七层砖混结构危楼的定向爆破拆除.pdf

第3 3 卷第3 期 爆破 V 0 1 ．3 3N 。．3 2 0 1 6 年9 月B L A S T I N G S e p ．2 0 1 6 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 1 6 七层砖混结构危楼的定向爆破拆除 程贵海，朱加雄，胡运金，刁 约 广西大学，南宁5 3 0 0 0 4 摘要介绍了在复杂环境下7 层危楼的定向拆除爆破实例。该大楼原经人工机械拆除，3 7 层已被纵 向切割成前后两个部分，现仅1 ～2 层连成一体。结合该建筑物结构特点，预先通过人工加机械的方法拆除 了非承重墙、卫生间、楼梯以及用切割机切断了走廊一侧的立柱钢筋，这将有利于楼房的定向倒塌。本项目 采用了改进的分区分段跳线的复式起爆网路，确保了爆破网路的可靠性，采取双切口定向倒塌爆破方案成功 将其爆破，取得了预期的爆破效果。 关键词危楼拆除；砖混结构；定向爆破 中图分类号T D 7 4 6 ．5文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 6 0 3 0 0 8 8 0 4 C o n t r o l l e dE x p l o s i v eD e m o l i t i o no faD a n g e r o u sB u i l d i n g w i t h7F l o o r sB r i c k ．c o n c r e t eS t r u c t u r e C H E N GG u i h a i ，Z H U 肛一x i o n g ，H UY u n - j i n ，D I A OY u e G u a n g x iU n i v e r s i t y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 4 ，c h i n a A b s t r a c t D e m o l i t i o nb l a s t i n go fd a n g e r o u sb u i l d i n gi si n t r o d u c e du n d e rc o m p l e xc o n d i t i o n s ．A f t e rm a n u a la n d m e c h a n i c a lr e m o v a l ．t h ef i r s ta n dt h es e c o n df l o o rr e m a i n e da no r g a n i cw h o l ea n dt h e3 ～7f l o o r sw e I ev e r t i c a l l yd i v i d e di n t ot w oi n d i v i d u a l s ．B a s e do nt h eb u i l d i n gs t r u c t u r ec h a r a c t e r i s t i c ，t h en o n - b e a t i n gw a l l ，t o i l e ta n dt h es t a i r s w e r ed i s m a n t l e di na d v a n c eb yt h em e t h o do fa r t i f i c i a la n dm e c h a n i c a lm e t h o da n do n es i d ec o r r i d o rs t e e lp i l l a r sW a s c u tb yg a sc u t t i n gm a c h i n e ，a l lt h o s ec o n d u c i v et ot h ed i r e c t i o n a lc o l l a p s eo fb u i l d i n g s ．I no r d e rt oe n s u r et h er e l i a b i l i t yo ft h en e t w o r k ，ad u a lb l a s t i n gn e t w o r kw i t hj u m p e r sw a sa d o p t e di nd i f f e r e n ts e g m e n t s ，a n dat w o i n c i s i o nc o n t r o l l e dc o l l a p s em e t h o dW a sa l s ot a k e n ，b yw h i c hg o o db l a s t i n ge f f e c tW a so b t a i n e d ． K e yw o r d s d e m o l i t i o no fd a n g e r o u sb u i l d i n g s ；b r i c k - c o n c r e t es t r u c t u r e ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g 1工程概况 1 ．1 爆区环境 百色饭店位于百色市中山路与东宁巷交接处的 繁华地段，大楼呈西南一东北走向，大楼西北面是已 经拆除后的空阔地，长约3 0i n ，东北方向5m 外有 在用变压器；东北面约5 ．5i n 为东宁巷，巷子对面沿 收稿日期2 0 1 6 0 6 0 3 作者简介程贵海 1 9 6 3 一 ，男，硕士，副教授，主要从事开采工艺与 爆破、矿业系统工程研究， E - m a i l 2 5 3 3 5 5 6 7 6 q q ．c o r n 。 通讯作者朱加雄 1 9 9 0 一 ，男，广西大学资源与冶金学院， E m a i l z h u j i a x i o n 9 1 2 3 1 2 6 ．c o m 。 线有房屋；东南面为中山路，路宽约1 0m ，路对面有 商场及住宅；西面有约3 0m 的空地。大楼周围环境 示意图如图1 所示。 1 ．2 危楼结构特征 大楼长约9 7 ．8I n ，宽1 5 ．2m ，楼高7 层，部分高 8 层 电梯间 ，建筑面积1 万多i n 2 ；楼体6 层以上 是在原5 层的基础上扩建的，7 、8 层楼面为现浇板， 6 层以下楼层中间过道及两侧卫生间部分为现浇 板，其余为预制板，房间墙为2 4 承重墙，电梯间楼梯 厅为框剪结构，立柱为长方形柱，大楼东面有铁质暖 水管道和下水管，大楼东西方向一排有2 6 根立柱， 万方数据 第3 3 卷第3 期程贵海，朱加雄，胡运金，等七层砖混结构危楼的定向爆破拆除 8 9 其中有4 根1 ．0m 0 ．8m 钢筋混凝土立柱，⑦、⑨、 ⑩、⑩、①、②、③轴有0 ．3m 0 ．2 4m 钢筋混凝土立 柱，⑤、③轴是0 ．8 0m 0 ．3 5m 的钢筋混凝土抗震 柱，纵向有4 排立柱，立柱尺寸为0 ．3m 0 ．2 4m ； 楼体机械拆除时对整座大楼从3 层楼面以上进行纵 向和横向切割，把大楼分成8 块，破坏了楼房的整体 性，稳定性极差，特别是楼梯电梯间已垮塌部分，6 、7 两层全部垮塌，6 层以下楼面和4 、5 两层梁全部垮 塌，只有3 层以下部分梁与楼体前半部分相联，断裂 的梁、柱和部分预制板、墙悬吊在空中或堆积在高 位。楼房平面图见图2 。 ②③ 图1大楼周围环境示意图 F i g ．1S u r r o u n d i n go fb l a s t i n g ⑤⑥⑦③⑨⑩⑩ ⑩ ⑩ ⑩ ⑨◎◎ ③ 『纠2 偻f 乃、F 哺『| 纠 I 弘f ≯⋯1 1 1 F i g ．2 T h ep l a no fb u i l d i n g u n i t c m 2 危楼爆破拆除特点 鬈墨譬裹耋奢鬈墅雾凳羹了矣萎霎景萎蒿鬈蓑霎 1 危楼位于市中心繁华地段，紧临大街，人行 道，原则上不允许楼体发生后座。 2 危楼中间电梯楼梯间为框剪结构，其余部 分为砖混结构，框架部分已在人工拆除时发生垮塌， 无法进行钻眼施工，以致框剪部分与砖混部分不能 同步倒塌。 3 楼房建筑面积达一万多m 2 ，三层以上被切割 为八块，两层以下是整体，对倒塌时间控制要求高，各 块之间相互影响大，炮孔布置数量多，网路复杂。 4 危楼位于市中心，周边均是商场和住户，最近 距离不到1 0m ，对飞石控制和粉尘控制要求非常高。 3 爆破方案设计 3 ．1 总体方案 根据待拆除建 构 筑物的结构特点和周围实 案拆除引。 ． 大楼北西侧有可以供倒塌的场地，因3 7 层纵 向过道位置已经被切开，则本次将大楼分前侧和后 侧两个部分分别向西北侧倒塌。 为了避免楼体后座塌落到中山路，前半部分爆 破切口布置在2 、3 层，后半部分爆破切口布置在3 、 4 层，用2 层作为倒塌缓冲层，前后采用延时间隔起 爆，后半部分爆破切口只到楼宽的三分之二。 电梯楼梯间为框剪结构，框架部分已在人工拆 除时发生垮塌，对钻眼施工带来很大危险，在保证安 全的前提下对梁、柱进行局部处理。 3 ．2 危楼爆破拆除安全措施 1 爆破部位用水淋湿且对2 、3 、4 层街对面的 窗户进行密封，防止飞石及冲击波对中山路和商业 街影响。 万方数据 爆破2 0 1 6 年9 月 2 前半部分爆破切口采用低段位毫秒延时雷 管，后半部分采用高段位毫秒延时雷管。在网路联 接上除了采用常规的双网路外还采用网路跳线技 术，使网路从双路增加到多路，确保了整个网路雷管 药包全部引爆。 3 大楼前侧使用3 、5 、7 段毫秒导爆管进行延 时，后侧使用9 、1 1 段毫秒导爆管进行延时。 4 爆破后，若电梯楼梯间不能倒塌则采用备 用的应急方案进行机械拆除。 5 为了使前侧楼房的倒塌不影响后侧楼房， 走廊前侧的⑤、③、◎、⑩、⑨、②、 、⑦的钢筋混泥 土立柱用风镐打掉混泥土，露出钢筋，再用气割机进 行切割H 曲1 。构造柱则采用矩形布孑L 方式且单孔药 量达8 0g 。 3 ．3 危楼预处理 在保证大楼结构绝对稳定的前提下，为了改变 楼体的受力状态，获得比较理想的爆破效果，减少钻 孔工作量，实现大楼的顺利倒塌，必须在爆破施工前 对大楼的结构进行以下人工预处理 1 因大楼原结构已经受到破坏，本次爆破除 了前后侧卫生间墙体可预先进行人工处理，其他承 重墙体局部用人工拆成拱洞，以减少炮孔数量并确 保大楼稳定∞J 。 2 为保证施爆后楼梯亦能充分解体，对2 、3 、4 楼的楼梯进行充分的预切割处理，即在每两个休息 平台之间楼梯中间部位用风镐、大锤打掉混凝土块， 使钢筋暴露，为保证安全，钢筋不割断[ 6 ] 。 3 机械拆除掉北面第2 、3 层所有窗户的墙面 和大厅的平台。 3 ．4 爆破参数的确定 1 切1 3 高度 砖混结构楼房爆破切口高度采用经验公式确定[ 7 ] HBt a na 1 式中曰为楼体宽度，m ；a 为切口仰角。 根据经验公式的计算确定了大楼的爆破切口高 度为3 ．5 4m 。即前半部分在2 、3 层布置爆破切口， 后半部分在3 、4 层布置爆破切口。 2 炮孔参数 最小抵抗线W 1 ／2 6 ；炮眼间距a m W 。 式中r n 为炮眼密集系数，砖墙取1 ．2 2 ．0 ；炮眼排 距b 0 ．8 ～0 ．9 a ；炮眼深度L 0 ．6 6 计算；单孔 装药量g 墙 ‰砧，式中，K 为炸药单耗。采用Y T 1 8 凿岩机打眼，钻头直径3 6m m ，砖立柱、墙体炮孔深 度均为0 ．1 5m ，构造柱炮孔深度0 ．6m ，立柱炮孔间 距 上下方向 0 ．3 5m ，炮孑L 沿中心线布置，墙体炮 孔间距 水平方向 0 ．3 5m ，墙体炮孔行距 上下方 向 0 ．3m ，炮孔交叉布置且两侧外墙采用减弱装药 的方式。 按上述公式初步计算，并结合以往的实践经验， 楼房爆破参数见表1 。 表1 楼房爆破参数 T a b l e1 P m a m e t e r so fb u i l d i n gb l a s t i n g 3 ．5 起爆爆破网路 本次拆除爆破采用微差分段非电导爆管雷管爆 破网路。网路采用分级簇联、双网络并联方式。即 将各区炮孑L 引出的导爆管雷管以1 5 发左右为一束， 联接到2 发导爆管雷管上，再分别以1 5 发左右为一 束，联接到下一级的2 发导爆管雷管上，以此类推， 直到主爆导爆管雷管，整个网路完整前提下在主爆 导爆管上用三通管进行跳线连接，大楼由前至后孔 内分别用1 、3 、5 、7 、9 、1 1 段毫秒导爆管进行延时。 起爆爆破网路如图3 。 坝9 M 鲥名。∑M S l 谣 名n M S k ＼～S l 眵趣 立 ／ M S 5M S I ’ 图3 起爆爆破网路 F i g ．3 I n i t i a t en e t w o r k 万方数据 第3 3 卷第3 期程贵海，朱加雄，胡运金，等七层砖混结构危楼的定向爆破拆除 9 l 4 爆破安全校核与验算 4 ．1 爆破震动安全距离 根据设计爆破参数，总药量为1 5 2 ．4 6k g ，共分 6 个段，将药量均分进行装药，则同段最大药量约为 3 8k g 。 计算爆破振动安全距离为旧J R f 攀r ．Q ∽ 2 、y， 式中R 为爆破振动安全距离，m ；V 为爆破振动速 度；按爆破安全规程，一般结构物为3c m ／s ；Q 为 最大一段爆破炸药量；取3 8k g ；K 、a 为与爆点地形、 地质等条件有关的系数和衰减系数；取K 5 0 ，o ／ 1 ．3 ；K ’为修正系数，0 ．2 5 ～1 ．0 0 ，爆破体自由面多时 取小值，本次取0 ．5 。 计算结果表明对一般结构物不产生破坏的最 小安全距离为1 7 ．6m ，爆破中心点位于前侧部分3 层中间位置和后侧部分4 层中间位置，爆破中心点 与东面东宁巷房屋距离约为5 5 ．0 5m ，与中山路房 屋距离也在2 5m 外，因此爆破产生的震动不会对周 围造成损伤。 4 ．2 爆破振动和飞石的控制 飞石的控制是此次爆破应注意的重点。防护形 式采用“覆盖防护、近体防护和保护性防护相结合” 的综合防护方案，即 1 采用多段数雷管，减少单段起爆破药包数 量和严格控制单段起爆药量，这些措施会起到了减 震的作用。 2 对中山路一侧所在2 、3 、4 层面的窗户全部 遮挡覆盖，且两侧外墙采用弱装药，这样有利于避免 飞石砸坏商铺。 3 危楼南面用高强度竹笆墙封闭，高度 3 ．5m ，东侧及西侧用地毯进行覆盖。 5 爆破效果及体会 起爆一瞬间，楼房按爆破设计的倒塌方向彻底解 体，振动微弱，后侧主体垮塌下来的砖对路两旁的树 和路对面的店面没有影响，爆破非常成功，见图4 。 图4 楼房爆破效果照片 F i g ．4 T h eb l a s t i n ge f f e c tp h o t o 本爆破工程有以下几点值得借鉴 1 对于跨径比较大的砖混结构危楼在预处理 过程中要进行充分的力学分析，对于承重部位预处 理应谨慎对待 特别是对楼梯间、电梯间的充分预 处理 ，以免造成意外。 2 在楼房解体时发现电梯楼体部分倒塌速度 慢于两侧，但没有影响到后侧楼房的倒塌，针对类似 问题需要在倒塌时间选择上选择合理。 3 城市中心爆破防尘是值得重视的工作，本 次危楼拆除爆破使用了三台消防车进行实时降尘， 但效果不是很明显，对于如何有效降尘值得探讨。 4 本次爆破共3 0 0 0 多炮孔，分布在多个楼 层，楼体长达近百米，采用分片，分段，分区并联网路 同时采用分区跳线联结，可以确保网路安全可靠。 5 针对类似砖混结构危楼拆除爆破，危险部 位需要进行位移观测，监测其楼体是否发生偏移，以 确保施工的安全。 参考文献 R e f e r e n c e s 汪旭光，于亚伦．拆除爆破理论与工程实例[ M ] ．北 京人民交通出版社，2 0 0 8 ． 王玉杰．爆破工程[ M ] ．武汉武汉理工大学出版社， 2 0 0 7 ． 王斌，梁开水．拆除爆破中缓冲层的受力变形与防 护作用[ J ] ．采矿技术，2 0 0 7 ，7 3 1 4 9 - 1 5 2 ． W A N GB i n ，L I A N GK a i - s h u i ．D e m o l i t i o nb l a s t i n go ft h e b u f f e rl a y e rd e f o r m a t i o na n dp r o t e c t i v ee f f e c t [ J ] ．M i n i n g T e c h n o l o g y ，2 0 0 7 ，7 3 1 4 9 1 5 2 ． i nC h i n e s e 王江平，王仕文．5 层砖混结构楼房的爆破拆除和效果 分析[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 4 7 3 - 7 6 ． W A N GJ i a n g - p i n g ，W A N GS h i w e n ．E x p l o s i v ed e m o l i t i o n o f5 - s t o r yb r i c k - c o n c r e t es t r u c t u r eb u i l d i n ga n dr e s u l ta - n a l y s i s [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 l ，2 8 4 7 3 7 6 ． i nC h i n e s e 下转第1 3 9 页 1 J 1 l _ 1 J 1 J 1 J 1 J l 二 心 口 b M M 万方数据 第3 3 卷第3 期林友辉深厚淤泥中插入竹竿减震沟减振效果试验 1 3 9 2 ．2 ．2 爆后减震沟分析 爆后通过对减震沟观察如图4 所示，由于土体 侧壁软弱，减震沟侧壁附近存在应力放大效应，使得 局部位置容易破坏，因此主桥外部防护管架不应靠 减震沟太近，以免防护物引起破坏。 I a 爆前减震沟芟物[ 习㈨爆后减震沟芟物| 冬| f a } D a m p i n gf 1 1 “、hb e f r P I l D a m p i n gd i lc ’ha f t e r t h eb l a s t l n g f 1 1 P } 1 l a s l i n g 幽4 减震沟实物幽 F i g ．4D a m p i n gd i t c hp h o t o 3结论 漳州东立交桥由于整桥长度长，四周离居民楼 近，地下管线复杂，工程地质软弱，淤泥层深厚，试爆 过程中采用开挖减震沟并插竹竿的方式，配合振动 监测数据的反馈，取得了一些有价值的控制方法和 经验，总结如下 1 对于含水丰富，深厚淤泥基础的地质，开挖 减震沟时较易塌方，采用减震沟中插入竹竿的方法 进行减振是可行的，减振效果较好，爆源近区最大减 振率可达5 0 ％以上。 2 桥梁拆除爆破，倒塌引起的振动强度大于 炸药爆炸引起的振动强度，塌落振动起主导作用，减 震沟能有效减小塌落振动。 3 地震波波形能准确记录爆破振动和塌落振 动的过程，塌落振动频率范围在2 ．8 ～1 9H z 之间， 减震沟具有减小主频的作用。 4 减震沟沟壁软弱，侧壁存在应力放大效应， 拆除物外围防护与减震沟应保持适当距离。 G B6 7 2 2 - - 2 0 1 4 爆破安全规程[ s ] ．北京中国标准出 版社，2 0 1 4 ． 颜事龙．爆炸技术及应用[ M ] ．安徽理工大学，2 0 0 0 ． 郭涛，高振儒，范磊，等．不同位置条件下减震沟减 震效应的数值模拟[ J ] ．爆破器材，2 0 1 0 ，3 9 2 7 - 9 ． G U OT a o ，G A OZ h e n - r u ，F A NL e i ，e ta 1 ．N u m e r i c a ls i m u l a - t i o no fd a m p i n ge f f e c to fd a m p i n gd i t c hw i t hd i f f e r e n tl o c a - t i o n [ J ] ．E x p l o s i v em a t e r i a l s ，2 0 1 0 ，3 9 2 7 - 9 ． i nC h i n e s e 王浩州，严东晋，年鑫哲，等．高架桥爆破拆除塌落震 动的测试与分析[ J ] ．爆破，2 0 1 4 ，3 1 1 1 4 5 - 1 4 9 ． W A N GH a o - z h o u ，Y A ND o n g - j i n ，N I A NX i n - z h e ，e ta l ， M o n i t o r i n ga n da n a l y s i so fg r o u n dv i b r a t i o nc a u s e db ye x - p l o s i v ed e m o l i t i o no fe l e v a t e db r i d g e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 4 ， 3 l 1 1 4 5 1 4 9 ． i nC h i n e s e 顾宏伟，赵燕明，李秀地．两道减震沟隔震效果的数值 模拟研究[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 1 2 l - 2 5 ． G UH o n g - w e i ，Z H A OY a n I I l i n g ，L IX i u - d i ．N u m e r i c a ls i m u - l a t i o nf o rv i b r a t i o n i s o l a t i n ge f f e c to ft w ov i b r a t i o n - i s o l a t i n g s l o t s [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 7 ，2 4 1 2 1 - 2 5 ． i nC h i n e s e 方向，高振儒，龙源，等．减震沟对爆破震动减震 效果的实验研究[ J ] ．工程爆破，2 0 0 2 ，8 4 2 0 - 2 3 ． F A N GX i a n g ，G A OZ h e n - m ，L O N GY u a n ，e ta 1 ．E x p e r i m e n t a ls t u d yo nt h ee f f e c to fd a m p i n gd i t c ho nr e d u c t i o n o fb l a s t i n g v i b r a t i o n [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 2 ， 8 4 2 0 - 2 3 ． i nC h i n e s e 易长平，陈明，卢文波，等．减震沟减震的数值模拟 [ J ] ．武汉大学学报 工学版 ，2 0 0 5 ，2 1 4 9 - 5 2 ． Y IC h a n g p i n g ，C H E N GM i n g ，L UW e n - b o ，e ta 1 ．N u m e r i c a ls i m u l a t i o nf o rd a m p i n ge f f e c t o fd a m p i n gd i t c h [ J ] ． J o u r n a lo fW u h a nU n i v e r s i t yo fH y d r a u l i ca n dE l e c t r i c E n g i n e e r i n g ，2 0 0 5 ，2 1 4 9 - 5 2 ． i nC h i n e s e 上接第9 l 页 [ 5 ]罗自力．中山市1 0 4 ．1m 高楼拆除爆破工程安全管理 [ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 2 1 1 2 - 1 1 4 ． [ 5 ] L U OZ i l i ．S a f e t ym a n a g e m e n to fe x p l o s i v ed e m o l i t i o ne n - g i n e e r i n go f1 0 4 ．1mh i g h b u i l d i n gi nZ h o n g s h a nC i t y [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 2 1 1 2 - 1 1 4 ． i nC h i n e s e [ 6 ]谢先启，贾永胜，罗启军，等．6 层砖混结构楼房折叠爆 破拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 1 7 2 ．7 4 ． [ 6 ] X I EX i a n - q i ，J I AY o n g - s h e n g ，L U OQ i - j u n ，e ta 1 ．B l a s t i n g d e m o l i t i o no f6 ．．f l o o rb r i c k ．．c o n c r e t eb u i l d i n gb yu n i d i r e c ．- t i o n a lf o l d e dc o l l a p s em e t h o d [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 9 ，2 6 1 7 2 - 7 4 ． i nC h i n e s e [ 7 ]汪旭光．爆破手册[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 1 0 ． [ 8 ]周家汉．爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[ J ] ． 工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 1 l - 3 ，4 0 ． [ 8 ] Z H O UJ i a - h a n ．D i s c u s s i o no nc a l c u l a t i o nf o r m u l ao fc o l l a p s i n gv i b r a t i o nv e l o c i t yc a u s e db yb l a s t i n gd e m o l i t i o n [ J ] ．E 嚼n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 9 ，1 5 1 1 - 3 ，4 0 ． i nC h i - n e s e 1 J 1{1J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J I 心口 b H H ∞ ∞ № № “ 口 万方数据