拆除爆破技術(shù)

3.3拆除爆破技術(shù)拆除控制爆破的基本原理與方法

拆除控制爆破的設計原理

拆除控制爆破參數(shù)的設計計算

拆除控制爆破的基本原理等能原理微分原理失穩(wěn)原理緩沖原理防護原理等能原理根據(jù)爆破對象、條件和控爆要求，優(yōu)選控爆參數(shù)，即選取最優(yōu)的孔徑、孔深、孔數(shù)、孔距、排距和炸藥單耗等，采用合適的裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式及炸藥品種，以期達到每個炮孔所產(chǎn)生的爆炸能量與破碎該孔周圍介質(zhì)所需的最低能量相等。使介質(zhì)只產(chǎn)生一定寬度的裂縫或原地松動破碎，而無造成危害的剩余能量，這就是等能原理。微分原理控制爆破的微分原理是將爆炸某一目標所需的總裝藥量進行分散化與微量化處理，也稱為分散化與微量化原理。“多打眼，少裝藥”是爆破人員對分散化、微量化原理的形象而通俗的說明。換言之，它是將總裝藥量“化整為零”，把微量的炸藥合理地裝在分散的炮孔中，通過分批微差多段起爆，既達到爆破質(zhì)量的要求，又達到顯著地降低爆破危害的目的。微分原理是以等能原理為基礎，將藥量微分化，也即將爆炸能量微分化，從而達到控制爆破的目的。失穩(wěn)原理在認真分析和研究建筑物或結(jié)構(gòu)物的受力狀態(tài)、荷載分布和實際承載能力的基礎上，運用控制爆破將承重結(jié)構(gòu)的某些關(guān)鍵部位爆松，使之失去承載能力，同時破壞結(jié)構(gòu)的剛度，建筑物或結(jié)構(gòu)物在整體失去穩(wěn)定性的情況下，在其自重作用下原地坍塌或定向傾倒，這一原理稱為失穩(wěn)原理。當采用控制爆破拆除鋼筋混凝土框架大樓時，根據(jù)上述的失穩(wěn)原理，設計和施工時應當遵守下述原則：（1）形成控爆拆除所需的鉸支和傾覆力矩（2）滿足最小破壞高度（3）預拆除緩沖原理在優(yōu)選適合控制爆破的爆破能源及裝藥結(jié)構(gòu)等的基礎上，削弱爆炸應力波的峰值壓力對介質(zhì)的沖擊作用，使爆破能量得到合理地分配與利用，稱為緩沖原理。緩沖原理的實質(zhì)就是通過某些手段，延長爆炸壓力的作用時間，從而降低炮孔的初始沖擊壓力。實現(xiàn)緩沖爆破的方法很多，常用的方法是“不耦合裝藥”。一般情況下，爆破緩沖比(炸藥爆轟壓力與炮孔壓力的比值)與裝藥的不藕合系數(shù)成正比。不耦合系數(shù)大，則緩沖比也大，相應的炮孔壓力就小。在多數(shù)情況下，要求緩沖后的炮孔壓力達到使炮孔周圍裂紋擴展的最小壓力即可，該值一般為巖石抗拉強度的18倍。防護原理在研究與分析控制爆破理論和爆破危害作用基本規(guī)律的基礎上，通過采用行之有效的技術(shù)措施，對已受到控制的爆破危害再加以防護，稱為防護原理。拆除控制爆破中產(chǎn)生的危害主要有爆破地震、爆炸沖擊波、噪音、爆破飛石和毒氣等。為了達到有效防護的目的，應熟悉和掌握各種爆破危害的作用及其規(guī)律。拆除爆破的基本方法鉆孔爆破法:在待拆除建筑物、構(gòu)筑物的某些關(guān)鍵部位鉆鑿小直徑炮孔，裝入雷管和炸藥，起爆后使這些關(guān)鍵部位破碎并失去其承載能力，從而將建筑物、構(gòu)筑物拆除的方法。

水壓爆破法:把炸藥置于充滿水的容器狀建筑物或構(gòu)筑物中爆炸而將其破碎拆除的方法，如水塔、水槽、碉堡、油罐、氣罐和金屬容器、箱等，都可以用水壓爆破法拆除。靜態(tài)破碎法:利用裝在炮孔中的靜態(tài)破碎劑的水化反應，使晶體變形、產(chǎn)生體積膨脹，從而緩慢地將膨脹壓力施加給孔壁，經(jīng)過一段時間后達到最大值，使介質(zhì)破碎。拆除控制爆破的設計原理拆除控制爆破的設計原則與內(nèi)容設計原則主要是建立在對單個藥包能量和總體爆破規(guī)模的控制基礎之上，并使炸藥均勻分布于爆破體之中；設計內(nèi)容包括：方案制定、技術(shù)設計和施工設計。拆除控制爆破的設計技巧

明確是全部拆除還是局部拆除；確定一次起爆的規(guī)模；排定炮孔起爆的先后次序。

拆除控制爆破參數(shù)的設計計算

最小抵抗線W的確定

孔網(wǎng)參數(shù)的確定

裝藥量計算

拆除控制爆破的施工與安全防護

拆除控制爆破實例

最小抵抗線W的確定舊建筑物的拆除爆破中，一般W值均在1m以下。當爆破體為薄壁結(jié)構(gòu)或小斷面鋼筋混凝土梁柱時，W=B/2，B為壁厚或梁柱斷面的寬度。實踐經(jīng)驗表明，B<30cm，即W<15cm時，爆破飛石是不易控制的，宜考慮采用其他施工方法進行破碎或兩側(cè)臨空面加強防護后進行爆破。若薄壁結(jié)構(gòu)為拱形或圓筒形，如混凝土水塔等，為控制飛石，當炮孔方向平行于弧面的情況時，藥包指向外側(cè)的最小抵抗線W1應取(0.65～0.68)B，指向內(nèi)側(cè)或圓心的最小抵抗線W2應取(0.32～0.35)B。當爆破體為大體積圬工(如橋墩、橋臺、高大建筑物或重型機械設備的混凝土基座等)，并采用人工清碴時，破碎塊度不宜過大，最小抵抗線W可取如下值：混凝土圬工：W=35～50cm；漿砌片石、料石圬工：W=50～7Ocm；鋼筋混凝土墩臺帽：W=(3/4～4/5)H(H為墩臺帽厚度)。當爆破后采用機械清碴時，W還可選用較大值，通常根據(jù)機械吊裝和運載能力對塊度或質(zhì)量的要求來確定W值。最小抵抗線方向是爆破飛石的主導方向，應根據(jù)被爆體形狀和環(huán)境條件合理確定最小抵抗線方向，一般取在場地比較開闊的方向。孔網(wǎng)參數(shù)的確定拆除控制爆破設計中的孔網(wǎng)參數(shù)主要有炮孔間距α、排距b、炮孔深度l。實踐表明，對于各種不同建筑材料和結(jié)構(gòu)物，采用下列α/W比值是合適的：混凝土圬工：α=(1.0～1.3)W；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：α=(1.2～2.0)W；漿砌片石或料石：α=(1.0～1.5)W；漿砌磚墻：α=（1.2～2.0）W（W為墻體厚度B的1/2）；混凝土薄地坪切割：α=(2.0～2.5)W(W等于炮孔深度)；預裂切割爆破：α=(8～12)d(d為炮孔直徑)。多排炮孔一次起爆時，排距b應略小于α，根據(jù)材質(zhì)情況和對破碎塊度的要求，可取b=(0.6～0.9)α；多排炮孔逐排分段起爆時，考慮前排爆堆的影響，宜取b=(0.9-1.2)α。在確保孔深l>W的前提下，l主要與爆破體的厚度或?qū)挾菳以及臨空面條件有關(guān)。當爆破體底部有臨空面時，取l=(0.6～0.65)B；無臨空面時，取l=(0.7～0.8)B。孔底留下的厚度應等于或略小于側(cè)向抵抗線，這樣既能保證下部的破碎，又能防止爆破時從孔底向下沖開，即產(chǎn)生座炮，而使周邊和上部得不到充分破碎。裝藥量計算拆除控制爆破的裝藥量是按體積法計算的。因此，炸藥單耗q是拆除爆破中最重要的一個參數(shù)，該值的合理選取是正確計算裝藥量的關(guān)鍵。影響q值的因素很多，其變化幅度也很大。在拆除爆破中，一般選用的W值均小于1m，當爆破體材質(zhì)及其強度、爆破方法和爆破條件等其他因素完全相同時，q值隨W值的大小而變化。W值越小，q值越大，平均炸藥單耗∑Q/V也越高；W值越大，則q值和平均炸藥單耗∑Q/V值越小。炸藥單耗q值主要采用下列兩種方法確定：(1)根據(jù)爆破體的材質(zhì)、強度、均質(zhì)性和最小抵抗線及臨空面條件等，按經(jīng)驗數(shù)據(jù)初步選取一個q值，然后按藥量計算公式算出單孔裝藥量Q，并進一步求出該次爆破的總藥量∑Q和預期爆除介質(zhì)體積V之比，即∑Q/V，并與初步選取的q值所對應的平均炸藥單耗∑Q/V經(jīng)驗值進行比較，若相差較大時，則應調(diào)整q值，重新計算；若接近時，便可采用所選取的q值。(2)在重要的拆除爆破工程中，特別是對爆破體的材質(zhì)、性能和原施工質(zhì)量不了解的情況下，選定q值時，則應對爆破體進行小范圍內(nèi)的局部試爆。具體方法是：為確保試爆安全，除必須防護外，應按照“爆撬結(jié)合、寧撬勿飛”的原則，根據(jù)爆破體材質(zhì)初步選取q值，然后計算出試爆的裝藥量，并模擬實爆時的孔網(wǎng)參數(shù)進行布孔、鉆孔、裝藥和試爆。

Q=qabHH-單孔爆除高度，m拆除控制爆破的施工與安全防護拆除控制爆破作業(yè)一般采用較為密集排列的小直徑炮孔和多點分散裝藥，對鉆孔位置、藥包位置及藥量的準確度要求較高，因為這些因素都直接影響爆破效果和安全。標孔與鉆孔，炮孔定位

裝藥與堵塞，天平稱量藥量，炮泥堵塞起爆網(wǎng)路連接安全防護，防護是拆除控制爆破施工的重要環(huán)節(jié)之一，不僅可以制止個別飛石造成危害，還可起到降低爆破噪聲的效果。8mN1號辦公樓鍋爐房煙囪2號辦公樓12m20m有一座鋼筋混凝土煙囪，高125m，底部外直徑8m，內(nèi)直徑6.8m，周圍環(huán)境如左圖所示。試設計出：

1.爆破倒塌方案；

2.計算相關(guān)參數(shù)(開口位置、形式及尺寸、最小抵抗線、炮孔深度、孔網(wǎng)參數(shù)、單孔裝藥量及總裝藥量等)；

3.起爆方法；4.防護措施等。如果爆區(qū)巖性為中硬，1號辦公樓和2號辦公樓質(zhì)點振動允許速度分別為8cm/s和5cm/s，經(jīng)過試爆確定出炸藥單耗q為1200g/m3，試計算出同段孔數(shù)和同段最大起爆藥量，并設計出爆破網(wǎng)絡。

拆除控制爆破實例拆除控制爆破實例根據(jù)現(xiàn)場建筑物分布情況，確定向東定向倒塌方案，即爆破后，煙囪向東定向倒塌。開口位置選在距地表0.5m高處開始；采用等腰梯形開口形式，見下圖；臂厚B=(D外-D內(nèi))/2＝0.6m開口尺寸：長L＝лD外×2/3=3.14×8×2/3=16.8m高H=(3～5)B=3×0.6=1.8m炮孔深度l=(0.67～0.7)B＝0.7×0.6=0.42m孔距a=(0.85～0.95)l=0.9×0.42=0.38m排距b=0.85a=0.85×0.38=0.32m最小抵抗線W＝B/2=0.3m單孔裝藥量：Q單孔＝abBq=0.38×0.32×0.6×1200=88g總裝藥量：Q＝（L＋L1）H/2×B×q=(16.8+12.6)×1.8×0.6×1.2/2=19.05kg起爆方法：選用導爆管雷管作為起爆方法，每個炮孔中放一發(fā)雷管，段別待定。拆除控制爆破實例-開口形式2.1m12.6m1.8m2.1mab拆除控制爆破實例-同段孔數(shù)根據(jù)題意，1號辦公樓和2號辦公樓質(zhì)點振動允許速度分別為8cm/s和5cm/s，1號辦公樓距離爆破點較遠，允許的振動速度又大，所以只根據(jù)2號樓允許振動速度確定同段最大起爆藥量Qmax即可求出同段最多起爆孔數(shù)n。查表可知，對于中硬巖石，可選取k=200,α=1.65,將已知數(shù)據(jù)代入質(zhì)點振動速度公式可得：拆除控制爆破實例-起爆網(wǎng)絡設計同排孔數(shù)＝H/a=1.8/0.38=4.73，取5個同段起爆排數(shù)＝n/5=24/5=4.8，取4排總排數(shù)＝L/b=16.8/0.32=52.5，取52排總段數(shù)＝52/4=13段起爆網(wǎng)絡如下圖所示，1～13表示導爆管雷管的段別，也表示起爆順序。2.1m12.6m1.8m2.1m中心線122·

·

·

·

·

··

·

·

·

·

·1313特種爆破技術(shù)

水壓爆破

聚能爆破

金屬爆炸加工

其它特種爆破技術(shù)水壓爆破

水壓爆破拆除法是一種非炮孔法拆除容器式構(gòu)筑物的有效方法；將一定量的炸藥包懸掛于充滿水的構(gòu)筑物中，起爆后，利用水作為傳遞爆炸壓力和能量的中間介質(zhì)，達到破壞構(gòu)筑物的目的；凡是能盛水的構(gòu)筑物(如水塔、水池、碉堡、油罐、氣罐等）都可采用水壓爆破拆除；水是不可壓縮的，炸藥在水中爆炸時，水自身消耗的變形能很小，因而能量傳遞率高。聚能爆破

油(氣)井爆破

平爐穿孔爆破

切割爆破

油(氣)井爆破WS-1型103射孔彈結(jié)構(gòu)示意圖1-藥柱；2-藥餅；3-金屬聚能罩；4-彈殼平爐穿孔爆破1-穿孔彈外殼；2-電雷管；3-傳爆藥；4-主爆藥；5-聚能罩1-耐火材料；2-裝藥桿；3-鋼水；4-出鋼口砌體；5-耐火磚；6-穿孔彈；7-電雷管引線切割鋼板的聚能藥包

1-聚能罩；2-炸藥；3-外殼；H-安置高度；L-藥包長度；h-藥包高度金屬爆炸加工

爆炸成形爆炸復合爆炸成形金屬爆炸成形是利用隔離爆炸加工來實現(xiàn)，是以空氣、水或其他流體作為介質(zhì)，將炸藥和加工工件隔離。當炸藥爆炸時，所產(chǎn)生的高溫高壓氣體就像一個活塞一樣壓縮前方的流體，使其沖擊作用于加工工件上，從而達到爆炸成形(由金屬材料加工成零件或構(gòu)件)和爆炸矯形（將零件或構(gòu)件進行整形或修形）的目的。

爆炸復合

爆炸焊接爆炸壓接爆炸硬化爆炸焊接爆炸焊接的過程如下：當炸藥爆轟以一定爆速向前傳播時，爆炸產(chǎn)物形成高壓脈沖荷載作用在復板上，復板被加速，在數(shù)微秒時間內(nèi)使其向基板運動的速度可達每秒幾百米。復板從起始端開始依次與基板碰撞。當兩板以一定角度相碰時將產(chǎn)生很大壓力(約數(shù)萬兆帕)，大大超過金屬的動態(tài)屈服極限，因而碰撞區(qū)產(chǎn)生了高速度的塑性變形，同時伴隨著劇烈的熱效應。此時，碰撞面金屬板的物理性質(zhì)類似流體，從而形成了兩種金屬的冶金結(jié)合。

爆炸壓接－對接