工程爆破理论与技术系列培训之城 市 控 制 爆 破城市控制爆破一.城市控制爆破发展历史 第二次世界大战以后，城市、工厂、建筑遭到破坏，西欧国家经济的快速发展，大量的城市重建、改建工程，城市控爆得到快速的建立和发展。 我国七十年代开始应用到城市控制爆破，最早的一些工程项目：1、天安门广场旧邮局房屋拆除；2、新北京饭店基础部分地下防空工事拆除；3、北京新建国饭店基坑开挖中，3000m3钢筋砼结构物的拆除。成都地区最早的城内控制爆破项目是：80年代初爆破拆除成都跳伞塔。城市控制爆破城市控制爆破的意义城市控制爆破具有安全性高、经济性好、效率高的特点。 爆破过程控制内容 1. 破坏范围的有效控制。2. 爆破后影响范围的有效控制。3. 爆破块度的控制及飞石控制。4. 爆破过程中地震波及空气冲击波的有效控制。城市控制爆破城市控制爆破的发展目前城市控制爆破理论研究落后于工程实践，理论研究空间很大。 特别是综合性研究领域宽广，主要的方向如下： 1. 起爆时序。 2. 起爆炸药及不同爆速的炸药。 3. 涉及到结构力学、动力学、运动学及物理基础。 4. 安全性、可靠性研究-动态模拟 。城市控制爆破目前城市控爆的分类 1、大型块体的爆破切割和解体。 2、框架结构的爆破拆除。3、高耸建筑物的控爆拆除。 4、地坪及沟槽的控爆拆除。 5、水压控制爆破 6、金属切割爆破。城市控制爆破二.控制爆破设计及计算原理 设计原理 建立在对单个药包能量和总体爆破规模的控制基础之上，并使炸药均布于爆破体之中。同时，不得伤及周围环境。 1、单个药包：使结构充分破坏，但又不能产生危害性飞石。 2、总体爆破规模：使爆破过程不能产生危害性的地震波和噪音。3、爆破效果：不得伤及周围环境。城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 关键问题 1、确定合理的单耗（即单位用药量）。 2、布置炮孔和药包必须合理，这直接影响到爆后效果及振动量级。 3、采取有效的防护措施 ，以控制飞石、噪音。 设计流程 勘察分析方案设计技术设计施工组织设计爆后分析城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 具体设计方法 1、勘察分析：现场勘察、图纸分析、环境调研 提出分析报告。 2、方案设计 a、在勘察分析报告的基础上，制定出安全、经济的爆破方案b、确定采取的爆破形式 （倾倒、原地坍塌）c、确定采取的爆破工艺 （水压、浅眼爆破、深孔爆破）d、安全设计要求（地下管网、周围环境的保护、被爆体的保护、落地保护）城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 3、技术设计 在方案设计通过后，进行技术设计，这是控爆的核心部分，慎重、细致！ a、爆破参数设计 ：孔距 a、排距 b、孔深 h、单耗 q及水压量，切割量的计算分析。 特别要注意最小抵抗线w的设计 ，实现飞 石控制与破坏程度。d、网络安全设计 及爆破安全检算。b、炮孔布置：单排、单列；多排、多列 矩形分布、梅花形分布。c、起爆时序：定向时序、接力时序、波浪式时序e、安全防护设计。城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 a、炮孔的平台布置（典型位置的炮孔剖面图、药包分布、分层结 构、药包重量、起爆方式、堵塞要求等）；b、联网工艺 多重复合联网；c、爆破警戒范围；d、设备、机具、用电安全、工人配置等；e、工序框图；f、防护施工工艺及安检指标；g、火工品申购，保管及领用；h、工期计划图；i、材料总表、钻爆工效、单位成本、爆破效果等 。4、施工组织设计城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 常用参数选择 1、拆除爆破a b = w h = 2/3断面长度尺寸 q=200g/m32000g/m3其中：素砼 q = 300400g/m3钢砼 q = 400800g/m3 （特殊加密钢筋砼可取q=1000g/m3）薄壁钢砼 q = 10002000g/m3 （壁越薄q越大）砖墙 q = 400600g/m32、切割爆破 a b = w 通常 a = 0.50.8 b预裂切割时：a=（812）d，d为炮孔直径。材料强度较高时，a取小值，反之取高值。同样，工程质量较好时，a取小值，反之取高值。爆破裂隙较多的浆砌结构体时，a取小值，w应选择较大值。城市控制爆破控制爆破设计及计算原理 3、分层装药当孔深L=1.62.5w时，应采取分层装药。当孔深L=2.63.7w时，应分三层装药。原则是使药量均布。通常分两层装药量的条件满足时， 上层药包占40%，下层占60%；通常分三层装药量的条件满足时，上层药包占25%，中层占35%，下层占40%；通常分四层装药量的条件满足时，上层药包占15%，中层占25%、25%，下层占35%；若底层有钢筋网时，则可在底层多加药。 城市控制爆破三.大型块体的控制爆破 主要对象：设备基础，建筑物、构筑物的基础，桥墩、桥面码头、船坞及桩基等。特 点： 形状各异，复杂繁多。材 质： 素砼、钢砼、预制砼构筑体、浆砌石料体、浆砌砖体、三合土、古粘胶土（石灰砂土+糯米胶粘结而成的坚固体）、冻土块体等。环 境： 室内爆破室外爆破城市控制爆破大型块体的控制爆破 室内爆破：设备基础等 考虑因素：2、爆破震动波的影响 精密仪器预裂、切割爆破；4、飞石控制 天花板；3、室内危险品的安全处理；5、噪音控制。1、空气冲击波 打开门窗；主要采取：多段位、小单单元药药量、低单单耗、强防护护，以松动动爆破为为主。城市控制爆破大型块体的控制爆破 城市室外爆破考虑因素：1、爆破震动波对环境的影响； 2、爆破噪音对环境的影响；3、地下设施的保护；4、爆碴及飞石对周围建筑的影响。主要采取：多段位、小单元药量，合理单耗、安全防护等措施。块体切割爆破 城市控制爆破大型块体的控制爆破 1、大型块体需保留一部分 2、为保护附近设施需切断相连基础以消除震动波的传递 预裂切割爆破单位用药量系数（=42mm） 材质情况临空面a（cm ）(g/)Q/S(g/ )备注强度较低的砼1405050604050Q/S是单位面 积的总药 量 ，由于预裂 孔底端药量 大，故出现 Q/S 的 现象强度较高的砼1405060705060片石砼圬工1405070806070=2030cm的砼地坪13260100150解决以上问题方法为预裂爆破注：1、预裂爆破采用不耦合装药结构，以利孔壁完整；2、预裂爆破采用导爆索间隙串药，以利炮孔内爆生气体均匀。通常也有用线装药密度来计算预裂爆破用药量。城市控制爆破大型块体的控制爆破 d（mm）a（m）q线（/m）38.144.10.300.460.120.3750.863.50.460.610.120.3776.288.90.460.910.190.741000.611.220.371.11城市控制爆破大型块体的控制爆破 拐角处理: 拐角处应加密一对孔,并设一导向孔（如图）。 加密孔导向孔（不布药）大型块体的控爆解体与破碎 城市控制爆破大型块体的控制爆破 通常采用微差挤压爆破，选用较小的孔网参数，分层装药，严格防护。 经验参数 孔径 =4042 孔深 h=0.62.0m h=(2050) w=3060 (很少超过w100) a=mwm=0.81.2 当采取切割爆破时, m 1,当采取破碎爆破时, m 1，b值选取 当多排一次起爆，但希望块度较小时， ba当多排一次起爆，但对块度要求不高时，ba 城市控制爆破大型块体的控制爆破 装药分析 1、根据爆破安全规程中规定的“安全允许距离与环境影响评价”计算出最大单响药量，据此确定每段、每孔的药量。 新标准确认公式为： R=（K0K / V）1/ Q mR-爆破地震安全允许距离，m；Q-最大单响药量，；V-保护对象所在地质点振动安全允许速度，/s；K、-爆破衰减系数，爆破衰减指数，与当地的地形及地质条件有关；K0-延时间隔影响系数，秒延时爆破时，K0=1.0毫秒延时爆破时, K0=1.41.6（三峡工程建议数据）。城市控制爆破大型块体的控制爆破 2、根据结构体的状态确定单耗范围材料 参数砌砖 或砌石低标号 砼高标号 砼钢筋砼加密钢 筋砼特殊 材质单临 空面0.40. 50.150. 180.180. 220.250. 300.440. 50试炮双临空面0.30. 40.120. 150.150. 180.200. 250.360. 44多临空面0.30. 40.100. 120.120. 150.150. 200.360. 44q(/m3)城市控制爆破四.框架结构建筑的爆破拆除 框架结构建筑靠三种作用使之解体：1. 通过在关键承力部位的钻孔爆破使建筑物失稳或解体。2. 建筑物爆后在不均匀下落过程中，构件产生扭曲、拉压破坏。3. 建筑物落地时的撞击破坏。框架结构建筑的爆破拆除是一个力学问题： 设及到结构力学、运动学、动力学知识。 一、爆破方案的建立： 城市控制爆破框架结构建筑的爆破拆除 如何在环境允许条件下，利用上述的三种作用使建筑物充分解体。1. 定向倒塌：a、沿倾倒方向设置不同炸高b、沿倾倒方向安排恰好的起爆次序Ms3 Ms5 城市控制爆破框架结构建筑的爆破拆除 2. 折叠爆破（场地不足时）城市控制爆破框架结构建筑的爆破拆除 3. 内向倒塌利用时间延尺和炸高的不同，使建筑物中间部位先炸，周围部份向中间部分合拢（南充大都会）。4. 原地坍塌（重庆杨家坪爆破） 城市控制爆破框架结构建筑的爆破拆除 二、技术设计 1、设计原则：a. 少布眼：做预拆除b. 重点布孔：承重墙、柱、承重构件（楼梯、电梯间、卫生间、厨房等） 2、设计 步骤确定倒塌方向 划出爆破区域 布孔及药量计算 网络设计 施工进度、安全措施 工程预算 安排人员、设备 、器材讨论 几个问题 ：a. 炸高b. 延时（ 例如三台大桥）城市控制爆破五.高耸建筑物拆除 高耸建筑物特点：重心高，支撑面积小。 方案：1、定向爆破-单一缺口定向爆破 -复合缺口定向折叠爆破2、原地坍塌爆破定向爆破 1 、爆破缺口设计 ：通常缺口长度是周长的 3/5 2/3； 2 、通常开口宽度 H1.5； 3 、定向窗：开设准确（矩形、三角形）； 4 、后座问题 ：留有足够的支撑，开口不易过高，咬合口状况应尽量避免压缩 性粉碎。 5 、防护问题a . 爆破防护 b. 落地防护 以上两者实质为 振动的计算6 、风的作用：不宜在6级以上风的天气下施爆。 谢 谢!