù)與控制。

關(guān)鍵詞：建筑物；拆除；爆破；問題

中圖分類號： TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-54-2

0 引言

在我國的建筑建設(shè)領(lǐng)域中，有些建筑物需要進(jìn)行改造，要通過拆除爆破的手段，對舊有建筑物進(jìn)行拆除重建，這就牽涉到建筑物拆除爆破的危害以及應(yīng)用方法等問題，我們要以建筑拆除爆破的原理為基礎(chǔ)，分析拆除爆破所引發(fā)的振動、塌落、飛石、空氣沖擊波、噪音等爆破危害，并對這些拆除爆破過程中的影響因素加以分析，從而基于“人”和“物”的安全角度，提供有效的安全防護(hù)和控制方法，提升建筑物拆除爆破的安全性。

1 建筑物拆除爆破在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析

爆破是一個極為危險的行業(yè)，國外的建筑物拆除爆破研究始于二次世界大戰(zhàn)廢棄建筑物的背景，各發(fā)達(dá)國家陸續(xù)以低能炸藥、燃燒劑、易燃?xì)怏w為能源，應(yīng)用于建筑物和橋墩的拆除爆破工程之中，有的發(fā)達(dá)國家還提出了以水為介質(zhì)傳遞爆破能量的水壓爆破，顯著減少了地震沖擊波所造成的飛石等危害，導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)的成功運(yùn)用，也極大地提升了電干擾環(huán)境中爆破的安全性，在多段別毫秒延時爆破技術(shù)之下，建筑物拆除爆破的倒塌方向和爆破振動得到了有效的控制。

我國的建筑物拆除爆破技術(shù)應(yīng)用，屬于先進(jìn)行列，早在我國鐵路復(fù)線修建和舊線改造工程中，就應(yīng)用了控制爆破技術(shù)，成功地進(jìn)行多個廢舊鐵路的爆破拆除重建，在我國的現(xiàn)代化城市改建進(jìn)程中，建筑物拆除爆破技術(shù)也得到了應(yīng)用，并取得了預(yù)期的效果，成為了我國城市建設(shè)和土木工程不可缺少的技術(shù)。

2 建筑物拆除爆破的危害問題

2.1 振動危害問題

振動危害來源于兩個方面，一個是爆破引起的振動；一個是塌落引起的振動。

①爆破振動危害。在炮孔內(nèi)的炸藥爆炸會產(chǎn)生極為強(qiáng)烈的應(yīng)力波，這種應(yīng)力波在介質(zhì)的傳播之下，會導(dǎo)致周圍巖石質(zhì)點(diǎn)的強(qiáng)烈振動，這種巖石質(zhì)點(diǎn)的振動會對周圍建筑物造成極大的破壞性作用。在實(shí)際工程之中，通常采用以下公式進(jìn)行振速的計算：

在這個公式之中，V表示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動速度；Q表示炸藥量；R表示測點(diǎn)至爆破中心的距離；а表示爆破條件以及材料相關(guān)的系數(shù)，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，爆破的振速值：V≦5cm/s，則表示爆破的振速控制在范圍之內(nèi)，不會對建筑物造成安全威脅。在考慮爆破的振速時，要考慮爆源的特性、傳播介質(zhì)的特性以及爆破場地的條件等，其中，爆破藥量以及爆破距離是影響振動的主要因素。

②塌落振動危害問題。

建筑物在拆除爆破時，會產(chǎn)生整體倒塌觸地的現(xiàn)象，這時就會產(chǎn)生極大的塌落振動，對于周圍建筑物和地下管道等設(shè)施造成破壞。對于塌落振動的危害程度也可以用公式來計算，如下：

在這個公式之中，M表示沖擊地面的解體質(zhì)量；kg/h表示解體件的落高；r表示塌落建件與被保護(hù)物之間的距離；KB是常數(shù)。通常而言，塌落振動速度：V≦5cm/s，則表示不會對周圍的建筑物造成安全威脅。

2.2 爆破飛石的危害問題

在建筑物的拆除爆破過程中，爆破飛石是指由火電廠而產(chǎn)生的脫離主爆堆飛散的個別碎塊，產(chǎn)生這些爆破飛石的原因主要包括：其一，裝藥量過大，當(dāng)多余的能量作用于碎塊時，就會對這些碎石產(chǎn)生足夠的動能，而向四周飛散；其二，爆炸建筑物的介質(zhì)結(jié)構(gòu)不均勻，當(dāng)爆破產(chǎn)生的氣體進(jìn)入建筑物的弱面時，就會產(chǎn)生大量的飛石；其三，炮孔口堵塞的長度不足，也會使飛石由這些孔口迸射而出；其四，起爆方式對于爆破飛石的速度和方向也有影響；其五，自由面對裝藥量的影響也是因素之一。

上式中，Q為裝藥量，K表示介質(zhì)種類的系數(shù)，B表示介質(zhì)系數(shù)，g表示重力加速度，W表示最小抵抗線。

2.3 爆破空氣沖擊波危害問題

對建筑物的拆除爆破會在空氣中產(chǎn)生一種壓縮波，由于爆炸的反應(yīng)極快，周圍介質(zhì)會在爆炸產(chǎn)物高速向空氣中膨脹的狀態(tài)下，迅速對空氣進(jìn)行壓縮，從而形成壓力極強(qiáng)、破壞力極大的沖擊波，產(chǎn)生這種強(qiáng)烈沖擊波的影響因素主要是未約束的藥包爆破而造成的，也可能來自于裝藥的堵塞材料的間接性作用。

在爆破產(chǎn)生的空氣沖擊波的傳播和作用之下，會對周圍爆破點(diǎn)的建筑物造成傷亡，其安全距離的計算公式如下：

在式中：k表示系數(shù)，對爆破作業(yè)人員計算的系數(shù)值k=25，周圍人員的系數(shù)值k=60，周圍建筑物所取的系數(shù)值k=55。因而，需要根據(jù)上述公式計算得出的安全距離值加以防護(hù)，要在超壓值之下，從而起到防護(hù)和控制空氣沖擊波的作用。

3 建筑物拆除爆破的應(yīng)用

由于建筑物拆除爆破的種類多樣化的特點(diǎn)，因而，要根據(jù)不同的環(huán)境和情況，選取不同的拆除爆破方案，要根據(jù)建筑物拆除爆破的原理，嚴(yán)格按照設(shè)計要求，控制其有害的效應(yīng)。在建筑物拆除爆破的過程中，要遵循先炸毀主要支承構(gòu)件的原理，使建筑物在喪失其自重的作用下完成拆除，同時，裝藥位置要均衡分布，堅持“多打眼、少裝藥”的控爆原則，避免藥量相對集中于某一部位，以造成對建筑物充分破壞的效果。還要使用毫秒雷管，在其遲發(fā)段數(shù)的作用下，控制建筑物倒塌的方向，要嚴(yán)格按照科學(xué)安全要求，運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，對建筑物做到充分失穩(wěn)和解體，盡量避免建筑物爆破產(chǎn)生的坐落現(xiàn)象和后沖現(xiàn)象，將其控制在最小范圍之內(nèi)，減少無謂的損失。

建筑物拆除爆破方案設(shè)計主要有三種不同的方法，有：鉆孔爆破法、水壓爆破法、外部爆破法。其中：鉆孔爆破法適用于高層建筑和大塊體建筑物；水壓爆破法適用于封閉或半封閉式的容器型建筑物，如：水池、油池、碉堡、人防工事等。外部爆破適用于特殊條件下的爆破作業(yè)、緊急救援和搶險救災(zāi)等。這里重點(diǎn)講述建筑物的鉆孔爆破法的應(yīng)用，它是利用微分原理，采用多孔裝藥的方式，有效地減少爆破的負(fù)效應(yīng)，并在失穩(wěn)原理之下，對建筑物實(shí)施解體，變建筑物的剛節(jié)點(diǎn)為轉(zhuǎn)動鉸，形成傾覆力矩，造成建筑物失穩(wěn)、折疊或定向倒塌。

建筑物拆除爆破的應(yīng)用，要對其設(shè)計參數(shù)加以分析和確定，如：爆破切口高度、最小抵抗線、炮孔間距和排距、孔徑和孔深、單孔藥量、炮孔布置等。同時，還要對建筑物的起爆網(wǎng)路進(jìn)行設(shè)計應(yīng)用，要采用電力起爆網(wǎng)路或?qū)П鸨W(wǎng)路，對于1000個炮孔以下的網(wǎng)路，可以選用電力起爆法；對于1000個炮孔以上的爆破，要選用導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路，以確保安全、準(zhǔn)爆，實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分片的倒塌。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑物拆除爆破工程是一個非常復(fù)雜而危險性較大的工程，要將爆破安全放于首位，對于建筑物拆除爆破過程中產(chǎn)生的各種危害問題，要全面關(guān)注，尤其是對建筑物爆破所引發(fā)的爆破振動、塌落振動、爆破飛石、空氣沖擊波等問題，要密切關(guān)注并加以仔細(xì)的計算，根據(jù)不同的安全問題采用不同的防范措施，從而在了解和分析建筑物爆破危害機(jī)理的條件下，實(shí)施安全爆破。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 蔣超.爆破切口對冷卻塔定向爆破效果影響的數(shù)值模擬研究[D].安徽理工大學(xué)，2014.

[2] 高黎.安全系統(tǒng)工程在拆除爆破中的應(yīng)用[D].內(nèi)蒙古科技大學(xué)，2014.

[3] 李敏.復(fù)雜環(huán)境下高聳構(gòu)筑物拆除爆破數(shù)值模擬[D].廣西大學(xué)，2014.

[4] 邱明燦.爆破施工對周圍建筑結(jié)構(gòu)振動效應(yīng)分析[D].安徽理工大學(xué)，2014.