人生的价值和对社会的贡献，就成了我国著名爆破专家周家汉一生执着的探索和顽强的追求。

月是故乡明，热爱家乡的人也热爱他的祖国，他所追求的事业，关心着家乡的巨变。笔者愿和广大读者一道，携手并肩，走进周家汉，看看他在定向爆破的瞬间里对国家和三峡家乡的真情奉献。

瞬间记录着过去

三峡水电枢纽工程已于2003年6月开始蓄水发电，大坝蓄水高程135m。2002年，三峡库区清库拆除工程任务十分繁重。湖北省秭归县是三峡库区淹没的县城之一，原秭归县归州镇大部分建筑物位于135m高程以下，有数十万平方米的建筑物要拆除，旧城县医院是其中之一。医院建筑楼群依山坡而建，住院部靠近河边，宿舍楼在坡上边，楼群呈阶梯状。有的楼房河边一侧下落一层，当地俗称为吊楼。屈原故里牌坊就座落在医院门诊楼前，屈原故里牌坊在爆破前已原样搬迁移至茅坪秭归新县城，随之进行的旧县城医院的爆破拆除记录了这千年历史遗址的变迁。

2002年3月24日下午3点，随着一阵连续的爆破声，秭归县旧医院15座楼房在几秒的瞬间轰然倒塌。至6月底，原秭归县归州镇135米高程以下建筑物全部拆除，成为第一个完成三峡二期工程清库任务的县城。

由于三峡工程多年的论证，考虑到三峡大坝建成后库区蓄水，和库区其它几座县城一样，秭归旧县城没有进行大规模建设，没有永久性的建筑物。大多数建筑物为砖结构或砖混结构，墙体薄，多年使用后结构强度减弱。人工拆除不安全隐患多，在拆除过程中已发生多起人员伤亡事故。加之，清库工程工期紧，所以县医院建筑物决定采用控制爆破方法进行拆除。

承担县医院旧楼房爆破拆除的宜昌岩松爆破公司成立不到两年，设计施工经验不多，更没有在一次爆破中拆除多座楼房的经历和经验。他们请来了中国科学院力学研究所周家汉研究员，他是宜昌猇亭人，是我国著名的爆破专家。有专家来把脉，主管移民搬迁、清库工作的秭归县郑礼昌副县长放心了。县长放心了，老百姓怀着好奇和依恋的心情等待这一改变历史的瞬间。对我们的专家来说，却不是件轻松的参观。

周研究员在力学所长期从事爆破理论研究和爆破技术在工程中的应用研究，结合研究工作还参加并成功地完成了数百项爆破工程的设计和实施，其中有许多是国家的重大工程爆破项目。但是，要在家乡父老兄弟姐妹，在家乡的一大批党政干部面前，一次爆破要把15座楼房同时炸塌，专家的心理压力是存在的。他的担心在哪里，

就在这次爆破实施前几个月，国内已有多次爆破失误的消息报道，西南第一爆两座楼未炸倒，西宁一座楼房两次爆破不倒，宣威一烟囱爆破倒塌飞石伤人，首都北京语言大学的一栋楼房只炸倒半截。一时间，人们对拆除爆破产生的恐惧心理增加了对爆破专家的压力，这次爆破只能成功，失败的影响将是难看的。

三峡库区清库工程不是拆旧建新的改建项目，拆除投入成本低，每方的造价几乎只够进行钻孔和支付雷管、炸药的费用。但爆破的要求却很高，即要一次爆破达到清库工程的要求，残留在库中的破碎块度不能大，堆积物不能影响蓄水后的通航。

医院建筑物大多数是砖结构或是砖混结构，墙体薄，超年限使用后强度不高，爆破前的预拆除事故风险大。15座楼房顺坡修建，高程不一，结构布局交错，有的是相互依存。如果设计倒塌顺序中出现一座倒塌不好，后续楼房的移动和倒塌将受影响。即是倒了，若有解体后的构件支撑着不倒，或是一座楼不倒，那将是十分难处理的事情。因此不能爆破后炸不倒，或是倒了，倒塌效果不佳，是不能允许再补炸的，实质上是没有能力和投入进行二次破碎。在爆堆上进行人工破碎很不安全，在搬迁的旧城址也找不到适用的机械来进行二次破碎。

再一个担心的是他对具体承担工程单位的爆破操作人员的素质不了解。周专家说，一项爆破工程一般不是一发雷管，一个药包爆破能完成的。楼房建筑物采用爆破方法拆除，需要布置多个药包进行爆破，有的多达数百个，数千个，有的还超过一万个药包。这样多的药包要按设计的位置装填到炮孔里。每个药包里都有起爆用的雷管，这样多的雷管要按设计的起爆网路连接。一个药包装错，药量多少不对，起爆雷管的段别错误，或是堵塞长度不够，或是堵塞质量不好；起爆引线接错或是不可靠，都有可能导致爆破事故的发生。产生过远的飞石可能造成意外的人员伤害，或造成物品的损坏；局部拒爆，就是有部分药包不响，拆除爆破施工会导致建筑物歪斜不倒塌，成为险情，不好补救；拒爆的雷管和炸药如果残存在爆破堆积物中，清理渣堆时就可能造成爆炸事故。要确保每个雷管能安全准爆，爆破网路设计和施工质量十分重要。

就在数月前的《焦点访谈》节目中，报道过一座楼两次爆破不倒的事故，我们的专家在记者访问中指出，爆破设计错误是事故产生的根本原因。爆破作业中的风险犹似如履薄冰，每次爆破，都要慎之又慎。爆破作业队伍素质低，越级承包工程就很难保证不出问题。我们的专家尽管设计完成了数百项爆破拆除工程，有不少是国家重大爆破工程，没有发生任何意外。但和一个爆破设计和施工经验尚少的队伍合作，专家的担心是可以理解的，不是多余的，是不争的事实。

周家汉研究员是公安部聘任的全国工程爆破技术人员培训考核专家组成员，多次参加了各地组织的爆破工程技术人员培训考核。在培训班授课时，他不仅讲授爆破理论基础和工程设计技术知识，还介绍具体爆破工程的设计思想和施工经验，特别是具体操作细节。他说：“一项爆破工程的实施需要所有参加爆破作业人员的共同努力，成功的爆破是参与者合作者的共同结果”。

1992年，在承担重庆发电厂西厂拆除爆破工程施工中，因为该项爆破工程一次爆破的装药个数多达3600个，爆破作业工作量大，为此，有当地近二十名爆破员参加装药作业。爆破作业前，周教授向这些爆破员详细地介绍了爆破设计方案，明确分配了每一个人的任务，强调每一个人工作的重要性。周教授以具体的事例告戒爆破员，要求他们严格遵守爆破安全规程，按爆破设计要求去做，细心操作，认真对待每一个细节。只有每一个人都不做错，每一个环节都没有错误，才能保证一项大的爆破工程实施成功。重庆电厂拆除爆破成功的经验使周教授有信心组织地方的爆破作业队伍完成这项有较大难度的拆除工程。

爆破作业需要有对爆破作用、炸药性质基础知识的了解，爆破更强调要有实践经验。经验是不断积累的，只要勇于实践，在实际工作中学习，就会从因为不懂爆破，害怕雷管炸药，变成敢于接触并能熟练掌握爆破施工工艺的工程师。为了三峡工程的建设，为了提高家乡爆破技术队伍的素质，在秭归旧县城医院拆除爆破工地，周教授对参与爆破作业人员进行了培训，结合具体的布孔方案，说明建筑物倒塌的设计原理。通过试验爆破讲解雷管的起爆能力，爆破网络的连接。周专家结合当地前期拆除楼房爆破的例子分析了没有炸倒的原因，对砖混结构的楼房，对倒塌一侧的承重柱和墙要爆破一定的高度，而另一侧要留有足够的支撑柱或墙体，没有足够的支撑，爆破时楼房就会坐落下来。

在他进入现场前，有不少炮孔已经装了药。他检查后发现，有三座楼房在南北墙的一层都已钻孔并装填了炸药，这种两腿一起爆破的办法很容易出现下坐。明白了设计不正确的后果，炮工们很乐意地进行了调整。把装错了，不该装的药包撤出来，打错位置的孔进行了重打。经过三天的准备，安置装填了一万多个药包，共使用了一万两千发雷管和400公斤炸药。2002年3月24日下午3点正，15座楼房在一阵爆破声中分片依次爆破倒塌，破碎效果很好，临江边马路的楼房倒向上坡，沿江马路仅有少量碎砖块，保证了清库工作的交通正常运行。在三峡工程清库旧建筑物拆除工程中，秭归县医院在一次爆破声中15座搂房被拆除的爆破瞬间镜头已录入三峡工程建设的历史记录片中，展现了瞬间记录着的永恒。

谈及秭归旧县城建筑物爆破拆除，周教授说，就像三峡建设工程一样，大江截流的成功记录着三峡大坝建设的开始，是大坝建设中过去的一页。

爆破瞬间的成功也只是过去，有更多的爆破工程需要我们去分析研究方案，精心设计，多留下创造奇迹的瞬间。人们称赞瞬间创造的奇迹，只是可以忘却的过去。

瞬间现象的探索

爆炸是自然界常见的一种物理现象。化学炸药爆炸是一个高速化学反应，它能产生具有很高压力的大量气体，并释放出大量能量。利用炸药爆炸在岩石中产生高温高压和大量气体的破碎作用和抛掷岩石的能力，就发展了不同的爆破技术。

炸药爆炸发生在瞬间，由于爆炸过程很快，其间的变化难于采用常见的方法进行观测和研究，我们用肉眼是看不到其间的变化过程的。对于岩石中的爆破，采用高速摄影也只能看到岩石表面的运动特征，爆炸产生的烟雾会使摄影的图象模糊而难于分辨岩石的运动。土岩介质是一种看不透的材料，普通光学摄影技术是无能为力的。一般土石是非磁性物质，为了探索研究土岩介质被爆炸破碎后质点的运动规律，为爆破设计原则提供理论基础，周家汉同志提出采用电磁法测速计和X光透射技术对土岩模型在爆破作用下的空腔扩展，裂缝发展，介质质点运动速度等进行了系统观测和研究。

研究报告分析给出了爆破时介质获得的运动能量，用于介质破碎作功，残余或散遗在空气中的能量的比例。分析研究了不同土石介质在爆破作用下的抛掷运动过程，爆破漏斗内岩石运动的速度分布，给出了不同炸药的抛掷能力，他提出的研究报告指出用于岩石抛掷的能量仅是炸药能量的一小部分。其研究成果为如何充分控制和利用炸药的破碎作用，改进爆破设计参数提供了宝贵的科学依据。

著名力学家钱学森在谈及定向爆破技术时指出：“爆炸可以产生极高的脉冲压力，现代科学研究要解决的是能量转化问题。爆破设计的好，转化能量效率高。”“对土岩爆破来说，爆炸力学的任务就在于研究土岩被爆炸破碎后的运动规律，为爆破设计原则打下基础。”精确的爆破设计就是要准确地设计计算装药量，充分利用好炸药的能量去破碎岩石，炸药装多了会造成过度破碎，还会有飞石造成危害。

探索是有风险的，探索要付出代价。为了获得炸药爆炸后药包邻近岩石中的应力分布，1973年在陕西长安县石砭峪一次定向爆破筑坝工程中，周家汉研究员和他的同事在右岸埋设了监测应变的探头。爆破时他们的观测点位于爆破区下游400米处，他们躲在上面用双层圆木构筑的掩体里。定向爆破筑坝要把两岸爆破的大量石头按设计要求抛掷到河谷。1400吨炸药爆破时，有不少飞石落在他们所在的掩体上，但是他们在爆破的瞬间却沉着地监视和操作着测量仪器，获得了宝贵的爆破现场测试数据。事后，周教授说这是他一生中经历的明知风险极大的冒险行为。也就在这次爆破工程实施后的第二天，却发生了爆破气体中毒事件。由于左岸观测导洞内沉积着大量残留在爆堆里的有毒气体，使进洞回收观测仪器的5名工程师中毒牺牲。中毒事件更让他在事后多年教学中总要讲给学员听，分析事故发生的原因，要从爆破事故中吸取血的教训，更要严格遵守那些从教训中得到的规定。 

探索研究瞬间科学奥秘是要付出代价的，每项爆破工程的实施也都潜在着风险。爆破工作是一项有危险性的工作，又是一项让人有成就感的工作。爆破工程的成功让人们感到欢欣鼓舞，看到爆破技术的巨大威力；同时，爆破工作也曾经有过不少十分沉痛的教训，爆破事故的教训和爆破成功的经验同样重要。“从事爆破工程的技术人员要对社会负责，对他人负责，对自己负责。要一辈子小心谨慎，认真负责。”他的这番话表达了一个爆破工作者的责任心，是何等可贵，令人敬佩。

瞬间发生的奇迹

2003年9月9日凌晨1时，突如其来的“轰隆隆”连续五声炸雷般巨响震愣了旁观居民，位于北京长安街南侧的全国总工会大楼底部同时冲起几道火光。刹那间，仅仅几秒钟之内，工会大楼轰然倒塌，一位灰白头发的大妈喃喃地说：“这么几下就没了？”这是中国新闻社在网上关于全国总工会大楼爆破拆除的消息报道。担任该项拆除爆破工程总监的周家汉研究员也向我讲述了那天爆破时的一个小故事，和他同在爆破指挥部工作了近两个小时的一个同志因为眼镜碰掉了，他弯了一下腰大楼就没有了。

瞬间的变化叫人称奇，爆破前的准备工作却是艰苦漫长，细致，认真的。工会大楼拆除爆破方案经专家评审，监理把关，试验爆破，总装药量从原来设计的190多公斤减少到90公斤。精确的控制，准确的计算，精心的施工保证了爆破的圆满成功。

周专家说，每次爆破都要是精心的准备，精确的计算才有成功爆破的瞬间。三峡大坝围堰拆除时的一长串连续爆破的生动画面，一个个高烟囱准确地定向倒塌无不凝结着爆破工程师们的辛勤劳动，尊重科学的态度，完美的爆破工艺追求。

为此，周专家向我介绍了烟囱爆破拆除的设计技术的有关内容。

烟囱、水塔拆除爆破一般采用“定向倒塌”的设计方案。定向就要求倒塌方向准确，同时要求在设计的倒塌方向有一定范围的场地，在倒塌中心线两侧有足够的宽度，横向宽度不得小于烟囱或水塔底部外径的3倍，其长度一般要求不小于烟囱的高度。水塔爆破拆除时由于水柜质量大，倒塌过程中筒壁受剪切破坏段长，爆破后的堆积长度一般小于水塔的高度。

烟囱倒塌在地面上的长度与其筒体的高度、结构、刚度和建筑质量有关。钢筋混凝土烟囱筒体倒塌后一般不折断，刚度好的砖烟囱出现折断的时间也晚，有的烟囱顶部在倒塌着地时会向前冲，因此要留有一定的空间。刚度差的砖砌烟囱在倾斜倒塌过程中将出现折断，还有多处折断的，其倒塌长度可能要比烟囱高度尺寸小。由于折断的烟囱在重力作用下着地支点的随意性，在设计倒塌方向的横向宽度则要大一些。由于烟囱着地冲击反作用力的作用，烟囱筒壁将产生激烈破坏，圆形筒壁砸扁，砖块全部散落，筒体破坏过程中产生的碎块有可能飞散到一定距离，筒体砸向地面也可能把地面的杂物或碎石溅起，成为飞石。

为使烟囱倒塌的方向准确，爆破前，在烟囱下部爆破部位两侧要开凿定向窗口，拆除爆破工程原则上要尽量减少预拆除，特别是对影响结构稳定的承重构件的预拆除。烟囱属高耸构筑物，为了尽可能的减少对烟囱结构的损伤，要尽量设计尺寸小的定向窗。周家汉教授指出开凿两侧定向窗破坏状态的对称性是决定烟囱按设计倒塌方向的关键，如果两侧破坏状态不对称，这种初始断裂破坏点的不对称将严重影响烟囱倾斜倒塌的方向。千里之行始于足下，千吨烟囱倒塌的准确性在于根部支撑点的对称性。

烟囱爆破是对设计倒塌方向一侧的根部实施爆破，另一侧保留不爆破。爆破后，爆破缺口的部分筒壁被爆除，未爆破部分的截面在重力弯矩作用下，倒塌方向一侧的介质受压缩破坏，另一侧的介质受拉产生破坏。由于支撑截面承载面积的减少，这种拉压破坏过程像雪崩式的急剧发展，导致保留未爆破部分的截面完全失去承载能力，失去支撑能力。这样，烟囱的上部就像一刚性杆在重力作用下，并在其重心所在的平面内转动。

定向窗一般为三角形，爆破后形成的缺口是一梯形，在上部重力弯矩作用下，支撑截面初始受压破坏的是一条线。若是把定向窗开凿成方形，初始受压破坏的将是一个面。要把一个面剔凿平整的难度大，因此，方形定向窗的对称性比三角形的差。两边三角形的剔凿面要尽量对称，其连线的中垂线将是烟囱倒塌的方向。尽管人工剔凿定向窗的施工力求对称，但由于混凝土破碎的颗粒大小难于控制，定向窗的底线或底面总是存在不均匀性，而这种不均匀造成的不对称性将对烟囱的初始倾倒有重要影响，最终影响倒塌方向。这种不对称性有的将导致烟囱倒塌方向严重偏离原设计的方向。所谓失之毫厘，差之千里的哲理，在烟囱拆除爆破工程中是不言而喻的。

周家汉教授在培训教学中认真地讲解烟囱拆除爆破设计的技术原理，在实际爆破工程实施中，更是身体力行的进行准确测量，检查施工质量。在北京市朝阳公园一座85m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除时，烟囱准确地倒塌在设计的方向上，倒塌一侧设置的防护墙安全有效的阻挡控制了烟囱倒地破坏产生的碎石。

重放他保留的录像资料，让我看到了他设计完成的多项建筑物拆除爆破的瞬间记录，有中关村旧礼堂、北京华侨大厦、秦皇岛耀华玻璃厂、北京第一机床厂、石景山电厂……，一座座旧楼房、旧厂房，一座座烟囱在爆破瞬间倒塌。

尽管他的录像带中没有新建筑物建成的镜头，但我们不能否认，爆破工程师们创造的瞬间奇迹和新建筑物一样更新了我们的城市，改变着我们的未来。

瞬间的无奈和追求

爆破作用在于炸药爆炸时能产生大量的气体。但是爆破给人的印象总是一片烟雾，是被报道宣传并广为接受的爆破图像，这不完全是人们的误解。爆破要产生烟雾，烟雾是很难避免和消除的，烟雾粉尘就是爆破的危害因素之一。实施工程爆破时，对周围环境可能产生危害的还有爆破振动、爆破飞石、有毒气体、爆破冲击波或噪声，城市建筑物爆破拆除时还有建筑物塌落着地的振动。

爆破振动可以采用分段延迟起爆技术，减少一次起爆药包的个数和装药量。采用延迟雷管使有的药包先响，有的延迟一段时间后起爆。还可以开挖减震沟或是铺垫缓冲材料减震，把由于爆破产生的振动强度控制在可以接受的范围内。有必要时我们可以在要关心的地方设置振动监测仪器记录爆破时的地面振动，检验和校核爆破设计计算值。

爆破造成飞石危害的防护和避免最重要的是设计正确，在采用必要的覆盖防护措施后，爆破飞石是可以控制在一定距离范围内的，因此爆破时要设置警戒，在警戒线以外，一般不会有飞石。

炸药爆炸不完全就会产生一氧化氮或是一氧化碳这样的有毒气体，当人吸入大量的爆炸气体时，有可能出现中毒症状。因此在地下矿开采时要进行井巷通风。露天矿爆破或是地面上进行的其它爆破作业，如拆除爆破，尽管烟雾很大，由于空气流动的作用，爆破产生的有毒气体很快就消散稀释，在爆破警戒线以外，一般不会产生危害。 

爆破冲击波是炸药爆炸产生的高压气体进入空气界面的压差造成的，但它在空气中衰减很快，我们能听见的爆炸声都是噪声。高分贝的噪声会叫人心烦、没有心理准备的人受惊。因此实施爆破要有安民告示，要召开有关单位和居民委员会参加的协调会，通报爆破时间和警示信号，对影响较大的临近居民进行组织疏散。

爆破粉尘和烟雾总是存在，烟雾和粉尘造成的污染叫人讨厌，特别是在城市中心地段进行建筑物拆除爆破，多年使用的建筑物总是沉积着大量灰尘，爆破前进行的预拆除破碎施工产生新的粉尘。爆破时由于炸药爆炸破碎混凝土或砖体也要产生新的粉尘，爆炸产生的高压气体的快速运动把这些粉尘扬起；建筑物倒塌运动过程也是破碎解体过程，新的破碎产生粉尘；解体构件塌落着地的冲击造成进一步的破碎，同时把地面的浮土扬起来。所以建筑物拆除爆破总是尘土飞扬，烟雾弥漫。

记者在描述全国总工会大楼被爆破拆除时的情景是：凌晨1时，伴着几声巨响，大楼开始从下部垂直塌下。一股巨大的灰黄色的烟雾在爆破处迅速升腾弥漫，爆破成功。15分钟之后，浓烟渐渐散开，长安街的车道线被厚厚的尘土遮盖。

看见这样的报道和描述爆破时的情景，周家汉教授的心情是沉重和复杂的。工会大楼爆破拆除工程是由南京工程兵学院爆破技术服务部承担的，作为工程监理单位，周教授担任总监。爆破前，他一再提醒设计施工单位要重视爆破的后效控制，爆破拆除建筑物，楼房要按设计要求倒塌破碎，同时要尽可能地减少对环境的污染影响。他说，爆破技术的进步要反映在对爆破作用危害因素的控制能力的提高。一年多以前，广州体育馆实施爆破拆除时，中央电视台进行了现场直播，周教授作为嘉宾主持在谈到爆破时的粉尘污染问题时曾指出，建筑物拆除爆破时的粉尘污染是一个世界性的难题，现在还没有哪个国家可以在爆破时迅速有效地消除。国外有人把拆除爆破时的粉尘污染说成是难得的一次遭遇，就是说它是一种难于克服、回避和控制的负面影响。这是因为粉尘的产生和散播是爆破本身具有的物理现象。炸药爆炸，爆炸气体以每秒数百米的速度膨胀，粉尘运动的速度高，即使是下雨天，由于雨滴的速度小一个量级，爆破拆除时仍是粉尘飞扬的景象，所以说这是爆炸瞬间的无奈。

分析拆除爆破中粉尘产生的原因，要想完全克服和控制爆破粉尘的污染是困难的。但是，要把粉尘污染控制在一定程度和范围内，减小粉尘污染是完全有可能做到的。一些在拆除爆破工程实施中产生明显效果的降尘措施有：将长期沉积在楼顶、地板上的灰尘，打孔和预拆除施工中堆积的残渣碎块清理掉，减少倒塌过程中产生的粉尘飞扬。为减少爆破炮孔周围介质过量破碎产生的粉尘，利用爆炸冲击波作用下水的雾化捕捉粉尘的效果，可以使用较大孔径的炮孔进行水耦合爆破，使用抗水类炸药和起爆材料，从爆破粉尘产生的内在根源上减少粉尘。这种装药结构不仅不影响爆破的破碎效果，由于水介质的不可压缩性还可以提高炸药能量利用率。贵阳在拆除一座板式结构的楼房时，利用可充水的构件安置药包，爆破时的粉尘很少。对整个楼体，特别是要爆破的承重砖混墙体、地板进行淋水、喷洒使其湿透，这样墙体爆破和倒塌过程中产生的粉尘就可以大大减少。还有水袋幕帘防尘，利用药包爆破或飞石击破水袋喷流和雾化的水吸附炮孔爆后产生的粉尘等等。周教授说在城市进行建筑物拆除爆破，把建筑物炸倒是爆破工程师的职责，确保不造成对周围环境的破坏和人员的伤害是最起码的工作质量要求，说爆破成功只是评价合格。要受到人们称赞的爆破应是爆破破碎效果好，同时对周围的环境影响要减少到最小，包括烟雾和粉尘的污染，这才是爆破工程师不断追求的目标。

周教授说，记者就喜欢以第一爆为标题发稿，其实承担爆破工程的工程师都知道是记者杜撰出来的“第一”，他说只要有爆破工程的报道，就是第一爆，这不符合事实，因为每座建筑物都有自己的特点，同样的建筑物也有不同的爆破设计方案，有差异就是第一，这种第一含金量就太低了。而安全是第一位的，对所有从事爆破设计施工的技术人员，这是首先要达到的目标。出了事故，谈不到爆破工程的成功，方案的先进。

去年8月在北京召开的第七届国际岩石爆破破碎会议上，周家汉副理事长代表中国工程爆破协会作了题为“我国爆破事业的发展和在新世纪的展望”的学术报告。他说，在过去的100年，是人类历史上科学技术发展最快的一个世纪，也是世界各国经济发展变化最大的世纪。在过去的一个世纪里，中华民族在经历前50年的战争后，历史翻开了新的一页。50年在人类历史上也只是一瞬间。中华人民共和国成立50年来，我国发生了翻天覆地的变化，取得了举世瞩目的巨大成就。随着我国现代化建设的发展，我国工程爆破技术也有了很大发展，取得了辉煌的成就，为社会主义现代化建设做出了重大贡献。回顾半个世纪来我国爆破事业的发展历程，我们深深体会到爆破技术的进步离不开国民经济的发展，国家基础设施建设的发展需要促使了爆破事业兴旺，爆破技术的创新必须依靠科学技术；只有紧密结合工程实践，不断创新才有爆破技术的进步。创新是工程爆破技术发展的不竭动力。

火药是中国人四大发明之一，火炸药在军事上和矿山开采的应用产生了现代工业，带来了人类的现代文明。20世纪后期，在世界范围内掀起的科技进步大潮，带动了爆破器材及爆破理论的飞速进步。现代高新技术的发展，将为21世纪的工业技术带来新的革命，工程爆破技术也必将随之产生新的飞跃。我们相信未来的爆破技术将随着科学技术的进步会将变得更有活力、魅力和威力。  

控制瞬间危害保护历史文物

我国历史悠久，文物建筑或古迹特别多，为保护文物艺术宝库，国家于1982年颁布了“文物保护法”依法保护文物。对于我国许多重要的古建筑、名胜古迹，国家先后确定了一批国家级或省级重点文物保护单位。随着国家经济建设的发展，一些现代社会活动对文物保护的负面影响也相应出现。

振动是自然界常见的一种物理现象，现代社会发展的生产活动和现代人们的生活活动都在产生振动。一方面人们在利用振动作用的功效，同时又在受到振动的损害。振动冲击加固地基，夯击破碎石料，但当这些作业在达到一定的施工目的的同时，又可能危及相邻近建筑物的安全和影响人们的正常生活。因此防止震动造成损害是许多工程建设设计和施工中要关心的重要问题。

古建筑物或是重要的文物古迹，特别是古塔类建筑物由于它们的建筑年代久远，有的数百年，有的上千年，甚至更长的，它们经历了无数自然灾害的袭击或人为的伤害，都存在着这样那样不同程度的损害和破坏。它们的现状难于用现代力学给于准确的描述和评价。一方面我们从古代建筑看到了我们祖先聪睿的智慧，高超的建筑艺术、施工质量，同时又不得不承认当时认知的局限性，有限的生产能力和材料品种，或是结构设计不合理，使得有的建筑物基础承载能力不够，不少建筑就难于保存到现在。由于累积的伤害，严重降低了它们抵抗自然灾害和现代社会活动带来的干扰的能力。因此，专门研究确定它们可以承受的振动安全控制值是十分必要的。由于古建筑物类型多，建筑年代差异大，难于确定一个统一的振动安全控制标准，也不应该是这样。对古建筑的振动安全标准原则上应是以回避现代社会活动的干扰影响确定一个保护范围，依据科学分析给出有足够安全性的约束值。

    八十年代初，洛阳市想在龙门石窟东边3公里处建设一个年产120万吨的石灰石矿山。矿山建设和生产都要进行爆破作业，爆破总有一部分炸药的能量引起爆区附近地面的振动，尽管3公里外的爆破在龙门石窟区产生的振动量值很小，但是这样大小的振动若长期地存在，就会对早已遭受风水剥蚀的石窟文物的保护极为不利。龙门石窟文物已存在一千多年了，我们希望他们还能保存下去，一千年，两千年。为了保护龙门石窟文物，即使是具有很高品位的矿山资源，我们也只能选择保护好文物，放弃矿山开采。

    为了保护好龙门石窟文物，铁路也要让道。在修建焦枝铁路复线确定洛阳龙门段选线方案时，当时任国务院副总理的邹家华同志曾指示说，铁路要建设，文物要保护。铁路列车运行振动是存在的。铁路振动有多大，铁路要外移，移多远合适要进行科学论证。在由中国国际工程咨询公司组织的专家论证课题中，周家汉研究员提交的“铁路振动对龙门石窟保护的影响”及“工程振动约束值的讨论”研究报告为焦枝铁路复线外移距离的确定提供了科学依据，使焦枝铁路复线的建设既达到了保护文物的目的，又避免了不必要的大改线的修改方案，为国家节省了近亿元的投资。

    京沪高速铁路将是我国建设的第一条高速铁路，全长1300公里，实施全封闭、全立交式的客运专线。铁路设计时速为300公里，基础设施可满足350公里的时速要求。修建京沪高速铁路将是我国在新世纪前10年投资额度较大的项目之一。高速铁路选线是一个十分复杂又重要的系统工程。为了能在既有铁路苏州站处建设高速铁路苏州站，京沪高速铁路通过虎丘塔处线路在满足高速列车运行速度要求的条件下将要往北移动200余米，就是说高速铁路将比现在的铁路更靠近虎丘塔一些。虎丘塔是国家重点文物保护单位，是苏州的标志性建筑物。为了确保虎丘塔在高速铁路建成后不受影响，需要论证高速铁路列车运营振动传播规律，并对虎丘塔的稳定性进行评估。

目前，京沪铁路列车运行时速为120公里，广深铁路准高速列车最大时速达200公里。京沪高速铁路苏州段将采用高架桥结构通过虎丘塔处。我国人口众多，特别是在要修建高速铁路的京沪铁路沿线，人口密度高，建筑物密集。为了修建铁路，动迁任务是一个十分复杂的社会问题和耗资巨大的经济问题。受铁道部第四设计院的委托，周家汉研究员应邀参加该课题负责铁路列车运行造成的地面振动传播规律和预测高速列车运行地面振动如何变化的研究。尽管世界上有不少国家修建了高速铁路，但有关高速铁路列车运行造成的两侧地面振动的资料很少。课题组在京沪线苏州段和广深线实测了大量列车运行地面振动数据后，周家汉研究员应用无量纲参数分析方法，对列车运行产生的地面振动的物理本质进行了科学的阐述。他提出了由列车速度、列车轴动载荷和振动传播距离组成的无量纲参数，称作比例距离的无量纲参数的变化决定了地面振动的变化规律。京沪高速铁路在苏州段采用高架桥结构设计将十分有利于减少铁路运行的振动强度，高架桥结构设计是一种减震系统，有利于苏州虎丘塔古建筑物的保护。在分析比较了路堤和高架桥条件下地面振动的差别，他提出的采用既有线的列车运行振动传播的规律和比例距离推测未来高速铁路列车运行振动的方法在广深线得到了的验证，这一项研究成果得到了由中国国际工程咨询公司组织的专家评审组的高度评价，认为这种创新的预测方法具有国际先进水平。有了可靠的科学的预测未来高速列车运行地面振动的方法，这就为确定高速铁路选线，铁路振动安全控制范围及重要建筑物和文物的保护提供了科学根据。

     厚重悠久的三峡历史，丰富优秀的三峡文化，承载着三峡人民勤劳、勇敢、智慧的光荣传统，延续着不灭的伟大理想，催人奋发，促人上进，从西陵峡口走出的莘莘学者周家汉，他始终未忘家乡父辈们的期望，不忘老师的教诲，不知疲倦的奋斗在爆炸力学的事业里。瞬间成就了他的事业，瞬间奉献了他的一生。但瞬间前的严谨、艰辛有谁能知晓？“看似平常最崎岖，成如容易却坚信”。他，认为“生命的意义在于真情的奉献”。为了国家，为了家乡，青丝已成花白头，无怨无悔，继续前行。