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摘要：在进行某些结构特殊的构筑物定向爆破拆除时，会遇到按常方法布置爆破切口无法满足构筑物定向倾倒条件的情况。介绍了爆破拆除广东肇庆关公像的成功实践，采用了选取构筑物局部来设置局部爆破切口以满足倾倒条件的技术，提出切口选取原则、周围建筑的处理、爆破网路敷设等相关措施。供类似工程参考。
关键词：爆破切口；高宽比；定向倾倒；局部切口
1 引言
在进行某些构筑物爆破拆除时，因构筑物结构的特殊性，常遇到按常规布置爆破切口时高宽比过小，爆破后切口闭合无法确保上部结构重心足够偏移，保证构筑物顺利定向倒塌。本文尝试选择构筑物结构的关键部位，即大切口的适当一部分设置爆破切口，而其周围的结构全部用爆破或人工机械预处理，并切断其跟与爆破切口部位的牵连，变大切口为小切口，以此增大爆破切口角度，确保上部结构顺利倾倒。本文以广东肇庆关公像定向爆破拆除为例，介绍了在高宽比较小情况下定向爆破的实施方案，供同行在类似工程中参考。
2工程概况
2.1爆破点周围环境
位于广东省肇庆市北岭将军山的关公像，有关部门拟爆破拆除。关公像东 、西、北面是较陡的山体，南面（铜像正面）是较为开阔的广场，故只允许铜像向南侧倾倒。爆破地点无大路通达，从景区公路尚须走888级阶梯方可到达，大型施工机械无法到达现场。
2.2爆破物结构
关公像总高43.5m，其中上部像体高38m，下部二层基座高5.5m。铜像为空心体，其内部钢结构，外包铜皮制成。首层基座及其它建筑的平面尺寸为30×20m，层高3.0m，像体基座为 8m×8m的全封闭剪力墙结构，墙体厚30cm，布双层Φ12@80×80mm钢筋网，竖向每隔0.5m中间夹厚5mm、宽0.5m的钢板。剪力墙内有9条钢筋砼立柱，截面为500mm×500mm。第二层基座及其它建筑的平面尺寸为15×11.7m，高2.5m，基座剪力墙未完全封闭，内部立柱结构同首层。其他建筑南北侧钢筋砼立柱截面为400×400mm，其他为300×300mm。
3 主要特点及难点分析
根据关公像的周围环境，以及相关的技术要求，关公像爆破拆除主要存在以下的特点及难点：
（1）上部像体为钢结构，无法布眼装药爆破；这样，就限制了爆破切口的布置部位只能是像体以下的范围。
（2）下部基座十分牢固，尤其是首层，剪力墙内为封闭空间，无法直接进入内部立柱钻眼装药爆破。首层基座剪力墙很坚固，预拆除比较困难。如果爆破切口布置于首层，剪力墙及内部立柱的钻爆工程量也比较大，难于实现快速拆除的要求。
（3）第二层基座高度仅2.5m（扣除横梁高度后仅2.1m），倾倒方向宽度15.0m，高宽比太小，爆破切口闭合后像体倾斜仅约8°，像体与基座连接牢固，如仅对二层基座实施常规定向爆破，难以确保顺利倒塌。
（4）有关部门要求一次爆破（不用爆破法进行预拆除），要求快速进行爆破拆除。而大型施工机械无法到达现场，故首层密闭剪力墙较难部分预拆除，再进入内部对钢筋砼立柱进行钻眼爆破。
4 技术方案
4.1主要技术难点的对策措施
（1）像体为钢结构，不布眼爆破。在像体槽钢嵌入立柱部位，紧贴槽钢布眼加强爆破，使像体爆破倾倒时，像体能脱离基座，倒塌到地面。
（2）要求快速拆除爆破拆除，而且不允许用爆破法预拆除。首层剪力墙双层布筋，且内夹钢板。剪力墙将中间9条钢筋立柱完全封闭，大型施工设备无法到达现场，人工预拆除剪力墙十分困难。如对首层剪力墙进行钻爆，其工程量也比较大。鉴于这种情况，决定首层不钻眼爆破。
（3）在一层基座不钻眼爆破条件下，二层基座高宽比（2.1/15）小，如按常规整体定向倾倒，无法确保像体倾倒。在像体第二层基座南北侧各开一道缝，立柱旁的剪力墙全高布眼爆破，使基座其他部位对基座立柱爆破倾倒不产生影响，仅需考虑立柱倾倒定向爆破。这样，在首层不爆破的条件下，高宽比变为2.1/6，切口闭合后像体倾角可达18°，可确保像体顺利倾倒。
4.2爆破方案
4.2.1爆破方案选择
根据爆破现场的情况及相关要求，结合关公像爆破拆除的技术难点分析，拟采取主要在第二层基座钻眼爆破，像体向南侧定向倾倒的总体方案。
4.2.2爆破切口
切口布置于第二层基座9条立柱。紧挨基座立柱南北侧各开一条缝；立柱周围剪力墙全高爆破，不影响基座立柱爆破。爆破切口布置于三排立柱，按“∠”型式，切口爆高为立柱全高，即2.1m。
4.2.3炮眼参数
（1）截面500×500mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=400mm，炮眼深度l=330mm，炮眼直径40mm。
（2）截面400×400mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=350mm，炮眼深度l=260mm，炮眼直径40mm。
（3）截面300×300mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=300mm，炮眼深度l=200mm，炮眼直径40mm。
（4）厚度300mm剪力墙布眼参数
梅花型布置炮眼，炮眼间距a=300mm，排距b=300mm，炮眼深度l=200mm，炮眼直径40mm。
4.2.4装药量计算
单孔药量按下式计算：Q=q×V
式中：q—炸药单耗，根据爆破试验确定。选用乳化炸药，周围环境条件较好，暂取立柱炮眼爆破单耗q=2.0kg/m3，剪力墙炸药单耗2.5kg/m3。
V—单个炮眼爆破体积。
经计算，500×500mm立柱单孔药量200g，400×400mm立柱单孔药量110g，300×300mm立柱单孔药量60g，剪力墙单孔药量66.5g，像体与立柱连接点装药量200g。总药量44.74kg。
4.2.5爆破网路
采用非电导爆管起爆网路。全部为孔内延时。装炮眼非电导爆管长5m，接力非电雷管长20m。
基座周围建筑300×300mm立柱、400×400mm立柱、剪力墙，装毫秒延期MS-1段非电导爆管雷管；基座立柱（500×500mm柱）南侧第一排装MS-3段非电导爆管雷管，第二排装MS-4段非电导爆管雷管，第三排装MS-5段非电导爆管雷管；像体与立柱连接点装MS-7段非电导爆管雷管。孔外联接采取“大把抓”的联接方式，接力雷管为每把用2发毫秒延期第1段（MS-1）非电导爆管雷管，管长20m，交叉复式联接，最后用2发MS-1段电雷管引爆。
4.3爆破施工组织
共组织30名工人，4台VY-2.8型小型空气压缩机等设备进场不间断作业。从2010年10月21日进场施工，到10月23日实施爆破，历时约50小时。
5 爆破效果及体会
5.1爆破效果
2010年10月23日晚21：40實施爆破。爆破时，只听到一声闷响，关公像顺利倾倒到地面，爆破取得圆满成功。在现场可看到，由于第二层基座立柱南北侧顶板各开了一条缝，立柱周围建筑对第二层基座爆破倾倒未产生任何不利影响。第二层基座爆破切口闭合后倾角达约20°，像体与基座立柱分离，稳稳地落到地面。爆破安全、高效、效果理想，得到了政府有关部门的赞誉。
5.2几点体会
综合爆破设计、爆后效果，有以下几点体会：
（1）爆破良好的效果表明，所选定的爆破总体方案是可行的，选择的爆破参数及爆破参数是合理的。
（2）保证第二层立柱部位基座的独立性，是本工程的关键。第二层基座顶部楼板紧邻立柱南北侧各开了一道缝，切缝处理彻底，切断了立柱与其他建筑包括剪力墙的牵连，使立柱部位基座成为一个完全的独立结构，倾倒时不受周围其他建筑的影响，效果明显。
（3）爆破切口闭合后，上部像体重心已偏移至切口之外。此时，像体与立柱联接部位起爆，使像体与基座脱离，并借助惯性继续向南倾倒，令爆破效果更佳。
（4）选取作为爆破切口的部位准确很重要。选择前务必要详细分析爆破对象的结构，以确定出一个适合的能达到增大爆破切口高宽比、令上部结构顺利倾倒的范围。同时，在采取技术措施来清除周围建筑对选定切口部位的影响时，应不破坏整体结构的安全。
致谢：本工程的爆破设计与施工得到了于志国高级工程师及黎学平高级工程师的指导和热情帮助，在此表示衷心的感谢！
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：爆破切口；高宽比；定向倾倒；局部切口
1 引言
在进行某些构筑物爆破拆除时，因构筑物结构的特殊性，常遇到按常规布置爆破切口时高宽比过小，爆破后切口闭合无法确保上部结构重心足够偏移，保证构筑物顺利定向倒塌。本文尝试选择构筑物结构的关键部位，即大切口的适当一部分设置爆破切口，而其周围的结构全部用爆破或人工机械预处理，并切断其跟与爆破切口部位的牵连，变大切口为小切口，以此增大爆破切口角度，确保上部结构顺利倾倒。本文以广东肇庆关公像定向爆破拆除为例，介绍了在高宽比较小情况下定向爆破的实施方案，供同行在类似工程中参考。
2工程概况
2.1爆破点周围环境
位于广东省肇庆市北岭将军山的关公像，有关部门拟爆破拆除。关公像东 、西、北面是较陡的山体，南面（铜像正面）是较为开阔的广场，故只允许铜像向南侧倾倒。爆破地点无大路通达，从景区公路尚须走888级阶梯方可到达，大型施工机械无法到达现场。
2.2爆破物结构
关公像总高43.5m，其中上部像体高38m，下部二层基座高5.5m。铜像为空心体，其内部钢结构，外包铜皮制成。首层基座及其它建筑的平面尺寸为30×20m，层高3.0m，像体基座为 8m×8m的全封闭剪力墙结构，墙体厚30cm，布双层Φ12@80×80mm钢筋网，竖向每隔0.5m中间夹厚5mm、宽0.5m的钢板。剪力墙内有9条钢筋砼立柱，截面为500mm×500mm。第二层基座及其它建筑的平面尺寸为15×11.7m，高2.5m，基座剪力墙未完全封闭，内部立柱结构同首层。其他建筑南北侧钢筋砼立柱截面为400×400mm，其他为300×300mm。
3 主要特点及难点分析
根据关公像的周围环境，以及相关的技术要求，关公像爆破拆除主要存在以下的特点及难点：
（1）上部像体为钢结构，无法布眼装药爆破；这样，就限制了爆破切口的布置部位只能是像体以下的范围。
（2）下部基座十分牢固，尤其是首层，剪力墙内为封闭空间，无法直接进入内部立柱钻眼装药爆破。首层基座剪力墙很坚固，预拆除比较困难。如果爆破切口布置于首层，剪力墙及内部立柱的钻爆工程量也比较大，难于实现快速拆除的要求。
（3）第二层基座高度仅2.5m（扣除横梁高度后仅2.1m），倾倒方向宽度15.0m，高宽比太小，爆破切口闭合后像体倾斜仅约8°，像体与基座连接牢固，如仅对二层基座实施常规定向爆破，难以确保顺利倒塌。
（4）有关部门要求一次爆破（不用爆破法进行预拆除），要求快速进行爆破拆除。而大型施工机械无法到达现场，故首层密闭剪力墙较难部分预拆除，再进入内部对钢筋砼立柱进行钻眼爆破。
4 技术方案
4.1主要技术难点的对策措施
（1）像体为钢结构，不布眼爆破。在像体槽钢嵌入立柱部位，紧贴槽钢布眼加强爆破，使像体爆破倾倒时，像体能脱离基座，倒塌到地面。
（2）要求快速拆除爆破拆除，而且不允许用爆破法预拆除。首层剪力墙双层布筋，且内夹钢板。剪力墙将中间9条钢筋立柱完全封闭，大型施工设备无法到达现场，人工预拆除剪力墙十分困难。如对首层剪力墙进行钻爆，其工程量也比较大。鉴于这种情况，决定首层不钻眼爆破。
（3）在一层基座不钻眼爆破条件下，二层基座高宽比（2.1/15）小，如按常规整体定向倾倒，无法确保像体倾倒。在像体第二层基座南北侧各开一道缝，立柱旁的剪力墙全高布眼爆破，使基座其他部位对基座立柱爆破倾倒不产生影响，仅需考虑立柱倾倒定向爆破。这样，在首层不爆破的条件下，高宽比变为2.1/6，切口闭合后像体倾角可达18°，可确保像体顺利倾倒。
4.2爆破方案
4.2.1爆破方案选择
根据爆破现场的情况及相关要求，结合关公像爆破拆除的技术难点分析，拟采取主要在第二层基座钻眼爆破，像体向南侧定向倾倒的总体方案。
4.2.2爆破切口
切口布置于第二层基座9条立柱。紧挨基座立柱南北侧各开一条缝；立柱周围剪力墙全高爆破，不影响基座立柱爆破。爆破切口布置于三排立柱，按“∠”型式，切口爆高为立柱全高，即2.1m。
4.2.3炮眼参数
（1）截面500×500mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=400mm，炮眼深度l=330mm，炮眼直径40mm。
（2）截面400×400mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=350mm，炮眼深度l=260mm，炮眼直径40mm。
（3）截面300×300mm钢筋砼立柱布眼参数
在立柱中间布置一排炮眼，炮眼间距a=300mm，炮眼深度l=200mm，炮眼直径40mm。
（4）厚度300mm剪力墙布眼参数
梅花型布置炮眼，炮眼间距a=300mm，排距b=300mm，炮眼深度l=200mm，炮眼直径40mm。
4.2.4装药量计算
单孔药量按下式计算：Q=q×V
式中：q—炸药单耗，根据爆破试验确定。选用乳化炸药，周围环境条件较好，暂取立柱炮眼爆破单耗q=2.0kg/m3，剪力墙炸药单耗2.5kg/m3。
V—单个炮眼爆破体积。
经计算，500×500mm立柱单孔药量200g，400×400mm立柱单孔药量110g，300×300mm立柱单孔药量60g，剪力墙单孔药量66.5g，像体与立柱连接点装药量200g。总药量44.74kg。
4.2.5爆破网路
采用非电导爆管起爆网路。全部为孔内延时。装炮眼非电导爆管长5m，接力非电雷管长20m。
基座周围建筑300×300mm立柱、400×400mm立柱、剪力墙，装毫秒延期MS-1段非电导爆管雷管；基座立柱（500×500mm柱）南侧第一排装MS-3段非电导爆管雷管，第二排装MS-4段非电导爆管雷管，第三排装MS-5段非电导爆管雷管；像体与立柱连接点装MS-7段非电导爆管雷管。孔外联接采取“大把抓”的联接方式，接力雷管为每把用2发毫秒延期第1段（MS-1）非电导爆管雷管，管长20m，交叉复式联接，最后用2发MS-1段电雷管引爆。
4.3爆破施工组织
共组织30名工人，4台VY-2.8型小型空气压缩机等设备进场不间断作业。从2010年10月21日进场施工，到10月23日实施爆破，历时约50小时。
5 爆破效果及体会
5.1爆破效果
2010年10月23日晚21：40實施爆破。爆破时，只听到一声闷响，关公像顺利倾倒到地面，爆破取得圆满成功。在现场可看到，由于第二层基座立柱南北侧顶板各开了一条缝，立柱周围建筑对第二层基座爆破倾倒未产生任何不利影响。第二层基座爆破切口闭合后倾角达约20°，像体与基座立柱分离，稳稳地落到地面。爆破安全、高效、效果理想，得到了政府有关部门的赞誉。
5.2几点体会
综合爆破设计、爆后效果，有以下几点体会：
（1）爆破良好的效果表明，所选定的爆破总体方案是可行的，选择的爆破参数及爆破参数是合理的。
（2）保证第二层立柱部位基座的独立性，是本工程的关键。第二层基座顶部楼板紧邻立柱南北侧各开了一道缝，切缝处理彻底，切断了立柱与其他建筑包括剪力墙的牵连，使立柱部位基座成为一个完全的独立结构，倾倒时不受周围其他建筑的影响，效果明显。
（3）爆破切口闭合后，上部像体重心已偏移至切口之外。此时，像体与立柱联接部位起爆，使像体与基座脱离，并借助惯性继续向南倾倒，令爆破效果更佳。
（4）选取作为爆破切口的部位准确很重要。选择前务必要详细分析爆破对象的结构，以确定出一个适合的能达到增大爆破切口高宽比、令上部结构顺利倾倒的范围。同时，在采取技术措施来清除周围建筑对选定切口部位的影响时，应不破坏整体结构的安全。
致谢：本工程的爆破设计与施工得到了于志国高级工程师及黎学平高级工程师的指导和热情帮助，在此表示衷心的感谢！
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。