高耸建筑物控爆拆除

第章高耸建筑物控爆拆除第1页，共64页。第2页，共64页。5.1概述第3页，共64页。5.1.1高耸建筑物类型高耸建筑物是指细而高的建筑物，即建筑物的高度远大于建筑物自身的直径。烟囱、水塔、跳伞塔、电视塔、热电厂内的冷却塔、水泥厂的水泥料仓、圆筒形的谷物仓等，均属高耸建筑物。控制爆破拆除中遇到的较多的高耸建筑物是烟囱和水塔。5.1.1高耸建筑物类型第4页，共64页。水塔可分为:筒式结构和框架结构。筒式结构又可分为砖结构筒体水塔、钢筋混凝土筒体结构水塔两种。水塔的水箱一般是钢筋混凝土整体浇筑，有时也可见到钢板焊接而成的水箱。水塔的总高度一般在30m左右。5.1.1高耸建筑物类型第5页，共64页。烟囱可分为砖结构烟囱、砖石结构烟囱、钢筋混凝土结构烟囱三大类。烟囱按筒体的断面形状可分为圆形断面、方形断面、六角形断面、八角形断面、外方内圆形断面等几种类型。通常拆除的砖烟囱高度在30m~60m之间，我国用控制爆破法拆除烟囱的高度记录为

180m。5.1.2高耸建筑物的拆除方法第6页，共64页。人工拆除法。机械拉倒法。控制爆破拆除法。综合拆除法。5.1.3高耸建筑物控爆拆除方案第7页，共64页。高耸建筑物控制爆破拆除方案主要有单向倾倒单向折叠倾倒双向折叠倾倒原地坍塌方案的确定主要取决于建筑物自身的结构情况和其所处的环境状况。高耸建筑物控爆拆除方案第8页，共64页。5.2高耸建筑物定向倾倒控爆第9页，共64页。高耸建筑物的拆除爆破，主要是在建筑物适当部位用爆破法炸出一个缺口，使其失稳并产生一个倾倒力矩，倾倒在指定方位和范围内。5.2.1使用条件第10页，共64页。定向倾倒控制爆破方案适用于各种结构的高耸建筑物拆除。建筑物的倾倒长度，主要与建筑物自身的高度、强度、结构形式以及开口形状、开口尺寸等因素有关。高为H、底部直径为D的筒式建筑物定向倾倒后，建筑物爆渣堆积范围是，倒向长度为0.7~1.3H，堆积宽度为3~4D。当爆区环

境条件允许时，定向倾倒是首选方案。5.2.2爆破切口的形状第11页，共64页。对于筒式高耸建筑物，爆破切口的展开形状:矩形切口（c）、

梯形切口（d）、倒梯形切口（e）、斜形切口（a）、反斜形切口（b）、V形切口（f）。爆破切口的形状第12页，共64页。爆破切口的形状爆破缺口爆破缺口高度爆破缺口长度第13页，共64页。5.2.3爆破切口尺寸及切口位置第14页，共64页。爆破切口尺寸主要包括切口展开长度、切口高度、切口倾角切口位置是指切口在高耸建筑物上的位置、开口距离地面的高度。切口展开长度L第15页，共64页。展开长度L的取值范围是：1/2πD

~

2/3πD

D为切口处筒体外直径。通常展开长度L取切口处筒体展开长度的59%~66%。切口高度第16页，共64页。对于砖体砌筑的筒体切口高度计算公式：H=K1δ式中，H为切口高度；δ为切口处筒体的壁厚；

k1为砖结构筒体切口高度系数，k1取1.5~3.0。切口高度第17页，共64页。

对于钢筋混凝土整体浇筑的筒体切口高度计算公式：

H=K2δ

式中，k2为钢筋混凝土筒体的切口高度系数。对于钢筋混凝土筒体结构物k2取7~9。当该值取得较少时，应对切口部位的主筋进行压杆稳定计算，或事先切断数根主筋，削弱钢筋的支撑力。切口底线距离地面的高度H′第18页，共64页。

底线距离地面的高度H′，通常为0.5m~0.8m，当筒体

厚度尺寸大，取大值，反之取小值。这样一是便于下排炮孔钻孔施工，二是有利于下部堆积切口范围内的爆渣。对于壁厚不大的钢筋混凝土筒体，为减少后坐，也可降低其高度值H′；对于建筑物底部有开口（如烟道口门窗

等），且开口有可能会使建筑物倒偏或后座，也可根据实际情况提高切口底线距离地面的高度；有时为了减少倾倒方向的爆渣堆积长度，也可提高切口位置。5.2.4定向窗第19页，共64页。定向窗是为保证建筑物沿设计方向倾倒、又可减少主爆孔数量而在切口范围内预凿出的

小窗口。切口两侧的定向窗形状尺寸要相同，与倾倒中心线相对称；定向窗高与切口高度

相同，定向窗初定后要进行静态支撑安全校

核，以防开口尺寸过大，使建筑物未爆就失

稳伤人。因定向窗外侧是建筑物倾倒过程中

的转动支撑点，受到的压力很大，切割面要

平整且无内伤，以保证两定向窗的抗压强度

相近，使建筑物倾倒定向准确。5.2.5孔网参数第20页，共64页。孔距：a=（0.5~1.2）δ排距：b=（0.8~1.0）a钻孔深度：

当切口部位筒体内径大于3m时，且在筒体外部向内打孔，钻孔深度：l=（0.65~0.70）δ5.2.5孔网参数第21页，共64页。钻孔深度：当切口部位筒体内径大于5m时，可以在筒体内部向外打孔，水塔可用这种钻孔方式，以使装药防护两不误；在烟囱内钻孔，灰尘大，作业条件较差。在筒体内部向外打孔时钻孔深度：l=（0.56~0.58）δ5.2.6药量计算第22页，共64页。高耸建筑物爆破炸药单耗表砖砌体厚炸药量耗钢筋砼厚炸药量耗/cmk(kgm-3)/cmk(kgm-3）372100~2500253000~3500491350~1450301800~250062880~950401200~150075640~69050900~100089440~48060660~730101340~37070480~530114270~37080410~450第23页，共64页。5.2.7爆破网路第24页，共64页。

每个药孔内装1发或2发雷管均可。高耸建筑物的拆除爆破雷管用量较少，可采用齐发或微差或复式爆破网络，网络的设计要确保网络安全可靠的引爆。当筒体壁厚大，每孔药量较大，且总孔数较多时，最好采用微差爆破网络。当采用微差爆破网络时，应使网络沿倾倒中心线对称布局。5.3爆破施工问题第25页，共64页。5.3.1倾倒中心线的确定

倾倒中心线也即爆破切口的竖向中线，通常有径纬仪确定法和切线确定法两种。

径纬仪不仅可以确定中心线，还可以观测建筑物是否已经偏斜，测设精度也较高。对于倾倒方向要求不十分严格的爆破，可用简单易行的切线法确定倾倒中心线。倾倒中心线的确定第26页，共64页。5.3.2内衬处理第27页，共64页。耐火砖内衬处理方式有两种：预拆除留支撑柱法钻孔同时爆破法5.3.2内衬处理预拆除留支撑柱法第28页，共64页。5.3.2内衬处理钻孔同时爆破法第29页，共64页。5.3.3安全防护第30页，共64页。⑴飞石防护⑵爆破振动计算⑶爆破触地振动的计算⑷降震措施。挖防振沟、铺缓冲垫层等。⑸地下管线。两边垫高法。铺钢板法。⑹警戒范围的圈定。5.4其他第31页，共64页。

折叠倾倒的切口尺寸与形状同前。爆破技术参数同前。因为是在空中爆破，不仅难以防护，而且飞石飞出距离较远，每孔药量易小不易大。上下切口起爆顺序一般是同时引爆或先上后下微差引爆。

原地坍塌爆破方案仅适用于砖体筒形结构物的拆除，

不适用于钢筋混凝土筒体结构物的拆除。爆破切口高度应适当加大，使筒体上部在下落过程中产生足够的冲量，以压碎筒体上的砖砌体。切口长度为切口部位整个筒体展开长。5.5高耸建筑物控制爆破拆除实例第32页，共64页。钢筋混凝土筒体水塔控制爆破拆除工程概况–1.1水塔结构第33页，共64页。

水塔始建于1986年，自地平算起塔高33m，其中塔身高27.4m，水箱高4.94m。塔身为钢筋砼薄壁结构，底部有向南开的门。筒体+3.6m以下内直径为3.6m，壁厚为0.16m；筒体+3.6m以上内直径为3.6m，壁厚为0.12m。

水箱为钢筋砼薄壁结构。容积为50m3。箱体内直径

2.2m，高4.2m，壁厚0.12m，水箱顶盖厚0.08m，水箱底部厚0.18m；水塔总重量P约为134.712t，水塔重心高度为17.73m。1.2周围环境第34页，共64页。水塔位于甘肃省兰州市龙丰食品厂院内。水塔北部1.2m处为东西走向的围墙，围墙外有一条5.5m宽的水泥路，路两边均建有一排宽为3.2m的小商店，商店以北3m处为三层居民私宅；塔西南部14

m处有一坐锅炉房，水塔东部为一南北走向的主干道，水塔南方52

m处为一排平房，62

m处为一坐五层居民楼。1.2周围环境水塔锅炉房民房商店干道路民房平房倾倒中心线商店第35页，共64页。1.3工程要求第36页，共64页。施工时确保周围建筑物及人员安全；破碎的砼块度便于人工清运；工期7天。2.爆破方案选择第37页，共64页。根据爆破体结构尺寸及其周围环境，采用向南25０东的单向倾倒爆破方案。3.爆破切口设计第38页，共64页。3.1切口位置

爆破切口越低越好，这样可减少后坐。为便于钻孔施工，切口底线位于地表0.3m处。3.2切口形式为了减少后坐，采用梯形切口。爆破切口设计第39页，共64页。3.3切口长度

水塔底部切口处的外直径为3.92m，外周长为

12.315m。

取切口展开长度为7.5m，缺口支撑段展开长度为4.82m，偏心距为0.72m，切口长是筒体展开长度的61%。3.4切口高度第40页，共64页。切口高度按下式进行计算：h=k1δ=8×0.16=1.3mk1—经验数据，一般取7～9；δ—切口处筒体壁厚，m。本工程切口高度取1.2m。3.5切口支撑强度校核第41页，共64页。对支撑段进行强度校核。经计算可知起爆后支撑段混凝土所受动荷载为37.5kg/cm2，小于其抗压强度100kg/cm2，故起爆后塔体不会立即产生后坐。4.孔网参数设计第42页，共64页。4.1孔网参数孔距：a=0.20m；排距：b=0.20m；孔深：L=0.1m。4.孔网参数设计第43页，共64页。4.2药量计算q=

k

a

b

L■

=3000×0.20×0.20×0.16■

=19.2g

据计算初选每孔装药量为20g。施工中，根据试爆效果，最后确定每孔药量为25g。4.孔网参数设计第44页，共64页。4.3起爆网络设计本工程采用非电微差导爆管雷管并串联爆破网路。为提高网路的准爆可靠度，孔外传爆雷管用３发联接。设计参数见表。4.孔网参数设计切口长×高/m单孔药量/ga×b×c/m孔数/个雷管数/个药量/kg7.5×1.2200.2×0.2×0.11892003.6第45页，共64页。5．爆破安全第46页，共64页。5.1爆破震动本次爆破采用孔内微差爆破，炮孔内的炸药分2段起爆（时间相差0.05s）。爆破最大单响药量为1.6kg。对于不同的距离相对应有不同的爆破振动速度，其计算结果见表。触地振动与爆破振动速度表（cm.s-1

）距离/m10152025303540触地振速6.233.21.961.351.000.700.60爆破振动3.962.161.401.000.760.610.50第47页，共64页。5．爆破安全第48页，共64页。从表中可以看出当被保护物距离爆点15m以远，爆破震动小于国家爆破安全规程之要求，故此时爆破振动不会对周围建筑物构成危害。实际上，由于爆破是在地表以上进行，爆破振动一般不会对周围建筑物造成破坏。5.2触地震动第49页，共64页。采用中国科学院工程力学所提出的公式计算。

式中，VZ—爆破坍塌物冲击地面而引起的离坍塌处R米的地表震动速度，cm/s；R—测点离冲击触地点的距离，m；I—冲击触地冲量，I=M（2Hg）1/2；M—爆破坍塌物的质量，kg；H—重心落差，m。5.2触地震动第50页，共64页。5.2触地震动第51页，共64页。

经计算得知，居民楼附近触地震动速度为1.96cm/s，此速度小于国家安全标准，是安全的。另外，凭工程经验，触地震动不会太大。为安全稳妥，爆破前在居民楼北侧采取开挖减振沟、筑缓冲坝（垫）的方式以减小爆破触地震动对其的危害。5.3爆破飞石的防护第52页，共64页。控制爆破飞石是本次爆破保证安全的关键所在。本次爆破在爆破缺口处用竹排夹双层浸水草袋进行遮挡以防爆破飞石飞出。6.爆破效果及分析第53页，共64页。（1）倒塌过程分析

起爆后，水塔向预定方向倾倒；倾斜２0左右时，塔