建筑物内爆是如何发生的

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内爆爆破是一种安全的拆除大型建筑物的方法。BryanLever /盖蒂图片社

你可以用大锤摧毁一堵石墙,用挖掘机和破碎球夷平一栋五层楼的建筑也相当容易。但是当你需要摧毁一个巨大的结构,比如20层楼摩天大楼,你就得拿出大家伙来。爆炸爆破是安全、高效拆除大型建筑物的首选方法。当一座建筑物被其他建筑物包围时,可能有必要“内爆”那栋楼,就是使它坍塌成它的足迹

在这篇文章中,我们将发现拆迁人员是如何计划和执行这些壮观的内爆的。猛烈的爆炸和滚滚的尘埃云可能看起来很混乱,但建筑内爆实际上是你所见过的最精确计划、最微妙平衡的工程壮举之一。

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他们来的越大,摔的越重

爆炸拆除的基本思想很简单:如果你在某一点上拆除建筑物的支撑结构,那么该点以上的建筑物部分将倒塌在该点以下的建筑物部分上。如果上半部分足够重,它将以足够的力量与下半部分相撞,造成重大损害。炸药只是引爆爆炸的导火索。这是重力这会使大楼倒塌。

宾夕法尼亚州费城的雷丁谷物设施。,被控股拆迁集团有限公司在1999年的冬天。"width=
宾夕法尼亚州费城的雷丁谷物设施。,被 控股拆迁集团有限公司 在1999年的冬天。
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拆除爆破工负载爆炸发生在建筑物的几个不同层次,使建筑物结构在多个点上自行倒塌。当一切计划和执行正确时,爆炸和下落的建筑材料的总破坏足以使整个结构完全倒塌,因此清理人员只剩下一堆瓦砾。

为了安全拆除建筑物,爆破师必须提前绘制出内爆的每个元素。第一步是检查建筑蓝图建筑的,如果他们可以定位,以确定如何把建筑放在一起。接下来,爆破队员巡视大楼(几次),记下每层楼的支撑结构。一旦他们收集了所需的原始数据,爆破兵就会制定出攻击计划。根据以往处理类似建筑物的经验,他们决定使用什么炸药,把它们放在建筑物的什么位置,以及如何定时爆炸爆炸。在某些情况下,爆炸可能会发展三维计算机模型这样他们就可以提前在虚拟世界中测试他们的计划。

拆除建筑物的主要挑战是控制其倒塌的方向。理想情况下,爆破人员能够将建筑物从一侧掀翻到停车场或其他开放区域。这种爆炸是最容易实施的,通常也是最安全的方式。推倒一栋建筑就像砍倒一棵树。为了使建筑物向北倾倒,爆炸装置首先在建筑物的北侧引爆炸药,就像如果你想让一棵树朝那个方向倒下,你会从北侧砍树一样。爆破工也可以固定钢索来支撑建筑物中的柱子,这样当钢索倒塌时,钢索就会被拉向特定的方向。

然而,有时候,一座建筑周围的结构必须得到保护。在这种情况下,冲击波进行了一次真正的内爆,摧毁了建筑物,使其直接坍塌成自己的建筑足迹(建筑物底部的总面积)。这一壮举需要如此高超的技术,以至于世界上只有少数几家拆迁公司会尝试。

Blasters对每个项目的处理方法略有不同,但基本思路是将建筑视为独立塔楼的集合。爆破师设置炸药,使每个“塔”向建筑物的中心倾倒,大致与他们设置炸药将单个建筑物倾倒的方式相同。当炸药按正确的顺序引爆时,倒塌的塔楼相互撞击,所有的瓦砾都聚集在大楼的中心。另一种选择是在其他柱子之前引爆建筑物中心的柱子,这样建筑物的两侧就会向内倾倒。

新泽西州纽瓦克的海耶斯住宅(The Hayes Homes):这个10层的住宅项目在三年的时间里分三个阶段拆除。尽管所有的建筑都有完全相同的设计,但爆破师在每个阶段处理内爆的方式不同。这些塔楼在1999年夏天被工程拆除公司拆除。"width=
新泽西州纽瓦克的海耶斯住宅(The Hayes Homes):这个10层的住宅项目在三年的时间里分三个阶段拆除。尽管所有的建筑都有完全相同的设计,但爆破师在每个阶段处理内爆的方式不同。这些塔楼在1999年夏天被工程拆除公司拆除。
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据爆破咨询公司的内爆专家布伦特·布兰查德说保护文件服务事实上,世界上每一栋建筑都是独一无二的。对于任何建筑,爆破人员都有很多种方法可以将其拆除。布兰查德提到了海斯之家的拆除,这是一个位于新泽西州纽瓦克的10栋建筑的住宅项目,在三年的时间里分三个阶段拆除。“每个阶段都由不同的爆破公司进行,”布兰查德说,“尽管所有的建筑都是一样的,但每个爆破师选择的炸药类型略有不同,并装载了不同数量的支撑柱。”他们甚至以不同的数学顺序让建筑物倒塌,每座建筑物倒塌之间的时间都是不同的。”

一般来说,爆破器会先爆破较低楼层的主要支撑柱,然后再爆破较高楼层的一些支撑柱。例如,在一栋20层的建筑中,爆炸装置可能会炸毁一层和二层的柱子,以及12层和15层。在大多数情况下,吹动较低楼层的支撑结构足以使建筑物倒塌,但在较高楼层加载柱子有助于在建筑材料倒塌时将其破碎成更小的碎片。这样便于爆炸后的清理工作。

一旦爆破师弄清楚如何制造内爆,就该准备大楼了。在下一节中,我们将了解什么是涉及到的预引爆准备,看看爆破师如何安装炸药,以实现精确的定时爆破。

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雷管及炸药

阿拉巴马州伯明翰的弗兰克·莱克斯大厦。1997年春,被Engineered Demolition, Inc.拆除。"width=
阿拉巴马州伯明翰的弗兰克·莱克斯大厦。1997年春,被Engineered Demolition, Inc.拆除。
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在最后一节中,我们看到了爆破师如何规划出一个建筑内爆。一旦他们对结构应该如何倒塌有了清晰的概念,就该准备建筑了。准备工作的第一步,通常是在爆破人员实际勘测现场之前开始的,就是清除建筑物内的任何碎片。接下来是建筑工人,或者更准确地说,建筑工人开始拆除建筑物内的非承重墙。这使得每一层都有一个更干净的裂缝:如果这些墙完好无损,它们将使建筑物变得更坚固,阻止其倒塌。破坏人员也可以用大锤或钢刀削弱支撑柱,这样它们就更容易坍塌。

接下来,冲击波可以开始了加载装有炸药的柱子。爆破师针对不同的材料使用不同的炸药,并根据材料的厚度来确定所需炸药的量。对于混凝土柱,爆破工使用传统的炸药或者类似的爆炸性物质。炸药是一种吸收性填料,浸泡在高度可燃的化学品或化学品混合物中。当化学物质被点燃时,它会迅速燃烧,在短时间内产生大量的热气体。这种气体迅速膨胀,向外施加巨大的压力(每平方英寸可达600吨)。爆破师把这种炸药塞进狭窄的地方钻洞在混凝土柱上钻孔。当炸药被点燃时,突然向外的压力会发出强大的冲击波,以超音速穿过柱子,将混凝土粉碎成小块。

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拆除柱子有点困难,因为密集的材料更坚固。对于有钢支撑结构的建筑物,爆破师通常使用特殊的炸药材料环三甲基三胺,称为黑索今为短。基于rdx的爆炸性化合物以非常高的速度膨胀,高达每秒27,000英尺(每秒8,230米)。这种集中的、高速的压力并没有使整个钢柱瓦解,而是直接穿过钢柱,把它分成两半。此外,爆破器可以在柱子的一侧点燃炸药,将其推向特定的方向。

混凝土柱(图左)被传统的炸药或类似的炸药炸开。钢柱(右图)被一种叫做RDX的高速炸药切成两半。"width=
混凝土柱(图左)被传统的炸药或类似的炸药炸开。钢柱(右图)被一种叫做RDX的高速炸药切成两半。
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要同时点燃RDX和炸药,你必须施加严重的电击。在建筑物拆除中,爆破手用一个雷管,少量的爆炸性物质(称为底漆电荷)连接到某种保险丝上。传统的引信设计是一根长绳,里面装有爆炸物。当你点燃线的一端时,里面的爆炸物会以稳定的速度燃烧,火焰沿着线传播到另一端的雷管。当它到达这一点时,它会触发主要负责

爆破帽是一种催化剂,用来引爆装在支撑柱上的炸药。"width=
爆破帽是一种催化剂,用来引爆装在支撑柱上的炸药。
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现在,爆破手经常使用电雷管而不是传统的保险丝。一种电雷管引信,叫做领导一行是一根很长的电线。在雷管端,导线被一层爆炸性物质包围。这种雷管直接装在主炸药上的起爆药上。当电流通过导线时(例如,将导线连接到电池上),电阻会使导线发热。这种热量点燃了雷管末端的可燃物质,这反过来又点燃了底火,从而触发了主炸药。

柱子上装满了炸药,连上了爆破帽和引信。"width=
柱子上装满了炸药,连上了爆破帽和引信。
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为了控制爆炸顺序,爆破师用简单的延迟装置,位于引信和底火之间的慢燃材料部分。通过使用或长或短的延迟材料,爆破师可以调整每个炸药爆炸的时间。保险丝本身的长度也是一个因素,因为较长的保险丝比较短的保险丝需要更长的时间才能使电荷向下移动。通过这些定时装置,爆破器可以精确地控制爆炸的顺序。

爆破人员根据自己的经验和最初建造建筑物的建筑师和工程师提供的信息来决定使用多少炸药。但大多数时候,他们不会只依赖这些数据。为了确保支撑结构不会过载或负荷不足,爆破师在几根柱子上进行了一次爆破试验,为了安全,他们把柱子包裹在一个防护罩里。爆破师尝试了不同程度的炸药,根据每次爆炸的效果,他们确定了摧毁柱子所需的最小炸药量。通过只使用必要数量的炸药,爆破器可以最大限度地减少飞行碎片,降低损坏附近建筑物的可能性。

在新泽西州卡姆登的RCA维克多综合大楼的混凝土柱上进行了一次爆炸试验。该建筑于1997年夏天被拆除。"width=
在新泽西州卡姆登的RCA维克多综合大楼的混凝土柱上进行了一次爆炸试验。该建筑于1997年夏天被拆除。
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为了进一步减少飞散的碎片,爆破师可以在每个柱子周围包裹链环围栏和土工织物。栅栏可以防止大块的混凝土飞出去,而织物可以容纳大部分的小碎片。爆破手也可以在每层装有炸药的楼外包裹织物。这就像一个额外的网,可以容纳任何撕裂每个柱子周围材料的爆炸混凝土。建筑物周围的结构也可能被覆盖,以保护它们免受飞溅的碎片和爆炸的压力。

当一切准备就绪,就该开始演出了。在下一节中,我们将了解爆破者必须采取什么最后的步骤来准备内爆,我们将看看内爆本身。我们还将了解爆破爆破中可能出现的问题以及爆破师在硝烟散尽后如何评估项目。

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宇宙大爆炸

点击这里观看霍利街发展项目的视频,该项目于2001年被控制拆迁集团有限公司拆除。"width=
点击这里 观看霍利街开发项目的视频,该项目于2001年被 控股拆迁集团有限公司
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在前几节中,我们看了爆破师为建筑物内爆所做的一切准备。除了这些措施外,爆破工人还必须让该地区的人们为爆炸做好准备,向当地政府和邻近企业保证,爆破不会严重破坏附近的建筑物。爆破者安抚焦虑的当局的最好方法是展示该公司在之前的内爆中取得的成功。

2001年3月,英国伦敦霍利街开发区的两座塔楼被拆除。对爆破公司来说,这是一个巨大的挑战,控股拆迁集团有限公司。一座塔必须被安装好,这样它就会侧倒,远离输气管道,而另一座塔必须完美地坍塌在自己的足迹上,以避免损坏邻近的建筑。拆除工作完全按照计划进行,没有对输气管道和附近的建筑物造成任何破坏。

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为了帮助爆破师完成这个过程,爆破公司可能会引入一个独立的爆破咨询公司,比如保护文件服务。保护使用便携式字段地震仪测量内爆时的地面振动和空气爆炸。该公司的运营经理布伦特·布兰查德(Brent Blanchard)说,他们还会在爆炸前检查周围的建筑,这样他们就可以帮助评估爆炸后的任何损害索赔。此外,Protec的员工录像带从多个角度观察爆炸这样就有了真实发生的记录。利用从以前的爆炸中收集的数据,该公司的工程师可以提前预测特定的内爆可能引起的振动程度。

一旦建筑被预先破坏,所有的炸药都装好了,就该做最后的准备了。爆破师对炸药进行最后一次检查,并确保建筑物及其周围区域完全安全。令人惊讶的是,内爆爱好者有时会试图溜过障碍物,以便更近距离地观察爆炸,尽管有明显的风险。由于所涉及的破坏程度,所有观众都必须保持良好的距离。爆破师根据建筑物的大小和使用的炸药量计算出这个安全范围。

有时,爆破手误判了飞行碎片的范围,旁观者受了重伤。爆破师也可能高估了摧毁建筑物所需的爆炸力,从而产生了比必要时更强大的爆炸。如果他们低估了所需的爆炸力,或者一些炸药没有点燃,结构可能不会被完全拆除。在这种情况下,拆迁人员带来了挖掘机和破碎球来完成这项工作。所有这些事故在拆迁行业都是极其罕见的。安全是爆破师最关心的问题,而且,在大多数情况下,他们可以很好地预测内爆会发生什么。

密歇根州底特律的金刚狼酒店。1997年初,工程爆破公司(Engineered Demolition, Inc.)对这座城市进行了爆破。"width=
密歇根州底特律的金刚狼酒店。1997年初,工程爆破公司(Engineered Demolition, Inc.)对这座城市进行了爆破。
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一旦疏散完毕,爆破手就会撤退到雷管控制室,开始倒计时。爆炸装置可能会在10分钟、5分钟和1分钟的时候发出警报,让大家知道大楼何时会倒塌。如果他们使用电雷管,爆能枪有一个雷管控制器,有两个按钮,一个标有“充电”,一个标有“开火”。倒计时快结束时,爆破手按住“充电”按钮,直到指示灯亮起。这就形成了激活雷管所需的强烈电荷(这类似于给雷管充电)相机闪光灯产生必要的电能来照亮一个场景)。雷管机装药后,倒计时完毕,爆破手按下“开火”键(同时仍按住装药键),将装药释放到导线中,引爆雷管。

两种类型的爆破机,一种是传统的架杆,一种是现代的电子控制箱"width=
两种类型的爆破机,一种是传统的架杆,一种是现代的电子控制箱
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通常情况下,内爆只需要几秒钟。对许多旁观者来说,毁灭的速度是内爆最令人难以置信的方面。一座花了好几个月才建成的建筑,经受了一百多年的风雨,怎么会像一座沙堡一样坍塌成一堆瓦砾呢?

爆炸发生后,一团灰尘在残骸周围翻滚,包围了附近的观众。这种云对居住在爆炸地点附近的任何人来说都是一种滋扰,但爆破专家指出,它实际上比非爆炸性爆破所产生的粉尘更具侵入性。当工人们用大锤和破碎球拆除建筑物时,拆除过程可能需要数周或数月。在这段时间里,每天都有大量的灰尘被踢到空气中。另一方面,当建筑物在一瞬间被夷为平地时,所有的灰尘都集中在一片云中,在相对较短的时间内徘徊。附近有过敏症的居民可以在这一天离开该地区,完全避开灰尘。

1996年夏天,位于新泽西州纽瓦克的斯卡德尔住宅被工程拆除公司炸毁"width=
1996年夏天,位于新泽西州纽瓦克的斯卡德尔住宅被工程拆除公司炸毁
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乌云散去后,爆破师检查现场并查看录像带,看看一切是否按计划进行。在这个阶段,至关重要的是要确认所有的炸药都被引爆,并清除任何没有爆炸的炸药。如果有爆破顾问在场,爆破师也会检查他们的振动和空气爆炸数据。大多数情况下,经验丰富的爆破手都能按计划炸毁建筑物。对附近建筑物的破坏,即使是紧挨着爆炸地点的建筑物,通常也仅限于几扇破碎的窗户。如果有什么事情不太顺利,爆破手就会把它记录在他们的大脑目录中,确保在下次工作中不会发生这种情况。就这样,一个接一个的工作,内爆的科学和艺术继续发展。

有关建筑内爆的更多信息,请查看下一页的链接。

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