拆除工程,随着我国城市现代化建设的加快,旧建筑拆除工程也日益增多。拆除物的结构也从砖木结构发展到了混合结构、框架结构、板式结构等,从房屋拆除发展到烟囱、水塔、桥梁、码头等建筑物或构筑物的拆除。因而建(构)筑物的拆除施工近年来已形成一种行业的趋势。
拆除爆破是一门跨学科的工程技术,它需要对爆炸力学、材料力学、结构力学和断裂力学等工程学科有深入了解,在设计施工中要同时考虑各学科的特点,拆除爆破必须要达到五项基本技术要素:
一是控制炸药用量。拆除爆破一般在城市复杂环境中进行,炸药释放的多余能量往往会对周围环境造成有害影响。因此,拆除爆破尽可能少用炸药,将其能量集中于结构失稳,而充分利用剪切和挤压冲击力,使建(构)筑结构解体。
二是控制爆破界限。拆除爆破必须视具体工程要求进行设计与施工,例如对于需要部分保留、部分拆除的建筑物,则需要严格控制爆破的边界,既要达到拆除目的,同时义要确保被保留部分不受影响。
三是控制倒塌方向。拆除爆破一般环境比较复杂,周围空间有限,特别是对于高层建(构)筑物,如烟囱、水塔等,往往只能有一个方向的夺地可供倾倒。这就要求定向非常准确,因为发生侧偏或反向都将造成严重事故,因此准确定向是拆除爆破成功的前提。
四是控制堆渣范围。随着拆除建(构)筑物越来越高,体量越来越大,爆破解体后碎渣的堆积范围远大于建(构)筑物原先的占地面积,另外,高层建筑爆破后,重力作用下的挤压冲击力很大,其触地后的碎渣具有很大的能量,爆破解体后渣堆超出允许范围,将导致周边被保护的建(构)筑物、设施的严重破坏。
五是有害效应控制。上述关键技术要素,并非每一项拆除爆破都会碰到。要依据爆破的对象、环境、外部条件和保护要求逐一针对性地解决,但爆破本身对环境产生的影响,也称为“爆破的负效应”,即爆破产生的振动、飞石、噪声、冲击波和粉尘,以及建(构)筑物解体时的触地振动,却是每一个工程都会遇到的,必须加以严格控制。
拆除爆破的缓冲原理,拆除爆破,特别是具有一定高度的建构筑物的拆除爆破,其主要特征之一是建筑物本身在自重作用下以一定速度与地表发生碰撞冲击而发生一定程度的解体效应。当地表坚硬平整时,触地瞬间的冲击作用可极为强烈,从而可能引起若干块体的飞溅,导致触地震动和飞石两种现象的发生,不利于周围其他建构筑物、设备设施及人身的安全。因此,实践中一般需要在预定倾倒坍塌的范围内采取相应的缓冲措施,用以减弱塌落体与地表的碰撞冲击作用,降低震动和减弱块体飞溅,保证爆破安全。
拆除爆破最小抵抗线原理,最小抵抗线是指药包中心到自由面的最小距离。最小抵抗线的方向则是该药包爆破时周围介质破碎后发生抛掷的主导方向。在设计药包位置和确定药量大小时合理和充分地利用最小抵抗线的作用,其目的有两个:一是控制爆破破坏和抛掷的方向与范围;二是避免最小抵抗线指向需保护的目标,保证爆破安全。