爆破拆除厂房的爆破方案

爆破拆除厂房的爆破方案

1电梯结构及特点对于搬迁，有必要打破学校的七栋楼。该楼为13层钢筋混凝土框架剪力墙结构,东西长33m(6跨)、南北宽23m(3跨)、高47.6m,总建筑面积8900m2;南北两端的半圆形楼梯间及大厅西侧电梯井为剪力墙结构,剪力墙壁厚均为25cm;每层楼板均为现浇板,厚度15cm;承重立柱的规格不同,主要有90mm×90mm、85mm×65mm,外墙为24mm砖墙,内墙为轻质加气混凝土砖。待拆除楼房南侧距离55m处是靠近围墙的二层楼房;西侧紧邻操场,距围墙80m;北侧和东侧均距离围墙120m。围墙内的其它建筑物及地下管线都已被拆除,四周空旷,爆破环境良好。2爆炸设计2.1叠定向倒塌爆破综合考虑四周环境及待拆建筑物结构两个因素,确定采用双切口单向折叠定向倒塌的爆破方案,倒塌方向为正北。上下两个切口均采用三角形,上切口设在第9、10层,下切口设在1～4层。将上下两切口分成两个区,采用从上向下分区分段起爆网路,使楼房折叠倒塌。2.2楼梯间剪力墙结构切口范围内电梯间的剪力墙使用人工风镐全部切割掉;切口范围外的剪力墙沿垂直倾倒方向打两条15cm缝,削弱电梯间的强度和整体性,减小爆堆高度。楼梯间为半圆形钢筋混凝土剪力墙结构,除第1、2层北侧楼梯间全部使用液压锤打掉外,对其它切口范围内的楼梯间使用“变墙为柱”的方法,人工切割掉部分剪力墙形成“空洞”,洞与洞之间预留不小于1m的“剪力墙柱”作为支撑;切口范围外的楼梯间剪力墙中部打出一条宽20～30cm的缝,以削弱楼梯间的整体性和强度。切口范围内北侧楼梯每层打掉4个踏步,并切断钢筋。爆破前将爆破切口范围内的所有非承重内外砖墙进行全部拆除。2.3爆破部位的布置预拆除后待拆除楼房整体荷载都作用在承重立柱上面,一旦将底层的承重立柱爆破一定高度,整个楼房将失稳而倾倒。为方便施工,爆破部位是由地面以上0.5m起计算。为了增加楼房的破碎效果,在部分梁与立柱的节点处布置少量炮孔。各层各排立柱及梁的爆破高度见表1。2.4爆炸参数和包装结构(1)最小阻力线w柱最小抵抗线值通常取其断面短边(B)的一半,即W=B/2。(2)孔距a和排距b对于钢筋混凝土柱取a=(1.2～1.5)W;排距一般取b=(0.8～1.0)a。(3)炮孔深度l炮孔深度应能保证药包装在炮孔中心,保证装药能使梁柱破坏为原则,孔深L=(2/3)B。(4)调整炮孔单耗本次的爆破单耗为0.8～1.2kg/m3,第1、2层立柱的部分炮孔增加药量20%。85mm×65mm的立柱布置单排炮孔,孔距a=40mm,孔深l=60mm;90mm×90mm的立柱布置两排炮孔,孔距a=40mm,排距b=30mm,孔深l=60mm。为了确保第1、2层立柱能够充分破碎,采用立柱底部增加炸药或增加加强炮孔的方法,保证破碎效果。经过试爆后,发现对于90mm×90mm的立柱单耗1.2kg/m3破碎不够充分,混凝土没有全部脱离钢筋笼,同时发现立柱的布筋较密,爆破后变形不大,仍具有较强的支撑作用。因此将炸药单耗进行调整,第1、2层的底部炮孔调整到1.8kg/m3,其它部位的炮孔单耗为0.8～1.2kg/m3。本次工程共钻孔819个,使用导爆管雷管2424发,使用乳化炸药140kg。2.5炮孔内的地面雷管接接起爆本工程将上下两个切口分为两个分区,分区之间使用MS15至上而下延期。分区内按不同排立柱再进行孔外分段延时。所有炮孔内均装入,MS15雷管,孔外用不同段别的雷管接力,用四通将两个分区内的接力雷管连接成两个独立的多通道闭合网路,分别连接到起爆站。为了进一步确保炮孔内炸药起爆,在第1、2层加强装药的炮孔中使用双雷管起爆,并增加起爆点数量,确保网路全部准爆。第1分区和第2分区起爆网路示意图见图1。3爆炸安全3.1爆破中心至保护目标距离拆除爆破振动计算公式:v=k′k(Q−−√3/R)αv=k′k(Q3/R)α式中:Q为一次单响的允许药量,kg;R为爆破中心至保护目标的距离,m;k为地质条件系数,取k=200;k′为折减系数,取k′=0.25;v为地面质点振动速度,取安全振速v=2.0cm/s;α为衰减系数,取α=1.5。本工程中,距离爆破中心最近的建筑物围墙内的二层楼房有65m,最大一段单响药量为27.285kg,爆破振动速度为0.49cm/s,因此爆破振动不会对邻近建筑物产生影响。3.2塌落振动的制定楼房塌落振动引起的地面质点振动速度,按照下式计算:v=k[(2MgH/σ)13/R]αv=k[(2ΜgΗ/σ)13/R]α式中:v为塌落振动的质点速度,cm/s;M为塌落构件的质量(kg),楼房经初步计算质量为14261t;g为重力加速度,g=9.8cm/s2;R为塌落地点至考察点的距离,m;k为经验系数,取k=3.8;H为塌落高度,取楼房重心高度H=23.8m;α为衰减系数,取α=1.5;σ为塌落构件的破坏应力,取σ=30MPa。距离塌落中心65m处二层楼房的振动速度为0.1cm/s,楼房塌落不会对周边的建筑物造成影响。3.3无覆盖条件下爆破飞石飞散距离计算根据国内同行多年拆除楼房的实践经验,采用如下公式计算飞石距离L=70q0.53。式中:L为无覆盖条件下拆除爆破飞石飞散距离,m;q为拆除爆破的单位炸药消耗量,取q=1.8kg/m3。根据上式计算得无覆盖条件下爆破飞石飞散距离为95m。本工程中待拆除楼房四周环境较好,但是为了减小爆破警戒范围、减少爆破警戒工作量,对爆破部位进行了严密覆盖防护。3.4应力监测平台的防护,内容重点(1)为控制爆破产生的飞石,对楼房及立柱进行严密防护。使用3000只沙包对1、2层立柱底部加强药量部位进行重点防护;使用3000只草包和2500片竹笆对立柱及楼房四周进行防护。具体措施是:在待爆的立柱上包裹4层草袋、两层竹笆并用铁丝扎紧,同时用竹笆将切口范围内四周的空洞、门、窗全部封堵,防止飞石。(2)沿倾倒方向铺设两条高2m、宽2m、长30m的土堤作为缓冲带,减小楼房塌落时的振动。4爆破破碎成果2007年1月27日凌晨6:30分准时起爆。起爆2s后楼房开始下坐,同时第9层发生折叠,最后楼房完全塌落,爆破塌落过程完全与设计相符。从爆后的爆堆来看(见图2),楼房层层重叠,结构充分解体,爆堆最大高度为11m。倒塌下来的墙体等散落物主要集中在5m以内,最远向西侧零星散落8.5m、向东侧零星散落14.3m,后侧(南面)无散落物。爆破产生的飞石最远飞散距离为36m。爆破振动及塌落振动较小,未对周围建筑物和人员造成损害。本次楼房成功爆破拆除有以下体会:(1)爆破前的预处理(特别是对楼梯间、电梯间的充分预处理)对爆堆的