爆破工程-行業(yè)深度解析

爆破作為一種科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用很廣，但在工程上的應(yīng)用無疑是最重要、最常見的，采礦開山，修鐵路、公路用鉆爆法來開掘隧道，水利工程上也用一些，城市里面也使用了，拆除樓房。利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量破壞某種物體的原結(jié)構(gòu)，這種“破壞”效果不是其他方法能代替的，它雖然不是獨(dú)立完成一個(gè)工程，但卻是一個(gè)重要的工序，特別是石方開挖、礦山開采等工程缺少了這個(gè)工序還不行。目錄1概述2發(fā)展3引進(jìn)技術(shù)4石方工程5精確爆破6世界第一7爆破炸藥7.1主要應(yīng)用7.2定向爆破8安全爆破9技術(shù)研究10爆破準(zhǔn)備11學(xué)科領(lǐng)域12相關(guān)連接

工程爆破工程爆破技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)滲透到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的眾多領(lǐng)域，特別為中國的鐵路建設(shè)、礦山開采、城市拆舊定向爆破等做出了重要貢獻(xiàn)。概述在鐵路、礦山、水庫等大型工程中，爆破技術(shù)的作用很關(guān)鍵很重要。采礦修路的開山挖隧道，城市對(duì)舊建筑物的拆除，都會(huì)用到爆破技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、工程建設(shè)的增多，爆破引起了人們更多的關(guān)注。爆破作為一種科學(xué)技術(shù)，應(yīng)用很廣，但在工程上的應(yīng)用無疑是最重要、最常見的，采礦開山，修鐵路、公路用鉆爆法來開掘隧道，水利工程上也用一些，城市里面也使用了，拆除樓房。利用炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大能量破壞某種物體的原結(jié)構(gòu)，這種“破壞”效果不是其他方法能代替的，它雖然不是獨(dú)立完成一個(gè)工程，但卻是一個(gè)重要的工序，特別是石方開挖、礦山開采等工程缺少了這個(gè)工序還不行。中國目前有發(fā)達(dá)的鐵路和公路交通網(wǎng)，可以想象，當(dāng)初在修這些路的時(shí)候會(huì)遇到許多高山峻嶺，一座大山橫在兩地之間，想要修路，就必須讓這座山消失，這個(gè)時(shí)候爆破就起到?jīng)Q定性作用了。

爆破冷水塔世紀(jì)50年代開始的鐵路建設(shè)奠定了中國現(xiàn)代鐵路的基礎(chǔ)。中國幅員遼闊、地形復(fù)雜，鋪鐵路時(shí)開山挖洞是常事，土石方的工程量很大，動(dòng)不動(dòng)就是幾萬方、幾十萬方，這樣大的工程如果完全由人工來做，是不可想象的，后來就引進(jìn)了蘇聯(lián)的大爆破技術(shù)，一次裝有幾十噸、幾百噸，甚至上千噸的炸藥，就可以爆破幾十萬至上千萬方，大大地節(jié)省人工，加快工期。五六十年代也是鐵路爆破技術(shù)大發(fā)展的年代，由于廣泛采用爆破施工方法，使一些新線鐵路得以提前鋪軌通車。以寶成鐵路為例，全線進(jìn)行了148次藥室法大爆破，完成土石方249萬立方米，占全線土石方總量的3.8%;鷹廈鐵路進(jìn)行116次大爆破,完成土石方239萬立方米,占全線的7.1%。像這樣的10多條鐵路都是用大爆破的方法來開路的，所以說爆破在中國鐵路建設(shè)史上起到了很大的作用。

發(fā)展根據(jù)《中國工程爆破行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2012年，我國工程爆破行業(yè)六家上市工程爆破業(yè)務(wù)的營業(yè)收入之和為32.68億元，只占工程爆破行業(yè)市場(chǎng)容量很少的一部分。引進(jìn)技術(shù)爆破技術(shù)是從蘇聯(lián)引進(jìn)的，在建國以前，用炸藥開山被簡(jiǎn)單地稱為打眼放炮，全憑經(jīng)驗(yàn)，沒人把它當(dāng)作科學(xué)技術(shù)，工效非常低。建國以后從蘇聯(lián)引進(jìn)了工程爆破技術(shù)，鐵路修建的工效提高20倍以上，效果明顯，不久這個(gè)技術(shù)在其他方面也得到了重視。比如說修水壩，需要的石方量也很大，于是就研究把山區(qū)適宜修建水庫的山頭炸下來，形成壩的基礎(chǔ)土石方，當(dāng)時(shí)叫做定向爆破筑壩法。這種方法在許多大壩興建中用到，如1959年開始的三峽大壩工程，再如廣東韶關(guān)的乳源縣，當(dāng)時(shí)就是進(jìn)行了爆破，裝的炸藥有1300多噸，爆破的石頭有100萬立方，堆成了高60多米的堆石壩，這個(gè)如果用人工來做的話，是不可想象的。水利部門利用爆破技術(shù)就更厲害了，有幾個(gè)大電站都是在高山底下，發(fā)電廠房修在山里面，就是用爆破法把山掏空的。石方工程機(jī)械化施工程度高，這對(duì)爆破提出了新的要求，因?yàn)橐鉀Q石方機(jī)械化施工中挖、裝、運(yùn)、卸的配套成龍問題,首先取決于有無滿足機(jī)械施工要求的巖石破碎技術(shù)。大爆破有其長處,但破碎塊度不勻，二次破碎必然影響機(jī)械使用效率的提高，而一般手風(fēng)鉆的鉆孔爆破方法，勞動(dòng)生產(chǎn)率極低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了挖裝機(jī)械的作業(yè)和生產(chǎn)需要。所以，必須應(yīng)用和發(fā)展深孔爆破技術(shù)，即根據(jù)挖裝機(jī)械的斗容量，合理控制巖石破碎的塊度大小、爆堆形狀、爆落方量，從而充分發(fā)揮機(jī)械的使用效能。無論從爆破規(guī)模還是爆破精確度上看，中國工程爆破技術(shù)達(dá)到很高的水平。中國一次裝一萬噸以上炸藥的有三次。第一次是在1956年甘肅的白銀礦，當(dāng)時(shí)裝了15000噸炸藥，不過它是分兩次爆破的，這是蘇聯(lián)專家過來幫助做的。第二次就是1971年，四川攀枝花當(dāng)時(shí)在建鋼廠，鋼廠有個(gè)獅子山，山頭大約有1100多萬方的石頭，山頭60米以下才是鐵礦，以上都是巖石，如果打洞下去很困難，也很危險(xiǎn)，于是組織了一次爆破，裝了10200噸炸藥，炸了1100多萬方。第三次是1992年，珠海建成的飛機(jī)場(chǎng)里有一個(gè)山頭，這個(gè)山有1200多萬方，有八九十米高，對(duì)起飛的飛機(jī)構(gòu)成威脅，所以要炸掉，裝了12000噸炸藥，把這個(gè)山頭炸掉了，號(hào)稱天下第一爆，國際上沒有炸過這么大的。精確爆破工程爆破的精確度是很關(guān)鍵的，是追求的目標(biāo)。除了剛才談到的深孔爆破之外，還有了更先進(jìn)、精確

工程爆破的光面爆破技術(shù)、精細(xì)爆破技術(shù)等。建長江三峽大壩時(shí)，要從一座山中開挖出一條供航行的水道，叫做船閘。這個(gè)山長約4公里左右，修建的這個(gè)船閘就有2公里長，挖這個(gè)船閘的方量大概是4000多萬立方，工程量巨大，而且船閘中間還要開一個(gè)60米寬、50米深的隔船墩，如果用一般爆破方法不可能完成，必須采用深孔、預(yù)裂和光面爆破技術(shù)。什么是預(yù)裂爆破呢?就是在主爆區(qū)爆破之前，沿設(shè)計(jì)輪廓線先爆出一條具有一定寬度的貫穿裂縫，緩沖、預(yù)裂開以后，爆破振動(dòng)波就傳不過去了，不會(huì)對(duì)坡面造成危害，也可以保護(hù)那邊坡的安全。光面技術(shù)，就是炸了以后，預(yù)留一圈保護(hù)層(又叫光面層)，打一排爆炸孔，把它炸掉。在中國，這個(gè)技術(shù)發(fā)展到了很高的水平，在許多方面都起了很大的作用。三峽的船閘，如果不用光面預(yù)裂爆炸的話就很難完成。還有了精細(xì)爆破，實(shí)際效果和爆破所定目標(biāo)相吻合，非常精確。20世紀(jì)70年代，預(yù)裂爆破與光面爆破在中國葛洲壩水利樞紐工程和東江水電站的軟、硬巖中獲得成功之后便迅速推廣開來。

世界第一“世界第一爆”在中國完成，預(yù)裂爆破與光面爆破迅速推進(jìn)，爆破工程爆破技術(shù)發(fā)展得相當(dāng)快了，那么中國爆破技術(shù)是否已達(dá)到一個(gè)很高的水平，與國際上其他先進(jìn)國家相比較。

大爆破技術(shù)是從蘇聯(lián)引進(jìn)的，但爆破工程技術(shù)是隨著社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)展起來的。中國幾十年的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，有很多爆破工程，如修建總長度達(dá)3000多公里的鐵路隧道大多用到了爆破技術(shù)。這樣，通過大規(guī)模的應(yīng)用，不斷地總結(jié)研究，以及相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科研究的深入，我們的爆破技術(shù)有了長足的發(fā)展。比如由于鉆孔機(jī)械的進(jìn)步，鉆鑿炮孔比起人工打眼的效率提高很多，因此鉆孔爆破，尤其是深孔爆破技術(shù)在中國范圍普遍推廣，代替了勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差的洞室爆破。中國的水電站主體工程邊坡都必須進(jìn)行預(yù)裂或光面爆破,就其規(guī)模之大和開挖質(zhì)量之優(yōu)異，在國內(nèi)各行業(yè)處于領(lǐng)先地位并達(dá)到世界先進(jìn)水平。與國外比，整體爆破技術(shù)不比他們差，在諸如設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)選擇、藥包布置原則和工程地質(zhì)條件相結(jié)合等方面的優(yōu)勢(shì)。在城市大型建筑物拆除中，定向爆破盡顯威力。爆破炸藥炸藥是爆破工程的能源。工程爆破使用的炸藥叫工業(yè)炸藥,與一般的起爆炸藥或烈性炸藥有所不同,它的特點(diǎn)是能大量生產(chǎn)、價(jià)格便宜，操作使用簡(jiǎn)單方便，而且比較安全,但品種不是很多。上世紀(jì)50年代用TNT較多，而且那時(shí)所用的炸藥品種比較多，因此也比較危險(xiǎn)，也容易出事故。隨著爆破實(shí)踐的增多，炸藥也在不斷改進(jìn)，所用的炸藥的安全性就很高了，品種也較固定。一般的炸藥是硝酸銨，就是肥田粉，還有乳化炸藥?，F(xiàn)在工程爆破最引人注意的是城市中用爆破的手段拆除舊樓、舊煙囪等，經(jīng)?？吹揭粭澑邩潜凰查g拆除的場(chǎng)面，很實(shí)用，很壯觀。主要應(yīng)用很多舊樓房、陳舊的設(shè)備都不適用了，要拆除，但比如大煙囪，一二百米高，人工拆的話就非常危險(xiǎn)，用爆破的話就很安全。拆房子也是一樣，很多都是鋼結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)，不用爆破就很難辦。用爆破技術(shù)拆除建筑，不是把建筑炸飛、炸碎，而是利用炸藥爆炸產(chǎn)生的能量來破壞建筑物主要受力構(gòu)件的強(qiáng)度，使其結(jié)構(gòu)失去承載能力，在自身重力作用下失穩(wěn)，使建筑物重力與地面支撐力之間形成旋轉(zhuǎn)力偶，產(chǎn)生偏斜位移，從而使之變形破壞，導(dǎo)致倒塌、沖擊地面而解體。因?yàn)橛辛舜罅康男枨?，加上中國幾十年礦山爆破積累了很多經(jīng)驗(yàn)，所以城市建筑爆破的技術(shù)發(fā)展得也很快。大中城市已經(jīng)成功進(jìn)行了成百上千次各種建筑物的爆破拆除，說明中國拆除爆破技術(shù)已具備在復(fù)雜環(huán)境中成功地完成拆除大面積、高聳和特種結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物的能力，具有效益高、速度快、費(fèi)用省和安全可靠的特點(diǎn);特別是在密集、復(fù)雜的居民區(qū)的拆除爆破也并不少見，說明工程爆破技術(shù)已發(fā)展到很高水平。定向爆破定向爆破是在建筑物的基部適當(dāng)部位挖鑿孔洞，在其中裝填炸藥。在起爆工程爆破瞬間，建筑物的基部將形成缺口，使建筑物失穩(wěn)、倒塌。實(shí)施定向爆破須經(jīng)精心設(shè)計(jì)：首先是根據(jù)工程需要和現(xiàn)場(chǎng)地形地質(zhì)情況，大致確定爆區(qū)，再進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要充分利用地形，合理布藥，準(zhǔn)確確定裝藥量;還必須包括洞室施工，裝藥爆破，起爆網(wǎng)路以及其他有關(guān)項(xiàng)目;校核爆破對(duì)周圍環(huán)境的影響，包括基巖破壞范圍、附近地面和地下建筑物的振動(dòng)數(shù)值、飛石距離以及空氣沖擊波等效應(yīng)。應(yīng)用定向爆破拆除某舊建筑物時(shí)，能有效控制爆破的范圍和方向，避免破壞周圍建筑物，這是它的最明顯的特征。其實(shí)我國從1958年起就研究定向爆破技術(shù)，技術(shù)越來越先進(jìn)。我國當(dāng)前的定向爆破技術(shù)，可以做到一次爆破百萬立方米的土石方，所耗炸藥量達(dá)到千噸級(jí)。

只要嚴(yán)守安全規(guī)程、做好防護(hù)工作，任何規(guī)模、種類的爆破都可確保安全。安全爆破隨著中國現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，爆破作業(yè)環(huán)境越來越復(fù)雜，對(duì)爆破安全的要求可能也會(huì)越來越高。盡管我們工程爆破技術(shù)已達(dá)到很高水平，爆破作業(yè)是一項(xiàng)危險(xiǎn)性的工作，

工程爆破大家知道，一次爆破事故，可能會(huì)造成人民生命和財(cái)產(chǎn)的損失，也可能導(dǎo)致環(huán)境受到破壞。為了安全，在工程實(shí)踐中，往往有許多要求和標(biāo)準(zhǔn)需要我們努力去解決，比如嚴(yán)格控制爆破的振動(dòng)效應(yīng)、爆破沖擊波、噪聲、粉塵等影響，要預(yù)防電干擾等對(duì)爆破作業(yè)的威脅，還要關(guān)注水土保持、環(huán)境保護(hù)等問題。爆破作業(yè)的安全問題一直是各方面所重視的問題，已形成了一種專業(yè)化的規(guī)范、制度和技術(shù)。如中國自1992年頒布《拆除爆破安全規(guī)程》，通過拆除爆破分級(jí)管理、承擔(dān)單位及人員資格審查、爆破技術(shù)人員培訓(xùn)與考核、爆破設(shè)計(jì)審查與安全評(píng)估等規(guī)定，有力地推動(dòng)了爆破工程的安全管理，取得了顯著的成效。

技術(shù)研究對(duì)于爆破作業(yè)安全技術(shù)的研究,是從兩個(gè)方面去考慮的，一方面是炸藥和起爆器材以及對(duì)其爆炸所造成的破壞作用進(jìn)行限制的安全技術(shù),這是主動(dòng)的。另一個(gè)方面是對(duì)爆破所產(chǎn)生的危害采取的防護(hù)措施,這是被動(dòng)的一個(gè)方面。兩者對(duì)阻止爆破帶來的破壞性有同樣的重要性,但在具體的爆破工程中,則常常會(huì)有變化不定的現(xiàn)象和后果,因此,必須對(duì)每一項(xiàng)工程破壞的具體情況作細(xì)致的分析研究,從而采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策。同時(shí)，雖然技術(shù)不斷取得進(jìn)步，必須在操作過程中注意每個(gè)工序，按照安全規(guī)程認(rèn)真作業(yè)。只要嚴(yán)格遵守安全規(guī)程、正確地采取安全技術(shù)措施和防護(hù)措施,任何規(guī)模、任何種類的爆破是可以確保安全的。一些安全規(guī)定的條文是有經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和理論根據(jù)的，有的甚至是血的教訓(xùn)的總結(jié)，所以一定要克服麻痹思想，嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)定，決不能以沒出過事故而輕率地“突破”規(guī)定的“框框”。爆破準(zhǔn)備爆破不成功的事例是有的，如爆而不倒、實(shí)施定向爆破后沒有按爆破方案的方向倒塌等等。這些事例警示：從爆破設(shè)計(jì)、爆破器材質(zhì)量、爆破施工到起爆網(wǎng)路連接等，只要有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤，都將影響爆破工程的效果，乃至造成嚴(yán)重的后果。爆破作業(yè)無論是老舊建筑物本身還是周圍環(huán)境都十分復(fù)雜，這不僅要求認(rèn)真調(diào)查爆破體的結(jié)構(gòu)(包括施工缺陷)，分析受力狀況，同時(shí)還要對(duì)采取技術(shù)措施(如預(yù)處理、嵌補(bǔ)、支撐等)的可靠和安全性進(jìn)行分析，對(duì)可能出現(xiàn)的意外情況，應(yīng)預(yù)先制定應(yīng)急方案，努力避免安全事故和不必要的損失。工程的環(huán)保性越來越受到人們的關(guān)注，同時(shí)，探索無公害的拆除爆破技術(shù)，一直是爆破工作者追求的目標(biāo)。設(shè)立掩蔽體對(duì)物體加以保護(hù)，最簡(jiǎn)單的辦法是用草袋、竹笆一類材料覆蓋在需要保護(hù)的物體上面;對(duì)房屋和機(jī)器設(shè)備常要在迎面和頂部豎立排架，用木板或荊笆上罩鐵絲網(wǎng)，抵御較多的飛石和較強(qiáng)的空氣沖擊波的打擊;對(duì)某些重要工程的建筑物打防震孔或者用預(yù)裂爆破將爆破區(qū)和被保護(hù)的建筑物或工程設(shè)施隔離開來。減少粉塵可以用水。比如某市舊體育館拆除爆破工程中，通過預(yù)拆除較多砌體、抹灰，爆破墻體預(yù)浸濕，屋頂覆蓋3000個(gè)水袋，樓面砌筑水池，四周設(shè)置高壓管網(wǎng)噴射水幕，爆破時(shí)空中直升機(jī)投放滅火水彈，爆破后消防車噴射水霧等措施,較好地抑制了粉塵，爆后鄰近的酒店樓頂上風(fēng)側(cè)粉塵濃度為0.94毫克/立方米，小于城市粉塵環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)1.0毫克/立方米。在控制噪聲方面，關(guān)鍵是杜絕城市使用導(dǎo)爆索，在爆破部位做好覆蓋防護(hù)以及在爆破區(qū)做隔音屏障，對(duì)降低爆破噪聲起到一定效果。學(xué)科領(lǐng)域從技術(shù)自身手段來看，創(chuàng)新是爆破技術(shù)發(fā)展的源泉和動(dòng)力。爆破涉及到高等數(shù)學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、爆破力學(xué)、材料力學(xué)、建筑學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等多學(xué)科和領(lǐng)域，要不斷吸取和融合這些領(lǐng)域的最新成果。在爆破器材、鉆孔技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、安全技術(shù)等方面都發(fā)展很快，高精度非電雷管、電子雷管、現(xiàn)場(chǎng)炸藥混裝車等,有的已在水利爆破工程中試用，有的需要進(jìn)一步推廣。爆破技術(shù)已經(jīng)走到精準(zhǔn)爆破的階段，要求在爆破理論、提高炸藥能量的利用率、計(jì)算機(jī)爆破模擬技術(shù)、安全性研究等方面更加深入，這些對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高爆破效果有重要的意義。相關(guān)連接控制爆破技術(shù)是國內(nèi)外從五十年代開始、六十年代以來才