1、全国工程爆破技术人员统一培训教材全国工程爆破技术人员统一培训教材中国工程爆破协会中国工程爆破协会 编编汪旭光汪旭光 主编主编冶金工业出版社冶金工业出版社（20112011）爆爆 破破 设设 计计 与与 施施 工工第十一章第十一章 拆除爆破拆除爆破 11.1 拆除爆破基础知识拆除爆破基础知识 11.2 建（筑）筑物的拆除爆破建（筑）筑物的拆除爆破 11.3 静态破裂技术静态破裂技术 11.4 拆除爆破施工拆除爆破施工 11.5 拆除爆破理论模型及数值模拟拆除爆破理论模型及数值模拟学习要点：学习要点： 1、了解拆除爆破的基本概念、特点、要求；、了解拆除爆破的基本概念、特点、要求； 2、熟悉拆除爆破
2、的原理；、熟悉拆除爆破的原理； 3、掌握拆除爆破的设计方法、内容、爆破方案的选择；、掌握拆除爆破的设计方法、内容、爆破方案的选择； 4、掌握楼房和高耸建筑物的爆破技术与施工；、掌握楼房和高耸建筑物的爆破技术与施工； 5、了解水压与聚能爆破原理及应用。、了解水压与聚能爆破原理及应用。11.1 拆除爆破基础知识拆除爆破基础知识11.1.1拆除爆破总论拆除爆破总论 1、概况、概况v建筑物拆除爆破建筑物拆除爆破始于第二次世界大战以后，许多城市的工厂和建筑物被战争始于第二次世界大战以后，许多城市的工厂和建筑物被战争破坏，大量的工业设施需要重建和改建，拆除旧的建筑物和构筑物给爆破工作者破坏，大量的工业设施
3、需要重建和改建，拆除旧的建筑物和构筑物给爆破工作者提供了一个机会，使危险性很大的爆破技术从旷野进入城市，使工程爆破理论和提供了一个机会，使危险性很大的爆破技术从旷野进入城市，使工程爆破理论和技术得以迅速发展，并逐步发展形成了一门专门技术技术得以迅速发展，并逐步发展形成了一门专门技术城市拆除爆破技术城市拆除爆破技术。 v国际上，国际上，20世纪世纪60年代，美国、日本、瑞典等国已将爆破技术应用于城市建筑年代，美国、日本、瑞典等国已将爆破技术应用于城市建筑物和构筑物的拆除。进入物和构筑物的拆除。进入70年代以后，随着爆破理论、施工技术的发展，各类破年代以后，随着爆破理论、施工技术的发展，各类破碎剂
4、的研制成功，以及以水为传能介质的水压爆破等新技术的应用与不断完善，碎剂的研制成功，以及以水为传能介质的水压爆破等新技术的应用与不断完善，进一步扩大了工程爆破的应用范围。近十几年，已成功地应用爆破技术拆除进一步扩大了工程爆破的应用范围。近十几年，已成功地应用爆破技术拆除80层层以上的楼房以上的楼房，200m以上的烟囱以上的烟囱，并在海底爆破、营救地震受害人员等方面取得了并在海底爆破、营救地震受害人员等方面取得了良好的效果。良好的效果。 v我国我国在建筑物、构筑物爆破拆除等方面，从在建筑物、构筑物爆破拆除等方面，从50年代年代开始应用，并迅速发展起来，开始应用，并迅速发展起来，居先进国家之列。居先
5、进国家之列。1958年，东北工学院在国内首次用爆破方法拆除了年，东北工学院在国内首次用爆破方法拆除了120m高的高的钢筋混凝土烟囱，开了我国拆除爆破之先河。钢筋混凝土烟囱，开了我国拆除爆破之先河。70年代年代中后期以来，拆除爆破技中后期以来，拆除爆破技术更有了快速的发展，术更有了快速的发展，73年铁科院爆破拆除年铁科院爆破拆除2200m3旧北京饭店钢筋砼地下室；旧北京饭店钢筋砼地下室；76年为建毛主席纪念堂，在天安门广场附近一次爆破拆除三座大楼（年为建毛主席纪念堂，在天安门广场附近一次爆破拆除三座大楼（1.2万万m2）。）。进入进入80年代年代以后，全国成立了数百家专门从事控制爆破的公司，拆除
6、爆破技术以后，全国成立了数百家专门从事控制爆破的公司，拆除爆破技术逐渐在全国范围内推广开来。许多科研单位、高等院校将爆破理论与实践相结逐渐在全国范围内推广开来。许多科研单位、高等院校将爆破理论与实践相结合，进行拆除爆破的实践，拆除了许多复杂的建筑物和构筑物，使拆除爆破技合，进行拆除爆破的实践，拆除了许多复杂的建筑物和构筑物，使拆除爆破技术进入了一个新的阶段。如山东十里泉电厂术进入了一个新的阶段。如山东十里泉电厂180m钢筋混凝土烟囱分层爆破拆除，钢筋混凝土烟囱分层爆破拆除，解决了周围环境特别复杂，不可能整体倾倒或折叠爆破时的高空爆破作业技术解决了周围环境特别复杂，不可能整体倾倒或折叠爆破时的高
7、空爆破作业技术的难题，为高烟囱拆除爆破提供了新的模式和成套经验；重庆发电厂西厂爆破的难题，为高烟囱拆除爆破提供了新的模式和成套经验；重庆发电厂西厂爆破拆除工程是一次起爆拆除工业建筑物面积最大的项目，一次爆破拆除拆除工程是一次起爆拆除工业建筑物面积最大的项目，一次爆破拆除2700m2；1995年年12月在武汉成功地拆除了正在缓慢倾斜的月在武汉成功地拆除了正在缓慢倾斜的18层高层高56m大楼；大楼；1999年上海年上海又成功地拆除了又成功地拆除了16层高层高67m的长征医院病房楼。的长征医院病房楼。v我所我所自自1982年开始从烟囱、水塔、楼房等建筑物爆破拆除，到复杂情况下的年开始从烟囱、水塔、楼
8、房等建筑物爆破拆除，到复杂情况下的建筑拆除，也取得了较快的发展和成就，特别是在山东各地进行了大量的拆除建筑拆除，也取得了较快的发展和成就，特别是在山东各地进行了大量的拆除爆破。爆破。2、拆除爆破的特点、拆除爆破的特点 与其他爆破工程相比，拆除爆破具有以下特点：与其他爆破工程相比，拆除爆破具有以下特点：（1）爆区周围环境复杂。）爆区周围环境复杂。拆除爆破一般是在城市闹市区、居民区、厂区或厂房内拆除爆破一般是在城市闹市区、居民区、厂区或厂房内进行，在爆区内或附近往往有各种建筑物、管道（如输水管，输气管）、线缆进行，在爆区内或附近往往有各种建筑物、管道（如输水管，输气管）、线缆（如高压线和通讯线路等
9、）和其他设施，环境十分复杂。进行拆除爆破时不能为（如高压线和通讯线路等）和其他设施，环境十分复杂。进行拆除爆破时不能为了拆除某个建筑物而破坏周围的设施，更不能引起人员伤亡事故。了拆除某个建筑物而破坏周围的设施，更不能引起人员伤亡事故。（2）爆破对象、材质复杂。）爆破对象、材质复杂。爆破对象可能是各种建筑物或构筑物，它们在结构形爆破对象可能是各种建筑物或构筑物，它们在结构形状和材质上大不相同，建筑时间各异，很多建筑物或构筑物没有原始资料。状和材质上大不相同，建筑时间各异，很多建筑物或构筑物没有原始资料。（3）对爆破技术的可靠性要求非常高，起爆技术复杂。）对爆破技术的可靠性要求非常高，起爆技术复杂
10、。采用爆破法拆除建筑物采用爆破法拆除建筑物时，由于拆除方案的需要，在布孔和起爆方式上与常规爆破有很大区别。有时一时，由于拆除方案的需要，在布孔和起爆方式上与常规爆破有很大区别。有时一次需要起爆千万个药包，这些药包又往往需要分批延期起爆，在间隔时间和起爆次需要起爆千万个药包，这些药包又往往需要分批延期起爆，在间隔时间和起爆顺序上需要进行严格控制。顺序上需要进行严格控制。（4）工期紧、影响大、防护问题突出。）工期紧、影响大、防护问题突出。一般要求限期完成，给爆破设计与施工一般要求限期完成，给爆破设计与施工造成很大的困难。造成很大的困难。3、对拆除爆破的特殊要求、对拆除爆破的特殊要求 正因为拆除爆破
11、的特殊性，所以拆除爆破除了满足一般的爆破要求正因为拆除爆破的特殊性，所以拆除爆破除了满足一般的爆破要求外，还应满足以下几个方面的要求：外，还应满足以下几个方面的要求：（1）控制爆破产生的有害效应。）控制爆破产生的有害效应。拆除爆破必须贯彻拆除爆破必须贯彻“安全第一安全第一”的的思想，爆破产生的地震波、空气冲击波、噪音和飞石等的危害都要控制思想，爆破产生的地震波、空气冲击波、噪音和飞石等的危害都要控制在允许的范围内，确保周围设施及人员的安全。在允许的范围内，确保周围设施及人员的安全。（2）控制坍塌方向和堆积范围。）控制坍塌方向和堆积范围。对于高耸建筑物或构筑物，要求爆对于高耸建筑物或构筑物，要求
12、爆破后按设计的方向倒塌，按设计的范围堆积，以免砸坏附近的建筑物或破后按设计的方向倒塌，按设计的范围堆积，以免砸坏附近的建筑物或设施。设施。（3）控制爆破的破坏范围。）控制爆破的破坏范围。要把设计拆除的部分完全爆破下来，而要把设计拆除的部分完全爆破下来，而不需要拆除的要完整地保留下来。不需要拆除的要完整地保留下来。（4）控制被爆体的破碎程度。）控制被爆体的破碎程度。便于清理废墟和装运。便于清理废墟和装运。 根据爆破对象的不同，根据爆破对象的不同， 可将拆除爆破分为可将拆除爆破分为如下类型：如下类型： （1）基础型基础型构筑物拆除爆破。构筑物拆除爆破。 （2）高耸型高耸型构筑物拆除爆破。构筑物拆除
13、爆破。 （3）厂房型厂房型建筑物拆除爆破。建筑物拆除爆破。 （4）容器型容器型构筑物拆除爆破。构筑物拆除爆破。 （5）其它其它特殊建筑物和构筑物的拆除。特殊建筑物和构筑物的拆除。 拆除爆破拆除爆破具有快速、高效、经济、安全等优点，具有快速、高效、经济、安全等优点，是一种是一种城市控制爆破技术。城市控制爆破技术。v 综上所述，综上所述，拆除爆破定义：拆除爆破定义：是根据工程要求和爆是根据工程要求和爆破环境、规模、对象等具体条件，通过精心设计、破环境、规模、对象等具体条件，通过精心设计、施工与防护等技术措施，施工与防护等技术措施，严格控制炸药爆炸能量的严格控制炸药爆炸能量的释放过程和介质的破碎过程
14、，释放过程和介质的破碎过程，既要达到预期的爆破既要达到预期的爆破效果，又要将爆破的影响范围和危害作用严格地控效果，又要将爆破的影响范围和危害作用严格地控制在允许限度之内，即对爆破效果和爆破效应同时制在允许限度之内，即对爆破效果和爆破效应同时加以控制地爆破技术。加以控制地爆破技术。 4、拆除爆破的方法、拆除爆破的方法 通常可采用三种爆破方式：钻孔爆破、水压爆破和外部通常可采用三种爆破方式：钻孔爆破、水压爆破和外部爆破（糊炮、聚能切割）。爆破（糊炮、聚能切割）。 钻孔爆破法钻孔爆破法 即常用的有三种即常用的有三种 水压爆破法水压爆破法 （简述适用条件）（简述适用条件） 外部爆破法外部爆破法5、拆除
15、爆破工程的程序、拆除爆破工程的程序 了解情况了解情况（拆除要求、周围环境、建筑结构、当地公安规定）；拆除要求、周围环境、建筑结构、当地公安规定）； 可行性分析可行性分析（方案比选，工程风险、难点、等级、工程量、造价（方案比选，工程风险、难点、等级、工程量、造价 及工期，签合同）；及工期，签合同）； 工程设计及上报工程设计及上报（技术设计、施工组织设计、办理爆破手续）；（技术设计、施工组织设计、办理爆破手续）； 组织施工组织施工（布孔、钻孔、验孔、装药、网路检测、防护等）；布孔、钻孔、验孔、装药、网路检测、防护等）； 爆破爆破（警戒、放炮、检查）（警戒、放炮、检查）11.1.2 拆除爆破设计原理
16、及药量计算拆除爆破设计原理及药量计算 1、基本原理、基本原理1）最小抵抗线原理：）最小抵抗线原理：最小抵抗线方向是爆炸冲击波及爆生最小抵抗线方向是爆炸冲击波及爆生气体膨胀的最短路径，介质阻力最小，是介质易于破碎和抛气体膨胀的最短路径，介质阻力最小，是介质易于破碎和抛掷的主要方向。（注意：掷的主要方向。（注意：充分利用自由面；充分利用自由面；w的方向应的方向应选择在允许破碎和抛掷的方向；选择在允许破碎和抛掷的方向；合理确定合理确定w的大小）。的大小）。2）等能原理（能量平衡原理）：）等能原理（能量平衡原理）：根据爆破对象、条件和根据爆破对象、条件和要求，优化爆破参数、合理选择炸药、装药结构、起爆
17、方式，要求，优化爆破参数、合理选择炸药、装药结构、起爆方式，使炸药爆炸释放的有效能量与破碎介质所需的能量相等，而使炸药爆炸释放的有效能量与破碎介质所需的能量相等，而五多余的能量造成爆破危害。（五多余的能量造成爆破危害。（ 公式的经验性、要求的破公式的经验性、要求的破碎程度不同）碎程度不同）3）微分原理：）微分原理：将爆破某一目标所需的总装药量合理地、均将爆破某一目标所需的总装药量合理地、均匀地分散在多个炮孔中匀地分散在多个炮孔中“多打眼、少装药、多段起爆多打眼、少装药、多段起爆”，使使爆炸能量多段延时释放，得到合理控制，从而既增加了爆破爆炸能量多段延时释放，得到合理控制，从而既增加了爆破效果又
18、减少了爆破危害。效果又减少了爆破危害。4）缓冲原理：）缓冲原理：通过选择适宜的炸药和合理的装药结构，降通过选择适宜的炸药和合理的装药结构，降低爆轰峰值压力（缓和对介质的直接冲击作用），延长爆生低爆轰峰值压力（缓和对介质的直接冲击作用），延长爆生气体的作用时间，使爆炸能量在孔内得到合理利用。气体的作用时间，使爆炸能量在孔内得到合理利用。 （主要途径：（主要途径： 选择低威力、低爆速炸药；选择低威力、低爆速炸药； 适当减少装药直径；适当减少装药直径； 采用不耦合装药。）采用不耦合装药。）2、设计方法和内容、设计方法和内容 一般包括三个方面：一般包括三个方面：方案制定、技术设计和施工组织设计方案制定
19、、技术设计和施工组织设计。 1）爆破方案制定）爆破方案制定 工程概况、爆破设计依据、爆破方案选择、爆破切口设计、实现定向工程概况、爆破设计依据、爆破方案选择、爆破切口设计、实现定向坍塌的措施。坍塌的措施。 2）技术设计）技术设计 爆破参数的选择与计算、爆破器材选择、爆破网路设计、安全防护及爆破参数的选择与计算、爆破器材选择、爆破网路设计、安全防护及爆破安全计算、放炮警戒范围。爆破安全计算、放炮警戒范围。 3）施工组织设计）施工组织设计 施工队伍、设备与材料、施工管理体系、施工进度、安全生产措施。施工队伍、设备与材料、施工管理体系、施工进度、安全生产措施。3、拆除爆破装药量计算、拆除爆破装药量计
20、算 1）体积公式）体积公式 拆除爆破虽然面临的爆破对象不同，但装药原理是一样拆除爆破虽然面临的爆破对象不同，但装药原理是一样的。长期以来，使用最多的是体积公式：的。长期以来，使用最多的是体积公式： Q=qV （11-1） 式中：式中：q单位炸药消耗量，单位炸药消耗量，kg/m3，根据爆破对象的材料，根据爆破对象的材料 性质和破碎要求来确定；性质和破碎要求来确定； V每个炮孔所负担的爆破体的体积或爆破体总体每个炮孔所负担的爆破体的体积或爆破体总体 积，积，m3。 不同条件下单孔装药量计算公式还有：不同条件下单孔装药量计算公式还有： Q=qWaH （11-2） Q=qabH （11-3） Q=qB
21、aH （11-4） Q=qW2l （11-5） 选用公式时应注意：炸药品种的换算、临空选用公式时应注意：炸药品种的换算、临空面的多少、浆砌材料等需调整各参数。面的多少、浆砌材料等需调整各参数。 2）剪切破碎公式）剪切破碎公式 瑞典兰格福斯（瑞典兰格福斯（U. Langefors）将梯段爆破装药量的公式）将梯段爆破装药量的公式写为：写为： Q=K2W 2+K3W 3+K4W 4 式中：式中：K2，K3-分别是取决于介质的弹塑性及强度的系数；分别是取决于介质的弹塑性及强度的系数； K4取决于重力的系数；取决于重力的系数； W最小抵抗线。最小抵抗线。 对于构筑物拆除爆破，最小抵抗线很小，第三项对公式
22、对于构筑物拆除爆破，最小抵抗线很小，第三项对公式的影响不大，可以忽略不计。因此上式的影响不大，可以忽略不计。因此上式 可以写为：可以写为： Q=K2W 2+K3W 3 据此，铁道部门提出：炸药的能量消耗包括据此，铁道部门提出：炸药的能量消耗包括两部分：两部分：一一是介质内层面产生流变或塑性变形的能量；二是破碎介质消是介质内层面产生流变或塑性变形的能量；二是破碎介质消耗的能量，在此基础上总结出装药量计算公式。耗的能量，在此基础上总结出装药量计算公式。 （9-6） 式中式中 A爆破剪切面的面积，爆破剪切面的面积，m2； V炮孔的破碎体积，炮孔的破碎体积，m3； q1单位剪切面积的用药量，面积系数，
23、单位剪切面积的用药量，面积系数，g/m2； q2单位破碎体积的用药量，体积系数，单位破碎体积的用药量，体积系数，g/m3； f0炮孔定位系数。炮孔定位系数。 使用公式时，各系数查表见有关资料。使用公式时，各系数查表见有关资料。VqAqfQ210材料类别材料类别q1(g/m3)q2(g/m3)适用范围说明适用范围说明混凝土或钢筋混凝土混凝土或钢筋混凝土（1316）/W150不厚的条型截面构件，要求严格控制破碎抛出不厚的条型截面构件，要求严格控制破碎抛出混凝土混凝土（2025）/W150混凝土体破碎，小碎块个别散落在混凝土体破碎，小碎块个别散落在510m内内一般布筋的钢筋混凝一般布筋的钢筋混凝土土
24、（2632）/W150混凝土破碎脱离钢筋，个别碎块抛落在混凝土破碎脱离钢筋，个别碎块抛落在510m以内以内布筋粗密的钢筋混凝布筋粗密的钢筋混凝土土（3545）/W150混凝土破碎脱离钢筋，个别碎块抛落在混凝土破碎脱离钢筋，个别碎块抛落在1015m以内以内重型布筋的钢筋混凝重型布筋的钢筋混凝土土（5070）/W150混凝土破碎，主筋变形或个别断开，少量碎块飞散在混凝土破碎，主筋变形或个别断开，少量碎块飞散在1020m以远以远浆砌砖体浆砌砖体（3545）/W100砖体破裂塌散，少量碎块抛落在砖体破裂塌散，少量碎块抛落在1015m内内浆砌片石或料石浆砌片石或料石（3545）/W200料石破裂，浆缝炸
25、松，少量碎块抛落在料石破裂，浆缝炸松，少量碎块抛落在1015m内内天然岩石天然岩石（5070）/W150250破裂松动，少量碎块抛落在破裂松动，少量碎块抛落在520m内内表表 面积系数面积系数q1与体积系数与体积系数q2表表 炮眼定位自由面系数炮眼定位自由面系数炮眼的临空面数炮眼的临空面数一个自由面一个自由面二个自由面二个自由面四个自由面四个自由面炮眼定位系数炮眼定位系数k1.151.00.7511.2 建（筑）筑物的拆除爆破建（筑）筑物的拆除爆破11.2.1基础拆除爆破基础拆除爆破 基础型构筑物拆除爆破，是建筑物拆除爆破的基础。除基础型构筑物拆除爆破，是建筑物拆除爆破的基础。除了一些需要拆除
26、的构筑物本身就是基础型构筑物外，许多建了一些需要拆除的构筑物本身就是基础型构筑物外，许多建筑物或构筑物拆除爆破时，爆破部位的构件也都属于基础型筑物或构筑物拆除爆破时，爆破部位的构件也都属于基础型构筑物。基础型构筑物常采用炮眼爆破法拆除。构筑物。基础型构筑物常采用炮眼爆破法拆除。 需要拆除的构筑物或构件，按其形状的不同可以分为三类：需要拆除的构筑物或构件，按其形状的不同可以分为三类： （1）块状体：）块状体：一般三向尺寸都较大的构筑物称为块状体。如基础，桥墩。一般三向尺寸都较大的构筑物称为块状体。如基础，桥墩。 （2）柱状体：）柱状体：是指一向尺寸远远大于另外两向尺寸的构件。如梁，柱。是指一向尺
27、寸远远大于另外两向尺寸的构件。如梁，柱。 （3）薄板（壁）结构：）薄板（壁）结构：一向尺寸远远小于另外两向尺寸的构筑物。一向尺寸远远小于另外两向尺寸的构筑物。 如墙，地坪。如墙，地坪。 对于构筑物拆除爆破，又分为两种对于构筑物拆除爆破，又分为两种: 整体拆除破碎爆破整体拆除破碎爆破 切割爆破切割爆破 一、整体拆除爆破一、整体拆除爆破 （一）爆破参数的选择（一）爆破参数的选择 1、单位用药量系数、单位用药量系数q 一是靠经验、二是按表查取、三是通过试爆确定。其大小与爆点一是靠经验、二是按表查取、三是通过试爆确定。其大小与爆点周围环境以及爆破要求密切相关。周围环境以及爆破要求密切相关。原则是原则是
28、“爆橇结合、宁橇勿飞爆橇结合、宁橇勿飞”。 2、最小抵抗线、最小抵抗线w 应根据爆破体的材质、几何形状和结构尺寸，钢筋砼中的配筋情况，应根据爆破体的材质、几何形状和结构尺寸，钢筋砼中的配筋情况，要求的爆破块度，以及清碴方式等因素综合确定。要求的爆破块度，以及清碴方式等因素综合确定。 w取值：浅眼爆破一般孔径取值：浅眼爆破一般孔径d =3842mm，w =(815)d， 即即w =3060cm，一般，一般1m。 具体地：具体地： 梁、柱和墙：梁、柱和墙： 单排孔时，单排孔时，w = B /2（B为梁柱的宽度）；为梁柱的宽度）； 距齿型时，距齿型时，w =0.42B。 大型块状体并采用人工清碴时：
29、大型块状体并采用人工清碴时： 钢筋砼：钢筋砼： w =0.30.5m； 素素 砼：砼： w =0.40.6m； 砖石砌体：砖石砌体： w =0.50.7m。 拱形或筒形结构：拱形或筒形结构： 内侧内侧w1=（0.320.35）B, 外侧外侧w2=（0.650.68）B。 3、炮孔间距、炮孔间距a和排距和排距b 同一排炮孔中炮孔之间的距离叫同一排炮孔中炮孔之间的距离叫孔距孔距。排与排之间的距离叫。排与排之间的距离叫排距排距。acdbaaaabb图图 炮孔布置方式炮孔布置方式a 单排孔布置单排孔布置 b 单排孔踞齿形布置单排孔踞齿形布置 c 双排孔布置双排孔布置 d 多排孔布置多排孔布置v 孔距孔
30、距(a)(a)：视不同的爆破条件（材质、几何形状、结构类型、视不同的爆破条件（材质、几何形状、结构类型、施工条件和爆破要求等）来选取，用炮孔密集系数施工条件和爆破要求等）来选取，用炮孔密集系数m来表示，来表示，m=a/w。v 对于对于板状大块板状大块，当，当m1。v 对于对于梁和柱梁和柱而言，由于有竖向钢筋的作用，侧向爆破受到约而言，由于有竖向钢筋的作用，侧向爆破受到约束，孔距可适当加大，根据经验，可取束，孔距可适当加大，根据经验，可取m =2.03.0，a =(23) w。v大型块状基础，视材料不同大型块状基础，视材料不同来确定，可参考以下经验值：来确定，可参考以下经验值： 素砼：素砼：a
31、=(1.01.3) w； 钢筋砼：钢筋砼：a =(1.22.0) w； 浆砌料石或片石：浆砌料石或片石：a =(1.01.5) w。v材料强度材料强度低、低、工程质量工程质量差时，孔距取高值，反之取低值。差时，孔距取高值，反之取低值。v排距（排距（b）：）：一般等于或小于最小抵抗线。多排孔齐发爆一般等于或小于最小抵抗线。多排孔齐发爆破时，由于后排孔缺少良好的自由面条件，排距小些，可取破时，由于后排孔缺少良好的自由面条件，排距小些，可取b=(0.60.9) w。 4、炮孔直径和炮孔深度（、炮孔直径和炮孔深度（l） 在拆除爆破中，多数采用孔径为在拆除爆破中，多数采用孔径为3842mm的浅孔爆破。的
32、浅孔爆破。合理的炮孔深度合理的炮孔深度可避免冲炮和坐底现象，一般可避免冲炮和坐底现象，一般l w ； 确保装药后的堵塞长度确保装药后的堵塞长度 l ，（1.11.2）w； 原则是：原则是：将装药均匀分布于被爆构件中将装药均匀分布于被爆构件中ablHbHlHBWBWW下图图 药包位置示意图药包位置示意图（二）装药量计算（二）装药量计算 基础爆破时，单孔装药量可以按前述基础爆破时，单孔装药量可以按前述体积公式或剪切破体积公式或剪切破碎公式碎公式计算。计算。 分层装药：当孔深分层装药：当孔深 l 1.5 w 时，装药量应分层装入。时，装药量应分层装入。 并使药包在孔中分布均匀。并使药包在孔中分布均匀
33、。 药包中心间距（药包中心间距（a1）满足）满足wa1200mm。 l =（1.62.5）w，分分2层装药；药量比层装药；药量比 0.4/0.6 l =（2.63.7）w，分分3层装药；药量比层装药；药量比 0.25/0.35/0.4 l 3.7w，分分4层装药，药量比层装药，药量比 0.15/0.25/0.25/0.35 。二、基础切割爆破二、基础切割爆破 基础切割拆除爆破就是利用光面爆破和预裂爆破技术，将大型基础或基础切割拆除爆破就是利用光面爆破和预裂爆破技术，将大型基础或圬工体切割解体或拆除一部分保留一部分的爆破方法。预裂爆破和光面圬工体切割解体或拆除一部分保留一部分的爆破方法。预裂爆破
34、和光面爆破虽然爆破工艺不同，但其成缝机理是一样的。采用预裂爆破和光面爆破虽然爆破工艺不同，但其成缝机理是一样的。采用预裂爆破和光面爆破都可以实现切割爆破。爆破都可以实现切割爆破。（一）预裂切割爆破（一）预裂切割爆破 预裂爆破单孔装药量与它所负担的预裂缝面积成正比：预裂爆破单孔装药量与它所负担的预裂缝面积成正比： Q=qsaH 式中：式中：qs单位面积用药量系数，单位面积用药量系数，g/m2，按表，按表9-4选取；选取； a孔间距；孔间距； H预裂部位的厚度或高度。预裂部位的厚度或高度。 预裂爆破单位面积炸药消耗量也可按下式计算：预裂爆破单位面积炸药消耗量也可按下式计算： （g） 式中：式中：K
35、1系数，取系数，取12； d 炮孔直径，炮孔直径，m。 当切割厚度（高度）与块体厚度或高度相等时，取当切割厚度（高度）与块体厚度或高度相等时，取l=(0.60.8)H； 当切割厚度小于块体厚度并要求保留底层时，底部有施工缝，取当切割厚度小于块体厚度并要求保留底层时，底部有施工缝，取l =(0.80.9)H， 没有施工缝，取没有施工缝，取l =(0.91.0)H。 介质强度高且底部允许有一定破坏时，可取介质强度高且底部允许有一定破坏时，可取l =(1.01.1)H。v一般孔距一般孔距a取孔径取孔径d的的812倍。倍。v采用不耦合装药，不耦合系数取采用不耦合装药，不耦合系数取2.02.5。如果单孔
36、装药量过。如果单孔装药量过小，势必不耦合系数过大，此时也可与间隔装药结合起来使小，势必不耦合系数过大，此时也可与间隔装药结合起来使用。用。dKqs1316（二）光面切割爆破（二）光面切割爆破 光面切割爆破与预裂爆破的区别在于光面孔最后起爆，光面切割爆破与预裂爆破的区别在于光面孔最后起爆，它不仅负责形成裂缝，还负责光面孔前面混凝土的破碎。它不仅负责形成裂缝，还负责光面孔前面混凝土的破碎。 光面爆破参数按以下经验选取：光面爆破参数按以下经验选取： 1）孔深）孔深l：参照预裂爆破选取；：参照预裂爆破选取； 2）最小抵抗线：）最小抵抗线：w = (720)d；(5060cm) 3）孔间距：）孔间距：a
37、=(0.60.8) w； 4）单孔装药量：）单孔装药量：Q=qva w H。式中。式中qv为单位体积用药量为单位体积用药量系数，按表系数，按表9-5选取。选取。提示：提示：v 在进行在进行曲面或拐角曲面或拐角切割爆破时，孔距切割爆破时，孔距a比直线段比直线段时减小很多，并根据具体情况设置导向孔。时减小很多，并根据具体情况设置导向孔。v 在在自由面附近自由面附近也要设导向孔，以免形成漏斗。也要设导向孔，以免形成漏斗。11.2.2 烟囱、水塔的拆除爆破烟囱、水塔的拆除爆破 v 高耸构筑物的特点是重心高而支撑面积小，因此高耸构筑物的特点是重心高而支撑面积小，因此非常容易失稳非常容易失稳 。在重力作用
38、下倒塌或坍塌从而解体，。在重力作用下倒塌或坍塌从而解体，所以构筑物的破坏是重力作用的结果，爆破只是使所以构筑物的破坏是重力作用的结果，爆破只是使构筑物失去稳定性的手段。构筑物失去稳定性的手段。v 由于爆破方法可以在一瞬间使其失去稳定性而倒由于爆破方法可以在一瞬间使其失去稳定性而倒塌，因而爆破法拆除高耸构筑物变成一种既经济又塌，因而爆破法拆除高耸构筑物变成一种既经济又安全的方法。安全的方法。v 烟囱和水塔在其拆除原理和方案选择上基本一致，烟囱和水塔在其拆除原理和方案选择上基本一致，本节以烟囱为例进行介绍。本节以烟囱为例进行介绍。 一、烟囱与水塔的爆破方式及其设计原理一、烟囱与水塔的爆破方式及其设
39、计原理（1）人工拆除法。）人工拆除法。拆除人员从烟囱顶部开始由上而下用大锤或风拆除人员从烟囱顶部开始由上而下用大锤或风镐破坏烟囱结构，逐渐拆除。这种方法技术简单，但安全性差，速度慢，镐破坏烟囱结构，逐渐拆除。这种方法技术简单，但安全性差，速度慢，费用高，仅适用于拆除砖烟囱。费用高，仅适用于拆除砖烟囱。（2）机械拆除法。）机械拆除法。应用风镐破坏烟囱结构，用卷扬机、推土机等应用风镐破坏烟囱结构，用卷扬机、推土机等将烟囱拉倒，或用千斤顶的推力，或用机械破碎锤使烟囱倾倒，这种方将烟囱拉倒，或用千斤顶的推力，或用机械破碎锤使烟囱倾倒，这种方法拆除工艺复杂，需用大型机械，费用高，一般适用于拆除砖砌烟囱。
40、法拆除工艺复杂，需用大型机械，费用高，一般适用于拆除砖砌烟囱。（3）爆破拆除法。）爆破拆除法。用爆破破坏烟囱局部结构使其失稳或失去支撑，用爆破破坏烟囱局部结构使其失稳或失去支撑，从而倾倒或坍落，这种方法虽然爆破技术复杂，但拆除过程安全，拆除从而倾倒或坍落，这种方法虽然爆破技术复杂，但拆除过程安全，拆除速度快，经济效益好，比人工拆除和机械拆除有明显的优越性。速度快，经济效益好，比人工拆除和机械拆除有明显的优越性。 爆破法拆除烟囱有三种方案：爆破法拆除烟囱有三种方案： 定向倾倒、折叠式倾倒定向倾倒、折叠式倾倒和和原地坍塌。原地坍塌。 定向倾倒方案：是最常用的。定向倾倒方案：是最常用的。在烟囱倾倒方
41、向一侧的底部，用爆在烟囱倾倒方向一侧的底部，用爆破方法爆开一个大于破方法爆开一个大于1/2周长的切口，使结构的中心产生位移，烟囱失稳，周长的切口，使结构的中心产生位移，烟囱失稳，在重力与支座反力形成的倾覆力矩作用下，迫使烟囱按预定的方向倒塌，在重力与支座反力形成的倾覆力矩作用下，迫使烟囱按预定的方向倒塌，破碎。破碎。 折叠式倾倒方案：折叠式倾倒方案：如果倒塌方向场地长度不够，这时可采用折叠式如果倒塌方向场地长度不够，这时可采用折叠式倾倒方案（图）。一般采用两段爆破，即上下布置两个切口。当上下切倾倒方案（图）。一般采用两段爆破，即上下布置两个切口。当上下切口方向相反时（图口方向相反时（图a），上
42、下切口可同时起爆），上下切口可同时起爆;当上下切口方向相同时当上下切口方向相同时（图（图b），如果下段先爆破上段后爆破，也会形成同样的效果。如果上），如果下段先爆破上段后爆破，也会形成同样的效果。如果上段先爆破形成切口，上段首先倾倒，到一定角度后，下段再爆破形成切段先爆破形成切口，上段首先倾倒，到一定角度后，下段再爆破形成切口，下段开始倾倒，这样将形成单向折叠倒塌的效果。口，下段开始倾倒，这样将形成单向折叠倒塌的效果。 PPab图图 折叠倾倒示意图折叠倾倒示意图a 切口方向相反切口方向相反 b 切口方向相同切口方向相同v原地坍塌方案：原地坍塌方案：当烟囱周围没有供倾倒用的场地时，需采当烟囱周围
43、没有供倾倒用的场地时，需采用原地坍塌方案，但原地坍塌也需要一定的场地。实践表明用原地坍塌方案，但原地坍塌也需要一定的场地。实践表明爆堆范围的直径约为烟囱高度的爆堆范围的直径约为烟囱高度的1/3。原地坍塌只适用于砖。原地坍塌只适用于砖砌烟囱。原地坍塌方案的实施难度较大，要求烟囱下部一定砌烟囱。原地坍塌方案的实施难度较大，要求烟囱下部一定高度的烟囱全部破碎，爆破高度要满足烟囱冲击地面时的解高度的烟囱全部破碎，爆破高度要满足烟囱冲击地面时的解体的要求。体的要求。v 只要具备倾倒条件，就应采用定向倾倒方案。定向倾倒方只要具备倾倒条件，就应采用定向倾倒方案。定向倾倒方案的技术关键在于定向的准确性和倾倒开
44、始时烟囱支撑部位案的技术关键在于定向的准确性和倾倒开始时烟囱支撑部位的支撑能力，它们影响到倾倒过程中烟囱上部的稳定性和解的支撑能力，它们影响到倾倒过程中烟囱上部的稳定性和解体堆积范围的准确性。体堆积范围的准确性。二、爆破拆除方案的确定二、爆破拆除方案的确定1、定向倒塌、定向倒塌 定向倾倒方案要求具备一定宽度和长度的场地供烟囱着地坍塌，其倒塌的范定向倾倒方案要求具备一定宽度和长度的场地供烟囱着地坍塌，其倒塌的范围与其本身的结构、刚度、风化破损程度以及爆破缺口的形状、几何参数等多围与其本身的结构、刚度、风化破损程度以及爆破缺口的形状、几何参数等多种因素有关。场地的长度一般不小于烟囱高度的种因素有关
45、。场地的长度一般不小于烟囱高度的11.2倍（从烟囱中心算起），倍（从烟囱中心算起），对于钢筋混凝土或刚度大的砖砌烟囱，要求的场地长度更大些，场地的横向宽对于钢筋混凝土或刚度大的砖砌烟囱，要求的场地长度更大些，场地的横向宽度不小于爆破部位直径的度不小于爆破部位直径的2.83.0倍。倍。2、折叠倒塌、折叠倒塌 烟囱水塔高大，在任何方向都不具备定向倒塌条件的工程，此方案难度较大，烟囱水塔高大，在任何方向都不具备定向倒塌条件的工程，此方案难度较大，技术要求高。技术要求高。3、原地坍塌、原地坍塌 适用于周围场地比较小，高度也不大落地易解体的砖结构，要求周围水平距适用于周围场地比较小，高度也不大落地易解体
46、的砖结构，要求周围水平距离不小于其高度的离不小于其高度的1/6。三、烟囱与水塔控制爆破技术设计三、烟囱与水塔控制爆破技术设计v烟囱定向倾倒拆除设计内容主要包括：烟囱定向倾倒拆除设计内容主要包括： 确定切口形状及切口弧长、布孔设计、爆破参数确定切口形状及切口弧长、布孔设计、爆破参数及用药量设计、安全距离计算、安全防护措施等。及用药量设计、安全距离计算、安全防护措施等。（一）爆破缺口参数的确定（一）爆破缺口参数的确定 1、爆破缺口的形式、爆破缺口的形式 爆破切口的形状主要有：长方形、梯形、两翼爆破切口的形状主要有：长方形、梯形、两翼斜形、反两翼斜形和反人字型等，如图所示。斜形、反两翼斜形和反人字型
47、等，如图所示。 lllllhhhhhHHHHabcde 图图 切口形状示意图切口形状示意图 a 矩形矩形 b 梯形梯形 c 反人字形反人字形 d 斜形斜形 e 反斜形反斜形 其中最常用的是：其中最常用的是：梯形梯形切口和切口和长方形长方形切口。切口。 这两种切口设计和施工都比较简单。这两种切口设计和施工都比较简单。 对于斜形，反斜形和反人字形，切口是斜对于斜形，反斜形和反人字形，切口是斜的，切口角度的，切口角度=3545，水平段长度取弧长，水平段长度取弧长的的0.360.4倍。倍。 v 在初始倾倒过程中，初始切口缓慢闭合，承压区在初始倾倒过程中，初始切口缓慢闭合，承压区逐渐增大，相应保证了压缩
48、破坏过程的对称性，从逐渐增大，相应保证了压缩破坏过程的对称性，从而控制了烟囱倾倒定向准确性。初始切口应预先切而控制了烟囱倾倒定向准确性。初始切口应预先切开，并将钢筋切断。开，并将钢筋切断。 v 切口弧长切口弧长指的是切口从一端到另一端水平外弧长。指的是切口从一端到另一端水平外弧长。切口弧长与保留部分的弧长之和正是烟囱外周长。切口弧长与保留部分的弧长之和正是烟囱外周长。2、爆破缺口高度、爆破缺口高度 爆破缺口的高度不宜小于爆破部位壁厚的爆破缺口的高度不宜小于爆破部位壁厚的1.5倍，通常倍，通常取取 。3、爆破缺口长度、爆破缺口长度 对控制倒塌距离和方向均有直接影响。缺口长，剩余起支对控制倒塌距离
49、和方向均有直接影响。缺口长，剩余起支撑作用的筒壁则短易发生后座现象；缺口短结构的刚性不易撑作用的筒壁则短易发生后座现象；缺口短结构的刚性不易破坏倒塌时易出现前冲现象。应满足：破坏倒塌时易出现前冲现象。应满足： 3s /4Ls/2 s烟囱或水塔爆破部位的外周长。烟囱或水塔爆破部位的外周长。)0 . 25 . 1 (h4、定向窗、定向窗 为了确保烟囱能够按设计的方向倒坍，除了正确选择为了确保烟囱能够按设计的方向倒坍，除了正确选择爆破切口的形状和尺寸外，可预先在爆破切口两端开挖出一爆破切口的形状和尺寸外，可预先在爆破切口两端开挖出一个窗口，这个窗口叫定向窗。其作用在于爆破时不至于使切个窗口，这个窗口
50、叫定向窗。其作用在于爆破时不至于使切口变大或变小，定向准确。口变大或变小，定向准确。 （二）爆破参数设计（二）爆破参数设计 1、炮眼布置、炮眼布置 爆破法拆除烟囱的过程实际上是爆破形成切口的过程，因爆破法拆除烟囱的过程实际上是爆破形成切口的过程，因此布孔设计是围绕着如何按设计的尺寸形成切口。此布孔设计是围绕着如何按设计的尺寸形成切口。 炮孔布置炮孔布置 ：炮孔垂直于烟囱表面布置，并据切口高度：炮孔垂直于烟囱表面布置，并据切口高度和壁厚，在切口范围内布置炮孔。炮孔一般采用梅花型布置。和壁厚，在切口范围内布置炮孔。炮孔一般采用梅花型布置。 炮孔深度：在筒壁外侧钻孔，当孔径为炮孔深度：在筒壁外侧钻孔
