2018-11-01 19:05

如何科学地炸倒一栋楼?

#想法

如何用最少的炸药安全地爆破拆除建筑物?怎样才能合法合规地炸楼?本文来自微信公众号:回形针(ID:papercliptv),作者:张每羊,头图来自视觉中国


以下为视频文字稿:


作为一门严谨优雅的工程科学,拆除爆破的核心理念不是把整座建筑炸得灰飞烟灭。



而是只破坏关键的承重结构以让建筑失稳,然后在重力作用下摔得粉身碎骨。


根据不同的作业环境,今天的拆除爆破主要有三种方法:定向倾倒法、原地垂直塌落法以及内爆法。


定向倾倒法就是在建筑下部炸出一个三角形的切口,让建筑朝着切口方向倾倒,冲击地面而解体。通常要预留出大于建筑高度 2/3 ~ 3/4 的倒塌场地。



这种方法施工简单,成功率高,是国内最常用的方法。



而对于较高的建筑,还可以安排多个切口,形成折叠倾倒,缩短倒塌距离。



原地垂直塌落法是让建筑物底部一定高度的承重结构瞬时全部爆破,使其垂直塌落冲击地面而解体。通常只需预留 1/3 ~ 1/4 建筑高度的塌落场地即可。



主要适用于砖砌楼房、单层排架厂房等结构强度本身就低的建筑物。



内爆法则是依次破坏建筑内部的承重结构,让外围的构件向内倾倒,互相撞击碎裂从而塌落。可以让建筑几乎全塌落在自身区域内。



内爆法非常适合拥挤的城市空间,在美国应用广泛,但方法非常复杂,国内案例较少。



不同的爆破方法适合不同的建筑和场地环境,但都得经过严格的数学论证,比如定向倾倒法首先要计算建筑的各项指标是否满足这个公式。



然后再根据建筑的长宽、重心高度等信息算出切口的高度。      


切口高度如果过小,有可能造成爆破后倾而不倒的尴尬局面,过大则可能酿成上层建筑倾覆翻滚的危险情况。



此外,炸药如何排布也得靠计算得出。


比如一面承重墙的爆破,首先要计算最小抵抗线 W ,指的是炸药到墙体两面的距离,通常是墙体厚度 δ 的一半,此时爆破效果最好。



根据 W 结合墙体的厚度强度可以计算出炮孔的间距 a 和排距 b,再通过以上数值就可以计算出每个炮孔的炸药量。      



其中 q 的大小可以参考大量实验爆破的数据。这些参数还可以输入专业软件中模拟出非常接近真实效果的爆破过程。



爆破工程设计好后,必须上报当地公安部门,获得爆破作业许可证后才能施工。


首先是预拆除,拆除或切断一些不影响建筑稳定性的构件,以降低整体结构强度,提高爆破效果,并减少后续钻孔和装药的作业量。


爆破用的炸药主要有两种:乳化炸药和塑胶炸药。


前者的主要成分为硝酸铵,爆速一般在4000m/s 左右,价格低廉,应用广泛;



后者主要成分是环三次甲基三硝胺,爆速可超过 8000 m/s,能直接切断钢材,非常适合钢混结构建筑的爆破。



这些炸药必须插入雷管,连上导线塞入炮孔中。然后包上防护布,以减少碎片飞溅。最后,导线汇总到起爆器,按下开关,就能让大楼在十秒钟内崩塌。


这些爆破器材的价格并不贵,一般工业炸药的出厂价每吨不到六千元,雷管一个不到 3 元,但一般人不可能买到。



只有正规的爆破作业单位向公安机关提出申请,拿到《民用爆炸物品购买许可证》后才能向专门销售民用爆破器材的企业购买。


不过,爆炸物品并不是爆破拆除工程的重点,比如武汉武昌区的江天大厦,地上共 24 层,高 84.4 米,为了炸倒它,只用到 1.8 吨炸药,16000 根雷管,费用并不高。



但工程的设计以及前期的施工非常耗时耗力,让最终的花费高达 983 万。


这也要求从业者必须有过硬的实力,要想炸倒江天大厦这种级别的楼,你至少要有大专学历并连续从业 15 年,或者有博士学历并连续从业 6 年。


当然,从业者更要有过人的胆识,敢于亲自站在马上要被炸倒的楼房上检验工程质量。



本文来自微信公众号:回形针(ID:papercliptv),作者:张每羊。

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