拆除爆破

拆除爆破

拆除爆破是指將爆破技術套用於建築物的拆解。與以岩石為工程對象的各種其他爆破技術相比,拆除爆破工程對象的結構與力學性質均有顯著差異,工程的環境條件與要求,以及對爆破效果的要求,都會產生一定的變化。因此,從事拆除爆破,如何選擇爆破的方法,科學制定爆破方案,合理選取爆破技術參數,都是需要學習和討論的問題。

基本介紹

  • 中文名:拆除爆破
  • 外文名:demolition blasting
  • 特點:環境複雜、對象多樣等
  • 一般理論:最小抵抗線原理等
  • 套用:橋樑爆破等
  • 學科:土木工程
技術要素,一般特點,環境特點,結構特點,理論,工序,

技術要素

拆除爆破是一門跨學科的工程技術,它需要對爆炸力學材料力學結構力學斷裂力學等工程學科有深入了解,在設計施工中要同時考慮各學科的特點,拆除爆破必須要達到五項基本技術要素:
一是控制炸藥用量。拆除爆破一般在城市複雜環境中進行,炸藥釋放的多餘能量往往會對周圍環境造成有害影響。因此,拆除爆破儘可能少用炸藥,將其能量集中於結構失穩,而充分利用剪下和擠壓衝擊力,使建(構)築結構解體。
二是控制爆破界限。拆除爆破必須視具體工程要求進行設計與施工,例如對於需要部分保留、部分拆除的建築物,則需要嚴格控制爆破的邊界,既要達到拆除目的,同時義要確保被保留部分不受影響。
三是控制倒塌方向。拆除爆破一般環境比較複雜,周圍空間有限,特別是對於高層建(構)築物,如煙囪、水塔等,往往只能有一個方向的奪地可供傾倒。這就要求定向非常準確,因為發生側偏或反向都將造成嚴重事故,因此準確定向是拆除爆破成功的前提。
四是控制堆渣範圍。隨著拆除建(構)築物越來越高,體量越來越大,爆破解體後碎渣的堆積範圍遠大於建(構)築物原先的占地面積,另外,高層建築爆破後,重力作用下的擠壓衝擊力很大,其觸地後的碎渣具有很大的能量,爆破解體後渣堆超出允許範圍,將導致周邊被保護的建(構)築物、設施的嚴重破壞。
五是有害效應控制。上述關鍵技術要素,並非每一項拆除爆破都會碰到。要依據爆破的對象、環境、外部條件和保護要求逐一針對性地解決,但爆破本身對環境產生的影響,也稱為“爆破的負效應”,即爆破產生的振動、飛石、噪聲、衝擊波和粉塵,以及建(構)築物解體時的觸地振動,卻是每一個工程都會遇到的,必須加以嚴格控制。

一般特點

拆除爆破的對象都是人工建構築物。與岩體開挖爆破相比,拆除爆破的特點主要體現在兩個方面;一是工程所處的環境;二是爆破對象物自身的結構與力學性質。前者對爆破安全提出了更高的要求,飛石和震動等爆破有害效應必須控制在可以接受的程度,而後者則對爆破方法及爆破技術參數的選取提出了要求。

環境特點

與礦山爆破相比,拆除爆破的對象往往是位於城鎮或工業廠區。在城鎮或工業廠區內進行爆破作業,必須充分考慮爆破對周圍環境內的人身財產安全的影響及可能對環境產生的消極影響,這些影響可包括:
(1)飛石。所謂飛石是指爆破可能產生的磚石和混凝土碎塊在爆破作用下的飛散、拋散現象。飛石現象是爆破作業導致人身傷亡事故和設備設施、建構築物破壞的首要因素。因此,拆除爆破,特別是在人口密集區,必須極力避免出現飛石現象,並在爆破時劃定足夠大的警戒區。除必要的爆破工程技術及相關人員外,其他人員須在爆破警戒期間疏散至警戒區外。
(2)爆破震動。爆破震動可對一定距離範圍內的建構築物造成某種程度的破壞,且這種震動效應可對周圍人造成驚擾和不適。
特別是在鄰近醫院、學校和居民區等較敏感區域,爆破震動尤其容易引起人們的反感和抱怨。但是,一般無法徹底避免爆破震動。為避免或降低爆破震動使人(尤其是心臟病人等對突然的震動和聲響敏感的人群)產生的不適,應在實施拆除爆破之前若干天將準確的爆破日期和時間書面通知相關單位,並予確認。必要時,須在實施爆破之前若干小時當面知會醫院、學校、教堂等對突然的震動和聲響敏感的人群。當然,這些工作並不能取代起爆前的鳴笛示警等其他安全警戒措施。
(3)噪聲。噪聲是拆除爆破時無法真正避免的另一有害效應。與震動類似,特別是在鄰近醫院、學校和居民區等較敏感區域,噪聲也很容易引起人們的反感和抱怨。
(4)煙塵與有害氣體。拆除爆破過程中一般很難避免煙塵與有害氣體的產生,而煙塵和有害氣體對周圍環境都是有害的,會對周圍一定範圍內人們的工作和生活產生有害影響。因此,拆除爆破時也須儘量減少煙塵與有害氣體的生成量,將其對周圍環境的危害降低到最低程度。
(5)落地衝擊效應。當待拆對象具有一定高度時,爆落物將在自重作用下落地,且伴有一定程度的水平向運動。爆落物落地瞬間將對地表產生一定的衝擊力,若此時此處的地表以下有涵管線纜等地下設施,即有可能對這些設施造成破壞。爆落物的水平向運動,則有可能使緊鄰的建構築物產生破壞。
總之,在拆除爆破工程實踐中,準確全面地獲取待拆對象一定距離範圍內的地表與地下各種建築與設施的相關信息和數據,對實現安全爆破和人性化爆破,具有極為重要的意義。

結構特點

拆除爆破工程的對象一般是人造的牆、柱、梁、筒等結構體。與礦山爆破時的礦體和岩體相比,這些結構體的幾何特徵與力學性質一般都是可知的,這一點對拆除爆破十分重要,利於爆破技術方案的科學制定和技術參數的準確計算,利於實現對爆破效果的精確控制。換句話說,在拆除爆破工程實踐中,準確全面地獲取待拆對象本身的結構特點和物理力學性質,是科學進行爆破設計和嚴格控制爆破效果的重要前提。

理論

各種建構築物作為拆除爆破的對象,其結構的幾何要素和材料的物理力學性質往往都是基本準確、具體、全面和可知的。因此,相對於岩體爆破,拆除爆破可以做到基本的準確量化,實現所謂的“精確爆破”,而在拆除爆破實踐中真正實現精確爆破,需要在爆破設計與施工中科學運用以下原理。
1.最小抵抗線原理
最小抵抗線是指藥包中心到自由面的最小距離。最小抵抗線的方向則是該藥包爆破時周圍介質破碎後發生拋擲的主導方向。
在設計藥包位置和確定藥量大小時合理和充分地利用最小抵抗線的作用,其目的有兩個:一是控制爆破破壞和拋擲的方向與範圍;二是避免最小抵抗線指向需保護的目標,保證爆破安全。
2.等能原理
在設計的爆破破壞範圍內,炸藥量的大小與實際需要相符,既能保證介質的破碎充分,同時儘量減小或避免飛石、震動、噪聲、煙塵等有害效應。換言之,所謂的等能原理.是指藥包爆炸產生的能量正好與藥包抵抗線範圍內介質破壞所需要的能量相等。
3.分散化原理
所謂分散化,是指炸藥在爆破範圍內儘量分散,儘量“多鑽孔,少裝藥”。且鑒於介質的均質性,均布藥包和藥量,使炸藥能量的分布更為均勻。其作用有二:一是保證範圍內介質的破碎均勻,破壞範圍邊界規整,利於實現精確爆破;二是利於減小飛石等有害效應。
4.失穩原理
在建築物的承重部位鑽孔爆破,之後利用建築物的自重使之失去原有的穩定性,在自重作用下傾倒坍塌,最終觸地解體,達至拆除爆破的效果。
顯然,在進行拆除爆破時,準確判定建築物的承重部位,合理確定布孔範圍,是確保獲得預期爆破工程效果的重要根本。
5.緩衝原理
拆除爆破,特別是具有一定高度的建構築物的拆除爆破,其主要特徵之一是建築物本身在自重作用下以一定速度與地表發生碰撞衝擊而發生一定程度的解體效應。當地表堅硬平整時,觸地瞬間的衝擊作用可極為強烈,從而可能引起若干塊體的飛濺,導致觸地震動和飛石兩種現象的發生,不利於周圍其他建構築物、設備設施及人身的安全。因此,實踐中一般需要在預定傾倒坍塌的範圍內採取相應的緩衝措施,用以減弱塌落體與地表的碰撞衝擊作用,降低震動和減弱塊體飛濺,保證爆破安全。

工序

拆除爆破工程包括以下程式:
(1)了解情況。了解工程內容、工期要求和安全要求;了解爆破可能影響的房屋、地下管線及構築物、空中線路、線桿、道路、橋樑、設備、儀器、居民、學校、醫院等情況;了解建築物本身的結構、材料、完好程度、欠缺點、影響解體的內外部構造;了解當地公安部門對拆除爆破的有關規定和要求。
(2)可行性分析。契約簽訂之前,一定要對以下幾點做到心裡有數:1)拆除方案:用鑽孔、水壓還是其他爆破方式以及採用何種倒塌方式;2)工程量:預拆除工程量及鑽孔與防護工程量;3)周圍環境的難點問題;4)可能發生的意外及風險費用;5)工程等級;6)工程總價及工期。
(3)簽署工程契約。與甲方商談並簽訂工程契約。
(4)工程技術設計及上報。一般在工程技術設計之前應詳細了解拆除對象的現狀,有許多建築物經多次改造其尺寸乃至形態與圖紙不符,要現場繪製有關圖紙,在詳細勘察的基礎上做出的設計才能保證設計質量,完成技術設計後,再做出施工組織設計。全部設計完成後,按《爆破安全規程》(GB 6722)的規定和當地公安部門的要求報批。
(5)組織施工。組織施工主要包括鑽孔和防護工程兩大部分。
(6)爆破。應在現場指揮部領導下進行施工。主要內容包括:裝藥、堵塞、連線起爆網路、警戒、防護工程、起爆及爆後檢查、解除警戒等。

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