爆破拆除廠房的爆破方案

爆破拆除廠房的爆破方案

1電梯結(jié)構(gòu)及特點對于搬遷，有必要打破學(xué)校的七棟樓。該樓為13層鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu),東西長33m(6跨)、南北寬23m(3跨)、高47.6m,總建筑面積8900m2;南北兩端的半圓形樓梯間及大廳西側(cè)電梯井為剪力墻結(jié)構(gòu),剪力墻壁厚均為25cm;每層樓板均為現(xiàn)澆板,厚度15cm;承重立柱的規(guī)格不同,主要有90mm×90mm、85mm×65mm,外墻為24mm磚墻,內(nèi)墻為輕質(zhì)加氣混凝土磚。待拆除樓房南側(cè)距離55m處是靠近圍墻的二層樓房;西側(cè)緊鄰操場,距圍墻80m;北側(cè)和東側(cè)均距離圍墻120m。圍墻內(nèi)的其它建筑物及地下管線都已被拆除,四周空曠,爆破環(huán)境良好。2爆炸設(shè)計2.1疊定向倒塌爆破綜合考慮四周環(huán)境及待拆建筑物結(jié)構(gòu)兩個因素,確定采用雙切口單向折疊定向倒塌的爆破方案,倒塌方向為正北。上下兩個切口均采用三角形,上切口設(shè)在第9、10層,下切口設(shè)在1～4層。將上下兩切口分成兩個區(qū),采用從上向下分區(qū)分段起爆網(wǎng)路,使樓房折疊倒塌。2.2樓梯間剪力墻結(jié)構(gòu)切口范圍內(nèi)電梯間的剪力墻使用人工風(fēng)鎬全部切割掉;切口范圍外的剪力墻沿垂直傾倒方向打兩條15cm縫,削弱電梯間的強(qiáng)度和整體性,減小爆堆高度。樓梯間為半圓形鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu),除第1、2層北側(cè)樓梯間全部使用液壓錘打掉外,對其它切口范圍內(nèi)的樓梯間使用“變墻為柱”的方法,人工切割掉部分剪力墻形成“空洞”,洞與洞之間預(yù)留不小于1m的“剪力墻柱”作為支撐;切口范圍外的樓梯間剪力墻中部打出一條寬20～30cm的縫,以削弱樓梯間的整體性和強(qiáng)度。切口范圍內(nèi)北側(cè)樓梯每層打掉4個踏步,并切斷鋼筋。爆破前將爆破切口范圍內(nèi)的所有非承重內(nèi)外磚墻進(jìn)行全部拆除。2.3爆破部位的布置預(yù)拆除后待拆除樓房整體荷載都作用在承重立柱上面,一旦將底層的承重立柱爆破一定高度,整個樓房將失穩(wěn)而傾倒。為方便施工,爆破部位是由地面以上0.5m起計算。為了增加樓房的破碎效果,在部分梁與立柱的節(jié)點處布置少量炮孔。各層各排立柱及梁的爆破高度見表1。2.4爆炸參數(shù)和包裝結(jié)構(gòu)(1)最小阻力線w柱最小抵抗線值通常取其斷面短邊(B)的一半,即W=B/2。(2)孔距a和排距b對于鋼筋混凝土柱取a=(1.2～1.5)W;排距一般取b=(0.8～1.0)a。(3)炮孔深度l炮孔深度應(yīng)能保證藥包裝在炮孔中心,保證裝藥能使梁柱破壞為原則,孔深L=(2/3)B。(4)調(diào)整炮孔單耗本次的爆破單耗為0.8～1.2kg/m3,第1、2層立柱的部分炮孔增加藥量20%。85mm×65mm的立柱布置單排炮孔,孔距a=40mm,孔深l=60mm;90mm×90mm的立柱布置兩排炮孔,孔距a=40mm,排距b=30mm,孔深l=60mm。為了確保第1、2層立柱能夠充分破碎,采用立柱底部增加炸藥或增加加強(qiáng)炮孔的方法,保證破碎效果。經(jīng)過試爆后,發(fā)現(xiàn)對于90mm×90mm的立柱單耗1.2kg/m3破碎不夠充分,混凝土沒有全部脫離鋼筋籠,同時發(fā)現(xiàn)立柱的布筋較密,爆破后變形不大,仍具有較強(qiáng)的支撐作用。因此將炸藥單耗進(jìn)行調(diào)整,第1、2層的底部炮孔調(diào)整到1.8kg/m3,其它部位的炮孔單耗為0.8～1.2kg/m3。本次工程共鉆孔819個,使用導(dǎo)爆管雷管2424發(fā),使用乳化炸藥140kg。2.5炮孔內(nèi)的地面雷管接接起爆本工程將上下兩個切口分為兩個分區(qū),分區(qū)之間使用MS15至上而下延期。分區(qū)內(nèi)按不同排立柱再進(jìn)行孔外分段延時。所有炮孔內(nèi)均裝入,MS15雷管,孔外用不同段別的雷管接力,用四通將兩個分區(qū)內(nèi)的接力雷管連接成兩個獨立的多通道閉合網(wǎng)路,分別連接到起爆站。為了進(jìn)一步確保炮孔內(nèi)炸藥起爆,在第1、2層加強(qiáng)裝藥的炮孔中使用雙雷管起爆,并增加起爆點數(shù)量,確保網(wǎng)路全部準(zhǔn)爆。第1分區(qū)和第2分區(qū)起爆網(wǎng)路示意圖見圖1。3爆炸安全3.1爆破中心至保護(hù)目標(biāo)距離拆除爆破振動計算公式:v=k′k(Q??√3/R)αv=k′k(Q3/R)α式中:Q為一次單響的允許藥量,kg;R為爆破中心至保護(hù)目標(biāo)的距離,m;k為地質(zhì)條件系數(shù),取k=200;k′為折減系數(shù),取k′=0.25;v為地面質(zhì)點振動速度,取安全振速v=2.0cm/s;α為衰減系數(shù),取α=1.5。本工程中,距離爆破中心最近的建筑物圍墻內(nèi)的二層樓房有65m,最大一段單響藥量為27.285kg,爆破振動速度為0.49cm/s,因此爆破振動不會對鄰近建筑物產(chǎn)生影響。3.2塌落振動的制定樓房塌落振動引起的地面質(zhì)點振動速度,按照下式計算:v=k[(2MgH/σ)13/R]αv=k[(2ΜgΗ/σ)13/R]α式中:v為塌落振動的質(zhì)點速度,cm/s;M為塌落構(gòu)件的質(zhì)量(kg),樓房經(jīng)初步計算質(zhì)量為14261t;g為重力加速度,g=9.8cm/s2;R為塌落地點至考察點的距離,m;k為經(jīng)驗系數(shù),取k=3.8;H為塌落高度,取樓房重心高度H=23.8m;α為衰減系數(shù),取α=1.5;σ為塌落構(gòu)件的破壞應(yīng)力,取σ=30MPa。距離塌落中心65m處二層樓房的振動速度為0.1cm/s,樓房塌落不會對周邊的建筑物造成影響。3.3無覆蓋條件下爆破飛石飛散距離計算根據(jù)國內(nèi)同行多年拆除樓房的實踐經(jīng)驗,采用如下公式計算飛石距離L=70q0.53。式中:L為無覆蓋條件下拆除爆破飛石飛散距離,m;q為拆除爆破的單位炸藥消耗量,取q=1.8kg/m3。根據(jù)上式計算得無覆蓋條件下爆破飛石飛散距離為95m。本工程中待拆除樓房四周環(huán)境較好,但是為了減小爆破警戒范圍、減少爆破警戒工作量,對爆破部位進(jìn)行了嚴(yán)密覆蓋防護(hù)。3.4應(yīng)力監(jiān)測平臺的防護(hù),內(nèi)容重點(1)為控制爆破產(chǎn)生的飛石,對樓房及立柱進(jìn)行嚴(yán)密防護(hù)。使用3000只沙包對1、2層立柱底部加強(qiáng)藥量部位進(jìn)行重點防護(hù);使用3000只草包和2500片竹笆對立柱及樓房四周進(jìn)行防護(hù)。具體措施是:在待爆的立柱上包裹4層草袋、兩層竹笆并用鐵絲扎緊,同時用竹笆將切口范圍內(nèi)四周的空洞、門、窗全部封堵,防止飛石。(2)沿傾倒方向鋪設(shè)兩條高2m、寬2m、長30m的土堤作為緩沖帶,減小樓房塌落時的振動。4爆破破碎成果2007年1月27日凌晨6:30分準(zhǔn)時起爆。起爆2s后樓房開始下坐,同時第9層發(fā)生折疊,最后樓房完全塌落,爆破塌落過程完全與設(shè)計相符。從爆后的爆堆來看(見圖2),樓房層層重疊,結(jié)構(gòu)充分解體,爆堆最大高度為11m。倒塌下來的墻體等散落物主要集中在5m以內(nèi),最遠(yuǎn)向西側(cè)零星散落8.5m、向東側(cè)零星散落14.3m,后側(cè)(南面)無散落物。爆破產(chǎn)生的飛石最遠(yuǎn)飛散距離為36m。爆破振動及塌落振動較小,未對周圍建筑物和人員造成損害。本次樓房成功爆破拆除有以下體會:(1)爆破前的預(yù)處理(特別是對樓梯間、電梯間的充分預(yù)處理)對爆堆的