冯叔瑜 爆破工程专家
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四川叙永县天台山危岩高68米，与天台山母体间的裂缝宽达1.5米，对居住在山脚下的21户村民及交通要道造成威胁。 2007年9月21日，危岩爆破排危取得成功
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重庆江北区观音桥闹市的一处烂尾楼用定向爆破方式被成功拆除
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2008年7月，四川震后对高危堰塞湖采取爆破排险。装载机运炸药
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背景◆◆◆
轰的一声闷响，一栋六七十米的大楼在爆破中按预定方向瞬间倒下。每当这一幕出现，带给我们的都是惊叹——那爆破的威力、拆除的迅速、现代科技的发达，在此时得到了充分的体现。城市中的爆破拆除愈来愈多，那是现代工程爆破技术水平发展的最好说明。
其实，工程爆破技术经过几十年的发展，已经渗透到经济建设的众多领域，特别为我国的铁路建设、矿山开采、城市拆旧等做出了重要贡献。广大公众对工程爆破的常识、技术发展、安全性因了解不多而充满好奇或疑问。今日让我们走近院士，听听他的讲解……
在铁路、矿山、水库等大型工程中，爆破技术的作用很关键很重要
记者：采矿修路的开山挖隧道，城市对旧建筑物的拆除，都会用到爆破技术，这样看来，爆破离我们说远也远，说近也近。随着经济的发展、工程建设的增多，爆破引起了人们更多的关注。对于爆破，我们一般人通常的理解就是用炸药把巨大而坚固的构筑物破坏掉，是这样吗？
冯叔瑜：爆破作为一种科学技术，应用很广，但在工程上的应用无疑是最重要、最常见的，我们称之为工程爆破，我们最熟悉的就是采矿开山，修铁路、公路用钻爆法来开掘隧道，水利工程上也用一些，现在城市里面也使用了，比如拆除楼房。我们利用炸药爆炸产生的巨大能量破坏某种物体的原结构，这种“破坏”效果不是其他方法能代替的，它虽然不是独立完成一个工程，但却是一个重要的工序，特别是石方开挖、矿山开采等工程缺少了这个工序还不行。
记者：我国目前有发达的铁路和公路交通网，可以想象，当初在修这些路的时候会遇到许多高山峻岭，一座大山横在两地之间，想要修路，就必须让这座山消失，这个时候爆破就起到决定性作用了吧？
冯叔瑜：是的，上世纪50年代开始的铁路建设奠定了我国现代铁路的基础。我国幅员辽阔、地形复杂，铺铁路时开山挖洞是常事，土石方的工程量很大，动不动就是几万方、几十万方，这样大的工程如果完全由人工来做，是不可想象的，怎么办？后来就引进了苏联的大爆破技术，一次装有几十吨、几百吨，甚至上千吨的炸药，就可以爆破几十万至上千万方，大大地节省人工，加快工期。所以说，五六十年代也是铁路爆破技术大发展的年代，由于广泛采用爆破施工方法，使一些新线铁路得以提前铺轨通车。以宝成铁路为例，全线进行了148次药室法大爆破，完成土石方249万立方米，占全线土石方总量的3.8%；鹰厦铁路进行116次大爆破,完成土石方239万立方米,占全线的7.1%。像这样的10多条铁路都是用大爆破的方法来开路的，所以说爆破在我国铁路建设史上起到了很大的作用。
2008年7月，四川震后对高危堰塞湖采取爆破排险 安装起爆器
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2008年7月，四川震后对高危堰塞湖采取爆破排险 爆破现场
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铁路隧道口采取爆破方式将岩石震松后，挖掘机再将土推出
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发电公司的冷水塔在爆破中倒塌的过程
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记者：我们的爆破技术是从苏联引进的，以前没有这项技术吗？目前工程如土石方施工中，机械化程度越来越高，这对爆破产生了哪些影响？
冯叔瑜：在建国以前，用炸药开山被简单地称为打眼放炮，全凭经验，没人把它当作科学技术，工效非常低。建国以后从苏联引进了工程爆破技术，铁路修建的工效提高20倍以上，效果明显，不久这个技术在其他方面也得到了重视。比如说修水坝，需要的石方量也很大，于是就研究把山区适宜修建水库的山头炸下来，形成坝的基础土石方，当时叫做定向爆破筑坝法。这种方法在许多大坝兴建中用到，如1959年开始的三峡大坝工程，再如广东韶关的乳源县，当时就是进行了爆破，装的炸药有1300多吨，爆破的石头有100万立方，堆成了高60多米的堆石坝，这个如果用人工来做的话，是不可想象的。现在水利部门利用爆破技术就更厉害了，有几个大电站都是在高山底下，发电厂房修在山里面，就是用爆破法把山掏空的。
目前的石方工程，机械化施工程度高，这对爆破提出了新的要求，因为要解决石方机械化施工中挖、装、运、卸的配套成龙问题,首先取决于有无满足机械施工要求的岩石破碎技术。大爆破有其长处,但破碎块度不匀，二次破碎必然影响机械使用效率的提高，而一般手风钻的钻孔爆破方法，劳动生产率极低，远远满足不了挖装机械的作业和生产需要。所以，必须应用和发展深孔爆破技术，即根据挖装机械的斗容量，合理控制岩石破碎的块度大小、爆堆形状、爆落方量，从而充分发挥机械的使用效能。
无论从爆破规模还是爆破精确度上看，我国工程爆破技术达到很高的水平
记者：看来，爆破在铁路、矿山、水库等大型基础工程上所起到的作用真是巨大，那么到目前为止，我国最大规模的一次性爆破是哪个？装了多少炸药？达到了什么效果？
冯叔瑜：到现在为止，我国一次装一万吨以上炸药的有三次。第一次是在1956年甘肃的白银矿，当时装了15000吨炸药，不过它是分两次爆破的，这是苏联专家过来帮助我们做的。第二次就是1971年，四川攀枝花当时在建钢厂，钢厂有个狮子山，山头大约有1100多万方的石头，山头60米以下才是铁矿，以上都是岩石，如果打洞下去很困难，也很危险，于是组织了一次爆破，装了10200吨炸药，炸了1100多万方。第三次是1992年，珠海建成的飞机场里有一个山头，这个山有1200多万方，有八九十米高，对起飞的飞机构成威胁，所以要炸掉，装了12000吨炸药，把这个山头炸掉了，号称天下第一爆，国际上没有炸过这么大的。
记者：除了规模外，还有一个问题——是否可以说爆破的水平高低也体现在爆破的精确度上——你想炸100方的山头，炸下来120方就不算成功。现在能做到很精确吗？
冯叔瑜：是的，工程爆破的精确度是很关键的，是我们追求的目标。除了刚才谈到的深孔爆破之外，现在还有了更先进、精确的光面爆破技术、精细爆破技术等。比如建长江三峡大坝时，要从一座山中开挖出一条供航行的水道，叫做船闸。这个山长约4公里左右，修建的这个船闸就有2公里长，挖这个船闸的方量大概是4000多万立方，工程量巨大，而且船闸中间还要开一个60米宽、50米深的隔船墩，如果用一般爆破方法不可能完成，必须采用深孔、预裂和光面爆破技术。什么是预裂爆破呢？就是在主爆区爆破之前，沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，缓冲、预裂开以后，爆破振动波就传不过去了，不会对坡面造成危害，也可以保护那边坡的安全。光面技术，就是炸了以后，预留一圈保护层（又叫光面层），打一排爆炸孔，把它炸掉。在我国，这个技术现在发展到了很高的水平，在许多方面都起了很大的作用。三峡的船闸，如果不用光面预裂爆炸的话就很难完成。现在还有了精细爆破，实际效果和爆破所定目标相吻合，非常精确。 20世纪70年代，预裂爆破与光面爆破在我国葛洲坝水利枢纽工程和东江水电站的软、硬岩中获得成功之后便迅速推广开来。
记者：“世界第一爆”在我国完成，预裂爆破与光面爆破迅速推进，看来我们的爆破技术发展得相当快了，那么我国目前爆破技术是否已达到一个很高的水平？与国际上其他先进国家相比较，我们大概处于一个什么样的情况？
冯叔瑜：大爆破技术是从苏联引进的，但爆破工程技术是随着社会生产实践发展起来的。我国几十年的经济建设，有很多爆破工程，如修建总长度达3000多公里的铁路隧道大多用到了爆破技术。这样，通过大规模的应用，不断地总结研究，以及相关基础学科研究的深入，我们的爆破技术有了长足的发展。比如由于钻孔机械的进步，钻凿炮孔比起人工打眼的效率提高很多，因此钻孔爆破，尤其是深孔爆破技术在全国范围普遍推广，代替了劳动强度大、安全性差的洞室爆破。现在我国的水电站主体工程边坡都必须进行预裂或光面爆破,就其规模之大和开挖质量之优异，在国内各行业处于领先地位并达到世界先进水平。与国外比，我们的整体爆破技术不比他们差，在诸如设计的爆破参数选择、药包布置原则和工程地质条件相结合等方面我们都有自己的优势。
在城市大型建筑物拆除中，定向爆破尽显威力
记者：提到爆破不能不说炸药，现在一般都用什么炸药，请您简单介绍一下。
冯叔瑜：炸药是爆破工程的能源。工程爆破使用的炸药叫工业炸药,与一般的起爆炸药或烈性炸药有所不同,它的特点是能大量生产、价格便宜，操作使用简单方便,而且比较安全,但品种不是很多。上世纪50年代用TNT较多，而且那时所用的炸药品种比较多，因此也比较危险，也容易出事故。随着爆破实践的增多，炸药也在不断改进，目前所用的炸药的安全性就很高了，品种也较固定。一般的炸药是硝酸铵，就是肥田粉，还有乳化炸药。通常来说，我们炸一方石头，一般是用半公斤炸药来炸。
记者：现在工程爆破最引人注意的是城市中用爆破的手段拆除旧楼、旧烟囱等，经常看到一栋高楼被瞬间拆除的场面，很实用，很壮观。
冯叔瑜：是的，目前很多旧楼房、陈旧的设备都不适用了，要拆除，但比如大烟囱，一二百米高，人工拆的话就非常危险，用爆破的话就很安全。拆房子也是一样，很多都是钢结构，混凝土结构，不用爆破就很难办。用爆破技术拆除建筑，不是把建筑炸飞、炸碎，而是利用炸药爆炸产生的能量来破坏建筑物主要受力构件的强度，使其结构失去承载能力，在自身重力作用下失稳，使建筑物重力与地面支撑力之间形成旋转力偶，产生偏斜位移，从而使之变形破坏，导致倒塌、冲击地面而解体。因为有了大量的需求，加上我国几十年矿山爆破积累了很多经验，所以城市建筑爆破的技术发展得也很快。目前大中城市已经成功进行了成百上千次各种建筑物的爆破拆除，说明我国拆除爆破技术已具备在复杂环境中成功地完成拆除大面积、高耸和特种结构建（构）筑物的能力，具有效益高、速度快、费用省和安全可靠的特点；特别是在密集、复杂的居民区的拆除爆破也并不少见，说明工程爆破技术已发展到很高水平。
记者：我们经常看到这样的报道，比如拆除大烟囱，让它怎么倒就怎么倒，这应该是属于我们常常听说的定向爆破吧？
冯叔瑜：是的，定向爆破是在建筑物的基部适当部位挖凿孔洞，在其中装填炸药。在起爆瞬间，建筑物的基部将形成缺口，使建筑物失稳、倒塌。实施定向爆破须经精心设计：首先是根据工程需要和现场地形地质情况，大致确定爆区，再进行爆破设计。设计时要充分利用地形，合理布药，准确确定装药量；还必须包括洞室施工，装药爆破，起爆网路以及其他有关项目；校核爆破对周围环境的影响，包括基岩破坏范围、附近地面和地下建筑物的振动数值、飞石距离以及空气冲击波等效应。
应用定向爆破拆除某旧建筑物时，能有效控制爆破的范围和方向，避免破坏周围建筑物，这是它的最明显的特征。其实我国从1958年起就研究定向爆破技术，技术越来越先进。我国当前的定向爆破技术，可以做到一次爆破百万立方米的土石方，所耗炸药量达到千吨级。
只要严守安全规程、做好防护工作，任何规模、种类的爆破都可确保安全
记者：一提到爆破，就会让人想到安全问题，这也是人们最关心的问题。随着我国现代化建设的发展,爆破作业环境越来越复杂，对爆破安全的要求可能也会越来越高。尽管我们现在的工程爆破技术已达到很高水平，但安全问题时刻也不能放松，那么如何保证安全，它的要点是什么？
冯叔瑜：是的，爆破作业是一项危险性的工作，大家知道，一次爆破事故，可能会造成人民生命和财产的损失，也可能导致环境受到破坏。为了安全，在工程实践中，往往有许多要求和标准需要我们努力去解决，比如严格控制爆破的振动效应、爆破冲击波、噪声、粉尘等影响，要预防电干扰等对爆破作业的威胁，还要关注水土保持、环境保护等问题。爆破作业的安全问题一直是各方面所重视的问题，目前已形成了一种专业化的规范、制度和技术。如我国自1992年颁布《拆除爆破安全规程》，通过拆除爆破分级管理、承担单位及人员资格审查、爆破技术人员培训与考核、爆破设计审查与安全评估等规定,有力地推动了爆破工程的安全管理，取得了显著的成效。
对于爆破作业安全技术的研究,是从两个方面去考虑的，一方面是炸药和起爆器材以及对其爆炸所造成的破坏作用进行限制的安全技术,这是主动的。另一个方面是对爆破所产生的危害采取的防护措施,这是被动的一个方面。两者对阻止爆破带来的破坏性有同样的重要性,但在具体的爆破工程中,则常常会有变化不定的现象和后果,因此,必须对每一项工程破坏的具体情况作细致的分析研究,从而采取适当的对策。同时，虽然技术不断取得进步，必须在操作过程中注意每个工序，按照安全规程认真作业。只要严格遵守安全规程、正确地采取安全技术措施和防护措施,任何规模、任何种类的爆破是可以确保安全的。一些安全规定的条文是有经验教训和理论根据的，有的甚至是血的教训的总结,所以一定要克服麻痹思想,严格执行安全规定,决不能以没出过事故而轻率地“突破”规定的“框框”。
记者：在拆除爆破的实践中，应该还有一些不太成功的吧？
冯叔瑜：爆破不成功的事例是有的，如爆而不倒、实施定向爆破后没有按爆破方案的方向倒塌等等。这些事例警示我们：从爆破设计、爆破器材质量、爆破施工到起爆网路连接等，只要有一个环节出现失误，都将影响爆破工程的效果，乃至造成严重的后果。现在的爆破作业无论是老旧建筑物本身还是周围环境都十分复杂，这不仅要求认真调查爆破体的结构（包括施工缺陷），分析受力状况，同时还要对采取技术措施（如预处理、嵌补、支撑等）的可靠和安全性进行分析，对可能出现的意外情况，应预先制定应急方案，努力避免安全事故和不必要的损失。
记者：爆破难免会产生噪声、飞石、尘土，具体应如何防止或减少它们对周围的影响？
冯叔瑜：工程的环保性越来越受到人们的关注，同时，探索无公害的拆除爆破技术，一直是爆破工作者追求的目标。设立掩蔽体对物体加以保护，最简单的办法是用草袋、竹笆一类材料覆盖在需要保护的物体上面；对房屋和机器设备常要在迎面和顶部竖立排架，用木板或荆笆上罩铁丝网，抵御较多的飞石和较强的空气冲击波的打击；对某些重要工程的建筑物打防震孔或者用预裂爆破将爆破区和被保护的建筑物或工程设施隔离开来。
减少粉尘可以用水。比如某市旧体育馆拆除爆破工程中，通过预拆除较多砌体、抹灰，爆破墙体预浸湿，屋顶覆盖3000个水袋，楼面砌筑水池，四周设置高压管网喷射水幕，爆破时空中直升机投放灭火水弹，爆破后消防车喷射水雾等措施,较好地抑制了粉尘，爆后邻近的酒店楼顶上风侧粉尘浓度为0.94毫克/立方米，小于城市粉尘环保标准1.0毫克/立方米。在控制噪声方面，关键是杜绝城市使用导爆索，在爆破部位做好覆盖防护以及在爆破区做隔音屏障，对降低爆破噪声起到一定效果。
记者：目前爆破技术的发展方向是什么？
冯叔瑜：我国有广阔的海岸线和内陆河流，在海滩、河滩都存在软土层，处理软土地基的办法现在多用沙井加固法，这固然有效，但在技术上总不免失之单一，而且工期长、费用高。另外，东北、西北、西南都有永久冻土和季节性冻土地带，其他如岩溶地区，膨胀土地区以及某些不常见的岩层构造地带，这些地质类型的开发都是爆破技术的“用武之地”，但目前的技术还不是很理想，如何使爆破方法能适应这些特殊地质的特殊要求，对此应有必要而深入的技术研究和储备。
从技术自身手段来看，创新是爆破技术发展的源泉和动力。爆破涉及到高等数学、结构力学、爆破力学、材料力学、建筑学、工程地质学等多学科和领域，要不断吸取和融合这些领域的最新成果。近几年来，在爆破器材、钻孔技术、测量技术、安全技术等方面都发展很快，例如高精度非电雷管、电子雷管、现场炸药混装车等,有的已在水利爆破工程中试用，有的需要进一步推广。总的来说，目前爆破技术已经走到精准爆破的阶段，要求我们在爆破理论、提高炸药能量的利用率、计算机爆破模拟技术、安全性研究等方面更加深入，这些对优化设计、提高爆破效果有重要的意义。
人物档案 ◆◆◆
冯叔瑜 爆破工程专家。四川省邻水县人。 1948年毕业于上海交通大学，1955年毕业于苏联列宁格勒铁道运输工程学院获科学技术副博士学位。中国铁道科学研究院研究员、首席专家。 20世纪50年代最早将苏联大爆破技术引用到我国铁路新线建设中，取得良好的工程效果。协助并组织开展了定向爆破筑坝技术的研究。提出的大爆破药包布置理论和计算参数、参与国家科委三峡工程水利大组爆破小组的组织领导工作，提出定向爆破筑坝的设计理论和坝体堆积计算方法等已被国内工程普遍采用。通过铁路路堑大爆破工点的大量调查，为建立爆破工程地质学奠定了基础。参与和指导国家科研项目 “七七工程安全防护技术”的试验研究和我国爆破安全、大爆破、城市拆除爆破三部法规的编写和制定工作；积极推动创建我国工程爆破协会，担任副理事长和名誉理事长。
1995年当选为中国工程院院士。
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