第八章 拆除爆破1

第八章拆除爆破8.3

樓房拆除爆破

主要內(nèi)容：

◆樓房拆除爆破倒塌方式

◆磚結(jié)構(gòu)樓房拆除爆破

◆框架結(jié)構(gòu)樓房拆除爆破

◆框剪結(jié)構(gòu)樓房拆除爆破8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式1定向倒塌

當樓房一側(cè)有較為空曠場地時，可以采用定向傾倒方案。定向傾倒方案一般是利用“爆高差”和“時間差”來實現(xiàn)的，即對設(shè)計倒塌方向一側(cè)的承重構(gòu)件(墻、柱)實施爆破，炮孔布置高度從外向里逐排減小，形成“爆高差”,最后一排墻柱的支撐結(jié)構(gòu)不爆破或減弱爆破，起爆后樓房將在重力矩作用下轉(zhuǎn)動塌落，同時起爆順序也是由外向里逐段延遲,形成“時間差”，控制樓房按設(shè)計的方向倒塌。鋼筋混凝土的框架結(jié)構(gòu)樓房都可采取這種拆除爆破方案。其傾倒方向場地的水平距離不宜小于2／3的樓房高度。定向倒塌拆除方案的優(yōu)點是爆破工作量小，拆除效率高。實現(xiàn)定向倒塌拆除爆破方案的關(guān)鍵是要使不爆破或弱爆破的承重構(gòu)件有足夠的支撐強度，形成一個轉(zhuǎn)動鉸支點，才能讓建(構(gòu))筑物按預定的方向準確傾倒。廣州石化廠宿舍樓

2003年10月31日

建于上世紀７０年代的廣州石化廠的這12棟單身職工宿舍樓位于黃埔區(qū)該廠生活區(qū)北部，石化路的東側(cè)，占地面積超過１萬平方米，總建筑面積1.7萬平方米。由于爆區(qū)緊靠繁華的廣州石油化工總廠生活區(qū)，西距交通繁忙的石化路不足10米。其中兩棟樓房緊靠豪華的天然石路面，北側(cè)距明珠賓館２號樓的大型玻璃幕墻不足６米，東側(cè)是球場休閑區(qū)和綠化區(qū)，周圍的風景非常優(yōu)美。周圍的居民也較多，給爆破工作帶來了很大的難度?？傃b藥量為500公斤，使用雷管1.6萬發(fā)，爆破持續(xù)時間為4750毫秒，屬于Ａ級拆除爆破。爆破區(qū)外沿150米處設(shè)置警戒崗哨。廣州有史以來最大規(guī)模建筑群定向爆破2003年10月31日廣州石化廠宿舍樓2003年10月31日

廣州石化廠１２棟宿舍樓

2003年10月31日西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓成功爆破2007.1.5

今天上午7點17分，在苦等多時之后，西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓進行爆破，在幾聲悶響之后，整幢大樓向預定的南面方向轟然倒去，記者看到，大樓并沒有解體而是整體倒下。爆破方表示此次爆破是采用“單向雙切口定向爆破”兩個爆破切口，將大樓分成3部分，化整為零，在爆破布局上，采取從南到北、從下至上，依次起爆的方式。首先將樓的底層爆出缺口，使樓的柱子無法承受大樓的重量，依靠樓的自重，將自己壓垮。據(jù)了解，西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓，高度67m，共有22層。該例爆破為國內(nèi)首例框筒結(jié)構(gòu)建筑爆破拆除，該樓結(jié)構(gòu)為中間框架、兩邊為筒，主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓成功爆破（2007.1.5）西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓成功爆破西湖邊第一高樓——浙大湖濱校區(qū)教學主樓成功爆破

2原地坍塌

若樓房周邊場地有限，或不允許樓房往側(cè)向傾倒的情況下，可選擇采用“原地坍塌”方案。爆破前，需要將樓房最下一層，或二層內(nèi)隔斷墻進行拆除，并清運騰空；對其所有承重柱墻體實施爆破。同時對其上面的部分樓層的梁柱需要進行局部爆破松動減弱強度；爆破后整座樓房將在自重作用下塌落，達到“原地坍塌”拆除的目的。相鄰柱體的爆破部位的高度有差別，可以使上層結(jié)構(gòu)物下落時承受不均勻的反作用力，有利于上層結(jié)構(gòu)受剪破壞?！霸靥狈桨敢⒁馇蹇障聦涌臻g．減少堆積雜物的緩沖作用。8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式南岳衡山景區(qū)內(nèi)賓館爆破拆除（2007.2.5）

“轟隆隆……”2月5日上午10時許，伴隨著一陣驚天爆炸聲響與滾滾濃煙，位于南岳衡山海拔1200米左右的南天門獅仙閣賓館按照預定爆破方案轟然倒下，這是南岳全面啟動景區(qū)大拆遷而拉響的“驚天一爆”。當日，位于半山腰的麻姑山莊亦成功爆破拆除。南岳區(qū)負責同志表示，春節(jié)之前，另有禹王山莊、古松招待所等7處樓堂館所全面實行爆破拆除。

獅仙閣賓館的原貌沈陽五里河體育館爆破

2007年4月12日早晨6時30分，始建于1975年的遼寧體育館成功爆破拆除。

建筑面積2萬多平方米的遼寧省體育館為圓形體育館，直徑91米，網(wǎng)架屋面，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總高近30米。位于沈陽的市中心繁華鬧市區(qū)，毗鄰工業(yè)展覽館、科技館、等重要建筑。爆破共使用雷管2000多發(fā)，炸藥167.4公斤，導爆管10000米。體育館按照爆破的預定要求原地倒塌。粉塵和噪音的控制都達到了預期的目標，爆破十分成功。沈陽五里河體育場爆破沈陽五里河體育場爆破沈陽五里河體育場爆破沈陽五里河體育場爆破

3逐跨坍塌

如果場地條件有限，同時對坍落振動又有一定要求，則可以采取“逐跨坍塌”方案，逐跨坍塌運用了剪切破壞原理，通過跨與跨之間的起爆時間差使跨間產(chǎn)生剪切。逐跨起爆的結(jié)果不僅使樓板、梁受到剪切破壞，也使上部未經(jīng)處理的樓層在下部樓層垮坍的過程中不斷受到剪切、擠壓、沖擊而良好解體，同時，逐跨坍塌的最大優(yōu)點在于觸地振動可以減到最小。這是由于先爆跨部分在坍落過程中，受到未爆跨的牽扯，減小了觸地沖擊能量，同樣由于牽扯作用，減緩了上部建筑下落的速度。而下部樓層的碎渣又成了上部樓層的減振墊渣。困此在觸地振動控制要求比較高時，采用逐跨坍塌方式不僅能減小振動，而且其爆前處理和鉆爆工作量僅大于“定向傾倒”，而要小于其他拆除爆破方式。8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式4折疊倒塌

當受場地限制或因減振、解體要求對高層建(構(gòu))筑實施分層“定向倒塌”爆破的拆除方法，稱為折疊倒塌。折疊爆破根據(jù)形式的不同，可分以下幾種。單向折疊雙向折疊異向折疊內(nèi)向折疊8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式青島大酒店爆破2006.10.15青島大酒店2006.10.152006.10.152006.10.152006.10.15

A單向折疊

單向折疊指倒塌方向指向同一方向．其目的主要有三個方面，第一縮短傾倒距離；第二降低觸地振動；第三，使建(構(gòu))筑物解體充分。

上海長征醫(yī)院病房大樓(16層，高68m)的拆除爆破，因受周圍環(huán)境限制，首次在國內(nèi)高層建筑拆除爆破中采用了單向折疊(單向四折)。爆破后大樓不僅解體充分，而且渣堆在40m以內(nèi)，周邊所測振動均小于3cm／s，完全達到了設(shè)計目的，取得了圓滿成功。8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式B雙向折疊

雙向折疊指各樓層順序起爆時，上下層結(jié)構(gòu)一左一右地交替定向連續(xù)折疊倒塌。

2007年12月，武漢王家墩中央商務(wù)區(qū)(CBD)內(nèi)對兩棟19層框一剪結(jié)構(gòu)大樓實施爆破拆除時，采用“切割分離、定向倒塌和雙向折疊相結(jié)合”的總體爆破方案。雙向折疊的樓體高63m、長22m、寬11.7m。采用三個爆破切口，分別位于1-4層、8-9層和14-15層。采用“左右交叉、自上而下”的起爆方式，切口問時差為1.02s。起爆后，框-剪結(jié)構(gòu)大樓按設(shè)汁在空中實現(xiàn)雙向折疊，上部樓體把下部樓體折疊式壓向地面，樓體折疊倒塌并堆積在原地6m范圍內(nèi)，且解體破碎十分充分，爆破效果很好。8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式C異向折疊

當場地條件不規(guī)則，僅有局部空間可供倒塌時，只要在折疊方向上加以控制調(diào)整，同樣可以達到安全拆除的目的。

上海港務(wù)中心大樓高62m，西、北兩側(cè)有建筑需保護，東、南兩側(cè)5m之外有新打的樁群，南西角上有工程測試樁群不能受影響。因定向傾倒場地不夠，決定采用定向加異向折疊，即1~3層主缺口向東，6~7層輔助缺口1也向東，而9~10層輔助缺口2則東偏南，起爆順序從輔助缺口2開始，自上而下順序起爆。爆破后東和東南側(cè)渣堆未超過21m，確保了樁群安全。也沒有影響西、北兩側(cè)建(構(gòu))筑物。8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式8.3.1建(構(gòu))筑物爆破拆除的倒塌方式

D內(nèi)向折疊

內(nèi)向折疊是當樓房較高，體量、跨度都較大，四周既無定向傾倒條件，也無其他坍塌條件的情況下采取的一種爆破方式。即采用自上而下對樓房每層的內(nèi)承重構(gòu)件如墻、柱和粱等予以充分破壞，則結(jié)構(gòu)在重力作用下由中心開始向下垮落，并拉動外側(cè)墻、柱、粱向中心移動。形成向內(nèi)的折疊坍塌。內(nèi)向折疊除了準確使用延期起爆技術(shù)外，還應(yīng)注意如下三點：其一，樓內(nèi)必須空曠，沒有過多的墻、柱等被爆體，否則折疊后的外墻、梁、柱還會向外翻滾，達不到控制渣堆范圍的目的；其二，如果樓板是整體現(xiàn)澆，一定要先進行弱化處理，使之能隨柱、墻同時解體坍落，否則會導致內(nèi)向折疊爆破的失??；其三．當體量較大的樓房采用內(nèi)向折疊，一定要注意氣浪的釋放，否則被壓縮的氣浪帶動飛石，往往會造成較大的損害磚混結(jié)構(gòu)的樓房是指由磚和鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)的建筑物。建筑物的承重構(gòu)件主要是磚墻，也有部分鋼筋混凝土抗震柱。這類建筑是我國城市住宅的早期建筑，一般都在7層以下。其拆除爆破有一定的特殊性，在城市改建工程中還會大量涉及，因此有必要予以單獨介紹。磚混結(jié)構(gòu)樓房的拆除爆破大多采用逐跨坍落，也有采用原地坍塌的。當條件限制而必須采用向一側(cè)傾倒時，應(yīng)注意保留部分的磚柱和墻要有足夠的支撐強度，特別是層數(shù)較多、較高的樓房。必須仔細驗算，否則會發(fā)生嚴重后坐現(xiàn)象。8.3.2磚混結(jié)構(gòu)拆除爆破1混結(jié)構(gòu)爆破方式

磚墻拆除爆破一般采用水平鉆孔，最小抵抗線W為墻厚度δ的一半，即W=δ/2。炮孔水平方向間距a隨墻體厚度及其漿砌強度而變化，可取a=(1.2-2)W。炮孔排距b=(0.8~0.9）a，因為垂直方向的磚縫錯位，間距要小。墻拆除爆破參數(shù)見表11-5。8.3.2磚混結(jié)構(gòu)拆除爆破2磚混結(jié)構(gòu)拆除爆破施工要點

1）為使樓房順利坍塌，影響樓房坍塌的局部原承重墻（在確保爆前結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的前提下）和隔斷墻應(yīng)預先拆除。

2）樓梯間和現(xiàn)澆樓梯往往會影響樓房的倒向和解體，爆前應(yīng)將樓梯逐段切斷，并在相關(guān)墻體上布孔裝藥，與樓房一起爆破。

3）磚混結(jié)構(gòu)住宅，要注意衛(wèi)生間廚房的具體位置，因其墻多、開間小、整體性較好，爆前應(yīng)先作弱化處理。否則，若這些結(jié)構(gòu)在倒向前方，則會造成傾倒不徹底；若在倒向后方，則會造成解體不充分。8.3.2磚混結(jié)構(gòu)拆除爆破3工程實例——北京華僑大廈定向傾倒拆除爆破

北京華僑大廈一座典型的磚混結(jié)構(gòu)樓房，是上世紀50年代北京十大建筑之一。內(nèi)部鋼筋混凝土柱、梁和樓板，周邊承重磚墻。大廈由中間主樓和東、南兩側(cè)翼樓組成，樓間為沉降縫，主樓高33.6m。王府井大街與東四西大街交匯處，東側(cè)8m有一5層住宅樓，南側(cè)80m內(nèi)有一片古舊民房，抗振能力很差。根據(jù)大廈建筑結(jié)構(gòu)特點，拆除爆破設(shè)計方案是依次爆破東、南、中主樓，使其向內(nèi)側(cè)傾倒，東、南側(cè)樓兩端最后起爆。磚混結(jié)構(gòu)部分由于承重墻體厚，解體主要靠其自身的重力位能實現(xiàn)，因其本身抗剪能力弱，則在傾斜塌落過程中就會解體破壞。因此，對每座樓的爆破部位都進行了延期3～4段起爆，見圖11-5，主要爆破設(shè)計參數(shù)見表11-6、表11-7。分段延期起爆控制下落構(gòu)件的質(zhì)量，減少了建筑物塌落著地的振動。爆破時監(jiān)測8m外住宅樓的振動數(shù)據(jù)說明，樓房一層地面的振動速度為0.95cm／s。爆破后，建筑物解體充分，爆破堆積物在原建筑物占地范圍偏內(nèi)一側(cè)，馬路一側(cè)不超過4m，塌落堆積最遠點未觸及東邊住宅樓圍墻。

11.2.3.1大板樓拆除爆破特點大板樓是指由厚145～150mm的多孔預制板作為墻體拼裝而成的老式居民樓。多為6～7層。這類建筑經(jīng)過多年的風雨侵蝕，往往出現(xiàn)開裂等危險情況，人工拆除的危險性很大，大多采用爆破拆除。因空心墻板又不能鉆孔，所以傳統(tǒng)的鉆孔爆破法已無法適用。通常情況下，大板樓房宜采用微型水壓爆破法拆除，即在空心預制板的空孔內(nèi)放置聚氯乙烯袋，袋內(nèi)裝滿水，水中放置炸藥包，利用水壓爆破的原理來破壞預制板，形成一定的爆破缺口，使預制板墻體失去支撐。從而達到房屋傾倒或坍塌的目的。該法與傳統(tǒng)的鉆爆法相比較，具有操作簡便、勞動強度小、施工速度快、工作環(huán)境好、施工成本低的特點。由于藥包放在水袋內(nèi)，水在爆破瞬間被霧化、加速，所以，爆破產(chǎn)生的很大一部分粉塵被高速散布于建筑物內(nèi)的霧化水吸附，在一定程度上達到環(huán)保要求。

11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.3.2大板樓拆除爆破方法

大板樓拆除爆破一般有定向倒塌和原地坍塌兩種方案。這兩種方案基本是在1～2層布置爆破缺口，定向倒塌方案缺口形狀為三角形或梯形。為施工方便，傾倒一側(cè)爆高要大一些，然后依次降低，后部要形成鉸鏈或不處理，即可滿足倒塌要求。原地坍塌方案實現(xiàn)的方式較多。層采用由中間按縱向向兩側(cè)爆高逐步降低也可達到目的。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.3.3工程實例

貴陽市外環(huán)城東路的A、B、C三棟6～7層的大板樓群始建于1978年，墻體均采用厚度為150mm、中空內(nèi)徑為100mm、混凝土強度為C20預制空心大板，板與板之間采用焊接拼裝，再用混凝土灌縫聯(lián)成一體。每塊大板周邊只有兩道φ8mm主筋，箍筋φ5mm@300，四角上有φ14mm連接鋼筋；預留門窗周邊有兩道φ8mm或φ5mm鋼筋。樓面板和屋面板均為預制混凝土板，樓梯為混凝土預制樓梯，與樓道側(cè)墻無連接。樓房的總面積為7900m2。大板樓群東側(cè)15.5m處有五層大板住宅樓房三棟，南面11.0m處有一層磚結(jié)構(gòu)煤氣調(diào)壓站；西部距離3.0m處是花池，8.6m處有一組南北走向的高壓線(11kV)，12.7m處為外環(huán)城東路人行道，人行道下60cm處有煤氣管道。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破A爆破方案選擇根據(jù)大板樓群的周圍環(huán)境，確定采用原地倒塌方案，在一層、二層布置爆破缺口。B棟采用內(nèi)合式原地坍塌，A、C棟采用側(cè)合式原地坍塌方案，由B樓中間分別向南北方向順序遞進坍塌，以確保A棟北側(cè)變壓器和C棟南側(cè)煤氣調(diào)壓站的安全。大板樓房的結(jié)構(gòu)是由預制空心大板拼裝而成，壁厚不到250mm，無法采用一般鉆孔控制爆破技術(shù)。決定利用空心部位注水．在水中安放藥包，用水壓爆破破壞大板，采用淺孔爆破破壞板與板交接部位的節(jié)點，由此形成爆破缺口，使大板樓房按設(shè)計要求倒塌。

11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破B大板的水壓爆破破碎技術(shù)

大板的空心部位是直徑為100mm的柱狀空間，若采用水壓爆破的沖量準則公式進行藥量計算，即Q=Kδ1.6R1.4，取δ=0.025m，R=0.05m，K=10代入，得Q=0.4g．顯然是不合適的，關(guān)鍵是公式中的壁厚δ取值不當。為了確定水深、裝藥量和破碎效果、碎塊飛散距離之間的關(guān)系，利用從大板樓房拆下的大板進行了試驗，并對樓房內(nèi)的大板進行了試爆。試驗采用在大板的空心部位(內(nèi)徑φ100mm，最小壁厚25mm)隔孔裝水裝藥的藥包布置方法。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破根據(jù)試驗結(jié)果，確定大板水壓爆破藥包布置原則為：(1)采用隔孔布置水壓爆破藥包的方法，由注水深度來控制缺口高度；(2)水深(破壞高度)小于lm時裝一個藥包，水深在1m以上(含1m)時裝兩個藥包，上層藥包距水面距離大于下層藥包距水底的距離；(3)在有防護的情況下，一樓的藥包藥量采用20g，二樓的采用15g；(4)板與板交接部位采用鉆孔爆破，根據(jù)大板水壓爆破破壞高度來決定鉆孔數(shù)。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破C爆破設(shè)計

大板樓群采用原地倒塌方案，一樓所有的大板均布置藥包進行粉碎性的破壞，水壓爆破破壞高度為四周外墻低，中隔墻高，外墻充分利用門窗的空間來形成缺口一二樓四周外墻不破壞。中隔墻中間破壞高度大，靠外側(cè)破壞高度小。大板交接部位同時布置鉆孔，孔深14cm，每孔裝藥量一樓25g，二樓20g?？紤]A樓北側(cè)和C樓南側(cè)分別有變壓器和調(diào)壓站需要保護。其一樓外墻破壞高度取0.3m，二樓靠這兩側(cè)的單元中隔墻不破壞。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破

D起爆網(wǎng)路采用交叉復式導爆管毫秒雷管網(wǎng)路，孔內(nèi)用11段，在同一線上的東西兩間房為一組同時起爆藥包，組與組之間用3段雷管交叉復式接力。外環(huán)東路大板樓群接力方向：水平向為B樓中間→南、北向以50ms差前進，垂直向為從一層向上以50ms差前進?？傃悠?780ms。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破E水壓爆破施工

1)注水、防漏及泄水。根據(jù)破壞高度的要求在一定位置敲出一個直徑約100mm的孔，然后在空心柱中放置聚氯乙烯袋子（直徑120rnm，一端封口，長度約2m）作盛水容器。在空心柱中填放細沙，可以控制深度(即破壞高度)，并防止空心柱底部的混凝土塊戳破塑料袋子。采用較空心柱直徑大一些的塑料袋，可保證袋子注水后與孔壁密貼，保證水壓爆破的效果；為確保不漏水，采用雙層袋子。由于每米注水深度僅需7.8kg水，故可采用自來水管進行注水。而一次爆破的總注水量僅幾噸，爆破時完全滲漏在爆堆里，不必考慮泄水的問題。

11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破E水壓爆破施工

2)藥包加工與定位。藥包采用乳化炸藥加工，根據(jù)乳化炸藥的特性，在水中浸泡96h后其爆炸性能不變，故不再對炸藥進行防水處理，僅對雷管用黃油進行防水處理，雷管插進藥包并系上用小食品袋裝石塊構(gòu)成的壓重；采用雷管的塑料導爆管做定位標準，孔口拉上細鐵絲用以固定導爆管。

3)防護。樓群爆破部位外側(cè)用棕墊和膠皮簾覆蓋防護，要求將各棕墊和膠皮簾用鐵絲綁在一起成一整體。變壓器及附近建筑物的玻璃用棕墊覆蓋防護。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破F爆破效果

1998年4月19日大板樓群成功的進行爆破，爆破效果符合設(shè)計要求，周圍的建(構(gòu))筑物未受損壞，與樓群距離僅4.7m和6.3m的變壓器及摟群中的煤氣管道等重要設(shè)施均安全無恙(見圖1l-6)。爆堆高度最高為6.Om，一般為3.5m，從爆堆破碎程度看，樓頂板與大板基本都有破裂，但未見斷開滑出。三層樓以下部分全部破碎。由于水在爆破瞬間爆破霧化、加速，爆破時產(chǎn)生的粉塵很大一部分被高速散布在建筑物內(nèi)的霧化水吸附、沉淀，整個爆破過程清晰可見，粉塵(含部分水霧)在爆后50s內(nèi)全部散去。10余米外的道路上爆后無灰塵。達到了環(huán)保的要求。11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.3大板結(jié)構(gòu)拆除爆破

國內(nèi)早期大量的商住宅樓都是框架結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)樓房的承重構(gòu)件是鋼筋混凝土立柱，它們和梁連接構(gòu)成框架，有的還和樓板澆注為一體?？蚣芙Y(jié)構(gòu)樓房拆除爆破時必須將立柱一段高度的混凝土進行充分爆破破碎，使它們和鋼筋骨架脫離，使柱體上部失去支撐。爆破部位以上的建筑結(jié)構(gòu)物在重力作用下失穩(wěn)，在重力和重力彎矩作用下，爆破柱體以上的構(gòu)件將受剪力破壞，同時將向爆破一側(cè)傾斜塌落。如果后排立柱根部和前排柱同時或是延期松動爆破，則建筑物整體將以其支撐點轉(zhuǎn)動塌落。11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.4.1設(shè)計與施工應(yīng)注意的問題框架結(jié)構(gòu)拆除爆破容易發(fā)生后坐，應(yīng)引起足夠重視。如后排承重立柱不處理，前排立柱爆后，樓房在重力彎矩作用下，將使立柱在一樓和二樓之間折斷造成一樓立柱后仰，產(chǎn)生很大后坐；反之，如后排立柱處理過高。則不能形成很好支撐，會造成樓房整體下坐，而失去“爆高差”，影響定向傾倒，許多爆而不倒的事故就是由此而造成的，因此框架結(jié)構(gòu)的樓房爆破一定要注意后排轉(zhuǎn)動鉸點的處理，必要時應(yīng)進行受力驗算分析，才能保證這一方法的成功?？蚣芙Y(jié)構(gòu)樓房的結(jié)構(gòu)多種多樣，考慮拆除工程要求和環(huán)境狀況，有不同的拆除設(shè)計方案。下面列出典型框架結(jié)構(gòu)樓房的拆除爆破實例。11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破112．4．2工程實例——重慶米蘭大廈B樓控制拆除爆破A工程概況重慶米蘭大廈位于重慶市江北區(qū)，由一幢22層的主樓(A樓)與一幢10層的附樓(B樓)組成，A、B兩樓由西向東依次排列，中間為標準伸縮縫。大廈正南ll.lm處平行分布桃花源住宅小區(qū)；正北是城市主干道——洋河大道，其中人行道距大廈僅3m，且地下布有通訊、供電、排污等設(shè)施；正東距B樓2m外為地下停車場；正西距A樓5m處是城市排污設(shè)施。四周密布商業(yè)建筑、高層住宅，作業(yè)環(huán)境十分復雜。詳見圖ll-7。大廈始建于1994年，次年主體工程完工。由于存在著嚴重的質(zhì)量問題，未通過質(zhì)監(jiān)驗收，以爛尾樓的形式保留，2007年9月實施拆除爆破。11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

B拆除爆破設(shè)計鑒于B樓所處的環(huán)境及其結(jié)構(gòu)特征，采取向內(nèi)折疊原地坍塌方案，但必須滿足爆后結(jié)構(gòu)運動過程中梁、柱能夠充分解體的要求

B樓東西向從5軸至13軸共計8跨62m長，南北向為P、K、J、G、B5軸，共計31.2m寬。東西兩端各設(shè)一電梯間和應(yīng)急樓道。根據(jù)對比研究結(jié)果，確定爆破時序如表11-8所示。11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

即縱向以9軸為中心，分別對稱向東西兩側(cè)延期推進，間隔在1~1.5s.之間；橫向以K、J、G、軸為主體，P軸延期05s。詳見圖1l-8。

B樓爆破樓層為負一層、一至三層，八層、十層為節(jié)點性松動爆破區(qū)；對每軸縱梁端點進行預處理，位置選擇在電梯間前沿?？紤]到西、東兩電梯間相對運動，為避免空中迎面撞擊，同時減緩觸地沖擊，將電梯間在5層、8層實施切割爆破。

11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

C爆破效果分析

B樓爆后效果與設(shè)計完全一致，梁體全部解體．僅保留三角形現(xiàn)澆屋頂結(jié)構(gòu)。殘渣最高堆點約為6m，周邊設(shè)施均沒有受到影響，如圖11-9所示：11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.4框架結(jié)構(gòu)拆除爆破

隨著建筑結(jié)構(gòu)抗震要求的提高，框架結(jié)構(gòu)逐漸向框一剪結(jié)構(gòu)過渡，特別是10層以上的建筑，一般均使用剪力墻以增加結(jié)構(gòu)的抗振性能。正是由于剪力墻的存在，既增加了結(jié)構(gòu)的堅固程度，也增加了拆除爆破的難度，如上海海洋地質(zhì)大廈的拆除爆破，起爆后整片外墻沒有解體，導致第一跨除底部炸掉的三層外，上部九層的第一跨直直地站在原地，幸好后面框架部分的逐跨坍塌進行得比較順利，在連續(xù)幾跨坍塌解體之后將第一跨擠倒，雖然僥幸沒有造成爆破事故，由于倒塌不順利，對整座樓的解體和后坐都會產(chǎn)生不利影響，應(yīng)當引起足夠重視。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.5.1設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題

框剪結(jié)構(gòu)拆除爆破除可以采用上述各種爆破方法之外，還應(yīng)注意對剪力墻的預處理和對剪力墻的鉆孔爆破作業(yè)。一般剪力墻厚度都在20～25cm左右，仍屬于薄板范疇，當剪力墻厚度達到30～40cm時，則需采用鉆爆方法處理。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破

剪力墻和磚墻一樣，以水平孔為主，特點是兩側(cè)都有自由面，墻厚δ，最小抵抗線為W=l／2δ，但必須考慮一定的超鉆，以增加填塞長度，鋼筋混凝土墻的藥量計算中的q值見表11-9。對于厚度25cm以上的剪力墻，如果條件允許也可以從側(cè)面沿墻鉆水平孔，這不僅可以減小鉆孔工作量，而且可以采用分節(jié)裝藥，大大提高爆破效果。根據(jù)大量工程實踐，定向傾倒主缺口內(nèi)的剪力墻最好在爆前用人工、機械或爆破法進行預處理，其中，對于30~40m厚度的剪力墻，采用鉆孔爆破方法與處理時，應(yīng)進行試爆。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.5.2工程實例——上海長征醫(yī)院16層病房大樓

上海長征醫(yī)院16層病房大樓是一座建于1987年的鋼筋混凝士框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的高層建筑。大樓南北方向?qū)?0.28m、東西方向長38.48m、高67.30m，總建筑面積13200m。大樓南距繁華的南京西路60m，西距高架橋20m，周邊環(huán)境復雜。拆除爆破設(shè)計總體方案是將大樓在東西方向分成兩部分，先后依次分多層折疊向南傾倒的爆破方案。這樣既可以有效地控制爆破解體構(gòu)件渣塊的堆積范圍，同時把爆破和建筑物塌落振動降低到不影響鄰近建筑物的安全。圖11-10、圖11-11分別為該樓房折疊爆破塌落設(shè)計的起爆順序和爆破部位。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破

為使大樓主體向南側(cè)分層折疊定向傾倒，爆破設(shè)計底部南側(cè)爆高I～3層，北側(cè)柱僅在一層立柱根部布置兩個炮孔，向上每隔兩層爆兩層；東西兩部分采用延期起爆技術(shù)先后起爆，利用時間差和爆破高度達到空中解體的目的。建筑物解體構(gòu)件將分層、依次下落著地。爆破后下落的構(gòu)件將沖擊在先已下落著地的構(gòu)件上，充分利用上層構(gòu)件的下落勢能部分地轉(zhuǎn)變成下層構(gòu)件的破壞能，導致這些構(gòu)件的進一步解體破碎。且先著地的下層構(gòu)件的緩沖還可減小上層塌落的觸地沖量。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破

在起爆后，大樓主體下落過程中，向南折疊塌落。東西兩部分的渣土準確地堆積在設(shè)計的控制范圍里，大樓拆除后解體充分。監(jiān)測的振動數(shù)據(jù)表明近居民樓處的垂直地面振動速度為2.76cm/s，高架橋墩臺處僅為1.4cm/s，周圍建(構(gòu))筑物安然無恙。11.2.5框一剪結(jié)構(gòu)拆除爆破對于框-筒結(jié)構(gòu)的建筑物，核心筒自成一體，整體性好，隨著樓房的增高，如果不預處理，炸倒之后由于其整體性很好，爆后不會充分解體。如果核心筒體完整定向傾倒在地面上，會產(chǎn)生相當大的觸地振動

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.6.1設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題

1)核心筒的預處理不管是用人工或爆破方式，都要比框架部分的處理高出一層到二層，以使其傾倒觸地時能充分解體。

2)當核心筒體位置在建筑物中間時，筒體重量大，若僅以后部框架立柱作為支點．則很容易造成后坐，因此應(yīng)預留筒體后墻體作為支撐．確保支點具有足夠支撐力。

3)如果核心筒在建筑物的外側(cè)，且周邊環(huán)境對觸地振動要求較高，對筒體的爆破解體應(yīng)予以充分重視。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.6.2工程實例——上海市藍天賓館大樓A工程概況上海市藍天賓館大樓緊臨黃興路，為鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架-核心筒結(jié)構(gòu)，高13層40m，電梯井、水箱標高達46.8m，平面呈三角形布置，結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定，爆破面積11477m；三角形的中心有一核心筒，平面也呈三角形，內(nèi)有一部樓梯，二部電梯，沒有梁、柱。該核心筒為自承重體系，僅有樓板與大樓的其他部位相連。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破

B本工程的特點和難點

(1)周邊環(huán)境復雜，大樓沒有足夠的倒塌空間，只有25m，核心筒體向該方向傾倒空間不夠。

(2)如果整個大樓向西倒塌，會損壞保留的一幢二層變電房(相距11.5m)，且樓頂?shù)乃淇赡芟蛩{天西樓方向翻滾。

(3)黃興路上地下管線較多，距離大樓2～3m，有市政污水管線，4m外有電力電纜，8m外有煤氣，給爆破帶來很大風險。

(4)大樓形狀特殊，呈三角形，不利于定向傾倒。

(5)大樓中心為鋼筋混凝土現(xiàn)澆核心筒，結(jié)構(gòu)堅固，不易傾倒。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破C拆除爆破方案

該樓周邊環(huán)境復雜，結(jié)構(gòu)堅固，形體呈穩(wěn)定三角形，單純采用定向傾倒爆破方案很可能造成傾倒不充分，解體不完全的結(jié)果。拆除爆破方案將大樓人工切割分成三個區(qū)域．區(qū)域I向南倒塌，區(qū)域Ⅱ向西偏北方向傾倒．區(qū)域Ⅲ向西偏南方向傾倒。大樓分割及爆破順序見圖11-12，圖11-13。區(qū)域I爆破主口為1～3層，4～8軸在7、8層設(shè)輔助口，主要保護南面2層樓房的安全；區(qū)域Ⅱ爆破主口為1~4層，7、8層為輔助口；區(qū)域Ⅲ主切設(shè)在3~5層，l~2層保留不炸，其目的是防止Ⅱ區(qū)的渣堆影響造成Ⅲ區(qū)傾倒產(chǎn)生后坐。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破D爆破設(shè)計

(1)立柱布孔及炸藥單耗的確定。立柱有3種規(guī)格，斷面分別為：900mm×500mm、800mm×500mm、700mm×700mm，相應(yīng)布置三排、二排和一排炮孔，孔深分別為300mm、300mm、420mm。為確保大樓充分解體、定向傾倒，炸藥單耗：一樓立柱取600g／m，二、三、四樓立拄取500g/m，七、八樓立柱取400g/m。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破

(2)分區(qū)延期設(shè)計。為確保三個區(qū)域樓梯的整體和定向傾倒，采取半秒延期爆破順序。區(qū)域I前排立柱瞬發(fā)，后排立柱0.5s；區(qū)域Ⅱ在區(qū)域I爆破1s后起爆，即上缺口第一排立柱為l.5s，第二排立柱和核心筒的前55％為2s，后45％為2.5s：下缺口第一排立柱為1.5s，第二排立柱2s，核心筒的前55％為2.5s，后45％為3s；區(qū)域Ⅲ在區(qū)域Ⅱ爆破2s后起爆，即前排立柱5s，后排立柱5.5s。區(qū)域Ⅱ上下缺口之間延期不同步，主要考慮到第9～13層共5層核心筒未作處理，在上缺口第二排立柱爆破的同時起爆核心筒的前半部分，使其前傾而不至于下坐。

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破E爆破效果

2005年6月2日凌晨5：00實施爆破，大樓按設(shè)計分區(qū)域向三個方向倒塌，爆破未影響周圍的地下管線、建(構(gòu))筑物等造成任何影響，爆破取得圓滿成功(見圖11-14）

11.2.6框-筒結(jié)構(gòu)拆除爆破全部由鋼筋混凝土剪力墻承重的結(jié)構(gòu)稱為全剪力墻結(jié)構(gòu)也稱為板式結(jié)構(gòu)。

11.2.7.1設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題

(1)鉆孔量大，鉆孔不到位會造成爆而不倒或解體不充分的不利效果

(2)爆破面積大，爆破缺口位置高，必須采取相應(yīng)的安全防護措施；

(3)剪力墻結(jié)構(gòu)一般體量較大．如采用定向傾倒方法，應(yīng)采取有效措施防止過大的觸地振動對周邊環(huán)境造成不利影響。剪力墻拆除爆破的炸藥單耗可參考表l1-9選取。在正式施爆前應(yīng)進行試爆優(yōu)化確定。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破

1l.2.7.2工程實例——上海四平超薄全剪力墻大樓A四平大樓超薄壘剪力墻拆除爆破工程概況

上海四平大樓呈四折形，共計14層，高4l.4m，面積17226㎡，位于交通繁忙的四平路大連路口，緊鄰居民區(qū)。大樓西距四平路10.5m北距閘電新村不到10m，距重要的電纜和煤氣管道距離僅5m，南距大連路最近處8m，東距小區(qū)變電站和M8線四平路站端頭井只有7m該樓所處的環(huán)境復雜。周邊幾乎沒有倒塌場地，見圖11-15。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破B結(jié)構(gòu)特點四平大樓是少筋混凝土創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，無梁無柱，全部依靠四壁鋼筋混凝土現(xiàn)澆墻板承重，整體性非常好。該全剪力墻板式結(jié)構(gòu)配筋少、墻板也非常薄，其厚度僅16cm，小于目前鋼筋混凝土設(shè)計規(guī)范規(guī)定的18cm，屬于超薄剪力墻結(jié)構(gòu)。該樓拆除爆破具有較大難度．第一鉆孔困難，第二孔排距和藥量不易掌握，一旦參數(shù)不合適，爆后墻體呈蜂窩狀殘留。此外，因為樓板均為多孔預制板，墻板又薄，處理不當會出現(xiàn)未爆先塌現(xiàn)象，所以對每一處爆前處理都要從結(jié)構(gòu)受力上進行分析，在局部超薄剪力墻拆除的同時，要保持原結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破C爆破方案的確定根據(jù)大樓的結(jié)構(gòu)特點、爆破環(huán)境和工程要求。既不能采用逐跨坍塌的方式，又不能原地解體，拆除爆破只能利用大樓中間的一塊空地，全部向中間定向傾倒。對于四周不規(guī)則形體，創(chuàng)造定向傾倒的條件．決定利用原有的兩條沉降縫，并開切第三條切割縫，使整幢大樓成為四個獨立的單元體，然后使這些單元體按一定的時間順序，分別傾倒，既可減小對周邊的振動影響，又能使渣堆集中于中間空地，其優(yōu)點為：(1)全部采用定向傾倒，只炸底部三層主缺口，大大減少了鉆爆工作量；(2)分別倒地減小了觸地振動，保障了周邊居民樓的安全；(3)渣堆集中，提高了管線及被保護設(shè)施的安全保障；(4)爆破缺口高度降低，有利于加強防護，控制飛石外泄。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破D爆破傾倒方案設(shè)計爆破平面示意圖見圖11-16，大樓分成四個單體后其爆破順序和傾倒方向如下：

◆第一單體為大樓中間主樓面向中心綠地部分，其倒向向東，正對綠地；

◆第四單體為大樓最南端12層樓部分，其倒向向西．平行于大連路北側(cè)人行道；

◆第三單體為大樓南側(cè)主樓，其倒向向北，倒在第一單體渣堆上；

◆第二單體為大樓北側(cè)主樓，其倒向向南，倒在第一單體之上與第三單體頂部相交。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破E試爆與爆破參數(shù)選擇

對不同孔排距的超薄剪力墻進行了試爆。根據(jù)試驗結(jié)果確定孔網(wǎng)參數(shù)為：a=20cm，b=15cm，q=25g，三排布孔。但主缺口底層加一排孔，相應(yīng)上層減一排。為此，設(shè)計方案中集中布置的六排孔分成上、下各三排，并通過開挖門洞等預拆除將炮孔減少為2萬個，將炸藥總量減少為468kg，節(jié)省了鉆爆工作量和炸藥消耗。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破F爆破效果

2005年10月20日凌晨5：30起爆，四平大樓按照設(shè)計順序依次倒塌，渣堆按指定位置重疊一起，10s內(nèi)全部解體著地。G爆破振動監(jiān)測本次爆破在居民樓群中布置了6個振動測點，在兩棟居民樓之間布置了東西向3個測點，其中1個測點在隔振溝邊上，其余兩個在居民樓墻角上；對于北面的閘電新村，也在居民樓中間布置了南北向的3個測點。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破

其距離與實測質(zhì)點速度見表11-10。

實測結(jié)果比計算結(jié)果要小一些，其原因是隔振、減振措施起到了很好的緩沖作用，確保了周邊居民樓和管線的安全。11.2.7全剪力墻結(jié)構(gòu)拆除爆破11.2.8.1煙囪水塔拆除爆破

煙囪、水塔、跳水塔等可近似為類同的高聳構(gòu)筑物，故本節(jié)重點敘述煙囪的拆除爆破，水塔、跳水塔等的拆除爆破可類比參考。A煙囪的拆除方法煙囪拆除爆破法是應(yīng)用炸藥爆炸破壞煙囪的局部結(jié)構(gòu)造成失穩(wěn)，使其傾倒或塌落。煙囪的拆除爆破可分為定向傾倒、折疊式倒塌和原地坍塌三種方法：11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

●定向傾倒

主要原理是在煙囪傾倒一側(cè)的底部，將筒體炸開一個大于l/2、小于2/3周長的爆破缺口，從而破壞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，導致整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和重心位移，于是在上部筒體自重作用下形成傾覆力矩，迫使煙囪按預定方向倒塌，并使倒塌限制在一定范圍內(nèi)。

煙囪的定向傾倒要求有一定寬度和長度的場地，以供其坍塌著地場地的長度一般不小于煙囪高度1.0～1.2倍(從煙囪中心算起)，對于鋼筋混凝土煙囪或剛度大的磚砌煙囪，要求的場地長度更大一些。場地的橫向?qū)挾炔恍∮诒撇课恢睆降?.0～4.0倍。該方法由于施工相對簡單而得到了廣泛應(yīng)用。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

●折疊式倒塌。可分為單向折疊倒塌和雙向交替折疊倒塌兩種方式其基本原理是根據(jù)周圍場地的大小，除在底部炸開一個缺口外，還需要在煙囪中部的適當部位炸開一個或一個以上的缺口，使其朝兩個或兩個以上的同向或反向分段折疊倒塌。起爆順序是先爆破上缺口，后爆破下缺口.通常是上缺口起爆后，當傾斜到20°~25°。時，再起爆下缺口。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

●原地坍塌主要是在煙囪的底部，將其支撐筒壁整個炸開一個足夠高的缺口，然后在其本身自重作用和重心下移過程中借助重力加速度以及在下落觸地時的沖擊力自行解體致使煙囪在原地破壞。該方法僅適用于磚結(jié)構(gòu)煙囪的拆除爆破，且周圍場地應(yīng)有大于其高度的1/6開闊的場地。原地坍塌方法技術(shù)難度大，在選用時一定要慎重。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

實踐證明，爆破拆除煙囪是效果最好的方法，盡管它牽涉到許多復雜的技術(shù)問題，但從拆除安全、拆除速度和經(jīng)濟效益等方面來分析，它比人工和機械拆除法具有明顯的優(yōu)越性。爆破拆除法的關(guān)鍵是必須保證準確的定向性(一般軸線的偏離不得超過設(shè)計方面±5°)，傾倒過程中要確保煙囪上部的穩(wěn)定性和解體堆渣范圍的準確性。近幾年來，我國煙囪拆除爆破技術(shù)有了較快的發(fā)展除了拆除爆破方法已經(jīng)取得了成功的經(jīng)驗外，在施爆破方法上也有了新的進步。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破B煙囪拆除爆破失穩(wěn)傾倒機理及條件

煙囪類高聳筒式構(gòu)筑物控制爆破倒塌機理為：采用控制爆破在高聳筒式構(gòu)筑物底部某一高度處爆破形成一定尺寸大小的缺口，上部筒體在重力與支座反力形成的傾覆力矩作用下失穩(wěn)，沿設(shè)計方向偏轉(zhuǎn)并最終倒塌。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

在煙囪定向拆除爆破過程中，當爆破缺口形成后，在缺口對面保留部分的圓環(huán)簡體稱為預留支撐體。如果上部簡體的重力對預留支撐體的壓應(yīng)力超過了材料的極限抗壓強度，則預留支撐體就會瞬時被壓壞而使煙囪下坐，這會造成煙囪爆而不倒或傾倒方向失去控制。如果預留支撐體有一定的承載能力，則上部筒體在重力和支座反力形成的傾覆力矩作用下，使預留支撐體截面瞬時由全部受壓變?yōu)槠氖軌籂顟B(tài)。傾倒初期，預留支撐體截面一部分受壓、一部分受批。在承壓區(qū)承受傾覆力矩引起的壓應(yīng)力和重力引起的壓應(yīng)力疊加，壓應(yīng)力呈邊緣區(qū)最大、中性軸處為零的三角形分布。當最大壓應(yīng)力大于材料的極限抗壓強度時，該處材料被壓碎，且承壓區(qū)擴大。在受拉區(qū)承受傾覆力矩引起的拉應(yīng)力與重力引起的應(yīng)力疊加，拉應(yīng)力呈邊緣區(qū)最大，中性軸處為零的三角形分布。當最大拉應(yīng)力大于材料的極限抗拉強度時，預留支撐體上出現(xiàn)裂縫。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

當煙囪為磚結(jié)構(gòu)時，隨裂縫的出現(xiàn)。上部筒體將進一步傾倒，傾覆力矩增大，裂縫將貫通整個截面。對鋼筋混凝土煙囪，當預留支撐體截面上的混凝土開裂后，鋼筋將承擔全部拉應(yīng)力，此后鋼筋在煙囪傾覆力矩的作用下受拉屈服，繼而頸縮斷裂。當爆破缺口閉合后，煙囪繞新的支點旋轉(zhuǎn)并最終傾倒。由煙囪控制爆破倒塌的機理可知，爆破缺口是影響煙囪失穩(wěn)傾倒的關(guān)鍵因素。煙囪傾倒須滿足三個條件，一是煙囪爆破后傾倒初期預留支撐體截面要有一定的強度，使其不致立即受壓破壞而使簡體提前下坐；二是缺口形成瞬間，重力引起的傾覆力矩必須足夠大能克服截面本身的塑性抵抗力，促使煙囪定向傾倒；三是缺口閉合后，重力對新支點必須有足夠大的傾覆力矩，使其能克服煙囪剩余的塑性抵抗力。對磚結(jié)構(gòu)煙囪，只要其重心俯出新支點，就能順利傾倒；而對于鋼筋混凝土煙囪，其重心不但要偏出新支點，而且重心相對新支點的力矩必須大于破壞截面內(nèi)的拉力鋼筋所產(chǎn)生的力矩11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

C爆破部位的確定

煙囪水塔定向倒塌設(shè)計方案一般是對其底部筒壁實施爆破。不考慮煙道口和出灰口的位置時，爆破范圍是筒壁的周長的l/2～2/3。即：式中：L是爆破部位長度；D是爆破部位筒壁的外直徑。其相對應(yīng)圓心角α為180o～240o。大量的工程實踐經(jīng)驗說明，爆破部位采用一次爆破產(chǎn)生的缺口邊沿尺寸的精確度差，煙囪倒塌的方向容易出現(xiàn)偏離。在實施煙囪拆除爆破工程中，為了控制煙囪的倒塌方位，爆破部位（缺口）不是全部采用爆破完成，而是在設(shè)計的爆破缺口兩端預先開定向窗口只對余下的一段弧長的筒壁實施爆破。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

爆破部位(爆破缺口)高度的確定與煙囪的材質(zhì)和筒壁的厚度有關(guān)。煙囪拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬間要離開原來的位置，使煙囪失穩(wěn)。因此設(shè)計要求爆破部位的高度

式中：δ為爆破缺口部位煙囪的壁厚，磚煙囪的筒壁較厚時，取小值；鋼筋混凝土煙囪壁較薄時，取大值。同樣壁厚條件下，煙囪高的取小值；煙囪高度小的取大值。對于鋼筋混凝土煙囪，如果鋼筋配比高，要取大值。如果炸高小了，暴露的鋼筋不會立刻屈曲，煙囪不會立即失穩(wěn)倒塌，殘留的混凝土也可能支撐煙囪不馬上倒塌。

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

D定向窗與缺口的形狀和作用

下面以正梯形的爆破缺口說明設(shè)計參數(shù)的選取。如圖是梯形缺口展寬圖，以倒塌中心線對稱的梯形底邊是設(shè)計的爆破部位長度，即設(shè)計爆破部位圓心角對應(yīng)的煙囪筒體外壁的弧長，h為爆破缺口的高度。中間的長方形是鉆孔爆破部位，兩邊的三角形是定向窗。定向窗底角一般選取α=25~35°。三角形的底邊長為2～3倍壁厚，其高度可以和爆高相同，也可小于爆破高度h（如圖中虛線）。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

爆破前，開鑿定向窗為預拆除施工，拆除爆破工程原則上要盡量減少預拆除。特別是對影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的承重構(gòu)件的預拆除。煙囪屬高聳構(gòu)筑物，為了盡可能地減少對煙囪結(jié)構(gòu)的損傷，要盡量設(shè)計尺寸小的定向窗。兩側(cè)定向窗破壞狀態(tài)的對稱是決定煙囪按設(shè)計倒塌方向的關(guān)鍵，如果兩側(cè)破壞狀態(tài)不對稱，這種初始斷裂破壞點的不對稱將嚴重影響煙囪傾斜倒塌的方向。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

☆

爆破缺口中心線位置的確定和鉆孔布置煙囪水塔爆破拆除的定向傾倒中心線是確定爆破缺口的中心線的依據(jù)。在周圍有可倒塌場地的情況下，爆破設(shè)計的煙囪定向倒塌方向原則上應(yīng)盡量與煙囪結(jié)構(gòu)的對稱線一致。在施工現(xiàn)場要用測量儀器準確地把其方位標在煙囪水塔的圓形筒壁上。確定了爆破缺口中心線后，應(yīng)從中心線向兩側(cè)均勻?qū)ΨQ布置炮孔，炮孔應(yīng)指向截面的圓心?！畋迫笨趦?nèi)襯的處理爆破缺口部位的內(nèi)襯要在爆破前采用人工方法拆除，或是和外筒壁同時進行爆破。煙囪內(nèi)襯的處理范圍應(yīng)與爆破缺口部位一致。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破☆定向窗口的預處理爆破前在爆破缺口（梯形）的兩邊預先開鑿定向窗口，要準確地測定兩側(cè)三角形底角頂點的位置。定向窗口宜用人工剔鑿，兩邊三角形的剔鑿面要盡量對稱，其連線的中垂自將是煙囪倒塌的方向。對于鋼筋混凝土煙囪，爆破前可將定向窗部位的鋼筋進行切除。☆煙囪水塔倒塌方向的地面處理鋼筋混凝土煙囪、質(zhì)量完好的磚煙囪或水塔在倒塌時對地面的撞擊力是很大的。為減小對地面的沖擊產(chǎn)生的振動強度，防止煙囪簡體觸地砸扁產(chǎn)生的破碎物或地面上原來的碎石被砸飛濺，可以在設(shè)計倒塌的地面鋪上沙土、煤渣等緩沖材料。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

E煙囪的折疊爆破※煙囪兩折疊傾倒的動力學模型當?shù)瓜蚩盏匾粋?cè)的長度小于筒形建筑高度的l.2倍時，就不能采用整體傾倒的方案，而要采用折疊拆除爆破方案。折疊爆破的基本原理和普通煙囪的定向爆破相同，都是在筒形建筑物的底部炸開1個弧長大于整個周長的l/2的缺口，使其重力偏心產(chǎn)生彎矩，向缺口方向傾倒。所不同的是，折疊爆破是根據(jù)環(huán)境在筒形建筑物的中部炸開1個或幾個缺口，使筒形建筑物坍塌在預定的更小范圍內(nèi)。這就要求上、下截建筑物在倒塌過程中，相互不產(chǎn)生對倒塌范圍和方向不利的因素。現(xiàn)以兩折疊拆除爆破為例來進行研究。

折疊傾倒方案的力學原理是在煙囪體上炸開2個或2個以上的缺口，使各段簡體在重力所形成的彎矩和各段筒體相互作用下失穩(wěn)，坍塌在較小的范圍內(nèi)。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

※爆破缺口位置及其起爆順序的確定

理論分析和數(shù)值模擬表明，采用雙向折疊定向傾倒方案拆除鋼筋混凝土煙囪時，其上部缺口的位置和上下缺口起爆時差的選擇直接關(guān)系到整個方案成敗。因此，在煙囪拆除爆破設(shè)計中，必須結(jié)合嚴密的理論分析最好要通過模擬試驗，科學地確定上部缺口的位置和上下缺口問的合理起爆時差。同時，爆破缺口的形式等也可能對爆破方案成功與否產(chǎn)生重要影響，也應(yīng)對其他影響因素給予必要的重視。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

※上下缺口之間的起爆時差的確定

主要由兩個方面決定：一是避免上段筒體塌落時后坐，保證初始階段的傾倒方向；二是兩段筒體折疊及落地狀態(tài)滿足要求。由此可知，確定上下缺口合理起爆時差時：①應(yīng)使上缺口先形成，并保證下缺口起爆時，上部筒體已有定向傾倒的趨勢，在上下缺口時差選擇過程中可以考慮允許上部筒體已偏轉(zhuǎn)l～2o；②在支撐斷面整體發(fā)生屈服破壞以前，下部缺口必須起爆；③在上缺口位置確定的條件下，選擇合理起爆時差，使煙囪落地狀態(tài)達到預定的效果。

另外，下缺口起爆后，由于下段簡體產(chǎn)生加速度，上段筒體的后坐力會降低，說明螬短起爆時差有利于防止上段簡體的后坐，因此應(yīng)盡量縮短上下缺口之間的起爆時差。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

工程實例——廣州造紙廠100m煙囪三折疊拆除爆破

◆工程概況廣州造紙廠100m高煙囪為整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，標高±0.0m處的煙囪外徑8.0m，壁厚40cm；標高+0.0m～+6.0m處的壁厚40cm；標高+6.0m～+20.0m處的壁厚35cm；標高+20.0m～+30.0m處的壁厚25cm；標高+30.0m～+100m處的壁厚22cm；煙囪頂部的外徑3.5m。煙囪耐火磚內(nèi)襯厚度12cm，筒壁與耐火磚之間空隙5cm。煙囪混凝土體積435.1m3，紅磚內(nèi)襯208.85m3，整體重量1399t。煙囪底部正東和正西方向各有一個l.6m×2.5m(寬×高)的出灰口正東+5.4m～+9.4m有一個1.5m×4.0m(寬×高)的煙道口，正西+5.4m～+7.4m有一個l.5m×2.0m(寬×高)的煙道口。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

★總體拆除方案

從周圍環(huán)境分析，煙囪倒塌場地的最大范圍(向東)只有50m，不夠煙囪整體高度，因此，只有采取折疊控制爆破方案使煙囪倒塌長度小于50m。

(1)折疊段數(shù)的選擇。綜合考慮煙囪周圍環(huán)境因素，采用三段折疊控制爆破方案更安全，確定選擇三段折疊控制爆破方案。

(2)各折疊段起爆時差選擇。煙囪中段30m和煙囪上段40m起爆時差為1.350s。煙囪下段30m和煙囪中段30m起爆時差為l.050s。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

★爆破缺口與時差方案

100m煙囪三段折疊控制爆破，分別在+60.2m、+30.2m、+0.5m處開設(shè)三個爆破缺口，三個爆破缺口分別作出爆破設(shè)計。

1）+60.2m缺口爆破技術(shù)設(shè)計(上段：+60.2m～+100.0m)：缺口圓心角α=230o；炸高h=1.25m；正梯形缺口，梯形底角為30o，下底長L=10.0m，上底長S=5.7m。缺口內(nèi)定向窗和中間窗的布置：分別在缺口左右兩側(cè)各開一個定向窗，在缺口中央開設(shè)一個中間窗。定向窗為直角三角形，寬2.0m、高1.25m，中間窗寬1.0m、高1.25m，見圖11-18。爆破參數(shù)：孔距a=18cm；排距b=18cm；孔深L=13cm；炸藥單耗K=5.6kg/m3；單孔裝藥量q=40g。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

(2)+30.2m缺口爆破技術(shù)設(shè)計(中段：+30.2m～+60.2m)：

缺口對應(yīng)圓心角α=230o；炸高h=l.6m；正梯形缺口，梯形底角為30o，下底長L=13.5m，上底長S=8.3m。定向窗為直角三角形,寬2.6m、高1.6m。中聞窗寬1.3m、高1.6m。缺口內(nèi)扣除中間窗、定向窗的寬度以后，缺口內(nèi)爆破區(qū)域的寬度為7m。爆破參數(shù)：孔距a=20cm；排距b=20cm；孔深L=16cm；炸藥單耗K=5kg／m3；單孔裝藥量q=50g。

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

(3)+0.5m缺口爆破技術(shù)設(shè)計(下段：+0.5m～+30.2m)：缺口對應(yīng)圓心角α=240o；炸高h=4.0m；正梯形缺口，梯形底角為45o，下底長L=16.75m，上底長S=8.75m。定向窗為直角三角形，寬2.5m、高2.5m，中間窗寬2.0m、高4.0m。缺口內(nèi)扣除中間窗、定向窗的寬度以后，缺口內(nèi)爆破區(qū)域的寬度為9.75m。爆破參數(shù)：孔距a=30cm；排距b=30cm；孔深L=25cm；炸藥單耗K=2.1k/m3；單孔裝藥量q=75g。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

(4)缺口之間的時差及網(wǎng)路。選擇上缺口起爆時刻為0s，中缺口起爆時刻為1.35s，下缺口起爆時刻為2.40s，導爆管起爆網(wǎng)路全部采用四通連接形式。

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破★爆破效果

煙囪按設(shè)計成“之”字形倒塌，由于采取了一系列的安全技術(shù)措施，爆破產(chǎn)生的振磚及地面沖擊振動很小，在煙囪北面24.7m處測得爆破振動速度為0.46cm/s，在煙囪東面49m處測得煙囪頭部著地沖擊振動速度為1.74cm/s。經(jīng)爆后檢查，煙囪按設(shè)計方位折疊倒塌．倒地后爆堆最大高度4.5m；自煙囪中心線計算，煙囪向東倒塌長度為28m，向西倒塌長度為22.5m。筒體破碎充分；飛石控制在設(shè)計范圍內(nèi)，沒有粉塵和噪聲危害；四周廠房的所有設(shè)備生產(chǎn)線安全運行，周邊各類建(構(gòu))筑物及地下管線安然無恙。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

11.2.8.2聯(lián)體筒倉拆除爆破

在構(gòu)筑物拆除爆破工程中，有一種穩(wěn)定性很高的簡形結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物，它們的高寬比接近1，就單個筒體而言其拆除爆破難度不大，但若多個筒倉緊密連接在一起形成單排或者多排整體結(jié)構(gòu)，增大了拆除爆破的難度11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

A聯(lián)體筒倉拆除爆破技術(shù)特點

拆除筒形構(gòu)筑物同樣是以失穩(wěn)原理為基礎(chǔ)，在承重結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位布置藥包，爆炸后使之失去承載能力，造成結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)和定向倒塌。對于上下均質(zhì)的混凝土筒體，經(jīng)常采用在筒體下部筒壁處預先挖洞留柱，最后爆破筒間柱子的方法進行拆除。對于底部有鋼筋混凝土框架，上部布置筒體的單排連體筒倉，在框架的高度滿足倒埋要求的情況下，可只采用爆破框架的方法，將簡體定向傾倒；當框架高度還滿足不了傾倒要求時，也需在簡體底部挖洞留柱，最后同時或順序爆破底部框架和預留柱。當多個筒倉緊密連接在一起，形成多排整體結(jié)構(gòu)時，為了確保爆破效果，宜將聯(lián)排筒體分離，形成單排或者單個筒體，然后再按上述方法進行拆除爆破。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破B筒倉爆破設(shè)計a爆破缺口計算對于聯(lián)體筒倉，就單個而言，其上、下通體的直徑相同，與煙囪直徑上小、下太略有區(qū)別，同屬高聳建(構(gòu))筑物。故聯(lián)體筒倉應(yīng)分割成單排或單個筒體后，其拆除爆破失穩(wěn)傾倒機理與煙囪拆除爆破相似。因此，爆破缺口形狀和參數(shù)可參考煙囪拆除爆破的參數(shù)選取和計算方法。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破b炮孔布置和裝藥量計算

(1)炮孔深度L。一般在筒壁外側(cè)鉆水平炮孔時(孔徑為38~42mm)合理的炮孔深度為壁厚的0.65～0.70倍，具體視材質(zhì)確定。

(2)炮孔孔距a和排距b。一般a=(0.8～0.85)L；采取梅花形布孔，b=0.85a。對于大型簡體結(jié)構(gòu)，筒體直徑、重量一般較大，為減少鉆孔工程量，可采取間隔布孔的方式，即沿筒壁每布5~7排炮孔后間隔0.5~0.08m再布孔。

(3)單孔裝藥量。采用淺孔控制爆破法拆除簡體結(jié)構(gòu)時，單孔裝藥量Q通常采用式=qabδ計算，其中q為炸藥單耗(kg/m3)，δ為筒壁壁厚(m)。最終的裝藥量尚需通過試炮確定。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

C工程實例—12個聯(lián)體筒倉爆破拆除◆工程概況

待拆筒倉群由12個連成整體的筒倉組成，分成兩排，每排6個。每個筒倉由貯存糧食用的罐體、支撐壁和頂部的工作室三部分組成罐體的上部為圓柱體，高35m、外徑8.9m、壁厚0.18m，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。圓柱體下部是一錐高3m的倒圓錐漏斗，錐頂離地面2.5m。支撐壁與罐體的圓柱體部分連在一起，之間有一圈粱，高度5.5m．壁內(nèi)均勻分布8根工字鋼以資加固。12個筒倉全部連接在一起，每個單體與周圍單體相切形成一個星倉，相接處長度2.5m，厚度0.36~0.73m不等每個筒倉頂部南北向布兩根橫梁，橫梁截面0.25m×0.60m．橫梁上置20cm厚的預制板，頂板上還有高4.4m的工作室，筒倉部分總高度達44.9m。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

◎結(jié)構(gòu)特點：

(1)高大，筒倉加上倉頂?shù)墓ぷ魇铱偢叨冗_44.9m；

(2)薄壁，筒倉壁為0.18m，且筒倉相接處厚度不等，不僅炮孔數(shù)量多，爆破效果也不易把握;(3)聯(lián)體,12個筒倉全部連在一起，不能作為12個單體一個一個地爆破。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破◆總體方案

定向傾倒：該筒倉高寬比較大(44.9/17.8=2.52)，只要爆破傾角達到一定數(shù)值，筒倉的重心就可移出，從而達到定向傾倒的目的。為此，先用機械將筒倉前壁局部打空，高度達到筒倉重心外移的傾覆要求，然后在余下筒壁的設(shè)計位置上密集布孔，起爆后使筒倉失穩(wěn)而傾倒在南面空地上，然后再用機械破碎。南面第一排筒倉的頂部樓板沿東西方向開3~4條槽，保留鋼筋不切割，以防其倒塌過程中作為一個整體向前沖出。采用風鎬破壞南北兩側(cè)的倉壁及褥斗，并將其中的建筑垃圾掏出；南面筒倉的漏斗需按爆破缺口的下線打破，以擴大爆破缺口。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

◆爆高確定

對于鋼筋混凝土薄壁筒倉，自重輕，其承重薄壁爆后鋼筋失穩(wěn)是筒倉整體倒塌的條件之一。筒倉爆破缺口閉合后重心移出承重面是筒倉倒塌傾覆的另一條件；經(jīng)計算確定傾覆角度為24.64o，爆破缺口高度8m?！襞诳撞贾猛矀}壁厚18cm，采用梅花形布孔，孔距25cm，排距20cm，孔深12cm；筒倉相連接較厚的部分，采用雙面鉆孔，孔距調(diào)整為40cm，排距調(diào)整為25cm。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破◆藥量及延期時間安排

最小抵抗線只有9cm，根據(jù)試炮結(jié)果，q值取2800g/m3，單孔藥量25g，兩個筒倉連接處較厚部分取37.5g。為了產(chǎn)生充分的傾覆力矩，本工程全部采用孔內(nèi)延期，分0s、0.3s、0.5s三個時間既前排筒倉之間連接處的后節(jié)點向前為0s，前排筒倉連接處的后節(jié)點至后排筒倉連接赴的前節(jié)點之間為0.3s，后排筒倉之問連接處的前節(jié)點向后為0.5s。筒倉結(jié)構(gòu)和爆破設(shè)計情況見圖11-19。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

◆爆破效果

起爆后，筒倉按預定的設(shè)計方案倒塌，爆破分段延期聲響明顯，前排筒倉被壓碎，后排筒倉只有前面局部折碎后面大部分只見細密裂紋，整體未變形，倒塌范圍剛好至防振溝。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破11.2.8.3冷卻塔拆除爆破A冷卻塔爆破失穩(wěn)傾倒機理

雙曲線鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)冷卻塔具有高大壁薄、高寬比較?。?.2~1.4）、重心偏低、圓筒直徑上大下小、底部直徑較大（30~70m）等特點，拆除爆破時易發(fā)生后坐或坐而不倒現(xiàn)象。為此，進行爆破設(shè)計時，應(yīng)首先對比優(yōu)選爆破方案，并在分析冷卻塔爆破失穩(wěn)倒塌機理的前提下。通過力學計算確定缺口參數(shù)，確保施工質(zhì)量和爆破安全。有關(guān)冷卻塔捶破失穩(wěn)傾倒的機理與煙囪定向拆除爆破的機理基本相同，可參考煙囪拆除爆破的參數(shù)和方法。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破B爆破缺口參數(shù)設(shè)計

目前國內(nèi)已拆除冷卻塔采用的爆破缺口可分為“正梯形”、“倒梯形”和由此發(fā)展面來的“復合型”?！羧笨谛螤钆c爆破效果缺口形狀和大小直接影響著冷卻塔拆除爆破的質(zhì)量、效果和安全，是爆破設(shè)計的核心。缺口形狀和大小在塔體初始傾倒階段具有輔助支撐準確定向、防止折斷和后坐以及使其傾倒過程準確、平穩(wěn)的作用。正梯形缺口具有便于施工、易于順利倒塌、有利于縮小倒塌距離(一般小于10m)的特點；倒梯形缺口有利于順利倒塌，但倒塌距離稍大(約10m)；復合型缺口易產(chǎn)生后坐或坐而不倒現(xiàn)象。爆破缺口高度應(yīng)滿足H≥6.0m的要求，適合于原地坍塌，倒塌后破碎效果較好。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

◆缺口長度計算按材料抗彎曲強度法。其原理是上部筒體自身重力對預留支撐體偏心引起的傾覆力矩應(yīng)大于或等于預留支撐體截面的極限抗彎力矩，即：MG

≥MR

式中：MG是上部筒體自重對預留支撐體偏心引起的傾覆力矩KN·m

MR

是預留支撐體的極限抗彎曲力矩KN·m

。

實際施工中，缺口的部位所對應(yīng)的圓心角多為200o左右。11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破

11.2.8高聳構(gòu)筑物拆除爆破◆缺口高度計算

缺口高度的取值原則：一是缺口范圍內(nèi)的混凝土被炸離鋼筋骨架后，塔身在自重作用下能保證失穩(wěn)；二是塔身傾倒至缺口邊緣閉合時，冷卻塔重心偏距大于外半徑；三是缺口閉合時，塔身在自重作用下對新支點形成的傾覆力矩應(yīng)大于余留截面的極限抗彎力矩。冷卻塔的爆破缺口高度多采用重心偏出原理計算，其基本原理是塔體在傾覆力矩和重力的疊加應(yīng)力共同作用下．促使缺口閉合并確保重心偏移距離大于冷卻塔外半徑。