一般建筑爆破拆除的方法选择及安全措施

一般建筑爆破拆除的方法选择及安全措施

作者：魏林

来源：《中国科技博览》2014年第25期

[摘要]随着城乡一体化，产能优化调整政策的实施，大批建筑需要拆除，爆破拆除得到快速的发展。但我国的爆破拆除主要集中在工业建筑的拆除，而在人口密集的城市应用还比较有限。本文结合拆除爆破理论和已有经验，重点介绍一般建筑进行爆破拆除的方法选择和安全措施。

[关键词]爆破拆除方法选择安全措施

中图分类号：TU652 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）25-0017-01

正文

中国城乡发展正处于高速建设的快车道，大量老旧建筑已经成为社会发展的障碍。例如，地下轨道交通建设，危桥围堰拆除，工厂改造外迁等工程都需要爆破拆除。这是因为爆破拆除不仅解决了层数高、强度大、结构复杂建筑的拆除问题，还可以缩短工期，提高了社会效益。但是爆破拆除本身就是高危作业，它直接关系到人民群众财产安全和邻近建筑的结构安全，以及环境问题。所以，根据建筑结构选择正确的爆破方法和安全措施是非常重要的。

一、建筑爆破拆除的方法选择

1.高层建筑物的爆破拆除

高层建筑爆破拆除方法主要有两种：定向倾倒爆破拆除（包括单向折叠倒塌法和反向折叠倒塌法）和原地垂直坍塌爆破拆除（包括内向折叠倒塌法和内爆法）。

当楼房周边场地宽阔，其宽度大于1倍楼高时，可以选择定向倾倒爆破拆除。定向倾倒爆破拆除是用延迟时差和爆高差在楼层底部形成爆破切口，通过破坏底层阻碍倒塌的联结构件以及倒塌方向两侧一定高度的承重结构，使楼体失去承载力，在自重作用下以后排作为转动铰支座向前倒塌。

若楼房四周场地有限，其水平长度小于2/3～3/4楼高时，可用单向折叠倒塌法或反向折叠倒塌法。其原理与定向爆破相似，只是利用延期爆破沿着倒塌方向自上而下对楼房每层或间隔数层的大部分承重结构进行爆破拆除，从而达到减少坍塌范围的目的。

当楼房四周场地的水平距离小于1/3～1/2楼高时，采用原地垂直坍塌爆破拆除。它是在对上部承重结构爆破弱化处理的基础上，将底部的内外承重墙、柱及楼梯间全部炸毁，楼体在重力作用下原地坍塌解体。我国传统的原地坍塌爆破拆除方法，为避免出现后坐问题，需要清除

楼体上层结构的非承重构件和逐层进行“切梁断柱”的弱化处理，增加了成本和工期，限制使用与推广。传统原地坍塌的方式有3种：①切割分块，逐块倒塌；②环形内陷，逐圈倒塌；③逐跨塌落，原地解体。

近年来，国内研究人员分析欧美流行的内爆法，并在一些高层建筑拆除工程上得到较好的效果。内爆法是通过合理布置炸点，采用毫秒延时起爆网路，将建筑物底部和部分上部楼层延横、纵两个方向逐跨爆破，切除楼体底部支轴，起爆后上部楼层处于瞬时悬浮，并伴随小幅度倾斜，但建筑的重心没有移出原支撑面，在重力作用下垂直塌落。同时，在塌落过程中建筑各部分结构受到扭剪和冲击作用，实现建筑主要结构解体。内爆法的优势在于：第一，通过调节延时起爆的传播方向与横纵向延时间隔，有效地控制楼体堆碴的前倾距离和倾倒方向；第二，相比定向爆破拆除，既减少了堆碴面积，且楼层逐层坍塌减轻了塌落振动的影响；第三，相比我国传统原地坍塌爆破，只需对底部楼层和中间部分楼层进行重点弱化处理，减轻了爆破前预处理的工作，缩短了工期。

2.高耸构筑物的爆破拆除

对烟囱、水塔等高耸构筑物的拆除时，常选用定向爆破拆除。但高耸构筑物存在重心高、基础小、质量集中，爆破时容易折断，倒塌方向偏离，冲击力大等问题。因此，在设计高耸构筑物爆破时应该注意：一、优先选择梯形爆破切口，切口闭合时重心偏移距离大于构筑物的外径，并根据构筑组成材料计算爆破切口的长度和高度；二、要充分利用结构的几何对称性，并通过开设定向窗和提高爆破切口高度保证倒塌方向精准；三、爆破预留支撑范围内的结构要加固，避免出现结构薄弱面。

水塔、筒仓等容器型构筑物，也可用水压爆破拆除法。水压爆破是利用水作中间介质，传递爆炸冲击波的压力，作用于构筑物的承重壁上，使其失去承载力，从而使构筑物倒塌破碎。水压爆破法具有爆破效能高，环境效应好，节约成本等优点，但必须选用防水型炸药和起爆材料，且容器要充满水，水深不应小于炸药包中心距容器壁的最小距离。

3.桥梁的爆破拆除

预应力钢筋混凝土桥梁通常选择控制爆破法拆除。先将桥梁上部结构进行预拆除处理，然后对桥梁下部的桥墩实施逐段爆破，在重力作用下桥跨逐段连续倒塌落地，将桥体一次塌落触地冲击转变为分段分时触地冲击，使上部结构平稳落地，然后采用机械法对梁体进行破碎和清除。控制爆破法可有效减轻塌落冲击对周边管线和地下构筑物的振动强度。此外，周边有重点保护文物和液化气管道的建筑应选择静态膨胀剂破碎法，即将装填炮孔中的炸药换成静态膨胀剂，利用水化反应和晶体变形产生体积膨胀使孔壁受到拉伸作用而破坏。

钢结构桥梁爆破拆除一般采用聚能切割爆破法，即应用聚能效应设计、制作的药包，进行专门射孔和切割的爆破方法。其类型有轴对称轴向聚能装药，轴对称径向聚能装药和面对称聚能装药。

二、建筑物爆破拆除的安全措施

1.爆破拆除的振动监测

建筑爆破拆除产生的振动效应，主要是爆破地面振动和塌落触地振动。爆破振动监测系统由爆破测振仪和传感器组成。爆破测振仪主要用于对地震波、机械振动和各种冲击信号进行记录。爆破前应选择适宜的测试方案和测点布置，并且测试系统尽可能避开大型电气设备以减少电磁干扰。此外，监测项目还包括：周边建筑物沉降变形监测，桥梁的安全监测，地下管线沉降。一般民用建筑物允许的最大沉降值为10mm，允许最大倾斜值小于3%，地面和公路的最大沉降允许值为-30mm，隆起值为+10mm；管线允许位移量应在20mm以内，管线沉陷最大坡度不大于1/300。

2.爆破拆除的防护措施

爆破前在做好爆破振动安全校核和飞石安全计算的基础上，应采取必要减振缓冲措施。首先，正确选取单位装药量，适度降低爆速是减少振动的关键；第二，利用拆除废料铺设缓冲垫层减弱落地冲击；第三，挖掘减振沟、穿凿减振孔，削弱爆破振动影响；第四，采取飞石防护措施，可采用直接覆盖防护，近体防护，保护性防护。

3.爆破拆除的烟尘治理措施

爆破拆除中会产生有害气体和粉尘，对环境影响较大，因此应采取合理的措施控制烟尘。有害气体主要是炸药产生CO和NO2，最有效的控制就是选用配比合理的炸药，起爆能量充足，保证炸药完全反应。对于粉尘的控制可在建筑墙地面洒水，使建筑在起爆前处于湿润状态。起爆后用高压管网喷水，消除粉尘。对于炸点多的部位可选用水幕降尘法：即在各爆破点和楼顶部悬挂水袋，地面放置灌满水的充气橡胶水池等措施降尘。同时，起爆前应观测当地风向，有条件的可以使用覆盖剂对爆破前后的进行喷洒，防止粉尘的扩散。

三、建筑爆破拆除行业的展望

我国建筑爆破拆除的法律法规和行业标准还有待完善，相关专业人员的培训和鉴定也要系统化。爆破拆除企业除了在高校选拔相关专业人才，还可对退伍工兵进行培训给他们大展身手的舞台。今后爆破拆除方法将向着高效、节能、无害化发展，特别是军用技术将更广泛地应用于建筑爆破拆除。

参考文献

[1]黄士辉.国内城市高层建筑爆破拆除方式的探讨[J].工程爆破，2006（12），第12卷第4期.

[2]汪旭光，于亚伦，拆除爆破理论与工程实例[M].人民交通出版社，2008.