工程爆破
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破拆除用于较坚固的建筑物和构筑物以及高层建筑物或构筑物的拆除。
其基本方法有三种:控制爆破、静态爆破、近人爆破。
(1)控制爆破:通过合理的设计和精心的施工,严格控制爆破能量和规范,使爆破声响、飞石、振动、冲击波、破坏区域以及破碎体的散坍范围和方向,控制在规定的限度内。
这种爆破方法不需要复杂的专用设备,也不受环境限制,能在爆破禁区内爆破。
用于拆除房屋、构筑物、基础、桥梁,具有施工安全、迅速、不受破坏等优点。
(2)静态爆破:将一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂水化,产生巨大膨胀压力(可达30MPa~50MPa),将混凝土或岩石胀裂、破碎,这种爆破的特点是:(1)破碎剂非易燃、易爆危险品,运输、保管、使用安全。
(2)爆破无震动、声响、烟尘、巨石等公害。
(3)操作简单、不需要堵炮机,不用雷管,不点炮等操作,不需要专业工种。
(4)经过适当设计,可进行定向破碎,可用于某些不宜使用炸药爆破的特殊场合,对大体积脆性材料的破碎及切割效果良好。
适用于混凝土、钢筋混凝土和砖石构筑物、结构物的破碎拆除及各种岩石的破碎或切割,或作二次破碎,但不适用于多孔体和高耸结构。
本办法存在一些问题:能量不如炸药爆破大;钻孔较多;效果受气温影响大;开裂时间不易控制及成本稍高等。
(3)近人爆破:又称高能燃烧剂爆破。
采用金属氧化物(CuO、MnO2)和金属还原剂(铝粉)按一定比例组成混合物,将其装入炮孔内,用电阻丝引燃,发生氧化还原反应,能产生2192士280℃的高温膨胀气体,而将混凝土破坏。
但当出现胀裂、遇空气后压力急骤下降,可使混凝土不致飞散,达到切割破坏的目的。
这种爆破具有以下持点:来源:考试大的美女编辑们(1)爆破音响较小,震动轻微,飞石、烟尘少,安全范围可至3m内不伤人。
本文来源:考试大网(2)成分稳定,不易燃烧,能短时间防潮防水,能用于760℃以下高温,加工制作简单,不用雷管起爆,炮孔堵装作业安全,瞎炮易于处理:保存、运输及使用安全可靠。
(3)切割面比较整齐,保留部分不受损坏。
(4)采用粗铝粉(40目~160目)和工业副产品的氧化剂配制,价格低于岩石炸药。
这种爆破方法适用于一般混凝土基础、柱、梁、板等的拆除及石料的开采。
不宜用于不密实结构及存在空隙的结构:建筑爆破在铁路、矿山、水库等大型工程中,爆破技术的作用很关键很重要。
采矿修路的开山挖隧道,城市对旧建筑物的拆除,都会用到爆破技术。
随着经济的发展、工程建设的增多,爆破引起了人们更多的关注。
爆破作为一种科学技术,应用很广,但在工程上的应用无疑是最重要、最常见的,采矿开山,修铁路、公路用钻爆法来开掘隧道,水利工程上也用一些,现在城市里面也使用了,拆除楼房。
利用炸药爆炸产生的巨大能量破坏某种物体的原结构,这种“破坏”效果不是其他方法能代替的,它虽然不是独立完成一个工程,但却是一个重要的工序,特别是石方开挖、矿山开采等工程缺少了这个工序还不行。
中国目前有发达的铁路和公路交通网,可以想象,当初在修这些路的时候会遇到许多高山峻岭,一座大山横在两地之间,想要修路,就必须让这座山消失,这个时候爆破就起到决定性作用了。
世纪50年代开始的铁路建设奠定了中国现代铁路的基础。
中国幅员辽阔、地形复杂,铺铁路时开山挖洞是常事,土石方的工程量很大,动不动就是几万方、几十万方,这样大的工程如果完全由人工来做,是不可想象的,后来就引进了苏联的大爆破技术,一次装有几十吨、几百吨,甚至上千吨的炸药,就可以爆破几十万至上千万方,大大地节省人工,加快工期。
五六十年代也是铁路爆破技术大发展的年代,由于广泛采用爆破施工方法,使一些新线铁路得以提前铺轨通车。
以宝成铁路为例,全线进行了148次药室法大爆破,完成土石方249万立方米,占全线土石方总量的3.8%;鹰厦铁路进行116次大爆破,完成土石方239万立方米,占全线的7.1%。
像这样的10多条铁路都是用大爆破的方法来开路的,所以说爆破在中国铁路建设史上起到了很大的作用。
工程爆破-引进技术爆破技术是从苏联引进的,在建国以前,用炸药开山被简单地称为打眼放炮,全凭经验,没人把它当作科学技术,工效非常低。
建国以后从苏联引进了工程爆破技术,铁路修建的工效提高20倍以上,效果明显,不久这个技术在其他方面也得到了重视。
比如说修水坝,需要的石方量也很大,于是就研究把山区适宜修建水库的山头炸下来,形成坝的基础土石方,当时叫做定向爆破筑坝法。
这种方法在许多大坝兴建中用到,如1959年开始的三峡大坝工程,再如广东韶关的乳源县,当时就是进行了爆破,装的炸药有1300多吨,爆破的石头有100万立方,堆成了高60多米的堆石坝,这个如果用人工来做的话,是不可想象的。
现在水利部门利用爆破技术就更厉害了,有几个大电站都是在高山底下,发电厂房修在山里面,就是用爆破法把山掏空的。
石方工程,机械化施工程度高,这对爆破提出了新的要求,因为要解决石方机械化施工中挖、装、运、卸的配套成龙问题,首先取决于有无满足机械施工要求的岩石破碎技术。
大爆破有其长处,但破碎块度不匀,二次破碎必然影响机械使用效率的提高,而一般手风钻的钻孔爆破方法,劳动生产率极低,远远满足不了挖装机械的作业和生产需要。
所以,必须应用和发展深孔爆破技术,即根据挖装机械的斗容量,合理控制岩石破碎的块度大小、爆堆形状、爆落方量,从而充分发挥机械的使用效能。
无论从爆破规模还是爆破精确度上看,中国工程爆破技术达到很高的水平。
到现在为止,中国一次装一万吨以上炸药的有三次。
第一次是在1956年甘肃的白银矿,当时装了15000吨炸药,不过它是分两次爆破的,这是苏联专家过来帮助做的。
第二次就是1971年,四川攀枝花当时在建钢厂,钢厂有个狮子山,山头大约有1100多万方的石头,山头60米以下才是铁矿,以上都是岩石,如果打洞下去很困难,也很危险,于是组织了一次爆破,装了10200吨炸药,炸了1100多万方。
第三次是1992年,珠海建成的飞机场里有一个山头,这个山有1200多万方,有八九十米高,对起飞的飞机构成威胁,所以要炸掉,装了12000吨炸药,把这个山头炸掉了,号称天下第一爆,国际上没有炸过这么大的。
工程爆破-精确爆破工程爆破的精确度是很关键的,是追求的目标。
除了刚才谈到的深孔爆破之外,现在还有了更先进、精确的光面爆破技术、精细爆破技术等。
建长江三峡大坝时,要从一座山中开挖出一条供航行的水道,叫做船闸。
这个山长约4公里左右,修建的这个船闸就有2公里长,挖这个船闸的方量大概是4000多万立方,工程量巨大,而且船闸中间还要开一个60米宽、50米深的隔船墩,如果用一般爆破方法不可能完成,必须采用深孔、预裂和光面爆破技术。
什么是预裂爆破呢?就是在主爆区爆破之前,沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,缓冲、预裂开以后,爆破振动波就传不过去了,不会对坡面造成危害,也可以保护那边坡的安全。
光面技术,就是炸了以后,预留一圈保护层(又叫光面层),打一排爆炸孔,把它炸掉。
在中国,这个技术现在发展到了很高的水平,在许多方面都起了很大的作用。
三峡的船闸,如果不用光面预裂爆炸的话就很难完成。
现在还有了精细爆破,实际效果和爆破所定目标相吻合,非常精确。
20世纪70年代,预裂爆破与光面爆破在中国葛洲坝水利枢纽工程和东江水电站的软、硬岩中获得成功之后便迅速推广开来。
“世界第一爆”在中国完成,预裂爆破与光面爆破迅速推进,爆破技术发展得相当快了,那么中国目前爆破技术是否已达到一个很高的水平,与国际上其他先进国家相比较。
大爆破技术是从苏联引进的,但爆破工程技术是随着社会生产实践发展起来的。
中国几十年的经济建设,有很多爆破工程,如修建总长度达3000多公里的铁路隧道大多用到了爆破技术。
这样,通过大规模的应用,不断地总结研究,以及相关基础学科研究的深入,我们的爆破技术有了长足的发展。
比如由于钻孔机械的进步,钻凿炮孔比起人工打眼的效率提高很多,因此钻孔爆破,尤其是深孔爆破技术在中国范围普遍推广,代替了劳动强度大、安全性差的洞室爆破。
现在中国的水电站主体工程边坡都必须进行预裂或光面爆破,就其规模之大和开挖质量之优异,在国内各行业处于领先地位并达到世界先进水平。
与国外比,整体爆破技术不比他们差,在诸如设计的爆破参数选择、药包布置原则和工程地质条件相结合等方面的优势。
在城市大型建筑物拆除中,定向爆破尽显威力。
工程爆破-爆破炸药炸药是爆破工程的能源。
工程爆破使用的炸药叫工业炸药,与一般的起爆炸药或烈性炸药有所不同,它的特点是能大量生产、价格便宜,操作使用简单方便,而且比较安全,但品种不是很多。
上世纪50年代用TNT较多,而且那时所用的炸药品种比较多,因此也比较危险,也容易出事故。
随着爆破实践的增多,炸药也在不断改进,目前所用的炸药的安全性就很高了,品种也较固定。
一般的炸药是硝酸铵,就是肥田粉,还有乳化炸药。
现在工程爆破最引人注意的是城市中用爆破的手段拆除旧楼、旧烟囱等,经常看到一栋高楼被瞬间拆除的场面,很实用,很壮观。
目前很多旧楼房、陈旧的设备都不适用了,要拆除,但比如大烟囱,一二百米高,人工拆的话就非常危险,用爆破的话就很安全。
拆房子也是一样,很多都是钢结构,混凝土结构,不用爆破就很难办。
用爆破技术拆除建筑,不是把建筑炸飞、炸碎,而是利用炸药爆炸产生的能量来破坏建筑物主要受力构件的强度,使其结构失去承载能力,在自身重力作用下失稳,使建筑物重力与地面支撑力之间形成旋转力偶,产生偏斜位移,从而使之变形破坏,导致倒塌、冲击地面而解体。
因为有了大量的需求,加上中国几十年矿山爆破积累了很多经验,所以城市建筑爆破的技术发展得也很快。
大中城市已经成功进行了成百上千次各种建筑物的爆破拆除,说明中国拆除爆破技术已具备在复杂环境中成功地完成拆除大面积、高耸和特种结构建(构)筑物的能力,具有效益高、速度快、费用省和安全可靠的特点;特别是在密集、复杂的居民区的拆除爆破也并不少见,说明工程爆破技术已发展到很高水平。
定向爆破是在建筑物的基部适当部位挖凿孔洞,在其中装填炸药。
在起爆瞬间,建筑物的基部将形成缺口,使建筑物失稳、倒塌。
实施定向爆破须经精心设计:首先是根据工程需要和现场地形地质情况,大致确定爆区,再进行爆破设计。
设计时要充分利用地形,合理布药,准确确定装药量;还必须包括洞室施工,装药爆破,起爆网路以及其他有关项目;校核爆破对周围环境的影响,包括基岩破坏范围、附近地面和地下建筑物的振动数值、飞石距离以及空气冲击波等效应。
应用定向爆破拆除某旧建筑物时,能有效控制爆破的范围和方向,避免破坏周围建筑物,这是它的最明显的特征。
其实我国从1958年起就研究定向爆破技术,技术越来越先进。
我国当前的定向爆破技术,可以做到一次爆破百万立方米的土石方,所耗炸药量达到千吨级。