[其他]沈阳原东电医院群楼纵向爆破 [复制链接]

半个月前，原东电医院大楼以“爆”别方式，4秒钟灰飞烟灭。仅一眨眼工夫，大楼充分解体，并成功地按照预期实现定向倒塌。然而有些人提出了疑问“11层楼怎么只倒了一半？剩下5层没倒？”“东侧建院街上咋有建筑残渣？”“是不是爆破发生后坐造成的？负责此次爆破工程的高级工程师杨智广对本次爆破进行解密剖析。

9月30日早5时30分，随着“嗵——”一声巨响，原东电医院大楼、省气象局大楼同时爆破，仅一眨眼工夫，原东电医院大楼在爆破声中充分解体，并成功地按照预期实现定向倒塌。在爆破瞬间引发的一团巨大蘑菇云烟尘中，此次爆破工程总指挥费鸿禄总工程师被工人们簇拥在中央，大家以欢呼雀跃的方式庆祝胜利的一刻。
    随着烟雾渐渐退去，爆破完的废墟清晰地呈现在眼前。就在费总及他的团队分享成功的主旋律中，却夹杂着一缕不和谐的音符——在爆破现场，有一些围观群众窃窃私语：“怎么回事？11层楼怎么只倒了一半？剩下5层没倒？”“东侧建院街上咋有建筑残渣？”“是不是爆破发生后坐造成的？”
    纵向爆破
    “爆破工程是一项专业性极强的工作，不怪普通市民发生误解。”费总事后自嘲地说，“不过，在事发当时，我听到这些流言蜚语心情是相当郁闷的。”
    先说为什么会“剩下所谓5层没倒”。其实，这是由于纵向爆破的受力和实际情况条件决定的。按照纵向来讲，南楼最西侧一跨5层框架及二层部分柱子压根儿事前就没装药，其一因为纵向爆破时第一响的一跨与接续爆破的其他部分受力不一样，第一跨只靠自身的重力下落解体（单独一跨的触地冲量较小），没有其他外力的介入，而接续的爆破框架爆破时又受到前面爆破框架破碎后对其的压力；其二是由于原省气象局楼先起爆，与原东电医院楼非常近，防止飞石进入原东电医院楼内破坏爆破网络，这样的设计才能实现原东电医院南楼向正西方向倒塌的预定目标——南楼属于定向爆破中技术非常难的纵向爆破，之所以选择纵向爆破，是在综合考虑上述因素后提出的设计方案，该方案经过沈阳市公安局治安支队组织专家充分论证并获得一致通过。
    定向爆破是个大概念，其中包括原地爆破、横向爆破、纵向爆破、折叠爆破等。第一种好理解。第二种是常用的选择，即长方形楼体向垂直于较长的一面爆破倒塌。而第三种，则是长方形楼体向垂直于较短的一面爆破倒塌，即纵向爆破。
    原东电医院南楼为什么非要选择纵向爆破呢？该楼房群爆破拆除工程存在种种特点和难点：
    一是爆区周边环境十分复杂，爆破施工区处于城市道路主干道文化路北侧，距离其路灯仅有20余米；东侧5.5米地下有大量煤气、水管、供热管、通讯电缆等管网线路，18米处有高压线和两个变压器，27米处为雅颂居营销中心，要求爆破时必须确保这些建筑设施的安全。
    二是此次爆破拆除的楼房众多，平面布局呈几何形状“凹”形，各栋楼房之间相距很近，南楼、东楼和北楼连为一体，爆破时的倒塌会相互制约，相互影响，特别是南楼，为保护雅颂居营销中心和文化路的安全以及东楼和北楼，只能选择沿楼房长度方向（纵向）向西倒塌的最不利倒塌方式，给爆破设计、施工和安全防护带来极大困难。
    挑战“雷区”
    从爆破技术方面来看，选取纵向爆破会挑战一系列“雷区”：
    爆破对象的体积大，楼房集中，需要的炸药量和雷-管个数多，不仅对爆破振动、塌落振动、爆破飞石、塌落飞溅物、爆破烟尘等有害效应的控制难度增大，而且对爆破方案的技术设计和爆破器材的性能质量要求高，给钻孔、装药、网路联结、防护等施工工作带来了很大困难。
    与此同时，爆破地址位于繁华闹市区，进行如此大规模的楼房群爆破给环境保护带来了极大挑战，爆破烟尘的控制目前是世界性难题，虽然世界各国爆破工作者进行了大量尝试，但仍未找到一项能够消除爆破烟尘的方法和技术。另外，工期要求紧，从允许施工到爆破仅有十天时间，给爆破准备工作带来极大挑战。
    精心准备
    为克服此次楼房群爆破的困难，阜新工大爆破工程有限责任公司与辽宁工程技术大学爆破技术研究院通力合作，利用高校各类人才齐备、爆破科研成果和爆破业绩突出的技术优势，根据楼房群的结构及布局特点、安全和环保要求、被保护对象的抗震能力和距离、工程要求等，编制了科学合理的爆破技术方案和施工组织设计，在市公安局、市环保局、沈河区城建局等部门的帮助下，邀请相关专家对爆破方案进行了评审并获通过，在市公安局治安支队和爆破监理的具体指导和监督下，施工单位严格按照评审后的爆破方案精心施工。
    “铰链”解密
    纵向爆破的核心中，有一个叫“铰链”的术语，它对爆破效果有着至关重要的作用。通俗讲，就是把长方体的楼截成一个长方形平面来看（纵向来看），爆破过程就像切一块长条豆腐似的，切掉一块建筑物的形状没有变化，类似于多米诺骨牌的倒塌效应。长方体需要垂直于长度方向去掉一跨，整体形状不变化。
    从平面再回到立体：原东电医院南楼总计11层高，按爆破原理，只需炸掉从根部数1至6层的柱体，就可以达到爆破效果。而南楼每一层楼，都分别有30、20、28根柱子排列（每层柱子总计40根）。如此算来，1-6层共有柱子根数近200根。
    那么，为了去掉“第一跨”，就要先炸掉楼体西侧的柱子，然后再炸其它排列的柱子，而最后还要依据保留西南角数根柱子，部分保留最西侧二层部分立柱，确保南侧防护能够附着建筑物表面时间延长，已达到保护爆破网络和飞石飞溅。由此可见，爆破后有“5层没倒”的背后真相。
    导爆网络
    换种角度观察：导爆网络。目前，导爆雷-管中分为毫秒延时导爆雷-管、半秒差延时导爆雷-管。此次爆破中，原省气象局高楼使用的就是前者。而毫秒延时导爆雷-管，由于导爆间隔以毫秒计（1000毫秒=1秒）。如此微差间隔，对于纵向倒塌的结构反应是300毫秒左右，如果采用毫秒延时爆破，结构破坏后的载荷还没有来得及反应至重新分配，致使楼体在爆破瞬间粉碎程度不充分，这就使得整座楼体在爆破瞬间解体效果不理想，也就是说，爆破发生后，整座楼体是靠倒塌触地一刹那，被重力所致才解体粉碎。所以触地瞬间的震动就会非常大。所以目前纵向爆破技术主要采用半秒或秒延时技术，这是从结构本身决定的，并不是延时不科学，只不过业内人士对此了解较少，加之设计施工的难度实际工程中实例也较少。
    这样一来，对于周围群众而言，“爆破声响巨大”的概念，其实更多是指触地震动声响，而并非爆破本身声响。
        实际上，选择的毫秒延期雷-管或秒延期雷-管，这样的导爆网络以及对应所装炸药。这就不难理解，原省气象局高楼实际使用炸药为90公斤，而原东电医院楼实用炸药却为288公斤。
    并非后坐
    相反，原东电医院楼每孔采用两个半秒差延时导爆管雷-管、立体交叉复式网路起爆，并合理安排起爆顺序，确保了整个楼房群的安全准爆，使各楼体按照预定方向依次顺利倒塌，解体破碎效果良好，使得触地震动趋于最小值——也就是说，围观群众所说“原东电医院爆破声较小”，但真正原因并非由于楼体矮，而是楼体是半秒延时接续触地且已充分崩碎瓦解。    “崩碎物与残土咋撒满建院街？”“难道是因为爆破发生了后坐导致？”“算不算败笔？”爆破后，周围不少群众议论纷纷。就此，爆破专家解释，并非是后坐引发，而是纵向爆破导致楼体解体过程中，第一跨爆破后的残骸依然对后续爆破的每一跨都施加了一个水平的横向压力（指向东侧），受加速力及弯矩影响产生了所谓旋转力，前面爆破的残体都堆在后面爆破的每一跨前面，致使后面的每一跨楼体残渣没有足够的下落空间，这样最后一跨爆破后的残骸在上述原因和由于最后一跨本身的东侧为自由面（不受力面），在前面的压力作用下只能向东侧解体和移动，这样就看到部分破碎体堆积到建院街上。
    那么，事前装置的围挡为啥不起作用？专家称，围挡只能遮挡飞溅物，无法挡住楼体残渣。而纵观整个爆破过程，周围建筑物（尤其是仅数米之隔的雅颂居玻璃幕墙）没有被一块飞石击碎，真是挺理想的！
    链接一:“定向爆破”
    爆破专家介绍，定向爆破，实质运用的就是控制爆破技术。通过极短的时间差，来控制被爆物的破损程序，达到按预定方式倒塌，譬如原地坍塌、折叠倒塌等。
    因此，爆破之前请众多爆破专家进行论证，制定严密的爆破方案，对爆体的倒塌方向是唯一的，其误差也有着较严格的规定。而一旦超过这个范围，特别是实际爆破倒塌方向发生极性改变（比如以零度为基准，零上和零下就是极性变化），那就不属于误差，而是爆破意外事故。
    链接二：爆破数据
    原东电医院楼房群共钻凿2200个炮孔，单孔平均装药量130克，共用炸药288公斤，各类雷-管3900发，导爆管7000米，草垫子26000条，铁丝网13000平米，建筑绿网8500平米，铁丝3.5吨，一次点火分为9段起爆，从起爆到爆破完毕为4.0秒。
    在组织进行生产的同时，与公司一体的爆破技术研究院积极进行各项科学研究，先后完成几十项科研课题。

爆破工程是一项专业性极强的工作

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