国内城市高层建筑爆破拆除方式的探讨

１ 引 一 言
随着我国近年经济建设规模的迅速发展与城市 化进程的加速 ， 旧城改造与城市新规划的实施已将 城市控制爆破的目标从 ２ 世纪 ９ 年代时十几米高 ０ ０ 的框架结构厂房车间以及清一色的六七层砖混旧居 民楼迅速扩展至今 日十几层以上的坚固钢筋混凝土 高层建筑。以 １９ ９８年广东东莞 １ ３层框剪大楼、 １９ 年初上海长征医院 １ 层框剪大楼的成功爆破 ９９ ６
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（ｈｎｈｉ ｇａｇ ｓｎ Ｅ ｇｎ ｒ ｇ ｐｎ ， ｈｎ ｉ ４７ Ｃ ｉ ） Ｓａｇａ Ｓｕｕｎ Ｂａ ｉ ｎｉ ｅ ｎ Ｃｍ ａｙ Ｓａ动ａ ２０３ ， ｈ ａ ｈ ｌ ｔ ｇ ｅ ｉ ｏ ０ ｎ
观， 技术设计可靠， 风险小， 效果好。它从力学原理
出发， 应用数学方法， 借助一些设计公式与参数计 算， 只要满足一定的爆破切 口倾角和切口高度条件， 实现楼房重心外移， 可以确保高楼爆破塌落的成功。 而且前期施工工作量相对说并不大， 防护相对容易， 因此这种爆破方式与施工技术的改进及推广， 在国
２３ 原地垂直塌落方式存在的问题 ．
原地垂直塌落爆破方式虽然具有对周边环境要 求低， 易将建筑物爆破坍塌后的爆堆控制在较小范 围内， 爆后楼房解体度高而底部逐层加厚的缓冲堆 碴又能大大减弱对周边环境的塌落振动影响等显著
优点〔 ， ‘ 但这种方式的爆前施工以及必须逐层爆破 们
的苛刻爆时要求往往又使爆破工程人员望而生畏。 在实际爆破作业 中为了避免建筑物逐层爆破下落 时， 上部楼层“ 坐住” 撑住”施工人员不仅需要爆 或“ ， 前拆除各层面上非承重构件如砖体墙等 ， 还要求爆 破人员从底楼起逐层放置药包直至顶部， 再将各层 面内的承重构件包括立柱、 承重墙逐一爆破弱化处 理， 这样除了大量爆前与爆时的施工量外， 无形中还 将大大增加全面防护的经济成本 ， 并带来气浪与高 空飞石的极大风险。因此利用原地垂直塌落爆破方 式拆除十几层的高层建筑实施起来十分困难。 鉴于上述原因， 爆破工作者一直希望寻求一种 更为理想的高层建筑爆破拆除方式。它能较好地适 应现代化大中城市中 日渐严酷的环境安全条件， 既 能将爆后堆碴控制在较小的周边范围内， 又在楼房 爆破坍塌动态过程中具有更合理的能量转换分配比 例。即在楼房坍塌过程中， 能将巨大的初始位能较 多地贡献于高楼 自身结构中的相互挤压、 解体、 破碎 的做功上 ， 从而较大程度地减小对地面的直接冲击 荷载的比例， 显著降低塌落振动对周边的不利影响。
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课题研究， 所以在近年从事城市控制爆破工程实践 之余， 常常有兴趣从专业角度去关注了解国际上尤 其是欧美控爆同行的学术与技术进步。但令人十分 惊讶的是， 不管是情报检索、 还是上网搜索， 与西方 科技界在其他领域众多的学术期刊、 专业会议， 潮水 般涌现的论文报告形成鲜明对照的是 ： 在欧美的科 技工程界根本找不到国内（ （ 工程爆破》《 、爆破》 这样 一些专业学术期刊。即使一些著名爆破公司网站上 的专业文章往往也是新闻宣传式的爆破工程报道 ， 其中既没有关于设计思想、 控爆机理的阐述， 更没有 具体施工与爆破设计参数及起爆网路的介绍。美国 控爆专家们从未公开展示过他们的 Ｋ ｏ － ｗ（ ｎｗ ｈ 核 ｏ
黄士辉
（ 上海曙光爆破技术工程有限公司， 上海 ２０３ ） ０４７
摘 要： 对国内城市高层建筑爆破拆除近十年快速发展的历程作了简要的回顾与评述， 并根据近年控
制爆破工程实践与学习探索， 对国内常用的两种高楼爆破拆除方式— 定向倾倒爆破拆除与原地坍塌
爆破拆除各 自的长处与局限性进行了坦诚的讨论与分析。还重点对欧美爆破专家广泛采用的高楼内爆
３ 对欧美流行的高层建筑内爆拆除法 （ ｐ ｓ ｎ 的探讨与认识 Ｉ ｌｉ ） ｍ ｏｏ
３１ 欧美内爆拆除法的由来 ． 美国直到进人 ２ 世纪才开始建造摩天大楼。 ０ ７ 年代以后， ０ 一些过时的高楼开始陆续进人更新换 代， １８ 年时全美已有几千幢建筑物被控爆夷为 到 ９０ 平地。控爆的“ 进城” 与新闻、 电视媒体的发展将高
黄士辉， 总工程师、 研究员。
现状
黄士辉 ：国 内城市高层建筑爆破拆 除方 式 的探讨
检索国内近年已发表的有关高层建筑爆破拆除
的众 多 爆 破 工 程 实 践 及 相 关 理 论 探 讨 的 论
文〔一 ）可以发现国内爆破界在这短短的八九年 ‘ ‘， 。２
中的飞速进展。但就高层建筑爆破拆除方式的探索 而言， 仍显得较为单调。除了极少数采用原地垂直 塌落爆破外， 基本上都倾向于采用建筑物整体或分 解成几个局部定向倾倒的爆破方式， 这也是我们熟 知的砍树工作原理。其具体的技术设计模式可用上 海长征医院 １ 层楼房爆破设计为代表表述如下： ６ 以 爆高差与延迟时差在底部 １ ３４ 至 ， 层形成一个较大 的三角形或梯形爆破切 口。该切 口形成后 ， 其主体 结构即在重力作用下失稳并 以后排为铰座 向前转 动， 最后倾倒或触地撞击解体。与此同时常常在其 上部不同楼层设计 ２ 个小三角形爆破切 口， －３ 由下 而上顺序间隔起爆， 以折叠爆破效应来增大倾角， 减 小前倾塌落 距离。这种爆破拆除方式原理简明直
层建筑； 年代中期， ９ ０ 我们也尝试在淮海中路闹市 区采用原地垂直塌落爆破方式爆破拆除了沿街 ８ 层
框架结构建筑— 高塔公寓， 成功保全了 ８ｃ ０ｍ外
一墙之隔餐厅的完整无损。尽管这些小高层建筑的 爆破拆除实践都取得了成功， 但我们在施工作业中 还是深感无论是定向倾倒还是原地垂直坍塌的控爆
方式都还存在着一些巫待改进的局限之处〔） １０ ３
楼爆破的场景带人了公众关注之下。仔细观察可以 看出： 这些闹市区中爆破的高楼往往不是像 国内典
． ２ ４·
工 程 爆 破
型的那样转动定向倾覆， 而是原地下坐、 缓慢坍塌。 作者曾长期在中国工程物理研究院从事冲击波 物理与爆轰物理基础课题研究，０ ９ 年代作为访问学 者又在美国大学内从事过近 ３ 年的冲击动力学合作
第１ 卷 第４ ２ 期 ２００６年 １ ２月 文章编号： ０ ６ ０ １２０ ）４ ０ ２ 一 ６ １０ 一７５ （０６０ 一 ０２ ０
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工 程爆 破
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国内城市高层建筑爆破拆除方式的探讨
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拆除法（ ｐ ｓｎ作了认真的剖析与积极的推介。最后简要报道了２０ 年尝试采用内爆法成功拆除 Ｉ ｌｉ ） ｍ ｏｏ ０４
上海地区一幢 ６ ｍ高框剪结构大楼的工程实例。 ８
关键词 ： 拆除爆破； 高层建筑； 拆爆方式； 内爆 中图分类号： Ｕ ４． 文献标识码 ： Ｔ ７６５ Ａ
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错位了的逐层堆积体。 （） ３高层建筑高度的增加导致建筑物的初始位 能大大提高。楼房倾覆后 ， 高楼所具有的巨大位能 大部分转化为落地时的冲击动能 ， 其中除一部分做 功用于建筑物局部的进一步破碎解体外， 相当大比 例的能量将形成触地塌落振动以地震波的形式向外 传播。所以从消除、 减弱爆破拆除对周边环境的主 要消极影响， 特别是塌落振动这一点来看， 定向倾倒 爆破拆除方式的能量转化分配比例是不甚理想的。
内高层建筑爆破拆除领域获得了极高的成功率和出
色的经济效应与社会影响。 上海曙光爆破技术工程公司在六七年前也曾在 上海地区陆续实施过数次小高层建筑物的爆破作
业， ２０ 年采用定向倾倒爆破方式先后拆除了 如 ００ ６０时 的 ８层现浇剪力墙结构 的威诺公寓， ５０ １００ 珠江苑两栋 １ 层现浇剪力墙结构的小高 １０衬 １
拆除为出色开端〔２ 国内爆破界相继成功实施了 １） ，，
北京东直门 ２ 层住宅楼 、 ２ 武警总医院 １ ８层宿舍楼
０ ６一０ ８一２ ５ 收稿 日期 ２ ０
爆破的 论与 水平（０ 理 技术 ９ ｌ
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国内高层建筑爆破技术的现状与探讨
２
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作者简介
等重大爆破拆除项目３ （ ［。进人 ２ 世纪后， 层以 ） １ １ ０
上的高层建筑爆破拆除工程更是全国遍地开花， 其
中更以近年深圳城中村改造５１ ｍ ， 栋９－６ ．万 ２ １ ６ １
层高楼的爆破拆除规模以及温州市 ２ ２层中银大厦
的９ｍ爆破拆除高 ３ 度最为引 人注目ａｓ 〔ｌ －０
本文作者希望通过对近年基层爆破实践中的教 训与经验、 学习与借鉴的反思， 提出一些有待争议、 深化的观点与问题。以期抛砖引玉， 解放思想， 借他 山之石， 进一步探索这个控爆新领域中的特殊规律 与相应技术手段 ， 进而提升我 国高层建筑拆除控制
２２ 定向倾倒方式存在的主要问题 ． （） １考虑到拆除楼房的高度及倾倒的前冲作用， 必须在楼房倾倒方向保留足够的塌落空间， 而在现 今国内日显拥挤的大中城市中允许倒塌的空间范围 往往明显不足。 （） ２ 如果拆除高层属于较坚固的框架或框剪结 构， 由于楼房整体性好， 往往倒塌后解体较差， 竖立 的长方体结构倒地后常会成为横躺的长方体结构或