拆除爆破是一门跨学科的工程技术,涉及爆炸力学、材料力学、结构力学和断裂力学等相关学科知识。作为工程爆破的一个分支,拆除爆破随着钻孔机具、爆破器材和计算机技术的发展,在城市更新建设中的应用越来越广泛,特别是进入20世纪80年代以后,形成了内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系,在国民经济的发展中发挥了不可替代的作用。拆除爆破具有高效、低耗、安全、可靠的特点,可以利用炸药能量在短时间内将建(构)筑物解体并破碎,或将高空作业变为地面作业,加快了拆除速度,降低了风险,实现了机械化作业,减轻了劳动强度。
用于拆除建(构)筑物的爆破技术。
拆除爆破是一门跨学科的工程技术,涉及爆炸力学、材料力学、结构力学和断裂力学等相关学科知识。作为工程爆破的一个分支,拆除爆破随着钻孔机具、爆破器材和计算机技术的发展,在城市更新建设中的应用越来越广泛,特别是进入20世纪80年代以后,形成了内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系,在国民经济的发展中发挥了不可替代的作用。拆除爆破具有高效、低耗、安全、可靠的特点,可以利用炸药能量在短时间内将建(构)筑物解体并破碎,或将高空作业变为地面作业,加快了拆除速度,降低了风险,实现了机械化作业,减轻了劳动强度。
建(构)筑物的拆除爆破包括楼房、厂房拆除爆破,城市高架桥拆除爆破,钢筋混凝土支撑拆除爆破,烟囱、水塔、冷却塔、电视塔、水池的拆除爆破,水下围岩和挡水岩坎爆破等多种拆除爆破作业。
按爆破对象不同,拆除爆破可以分为建(构)筑物拆除爆破、水下围挡和挡水岩坎拆除爆破、大型群体筒形结构拆除爆破、废旧人防工事拆除爆破、基础和地坪拆除爆破、船坞的拆除爆破。其中建(构)筑物拆除爆破又包括楼房、厂房拆除爆破、烟囱、水塔、冷却塔的拆除爆破,桥梁的拆除爆破(图1)。
按爆破方法主要分为5种。①钻孔爆破,在待拆除建(构)筑物的某些关键部位钻凿小直径炮孔(38~40毫米),装入雷管和炸药,起爆后使这些关键部位破碎并失去其承载能力,从而将建筑物、构筑物拆除的方法。钻孔爆破是应用最为广泛的一种方法。②水压爆破(见水压爆破)。③静态破裂(见静态破裂)。④聚能爆破,聚能装药主要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(图2),主要用于切割金属钢板、管材、桥梁的钢架等。⑤预裂爆破或光面爆破,在对建(构)筑物拆除时,有时须拆除一部分而保留部分又要求不被破坏,可以采用预裂爆破或光面爆破控制拆除。
拆除爆破是既要通过爆破技术达到拆除的工程目的,又要保护邻近建(构)筑物和设施设备的安全,是拆除和保护的矛盾统一体。与其他爆破技术相比,拆除爆破具有以下特点:①拆除爆破属于控制爆破。在拆除爆破中要严格控制炸药爆炸能量的释放和介质的破碎过程,需要控制建(构)筑物爆破后的倒塌方向和堆积范围,同时控制爆破有害效应。②爆区周边环境复杂,需要保护目标多。城市更新建设过程中的拆除爆破工程一般位于城镇闹市区、居民区、工厂施工区等,爆破区域周围常有各种建(构)筑物,地下还常常敷设多种管道、电缆线和其他需要保护的设施。③需要拆除爆破的建(构)筑物种类繁多、结构复杂、材料类型各异。④起爆网路复杂,延时精度要求高。⑤工期紧,时间短,给爆破设计和施工带来很大困难。
随着中国经济社会的快速发展,在城市更新与工业升级改造过程中,大量的楼房、桥梁、烟囱和冷却塔等建(构)筑物需要拆除。中国建筑科学研究院统计数据表明,“十二五”期间,中国每年拆除的建筑面积约为4.6亿平方米,且呈逐年增长趋势。拆除工程已发展成中国的一个新兴产业。
建(构)筑物拆除趋向高层化。由于城市的扩建、改建,特别是城市的重新规划,有些建筑物未达到服务期限就予以拆除,使高层建筑拆除的数量明显加大。①随着层数的增加,高度增高,位能增大,拆除倒塌的塌落振动增大。②高层建筑群密集程度增大,允许倒塌范围明显不足。③建筑造型复杂,拆除机理日益复杂,解体难度不断增大。④建筑结构形式更趋多样化。⑤结构柔性化和钢筋混凝土强度等级增加,拆除工艺更加复杂。
拆除方法呈现多样化。高层建筑物的拆除仍以控制爆破为主,爆破拆除与机械拆除并存。在中国、美国和众多的西欧国家拆除爆破占有重要地位,而日本在机械拆除方面则相对领先。
大安全观念越来越被重视。在城市拆除爆破中,特别是高层建筑物的拆除必须遵守“安全第一”的原则,爆破振动、爆破空气冲击波、爆破噪声、爆破个别飞散物、爆破粉尘、爆破有害气体的预防和控制刻不容缓。