2 拆除爆破技術的發展歷程與現狀

2.1 拆除爆破技術的發展歷程

拆除爆破產生于“二戰”廢墟的清理中，20世紀70年代才進入城市，作為“一項帶有開拓性的新技術領域”[22][23][24]正式登上國家建設的大舞臺。

拆除爆破已經成為工程爆破的重要組成部分，是一種高效、經濟、安全的重要施工手段。自20世紀70年代末，特別是改革開放以來，隨著經濟建設的加快，我國科技人員進行了大量的工程實踐，也做了一些研究課題，積累了豐富的拆除爆破經驗，基本上解決了當時一般建筑物和構筑物拆除爆破問題，并能一定程度上控制飛石、空氣沖擊波和地震效應，使我國在工程爆破特別是在拆除爆破領域技術水平處于世界前列[23][24][25][26]。

由于高層建筑物的發展極為迅速，從而為拆除爆破提供了廣闊的發展前景。19世紀中葉以前，由于建筑和提升系統的發展滯后，國外幾乎沒有高層建筑。19世紀中葉至20世紀中葉，由于水泥和電梯的發明，高層建筑的發展很快，在此期間建筑的高度已達到100層，381m（美國的帝國大廈）。20世紀50年代以來，高層建筑在世界的發展更為迅速，據統計，1989年世界上超過212m的建筑已達到100座，最高的建筑物高達443m。當一些高層建筑達到使用期限時，用爆破方法拆除高層建筑是切實可行的。目前在拆除高層建筑時，爆破拆除已成為首選的方法。在歐美的許多國家拆除爆破的應用范圍十分廣泛。如聯邦德國僅在1978年至1988年的十年間就用爆破方法拆除了幾百座橋梁[22]，英國從1979年至1993年間已用爆破方法拆除了30～40座12～25層的高大建筑物，瑞典、法國、捷克、匈牙利、美國等國也都用爆破方法拆除了大量的各類高大建筑物[27]。

隨著拆除爆破技術的發展，同時產生了一批世界著名的爆破公司[28]：

（1）Controlled Demolition Incorporated（美國馬里蘭州）。

1947年開始進行建筑物的拆除爆破，是世界上最早進行拆除爆破的公司。該公司除在美國進行拆除爆破外，還在美國以外的地區承擔過數千次建筑物的拆除爆破任務。

（2）Ogden & Sons Demolition Ltd（英國約克郡）。

（3）Italesplosivi（意大利）。

（4）Veb AutofahnbauKominat（德國柏林）。

（5）Nitro consult AB（瑞典斯德哥爾摩）。

這些公司不僅在本國范圍內進行拆除爆破，而且非常注重爆破技術的輸出。如美國一家公司曾在巴西拆除了一座32層的大樓，英國一家公司曾為南非拆除了一座高達270m的煙囪。這些成功的實例充分顯示了用爆破方法拆除巨型建筑物的優越性。

我國的拆除爆破一直是工程爆破中的重要組成部分，起步于20世紀50年代，曾于1958年在某市區爆破拆除鋼筋混凝土煙囪。

自20世紀70年代末，隨著經濟建設的發展，各地改建項目日益增多，拆除爆破的任務不斷擴展[23][29]，成立了數以百計的爆破服務機構。1973年，北京鐵路局在北京王府井爆破拆除地下室鋼筋混凝土結構，被拆除體積約2000m3;1976—1977年，工程兵工程學院在北京天安門廣場爆破拆除3座鋼筋混凝土框架結構樓房，總面積約12000m2。

20世紀80年代以來，各國高大建筑物拆除爆破技術獲得了巨大進步[30][31]。美國一家控制爆破公司在巴西圣保羅市的繁華商業區，采用控制爆破拆除技術成功拆除一幢32層鋼筋混凝土框架大樓，周圍人員、建筑物完好無損；瑞典Gothenburg（1986年）用80kg炸藥，成功爆破拆除一棟10層宿舍樓。

進入20世紀90年代以來，被拆除建（構）筑物高度不斷刷新，已拆除的最大高度框架大樓達18層，鋼筋混凝土煙囪達120m；被拆建筑物工程量加大，結構形式更加復雜，已成功拆除占地約11000m2，總建筑面積43215m2的巨型體育館。截至1995年，全國已有爆破公司500多家。

為解決日趨復雜的拆除爆破工程實際問題，我國爆破工作者從20世紀70年代末開始，運用爆炸力學、斷裂力學、巖土力學、材料力學、結構力學及運動學、動力學特別是建筑結構等多學科理論，結合高速攝影、振動測試等多種觀測手段，分析拆除爆破建筑物破碎、倒塌、解體的力學過程，從工程中得到了大量的實踐經驗，在對這些經驗進行加工整理基礎上，總結出了大量的經驗公式，這些經驗公式和工程實例對后來的工程具有極大指導和借鑒作用。同時，在后來的設計和施工中這些公式得到進一步的完善和發展。并且，通過對拆除爆破進行成本核算、經濟指標分析，已制訂拆除爆破定額。計算機、專家系統等先進的研究手段、研究方法開始引入拆除爆破的研究之中[32][33]。

我國人口眾多，城市化水平還不高，隨著經濟的發展，城市化的推進，城市人口急速增長已成必然之勢，而現有城市設施和居住條件不能滿足人民群眾日益增長的需要，勢必一方面擴大城市范圍；另一方面加快舊城改造。各種結構拆除任務十分繁重。加強對拆除爆破及其對環境影響的研究，探索復雜條件下結構拆除坍塌機理，探索合理的爆破設計理論，及時總結不同結構拆除經驗，具有特別重要的理論價值和現實意義，這既是加快我國經濟建設的需要和人民群眾的必然要求，同時也是拆除爆破走向世界、面向未來、服務社會的必由之路。

自20世紀中葉，特別是80年代以來，拆除爆破得到高速發展，在許多國家已普遍為人們所接受，國內外學者們通過大量的模型實驗、現場觀測研究、理論經驗公式，取得了大量的研究成果。直至今日，這些經驗公式和半經驗公式仍是爆破設計、規程制定的基本依據。但是，由于拆除爆破涉及許多學科，影響因素十分復雜，研究十分困難，同時，被拆除對象的結構類型、特點及環境條件、人們的要求已發生了很大的變化，工程的規模迅速增大，導致工程實踐超前于理論研究、已有的工程經驗落后于工程實踐的局面，其結果常給工程帶來隱患。因此，對理論研究的要求顯得格外迫切。

縱觀當今世界，在中國、美國和眾多歐洲國家中，拆除爆破占有突出地位，是各類建筑物尤其是高大建筑物拆除的主要手段，因而這些國家對拆除爆破的研究已較為深入；在日本，由于擔心安全和環境問題，拆除爆破受到來自民間和政府的抵制，導致拆除爆破實踐發展緩慢，機械拆除技術居于領先水平，但近年拆除爆破研究工作也非常活躍[34][35]。

歐洲已成立專門的拆除協會（European Demolition Association，簡稱EDA）負責城市建（構）筑物拆除的設備、技術、立法及其他方面的研究，為歐洲各國進行城市建（構）筑物控制拆除標準化設計提供參考和依據。法國人Cormon, Pirerre和英國人Topliss, Colin E全面論述了當前建筑物分解拆除的各個方面，為拆除業在歐洲的發展作出了巨大的貢獻。同時，材料和結構測試與研究實驗室國際聯合會（RILEM）于1977年6月在英國Carston成立了專門的鋼筋混凝土拆除與重復利用技術委員會。1985年該委員會與歐洲的拆除協會（EDA）合作，在荷蘭鹿特丹召開了混凝土拆除與重復利用第一屆國際會議，之后分別于1988年在日本的東京，1993年在丹麥的奧登斯召開國際會議。在會議中，學者們與工程人士進行了廣泛的學術討論和研究，對混凝土材料的拆除與重復利用研究起了巨大的推動作用[35][36]。

日本拆除方法研究委員會于1970年出版了“混凝土結構拆除方法”專著，日本建筑承包商協會（BCS）成立了鋼筋混凝土結構拆除委員會[35][36]。