广州旧体育馆是建国后广州首批标志性建筑之一，占地11000多平方米，总建筑面积43215m²，它的中部是比赛馆，四周紧接南楼、北楼、东门楼、西门楼及西北加建的拳击馆六部分。

比赛馆高23m、长91．5m、宽56．4m，钢筋混凝土薄壳结构，由11排重量各227t、跨度50m的钢筋混凝土拱梁撑起整个馆架。南楼长83．25m、宽24．75m，三层砖混结构，是休息场馆，有5排立柱，由24根钢筋混凝土柱和38根砖柱组成。北楼长83．25m，宽39．27m，三层砖混结构和钢筋混凝土人字架屋顶结构，是训练场馆，有6排共60根立柱，其中40根钢筋混凝土柱。东、西门楼均为三层砖混结构，与比赛馆相连的拱形东、西山墙高23m。拳击馆为三层钢筋混凝土结构，爆破前已人工拆除。

2  爆破方案

2．1爆破拆除的关键问题

比赛馆立柱平面布置见图2。比赛馆拱架立面见图3。在四周无倒塌场地的情况下，采取内向倾倒爆破拆除，即比赛馆各拱架向馆中轴坍塌，南楼、北楼、东门楼和西门楼向比赛馆倾倒。内倾倒爆破存在以下几个难点：

(1)立柱混凝土爆破后，裸露钢筋能支撑馆屋顶和柱而不倒。体育馆的大跨薄壳结构顶薄梁轻，能承受大弯矩的立柱钢筋多，纵筋面积在爆破处可达23636mm²，当立柱混凝土炸出后，其钢筋支撑力可达23636×400：9454．4kN，大于屋顶及梁给柱的竖直载荷1245kN，加之ø28～36筋间不可能全部炸出混凝土，立柱很难倒塌。

(2)炸断后的柱、梁还可能成拱而支撑。当炸断后柱梁的总长大于拱架的跨度，其在向馆中心倾斜时，还可能因相互接触、支撑而成拱。

(3)比赛馆各拱架及东、西山墙韵外阳台形成向外倾覆的力矩，很容易向外倒塌，危及锦汉大厦安全。

(4)振动控制。锦汉大厦距比赛馆仅10m，比赛馆爆破拆除时，飞石及倒塌触地冲击振动是对锦汉大楼的最大威胁。

(5)粉尘控制。广州体育馆地处闹市区，爆破的扬尘将直接威胁正在营业的广州交易会和中国大酒店，因此要求严格控制爆破粉尘。

由此可见，闹市区薄壳大跨体育馆的爆破拆除，必须解决炸而不垮、垮中成拱、倒而向外和控制振动、降低粉尘等五个中心问题，这也是此项工程成败的关键。

2．2爆破方案

针对以上这些难题的解决，爆破方案的要点如下：

(1)防止立柱混凝土炸抛而不垮。采取少炸梁、多炸柱，分段加大立柱爆高，立柱爆高总长达11m，充分利用梁重，迫使裸露钢筋失稳；同时预切割部分钢筋，削弱钢筋裸露后的支撑力，由此确保立柱顺利垮塌。

(2)在比赛馆爆破拆除时，防止柱在向馆中倾覆中相互支撑而成拱。将梁两处炸断，让其先于柱下落，避免了柱与梁、梁与梁在垮塌中接触，防止相互支撑，消除成拱(见图3)。

(3)避免比赛馆向外倾倒。在起爆次序上，比赛馆中轴4拱架首先起爆，然后分别按架次延时半秒起爆东、西各拱架及山墙，使拱架依次序相互拖动向馆中轴倾倒，同时屋顶及拱架间连系梁进行不对称预切割，使其在垮塌过程中形成向中倾覆力矩。预拆除东、西山墙的外阳台，消除一切向外倾倒的力矩；由此防止比赛馆在垮塌中各拱架和山墙向外倾倒，保证锦汉大厦的安全。在比赛馆向内倒塌时，其余四个爆区的东门楼、西门楼及南楼、北楼同时起爆，实现内向倾覆爆破拆除。

(4)减轻爆破振动对周围环境的危害。根据爆源距离和单响药量，在馆中轴首次起爆4拱架，单段药量达124．6kg，以后各拱架及东门楼、西门楼和南楼、北楼以半秒差依次爆破，单响药量减少至31．2kg，由此分区、分拱架依次爆破，并向周边减少单响药量，从而极大地减轻周围环境的爆破振动；与以上相仿，爆破垮塌物也分区、分拱架、分别触地，并且拱架又炸为三段依次着地冲击，因此可减轻触地振动。

(5)在实践中探索爆破防尘措施。由于没有经验可借鉴，我们首先在理论上分析了尘源、烟尘体积、爆破气浪和建筑物倒塌风流规律，结合矿山、建材相关行业的降尘经验，采取“清理积尘、路面蓄水、预湿墙体、屋面敷水袋、建筑外设高压管网喷水、搭设防尘排栅和直升机投掷水弹”等综合防尘措施。

3   爆破参数设计

3．1钻孔与炸药单耗

比赛馆拱架混凝土立柱和梁为变断面，断面宽0．5m，长1．2～2．3m。为方便施工，均沿截面长边钻孔，比赛馆与其他楼房的炮孔布置及炸药单耗见表1。

钻孔数量由设计立柱的爆高来确定，总共钻孔8300个，总计装525．6kg乳化炸药。

3．2爆破延期设计

为保证内向倾倒爆破拆除，比赛馆中轴4拱架0s爆破，间隔1s后分别以0．5s延时爆破东西相邻拱架，使各拱架向中轴倒塌，3．0s时，南、北楼和东、西门楼依次向比赛馆倾倒。本延时设计，保证了分区、分拱架爆破，保证了各结构分别塌落，最大限度地减少了爆破振动。

3．3 网路连接

全部采用孔内延期非电起爆系统，每孔一管，自炮孔向起爆站连接顺序如下：

(1)每柱不同标高爆破段，按20管为一扎形成“大把抓”，每“大把抓”由2发瞬发非电导爆雷管引爆。

(2)将同一轴线“大把抓”的2发引爆导爆管按左右分开成两扎，形成新的两个“大把抓”，新“大把抓”同样由2发瞬发非电导爆雷管引至该爆区集中点处。

(3)在爆区集中点处，将各轴线引出来的2根导爆管再次按左右分开原则分成两“把”，每“把”之间用4发瞬发非电导爆雷管引至主起爆网集中处。

(4)在主起爆网集中处，将各独立爆区引出的8根导爆管抓成一“把”，各“把”之间用4发瞬发非电导爆雷管左右互相交叉搭接，形成一个闭合非电起爆网路。

(5)在闭合非电起爆网上多处绑上起爆电雷管，电导线引至总起爆电开关。共计使用了10542个非电雷管，导爆管总长70km。如此复杂的网路，稳妥可靠地起爆是关键，为此，在爆破拆除前，特地在市郊白云山某石场进行了模拟起爆实验，整个网路达到了全部准爆。

3．4安全验算

(1)爆破振动。

爆破振动速度

式中，R为爆源中心到建筑物边(测定点)距离，m；Q为与尺对应的最大单响药量，kg；K、K′、α分别为与爆破点地形、地质条件有关的系数和衰减指数，K取50，K′取0．33，a取1．3。周边主要建筑计算和实测爆破振动振速均小于1cm／s。

(2)塌落振动

振动速度

式中，G为同次塌落构件的重量，kg；H为同次塌落构件重心落差，m。计算的塌落振动数据见表2。从表中可见，构件塌落振动速度均符合爆破安全规程的允许值1cm／s。因此，是安全的。

4   安全技术措施

4．1减少爆破拆除引起振动的措施

爆破拆除方案，采取了分区、分拱架依次爆破，特别是减少了边界单响药量，同时，拱架又被炸成三段，减少了结构物单体触地的冲量，因此，爆破振动和触地振动都极大地减小，从而保护了周围的建筑物。

4．2飞石防护措施

本次拆除爆破采用了全封闭的综合防飞石技术，即室内采用了竹笆、铁皮在构件爆破处绑扎多层覆盖，屋顶爆破处炮孔最小抵抗线和孔口不朝向四周，其上加压一层钢板三层沙包袋。整个爆破区外3．5m处，再架设8m高的双层排架排栅，在排栅上绑上一层竹笆，既阻挡了飞石，又削减了冲击波。

4．3粉尘防范措施

爆破粉尘主要来源于预拆除时留在楼面和地面的碎渣、爆破部位粉碎的建筑体和结构塌落着地时冲击破坏的建筑物。产尘最多的是砖砌体和抹灰，爆前将其尽可能预拆除。爆破的墙体预先洒水，楼面砌筑的水池以保持墙体湿润。装药前，将楼面、墙壁的积尘清洗干净，预拆除的碎渣全部清走。比赛馆的天窗全部打开，屋顶面拆除一定空间，以减轻屋顶塌落时压缩室内空气，形成高速风流扬起粉尘。建筑物着地冲击破坏产生的粉尘，由屋顶3000个水袋着地破裂洒水和四周高压管网喷嘴形成水幕除尘。四周的排架阻止粉尘迅速扩散，使其尽可能在原地沉降落地。

4．4施工中结构的安全监控

广州体育馆是中国九大薄壳建筑的第一个，属首例。为了确保建筑物在施工中的安全稳定，在这样的薄壳结构中进行预拆除，国内尚除了进行预拆除、预切割钢筋的结构应力计算和变形估计外，还实施了结构变形和裂缝监测监控，并根据监测结果校核计算的结构应力变化，合理安排预拆除部位和顺序，保证了钢筋进入塑性变形后仍维持结构稳定，确保了馆内一切爆破作业顺利进行。

5   爆破效果分析

2001年5月18日12时09分，广州体育馆在7s内夷为平地。爆炸10s后直升机定点投下水弹，四周的消防水喉向爆炸中心喷雾洒水。3min后，眼看将要弥漫开来的烟尘得到控制，变得清晰起来。实测距体育馆10m的锦汉大厦边地震振速最高达1．5cm／s，爆破飞石限制在5m范围，冲击波和倒塌气浪被控制在防护排栅内，没有引起四周玻璃幕墙损坏；锦汉大厦15m处4楼的爆破噪声117．2dB(未扣除本底值63dB)；距体育馆边100m的越秀公园警戒线爆破噪声117．2dB(未扣除本底值68dB)；爆破后10min在中国大酒店顶上风侧粉尘浓度最高达0．94mg／m³，30s后越秀公园下风侧粉尘平均浓度最高达4．04mg／m³，60min后恢复到本底值(城市粉尘环保标准浓度1．0mg／m³)。馆南地铁工地安然无恙，低矮的爆堆均匀集中在原馆址内，长5m、高3m的解体梁柱有序地平卧在爆堆中，实现了预期的爆破效果。

摘自《中国典型365体育与技术》