您当前的位置: 『院士专栏』>> 冯叔瑜
院士一览
  ∇    院士
专家统计图
 ] 经典文章
 

我国工程爆破技术的开拓者

2007-08-29 16:32:17.0


  至50年代初期,我国365体育仍停留在规模小、体力劳动强度大、凭经验设计施工、安全程度低的落后状态,不能适应中华人民共和国成立后基本建设蓬勃发展的需要。

  冯叔瑜有幸工作在这一大展宏图的时代,1951年成为国家公派第一批留苏研究生,专攻铁道工程爆破专业。学成归国后,始终工作在铁道部基建总局、工程总局、铁道部科学研究院科研、生产第一线。

  1956年冯叔瑜与其他同事先后在鹰厦铁路、成昆铁路、内昆铁路、川黔铁路、黔桂铁路完成了上百个重点土石方工程的爆破设计施工。结合我国山区铁路的特点,他提出了在平坦地面、斜坡、陡坡地形条件下路堑开挖的药包布置原则,药包计算公式,爆破作用指数n的选择,以及可见漏斗深度、压缩圈半径、边坡预留保护层、上破裂线的计算方法,逐步形成了一套完整的设计计算理论。50至60年代,在铁路建设机械化施工程度很低的情况下,重点石方工程与大高桥、长隧道是新线建设的技术关键,大爆破技术的开创应用在加快铁路建设速度方面起到了重要作用。

  1956年冯叔瑜在内宜铁路的号志口工地,首次采用定向爆破法开挖路堑,从路堑内向一侧抛掷出石方约30%,同时保证了路堑对面200米处的建筑物的安全。1959年在川黔铁路的阿锁寨工点又首次应用定向爆破法填筑了一条高约20米的路堤。1959年至1962年冯叔瑜在任三峡工程水利大组的爆破组秘书期间,协助并组织了水电部及其它30多个科研单位开展定向爆破筑坝的研究工作。其中广东南水大坝是最成功的,并被介绍到国际大坝会议,迄今仍在正常运营发挥蓄水防洪发电的功能。在这期间冯叔瑜与朱忠节、马乃耀总结并提出了定向爆破的设计方法,坝址选择,药包布置、定向中心控制的原则。定向爆破筑坝效果的好坏,以抛掷岩体的数量和堆积形状来衡量,所以抛掷堆积计算是定向爆破设计的重要问题之一,冯叔瑜在铁路路堑爆破经验统计资料的基础上提出的坝体抛掷推积计算的“体积平衡法”得到了广泛应用,提高了定向爆破设计计算的可靠性和准确性。定向爆破技术为水电、矿山和交通部门堆筑水坝、尾矿坝和路堤奠定了基础,迄今为止我国采用定向爆破法筑坝的数量在国际上首屈一指,也是我国爆破技术的一大特色。

  1963年冯叔瑜、朱忠节、马乃耀合作出版的《大量爆破设计与施工》全面阐述了爆破理论、大爆破和定向爆破的设计、施工等技术问题,在当时爆破技术专著尚不多见的年代,成为高等院校师生、设计施工部门技术人员必读的重要著作和指导这一领域工程实践的主要依据。

  1959年冯叔瑜在川黔铁路阿锁寨工点首次采用铵油炸药进行定向爆破,现场自行加工炸药,降低了爆破成本,节约了国家投资,为我国开发多品种炸药起到了推动作用。80年代又协助有关部门研制、鉴定、推广高能燃烧剂和静力破碎剂,以及导爆管非电起爆系统元件和起爆网路的研究,在爆破器材方面取得了一个又一个丰硕的成果。

  60年代初,工程地质学已逐步发展成为一门新的学科,引起工程界的重视。随着现代化爆破技术应用的日益广泛和发展规模越来越大的趋势,爆破和工程地质的关系成为有待研究和解决的新课题。1962年冯叔瑜根据铁道部基建总局的要求组织全路十多个单位40余人对分布在鹰厦、宝成、兰新、川黔等10条新建铁路线上的主要爆破工点逐个调查,据此分析总结了正反两方面的经验教训,提出地质条件对爆破效果的影响和爆破作用所引起的工程地质问题是互为因果的两个方面,前者是研究在各种地质条件下可能对爆破效果产生的直接影响;后者则是在研究爆破作用下工程地质方面可能发生的后果问题。在引入爆炸力学、地质力学、岩石力学和岩体动力学最新成果的基础上,为建立365体育地质学奠定了基础,同时推动了爆破技术的进一步发展。随后在被称为地质博物馆的成昆铁路建设中,使爆破技术成果的推广应用取得了显著成绩,并作为1985年“在复杂地质险峻山区修建成昆铁路新技术”国家科学技术进步特等奖的获奖人之一。  

    1965年至1973年之间,冯叔瑜和朱忠节根据军事部门聚能装药的破甲原理,指导他们的同事开展了聚能爆破在工程建设中的应用研究。采用玻璃药型罩代替昂贵的紫铜材料制作聚能装药,在青藏高原克服了机械钻孔效率低、冻土中钻孔难于成形的难题,解决了在高原冻土地区铁路桥涵基坑爆破快速开挖的施工技术。

  70年代初,针对农林部门对爆破技术的需求,冯叔瑜和马乃耀指导他们的同事在海南岛橡胶种植园进行了爆炸伐树和开挖树坑的试验研究,于1979年合作编写了国内第一部《农业爆破技术》。

  铁路现代化的重要标志之一是路基石方施工的机械化,在大爆破技术日趋成熟的基础上,十多年来冯叔瑜又为此作了不懈的努力。1965年在修建成昆铁路时争取铁道部购置了一台法国产的深孔钻机供现场使用,同时改装了宣化风动机械厂生产的YQ-150潜孔钻机进行深孔爆破试验。1973年在铁道部第三工程局邯长铁路的东戌工地,1975年在铁道部第二工程局枝柳铁路的马颈坳工地,再次引进矿山等工业部门的深孔爆破技术,使铁路石方爆破的机械化程度提高到80%以上,工效由原来的1m3工天提高到14.7m3工天。1979年在铁道部第一工程局西延铁路的白水县张家船工地又试验成功了路堑边坡光面爆破、预裂爆破新技术,从而使我国铁路石方机械化施工水平和施工质量取得了长足的进步。

  1972年在铁道部、交通部合并期间,冯叔瑜参加了广州黄埔港航道疏浚的水下365体育,与现场主管马乃耀合作,创建了一套水下爆破的施工工艺和爆破技术。两年内完成了长约2km,总计50万m3石方的水下爆破开挖任务,并取得了水下爆破安全科研观测的系统数据。当时被誉为“黄埔水下爆破法”,填补了国内这一领域的空白。

  上述两项重要研究成果,在冯叔瑜、马乃耀于1980年出版的《365体育》著作中,作了全面、系统的总结。

  冯叔瑜另一开创性的成果是推动和发展了我国的城市拆除爆破新技术,使爆破技术从人烟稀少的荒山野外进入了人口稠密、建筑物林立的城市建设领域。1976年至1978年他指导爆破室从事“控制爆破技术”课题的研究,提出在复杂环境中进行建筑物和构筑物的拆除爆破要在以下4个方面进行有效的控制:(1)控制爆破时所产生的地震效应;(2)控制爆破时个别碎石的飞扬距离;(3)控制爆破所产生的破坏范围;(4)控制建筑物在爆破后的倒塌范围和倾倒方向。采用爆炸力学、结构力学和材料力学的一般原理,对建筑物破坏和失稳分析,进行合理布孔严格控制炮孔装药量,使用国内常规炸药同样能够达到日本采用低威力专用TN炸药进行控制爆破的目的。先后完成了孟县铁路大桥、陇海线黑石关钢桥、济南铁路局机车库、北京饭店防空洞、北京国际饭店所在地原科技馆、新侨饭店原礼堂餐厅、广东佛山水泥厂、广州市省政府招待所、深圳市旧火车站等重大工程的爆破拆除任务。该项成果于1985年获国家科技进步三等奖,同年和他的同事们出版了国内第一部《城市控制爆破》专著。

  爆破安全是应用和推广爆破技术的一个重要方面,几十年来冯叔瑜和他的同行们对此作出了不懈地努力。在劳动人事部的主持下,协助冶金工业部和公安部,参加制定了《爆破安全规程》、《大爆破安全规程》、《拆除爆破安全规程》等多种国家标准法规,使我国的爆破工作者在从事365体育实践中有章可循、有法可依、提高了爆破作业的管理水平和安全程度。并因《爆破安全规程》获劳动部劳动保护科技进步奖二等奖。