浅谈高速公路拟拆厂房结构

浅谈高速公路拟拆厂房结构

1拟爆楼及其建筑物规划中的十公高速公路襄段穿越丹江口市丁家营市中国人民解放军3435工厂。项目要求尽快拆除公司区内的五栋建筑。其中一栋建筑采用人工机械法，速度较慢，因此决定使用爆炸法拆除其他四栋建筑。4幢拟爆楼房分布两处:2幢位于厂区马路北侧坡上(下称1#区),另外2幢位于马路南侧坡下(下称2#区),两区间距约70m。拟爆楼房周围建构筑物分布及环境如图1所示。其中1#区西南山脚下有一户干打垒民宅,在上年洪灾中已淹水破裂,多处土墙裂缝宽达3～4cm,与拟爆楼房最近水平距离仅8m;2#区隔马路北侧约20m坡上也有一户干打垒民宅,墙体已多处开裂,最大缝宽达2cm左右,均属危险建筑。另外在2#区北楼东北角,离楼脚仅1m有一高压电线杆的拉线,需要特别保护。4幢拟爆楼房均为四层砖混结构,承重墙为水泥浆砌24砖墙。厨房、厕所的楼板及楼梯为现浇钢筋砼结构,其余各房间的楼板和楼房屋顶均由砼预制板构筑;各层均设有断面为24cm×30cm的钢筋砼圈梁。4幢拟爆楼均高12.5m。1#区2幢宅楼各长32m,每层2个单元共4户;2#区2幢宅楼各长64m,每层4个单元共8户。各幢楼房各户房间结构布置方式相似,如图2所示。4幢拟爆楼建筑面积共约6000m2。2爆炸事件与爆炸参数2.1爆破法的确定根据拟爆楼房结构特点及其周围建筑构物分布情况,经现场实地勘察分析,决定采用毫秒微差起爆,定向倾倒坍塌的爆破法拆除,其中1#区2幢楼房均向北面倒塌,2#区2幢楼房均向南侧倒塌。2.2爆破切口底部相对标高的确定4幢宅楼的爆破切口区均设在底层,其断面为三角楔形。爆破切口底部相对标高为地坪以上+0.3m。楼房倒塌正方向的外墙爆高取2.5m;倾倒反方向的外墙爆高为0,即不布设炮眼;而楼内各墙体的爆高则由三角形圈定。2.3爆破切口区的开挖为减少炮眼和起爆雷管数目,简化起爆网路,提高起爆网路的可靠度,在确保拟爆楼房结构稳定和施工安全的前提下,预先在底层各墙体上用人工和风镐每隔0.7～0.8m开凿出宽0.8m左右、高度符合设计爆破切口区尺寸要求的拱形洞。为确保拟爆楼房的顺利倒塌,预先将各楼一、二层楼梯充分截断。2.4破、离炮眼参数爆破切口区墙体上的炮眼按梅花形布置,并基本垂直于墙面。爆破切口区有关爆破参数为:炮眼间距a为25cm,炮眼排距b为25cm,炮眼深度l为16cm,炸药单耗k为1600g·m-3,单孔药量q为25g。实际装药时,对倾倒方向的前墙、底部及厨房和厕所的炮眼单孔装药量稍微加大。3爆炸道和爆炸时间3.1非电导爆管自适应方案4幢拟爆楼共钻凿了约6500个炮眼。为确保所有炮眼均能准爆,并削减爆破地震效应对临近危旧民宅的影响,原计划采用非电导爆管闭合起爆网路多段微差起爆,因受当地起爆器具品所限,改用非电导爆管雷管起爆炮眼装药、电雷管网路传爆管的联合起爆方式,如图3所示。3.2爆炸网络先是非电导爆管起爆系统的并簇联,再并簇联,然后是并串联的毫秒电雷管网路。(1)射击眼爆炸管各部位炮眼分别装以不同段别的毫秒非电导爆管雷管,其段别以楼房倾倒方向的反向递增。各部位炮眼起爆雷管列于表1中。(2)戚继光传爆雷管各部位炮眼起爆雷管的导爆管就近20根并簇联,用2发并排的瞬发非电导爆雷管接力传爆。(3)导爆管无侧联爆破各接力传爆的非电雷管以各楼内各户室为单位,就近将每10～16根传爆雷管的导爆管再并簇联,然后用2发同段的毫秒电雷管并排引爆,所有引爆用的电雷管成并串联网路。具体各区域引爆电雷管的段别列于表23.3不同部位的爆炸时间这4幢楼房爆破中各部位炮眼理论起爆时差列于表3。4爆炸安全本工程爆破安全上主要防范爆破飞石和爆破地震效应可能造成的损害。4.1爆破危险区范围根据过去的爆破经验,在本设计装药量及适宜的炮眼堵塞情况下,飞石的最大距离一般不会达30m,而且村宅等需重点防护的建构筑物基本都位于拟爆楼倾倒方向的侧背向,其受飞石损害的可能性较小。为了确保人员安全,在拟爆区划定了爆破危险区,爆破危险区范围为:倾倒前方100m,两侧及后方各为50m。临爆前10min爆破危险区内的人员全部撤离。4.2别爆区地震响应计算本工程爆破时,离爆区最近民宅地面质点振动速度V为:V=K(Q1/3/R)αV=Κ(Q1/3/R)α式中,Q为齐发爆破的总药量或毫秒微差爆破中一段起爆的最大药量,kg;R为危旧民宅离1#和2#区各段别爆区中心的距离,m;K和α分别为受地形、地质、爆破条件影响的系数和地震波衰减指数。据文献取K=32.1,α=1.57。以R1=16m、Q1=6.0kg;R2=25m、Q2=10.0kg,代入计算得:V1=1.06cm/s；V2=0.68cm/s。V1=1.06cm/s；V2=0.68cm/s。振速值均接近于《爆破安全规程》规定的土坯房质点振动速度安全值,爆破点与土坯房均有高差陡坡阻断地震波传播,地震效应会迅速衰减。为确保安全可靠,在邻近土房的单元减弱装药和降低炸高,以保证本工程爆破不致损伤周围建筑物。5爆堆主观因素2000年12月20日下午3点整,4幢宅楼按设计方向爆破倒塌。倾倒前方飞石最远不超过25m,侧向飞石则不超过15m。1#区楼房平均后坐近2m,前冲约6m。2#区楼房平均后坐0.5m,前冲约8m,未对东北角电线杆及拉线产生损害。2#区北楼西侧距离不到15m的住宅区门卫房窗玻璃完好无损。楼房坍塌解体比较充分,爆堆中部高度一般为3m。只有2#区北楼东2单元2户的一层厨房北后墙只斜未倒,可能是该部位装药有所减弱造成的。爆破及楼房倒塌中,50m外没有振感。爆后对各危旧民宅观察量测、拍照并摄像,其原有裂缝没有扩大和发展。本次工程爆破一次起爆炮眼多达6500个,实践表明:(1)采用双雷管并列加强传爆非电导爆起爆系统的可靠性高。本工程爆堆清运完毕未发现未