爆破工程技術的現狀及發展

        我國工程爆破的發展歷程與經濟建設的發展有著密切的聯系。新中國成立后，工程爆破技術在我國農田水利建設、礦山采掘、鐵路(公路)修筑等國民經濟基礎建設中立下了汗馬功勞。特別是改革開放以來，中國的經濟發展進入騰飛階段，各種基礎設施的建設帶動了工程爆破事業的蓬勃發展。一方面大型水利電力以及城市和廠礦改擴建項目相繼開工；另一方面許多工程爆破課題被列入國家"七五"、"八五"、"九五"、"十五"和"十一五"攻關項目及國家自然科學基金項目，通過這些項目的實施使我國的工程爆破技術得到全面迅速而有序的發展，并取得了一系列可喜成果。進入本世紀后，我國工程爆破面臨的任務將更為艱巨。按照我國制定的2010年遠景目標綱要規定，人口要控制在14億，國民生產將達到17萬億以上。為實現這一目標。必將要大力建設更多、更大的工程，我國工程爆破技術發展又將進入一個新的高速發展期間。

        1 工程爆破技術的發展現狀

        我國的工程爆破技術，隨著國民經濟的發展也有了很大變化中深孔爆破、城鎮拆除爆破等，通過不斷的實踐與應用，積累了豐富的經驗。

        1.1硐室爆破

        大量的實踐表明，硐室爆破是一種投資省、效率高和速度快的施工方法。在地形復雜的山區，我國相當廣泛地應用硐室爆破來完成大量石方的開挖。60年代，爆破工作者在工程實踐中，發展了大爆破設計理論，完善了設計參數，提出了一套完整的爆破設計計算經驗公式，推動我國硐室爆破技術發展進入第二階段。條形藥包裝藥設計標志著我國硐室爆破技術發展進入第三階段。硐室爆破不需要很多大型機械設備，集中實施作業時間短。但由于硐室爆破一次爆破裝藥量大，爆破對周圍地區的影響控制程度的要求較高，其設計精度越來越高，使用范圍及裝藥量也將受到限制。

        硐室爆破已普遍采用平面藥包和條形藥包相結合的設計和施工方案，其應用范圍和規模不斷擴大。尤其是分段微差起爆技術的成功應用，達到了增大拋距、提高拋擲率、堆積集中和降低爆破震動效應的良好效果。最典型的實例是在1993年珠海炮臺山的移鎮海大工程爆破，炸藥總裝填量近12000t，運用可大量石方爆破的科研與工程實踐的經驗，并采用了多時段微差爆破技術，成功的一次爆破松動。此次爆破為多層、條形藥包、毫秒延期爆破積累了寶貴經驗。又如1990年廣東惠州港采用定向爆破方法成功地進行了移山填海浸淤修筑碼頭，在這次爆破中采用小平面條形藥包達到了緩坡地形的遠距離拋擲，使岸島之間230m海域實現拋石回填，有效拋擲率為63%，石塊普遍擊穿淤泥，最大沉降量達6cm。最近，對于在硐室爆破設計施工中，提出了溶洞處理常用的"避、移、變、堵和托"等方式，并取得了良好的爆破效果。最近的硐室水壓爆破方法，為城市大量石方爆破開挖提供了新的施工方法。

        1.2中深孔爆破與預裂爆破

        中深孔爆破技術已經廣泛應用于露天與地下礦山、鐵路、公路、大型水利水電樞紐工程建設的基坑開挖和平整工業場地等。礦山深孔爆破已根據工程的需要要求發展了微差爆破、擠壓爆破、光面爆破和預裂爆破等。例如青島市環膠州灣高速公路山角村段一次實施470m、共203排、3080孔的深孔拉槽控制爆破在鐵路及公路施工中采用光面爆破。預裂爆破可使路塹邊坡工程量減少10％～20％，同時由于爆后邊坡光滑平整而減少支護，減少了線路營運過程中的邊坡事故及維護工作量。如廣西桂柳及貴州貴新高速公路超深孔高臺階光面爆破技術(27m)開挖的路塹邊坡平整、穩定、露天礦大區多排微差爆破已獲得廣泛應用，對孔網參數、裝藥結構、填塞方法、起爆順序、微差間隔時間等進行了深入研究，顯著提高了爆破質量與技術經濟指標，爆破規模最大的南芬鐵礦一次微差爆破段數100余段，炮孔超過500余個，預裝藥量近300t，礦巖爆破量超過80萬t。預裂爆破技術在囂天礦邊坡控制爆破中應用較多。澳大利亞Brent等人通過減少預裂炮孔中炸藥密度和采用大直徑預裂炮孔兩項新技術，減少了對預裂炮孔圍巖的過度破壞，取得了良好的效果，我國的于亞倫等采用310mm的大直徑邊坡預裂炮孔，爆破振動減少了40，對邊坡的損壞減少了60。

        1.3拆除爆破

        拆除爆破技術具有安全、速度快、造價低等特點加拿大Elliot等人對爆破周圍環境條件較差的三個橋墩成功地進行了拆除爆破。需拆除的橋墩緊連新建公路橋，該橋還載有一條直徑為150mm的裸露輸氣管道，距爆破橋墩上7m處有一條高壓線。爆破后，上述建筑物及設施均完好無損。韓國Jeong-SooChoi等人在其"鋼筋混凝土建筑物的控制爆破拆除"一文中，介紹了對位于漢城中心的國家安全局大樓的附屬建筑物的拆除爆破。待爆樓房為5層鋼筋混凝土結構，面積2577m2，爆破鉆孔320個，爆破時間5.5s，消耗炸藥29.5kg在爆區周圍8個點進行爆破振動測試，均符合國際的振動標準。目前我國常用的拆除爆破方法有：炮孔爆破、水壓爆破、外部爆破和靜態破碎劑破碎法、靜態牽引法前。3種方法是基于選用不同品種炸藥進行爆破拆除，后兩種方法則是利用靜態失穩原理來完成拆除工作的。隨著我國經濟建設高速發展，大規模城市現代化進程的加快，鐵路干線和廠礦企業技術改造中需要改建、拆遷的工程項目日益增多。采用控制爆破拆除比人工或機械方法更為安全可靠、快捷、省工和省時近20年來，這項技術在我國得到了迅速發展，許多城市都有一批建筑是用控制爆破技術進行拆除的。如廣東省政府招待所大樓、南京中央門廣場樓房、廣州市體育館、武漢飯店、北京東直門、l6#樓和貴陽市人文宮建筑等工程，這些工程的實施都反映了拆除爆破技術在我國的普及與快速發展。一些研究工作者結合工程施工借助于高速攝影、振動測試等手段分析了不同建(構)筑物在爆破作用下的失穩、解體、倒塌機理和構件破碎過程，提出了針對不同結構和環境條件下采用不同的拆除方案，促進了拆除爆破的發展與應用。在人口稠密和建筑物密集的城市中進行爆破拆除，應該對控制爆破技術有更高更嚴的要求，也就是說必須把爆破產生的負面效應減至最低，或直接予以消除，否則就無法在城市中推廣應用爆破拆除技術這就需要建筑物拆除爆破綜合技術的應用，它包括定向倒塌、定向折疊、原地坍塌、逐跨坍塌和內折倒塌等5種常用的爆破拆除方式。

        1.4爆破新技術與特種爆破和高能爆破加工

        我國的熊代余等采用爆炸法處理木質纖維索，通過爆炸形成的高壓及爆后的快速泄壓，使木質纖維素膨化裂解，提高了纖維素的水解率，將爆炸技術帶人了一個嶄新的領域。高能爆破加工業很快發展起來，在機械加工方面已有廣泛的應用，如爆炸成型、爆炸焊接爆炸合成金剛石、爆炸硬化和爆炸消除殘余應力等我國的高能爆破加工業也居于世界先進水平。例如：利用爆炸加工技術制造球型金屬容器，這是一種高效節能的新方法，已在北京、天津、沈陽、洛陽等地得到廣泛的工業應用，現在爆炸加工最大球型器直徑已達6m，最大壁厚為28mm。

        1.5爆破安全技術

        隨著我國工程爆破科技的不斷發展，爆破安全技術管理水平也得到了很大提高。多年來，我國工程爆破技術人員十分重視爆破有害效應的觀測和研究，并制訂相應防護措施。這些研究成果和防護措施不僅可以預防和減少各種爆破事故，還有效的控制了爆破有害效應對周圍環境的影響，改變了人們對爆破場景可怕的恐怖心理。為了使爆破安全技術管理科學化和法制化，國家先后制訂并頒布了《爆破安全規程》《大爆破安全規程》《拆除爆破安全規程》等國家及部門標準。目前，由中國工程爆破協會組織對這些規程進行修訂為提高從事工程爆破技術人員的素質，加強工程爆破專業隊伍的管理，由公安部主持，中國工程爆破協會協助對全國工程爆破人員進行爆破安全技術培訓考核發證，實行持證上崗。對爆破公司實行等級管理制，對重大爆破工程的設計施工進行安全評估，逐步推行爆破工程監理制度，使中國工程爆破安全管理更加有序化和規范化。

        2 工程爆破新進展

        2.1油氣勘探和開發中的特種爆破技術

        近年來，國外研究開發油氣地震勘探和油氣井開發中的特種爆破技術發展迅速。例如，將小型高能震源器材應用于三維地震勘探，可大大地提高地震勘探質量和安全，降低成本費用；新近發展起來的井下套管爆炸補貼和整形等特種爆破技術，以解決那些用傳統和常規方法難以解決的井下問題；稠油地層高致密低滲透地層等特殊地層的射孔爆破技術的開發等等。

        2.2城市拆除爆破

        在城市拆除爆破，特別是高聳建(筑)物的定向爆破拆除技術，軟基爆破處理技術、超長孔預裂爆破、孔內多段裝藥爆破、爆炸加工、微型爆破等方面均取得了可喜的進展，爆破監測儀器也正向自動化、微型化、多功能方向發展。

        3 工程爆破技術的未來發展方向

        由于工程爆破理論不完善、不深入，工成中的一些力學現象不能描述和解釋所以加強理論研究，展數值模擬技術。發展炸藥能量轉化過程的精密控制技術，提高炸藥能量利用率，將低有害效應是本世紀的發展方向。實施精密控制，拓寬控制爆破技術的應用領域，預計在不久的將來，可以利用爆炸加工新材料，處理各種廢料，改變氣候條件等。增加爆破器材和改進其性能，適應工程爆破的需要是今后控制爆破技術發展的基礎。發展新型爆破材料來提高控制爆破水平。爆破安全技術的發展，對爆破技術應用范圍的擴大有著重要的意義，只有解決與爆破有關的安全技術問題，控制爆破技術才能發揮更大的作用，并能防止爆破危害。