拆除爆破基本原理

最小抵抗線(xiàn)原理

由于從藥包中心到自由面的的距離沿最小抵抗線(xiàn)方向最小，因此受介質(zhì)的阻力最??；在最小抵抗線(xiàn)方向上，沖擊波（或應力波）運行的路程最短，所以在此方向上波的能量損失最小，因而在自由面處最小抵抗線(xiàn)出口點(diǎn)的介質(zhì)首先突起。我們將爆破時(shí)介質(zhì)拋擲的主導方向是最小抵抗線(xiàn)方向這一原理，稱(chēng)為最小抵抗線(xiàn)原理。

最小抵抗線(xiàn)的方向不僅決定著(zhù)介質(zhì)的拋擲方向，而且對爆破飛石、震動(dòng)以及介質(zhì)的破碎程度等也有一定的影響。此外，最小抵抗線(xiàn)的大小，還決定著(zhù)裝藥量的多少和布藥間距的大小，并對炮孔深度和裝藥結構等有一定的影響。

最小抵抗線(xiàn)的方向與大小是認為決定的。根據拋空的方向和深度或布藥的位置與起爆順序，在特定的爆破對象條件下即可確定。但是，此時(shí)的最小抵抗線(xiàn)方向和大小是否是最優(yōu)的，還要從具體的爆破對象出發(fā)，權衡其安全程度、破碎效果、施工方便與經(jīng)濟效益等方面的因素，綜合考慮予以選擇。

最小抵抗線(xiàn)W應根據拆除物的材質(zhì)、幾何形狀以及尺寸，以及要求的爆破塊度等因素綜合確定。在拆除爆破中，當基礎為大型鋼筋混凝土塊體，并采用人工清渣時(shí)，破碎塊度不易過(guò)大，最小抵抗線(xiàn)可取下值：

混凝土或鋼筋混凝土塊體：           W=35～70cm

漿砌片石、料石塊體：                W=50～80cm

混凝土爆破后，一般碎塊的尺寸略大于W，如果爆破后采用人工清理，應選擇較小的W。機械清理時(shí)，可選用較大的最小抵抗線(xiàn)。

微分原理

將預要拆除的某一建筑物爆破所需要的總裝藥量，分散的裝入許多個(gè)炮孔中，形成多點(diǎn)分散的布藥形式，以便采取分段延時(shí)起爆，使炸藥能量釋放的時(shí)空分開(kāi)，從而達到減少爆破危害、破壞范圍小、爆破效果好的目的，這就是分散裝藥的微分原理。

裝藥的布藥形式基本上有兩種:其一是集中布藥，即將所需藥量裝在一個(gè)炮孔中或集中堆放；其二是分散裝藥，即將所需藥量分別裝入許多炮孔內。這兩種布藥形式均可達到一定的爆破效果和拆除目的。但是，兩者所引起的后果卻截然不同。前者將會(huì )引起較強烈的震動(dòng)、空氣沖擊波、噪聲和飛石等爆破危害，這是拆除爆破尤其是城市拆除爆破所不允許的；后者既可滿(mǎn)足爆破效果的要求，又能在某種程度上控制爆破危害。

等能原理

爆破的主要能源是炸藥。顯然，如果炸藥用量合適，輔助合理的裝藥結構和起爆方式等，就可以防止或減輕爆破危害，從而達到拆除爆破的目的。對此，人們提出了等能原理的設想，即根據爆破的對象、條件和要求，優(yōu)選各種爆破參數，如孔徑、孔距、排距、和炸藥單耗等，同時(shí)選用合適的炸藥品種、合理的裝藥結構和起爆方式，以期使每個(gè)炮孔所裝的炸藥再其爆炸時(shí)所釋放出的能量與破碎該孔周?chē)橘|(zhì)所需要的最低能量相等。也就是說(shuō)，在這種情況下，介質(zhì)只產(chǎn)生一定的裂縫，或就地破碎松動(dòng)，最多是就近拋擲，而無(wú)多余的能量造成爆破危害，這就是等能原理。

失穩原理

煙囪類(lèi)建筑控制爆破倒塌機理為，采用控制爆破在煙囪底部某一高度處爆破形成一定尺寸大小的切口，上部筒體在重力與支座反力形成的傾覆力矩作用下失穩，沿設計方向偏轉并最終倒塌。

在煙囪定向拆除爆破過(guò)程中，當爆破切口形成后，在切口對面保留部分的圓環(huán)筒體稱(chēng)為預留支撐體。如果上部筒體的重力對預留支撐體的壓力超過(guò)了材料的極限抗壓強度，則預留支撐體就會(huì )瞬時(shí)被壓壞而使煙囪下坐，這會(huì )造成煙囪爆而不倒或傾倒方向失去控制的危險。如果預留支撐體有一定的承載能力，則上部筒體在重力和支座反力形成的傾覆力矩作用下，使預留支撐體截面瞬時(shí)由全部受壓變?yōu)槠氖軌籂顟B(tài)。傾倒初期，預留支撐體截面一部分受壓、一部分受拉。在承受傾覆力矩引起的壓應力和重力引起的壓應力疊加，壓應力呈邊緣區最大，中性軸處為零的三角形分布。當最大壓應力大于材料的極限抗壓強度時(shí)，該處材料被破碎，且承壓區擴大。在受拉區承受傾覆力矩引起的拉應力與重力引起的應力疊加，拉應力呈邊緣區最大，中性軸處為的三角形分布。當最大拉應力大于材料的極限抗拉強度時(shí)，預留支撐體上出現裂縫。對鋼筋混凝土煙囪，當預留支撐體截面上的混凝土開(kāi)裂后，鋼筋將承擔全部拉應力，此后鋼筋在煙囪傾覆力矩的作用下受拉屈服，繼而頸縮斷裂。當爆破切口閉合后，煙囪繞新的支點(diǎn)旋轉并最終傾倒。

由煙囪控制爆破的機理可知，爆破切口是影響煙囪失穩傾倒的關(guān)鍵因素。煙囪傾倒必須滿(mǎn)足三個(gè)條件，一是煙囪爆破后傾倒初期預留支撐體截面要有一定的強度，使其不致立即受壓破壞而使筒體提前下坐；二是切口形成瞬間，重力引起的傾覆力矩必須足夠大，能克服截面本身的塑性抵抗力，促使煙囪定向傾倒；三是切口閉合后，重力對新支點(diǎn)必須有足夠的傾覆力矩，使其能克服煙囪剩余的塑性抵抗力。對鋼筋混凝土煙囪，其重心不但要偏出新支點(diǎn)，而且重心相對新支點(diǎn)的力矩必須大于破壞截面內的拉力鋼筋所產(chǎn)生的力矩。

緩沖原理

拆除爆破如能懸著(zhù)適宜的炸藥品種和合理的裝藥結構，便可以降低爆轟波峰值壓力對介質(zhì)的沖擊作用，并可以延長(cháng)炮孔內壓力的作用時(shí)間，從而使爆破能量得到合理的分配與利用，這一原理稱(chēng)為緩沖原理。

爆破理論研究資料表明，常用的硝銨類(lèi)炸藥在固定介質(zhì)中爆炸時(shí)，首先使緊靠藥包的介質(zhì)受到強烈壓縮，特別是在3~7倍藥包半徑的范圍內，由于爆轟壓力極大地超過(guò)了介質(zhì)的動(dòng)態(tài)抗壓強度，致使該范圍內的介質(zhì)極度粉碎而形成粉碎區。雖然該區范圍不大，但卻消耗了大部分爆轟能量，而且粉碎區內的微粒在氣體壓力的作用下有易將已經(jīng)開(kāi)裂的縫隙填充堵死，這樣就阻礙了爆破氣體進(jìn)入裂隙，從而減弱了爆轟氣體的尖劈效應，縮小了介質(zhì)的破壞范圍，降低了介質(zhì)的破碎程度，并且還會(huì )造成爆轟氣體的集聚，給飛石、空氣沖擊波、噪聲等危害提供能量。由此可見(jiàn)，粉碎區的出現，即影響了爆破效果，又不利于安全，所以在拆除爆破中，應該充分利用緩沖原理，以縮小或避免粉碎區的出現。