6幢不同结构大楼的一次爆破拆除.pdf

第2 7 卷第2 期 2 0 1 0 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7N o ．2 J u n ．2 0 1 0 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 0 ．0 2 ．0 1 4 6 幢不同结构大楼的一次爆破拆除 张耀良，单宝来，李伟，束正浩 镇江市长江爆破工程有限公司，镇江2 1 2 0 0 0 摘要在城市中心环境十分复杂的情况下，一次起爆6 幢5 万m 2 的楼房，这在江苏还是第一次。这6 幢 楼房相距间隔不大，结构截然不同，高宽比相差较大，倒塌方向各异。6 幢楼同时起爆、同时倒塌，既要把爆 破地震、塌地振动控制在允许的范围内，又要合理控制网路的延时时间，使各楼着地时间错开，还要防止先爆 楼房产生的飞石和冲击波破坏后爆楼房的网路。因此进行有效的预处理，合理的选择爆破参数、切口高度、 起爆顺序和延时时间，并进行有效的防护是这次爆破成功的关键。 关键词爆破技术；拆除爆破；安全防护；城市中心 中图分类号T U 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 0 0 2 0 0 5 2 0 5 E x p l o s i v eD e m o l i t i o no fS i xD i f f e r e n tS t r u c t u r e d B u i l d i n g sO n c eT i m e Z H A N GY a o l i a n g ，S H A NB a o - l a i ，L IW e i ，S H UZ h e n g h a o Z h e n j i a n gC h a n g j i a n gB l a s t i n gE n g i n e e r i n gL i m i t e dC o r p ，Z h e n j i a n g2 1 2 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t I t7 8t h ef i r s tt i m ee v e ri nJ i a n g s up r o v i n c et h a ts i xb u i l d i n g sw i t hat o t a la r e ao f5 0 ，0 0 0n fW e r ed e m o l - i s h e da to n et i m eu n d e rc o m p l i c a t e dd o w nt o w ns i t u a t i o n s ．T h e r ew a f tal i t t l e 叩a c eb e t w e e nt h e s es i xb u i l d i n g s ，w h i c h h a dt o t a l l yd i f f e r e n ts t r u c t u r e s ，h e i g h t s ，w i d t h s ，a n dd i r e c t i o n st of a l ld o w n ．T of i r et h e ma tt h e8 a l n et i m e ，w en o to n l y n e e dt oc o n t r o lb l a s t i n gv i b r a t i o na n dt o u c h t o w nv i b r a t i o n si np e r m i s s i b l ea 瑚．b u ta l s ot oc o n t r o lt h ep r o p e rd e l a yt i m e t os t a g g e rt h eb u i l d i n g s ’f a l l i n gd o w n ．a n da l s ot op r o t e c tt h en e t w o r kf r o mf l y r o e ka n ds h o c kw a v e0 ft h ep r e v i o u s b u i l d i n g s ．T h u s ，e f f e c t i v ep r e t r e a t m e n t ，r e a s o n a b l eb l a s t i n gp a r a m e t e r sa n dd e l a yt i m eW e r et h ek e y st oS U C C E S S ． K e yw o r d s b l a s t i n gt e c h n i q u e ；e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；s a f e t yp r o t e c t i o n ；c i t yc e n t e r 1 工程概况 1 ．1 环境特点 待爆楼房位于镇江市繁华的大市口中心地带， 东距解放南路4m 含人行道 ，北距中山东路6m ， 西距市政路4m ，南距友好大厦1 7m 、优士园1 8m 。 而且在待爆楼群内有未拆的交通银行，距华联商厦 只有8m ，其配电室南距待爆的原公安局6 。楼仅5 m ，环境十分复杂。见图l 。 收稿日期2 0 0 9 1 2 0 9 作者简介张耀良 1 9 6 1 一 ，男，研究员级高级工程师、江苏省安委 会专家组组长，E m a i l z j c j b p 1 6 3 ．c o m 。 1 ．2 结构特点 1 基本情况 待爆的6 幢楼房有原市公安局4 幢楼房 1 ’、 2 。、5 ’、6 ’楼 、华联商厦、京江饭店，总计5 万m 2 。其 中华联商厦、原市公安局2 。、6 。楼、京江饭店为框架 结构，原市公安局l 。、5 。楼为砖混结构。 2 特殊的华联商厦 华联商厦总面积2 ．5 万m 2 ，原来只有1 幢8 层 楼，后经过3 次扩建成了紧靠的“品”字楼外挂1 幢 4 层小楼，高低不一、纵横向不顺，内有1 0 2 根 0 ．9m 0 ．4 5m 等6 种截面不同的立柱，同时存有4 个剪力墙电梯井。 万方数据 第2 7 卷第2 期张耀良，单宝来，李伟，等6 幢不同结构大楼的一次爆破拆除 5 3 图1 爆区环境不意图 单位m 3 多次改造的京江饭店 距解放南路只有4m 的京江饭店经过4 次改造 加固而成，有混凝土包砖“汉堡”式及槽钢夹混凝土 “夹心饼干”式的立柱，而2 层立柱座落l 层加固后 的立柱上，其截面是2 层的3 倍，如不彻底炸散这些 特别的立柱，定向坍塌就成了一句空话。 2 爆破难点 1 环境恶劣，防护警戒任务重 整个爆区被解放南路、中山东路、市政路包围， 且对面有甘露小商品市场、国际饭店、商业城、新华 书店等大面积玻璃幕墙正对爆区。爆区内有需要保 护的交通银行、配电室以及四周的通信、供电、煤气、 自来水等管线。 2 结构复杂，技术要求高 1 华联商厦高长比为0 ．5 9 ，而且是3 个“口” 拼起来的“品”字楼，若向南倒塌，则北侧“口”就会 紧靠在南侧的2 个“口”上，爆堆太高，坍塌不彻底。 2 京江饭店9 8 0m m 8 4 0m i l l 的夹心立柱必须 先炸“皮”，再炸“馅”，否则，会出现炸而不倒的现象。 3 楼距较小，定向倒塌相互阻挠 原公安局的5 。楼与北侧的华联商厦只有1 5m ， 与南侧的1 。楼只有1 3m ，与东侧的2 。楼只有1 2m ， 若5 。楼向南倒塌与l ’楼“空中打架”，向北倒塌与华 联商厦“途中相遇”，向东纵向倒塌与2 ’楼部分相 碰。因此必须计算好各楼的倒塌延时时间。 4 多向倒塌，楼间延期时间必须精确计算 为避免相邻楼问的“空中相遇”，必须合理计算 楼间的延期时间。间隔时间短，不但2 楼途中相碰， 而且还会产生较大的塌地振动；间隔时间长，先爆楼 房产生的飞石会砸坏后爆楼房的网路，产生拒爆。 因此合理选取孔内、外延时时间是避免“共振”和拒 爆的关键。 5 周围商铺林立，必须严控飞石 商铺的玻璃距待爆楼房的最近边缘最近处只有 1 0m ，如产生飞石后砸坏玻璃，将产生极坏的社会影 响，因此必须在爆前将爆区1 0 0m 周围的居民疏散 到安全地带，并做好有效的防护。 3 爆破设计 3 ．16 栋楼爆破基本参数刮 6 栋楼概况及爆破基本参数列于表1 。 表1 爆破拆除楼房概况表 3 ．2 倒塌方向选择 拟将爆破的6 幢楼散布在商贸中心的4 5 亩地 的范围内，而且中间隔有交通银行等暂不拆除的建 筑物，四周又紧靠人、车流量较大的马路。因此，合 理选择倒塌方向，是确保整体爆破效果的关键，其原 则是 万方数据 爆破2 0 1 0 年6 月 1 向内倒塌 朝背向马路的一侧 这样可以减少飞石向马路及对面飞散，因为紧 靠马路的是倒塌相反方向 支撑柱或墙，一般不装 药或少量布孔 。 2 避免2 楼空中相遇 5 。楼是砖混结构，向北倒塌所需空间不大且易 解体，只要提前起爆，并延长华联商厦的起爆时间， 就可以避免2 楼的“空中相遇”。 3 分离式相向倒塌 华联商厦北侧的4 层小楼拆除后，8 层主楼北 侧距人行道有3 0m 的场地，如整体向南倒塌势必造 成爆堆较高，在认真查阅图纸分析结构后，决定采用 分离式相向倒塌的方式，即华联商厦北侧较长的 “口”字8 层楼向北倒塌，南侧并排的2 个“口”字7 层楼向南倒塌，从中间结合部相向分开，这样可以大 大降低爆堆高度。 3 ．3 爆破切口 爆破采用梯形切口。根据被爆楼的高宽 长 比，切口倾角取3 0 。左右 必须大于2 5 。 ，这样方能 使被爆楼房彻底坍塌。 3 ．4 特殊柱的处理 在京江饭店加固而成的立柱中，存在钢筋砼包砖 及槽钢包砼的“夹心”立柱，如处理不好将影响倒塌。 1 钢筋砼包砖立柱的处理 “汉堡”式立柱如图2 所示，两侧为钢筋砼中间 为砖，如按常规装药，可能出现“心碎皮不散”或“皮 破心不碎”进而影响倒塌的现象。为此我们采用 P V C 管不耦合装药结构来处理“汉堡”式立柱，两侧 钢砼孔先响，为中心砖柱的离散创造了临空面，便于 砖爆破移位，促使立柱的彻底失稳。 直i ；5 1 2 m m 7 0 9 直径1 8 m i l l1 4 2 9 图2 钢砼包砖“汉堡”式承重柱装药结构图 单位姗 2 槽钢包砼“夹心饼干”式立柱的处理 京江饭店改造后上部加了3 层，为此将l 层原 砼柱加夹槽钢。如图3 所示。如将槽钢提前切割， 剩下的砼立柱难以支撑上部的重量，极不安全。因 此，必须在装药前所有准备工作完毕后方能切割槽 钢。切割时将相对砼立柱装药部位的槽钢上下各切 开1 条缝似断非断，并将2 槽钢问的连接切断。 A A 断面 图3 槽钢包砼立柱处理示意图 单位咖 3 ．5 预处理 为了保证楼房的定向准确，坍塌彻底，必须对原 楼房的结构进行预先处理。 1 电梯井的预处理 待爆的6 幢楼中有3 个剪力墙结构的电梯井、2 个砖混结构的电梯井，5 个电梯井壁均按所在楼体 各层相应的爆破切口要求，预先凿开切口。 2 楼梯的处理 楼梯横梁和支柱较多，容易形成固定支撑。处 理楼梯的方法有2 种一是沿楼梯每单跨横向切成 2 段，切口缝为1 个踏步；二是用破碎机械将楼梯整 体破坏至3 楼，只破碎砼，不切割钢筋。 3 构造柱的剥离 将墙中的构造柱剥离出来，既可对构造柱进行 布孔装药重点爆破，又能在装药后对构造柱进行包 裹防护。 3 ．6 爆破参数计算 各种结构的爆破参数口圳，见表2 。 3 ．7 起爆网路设计 1 各楼起爆网路 每个炮孔使用1 发非电毫秒延时导爆管雷管， 将相邻炮孔引出的2 0 根以下的导爆管簇联为1 个 集束把，每个集束把连接2 发非电M S l 雷管，尔后 使用导爆管和四通将各集束把的非电M S l 雷管连 接成双向复式闭合起爆网路。 2 总起爆网路 为避免5 。楼和华联商厦倒塌时“空中相遇”，拉 大2 楼之间的起爆间隔时间，按照5 。楼、1 ’楼、2 。楼、 华联商厦、6 。楼、京江饭店的顺序先后起爆，楼内各 段间隔0 ．5s ，楼与楼问隔1 1 0I n s ，且达到不出现重 复段。为确保“一点就响，各楼都着”，采用非电和 混合网路双保险起爆。 各楼内分段及段问延期时间见下表3 。 万方数据 第2 7 卷第2 期张耀良，单宝来，李伟，等6 幢不同结构大楼的一次爆破拆除 5 5 表2 爆破参数表 表3 各楼内分段延期时间表楼房 内容 竺鬻竺繁竺鬻誓耋竺繁勰 4 安全防护及措施 1 覆盖防护 在立柱、墙壁等爆破部位使用6 层草帘子和2 层彩布包裹，距被保护物较近的立柱再用现场回收 的旧地毯包扎。 2 近体防护 在爆破切口四周外墙上用彩布垂挂，将形成的 切口进行“垂帘封墙”，以防个别飞石。同时，在爆 区周围用钢架竹排遮挡二次飞石。 3 保护性防护 距待爆楼房较近的门窗，使用木板进行遮挡，防 止飞石击坏玻璃。 4 精确计算药量 每个炮孔的药量能破碎周围的介质，无多余的 能量携带碎块飞散。爆前进行试炮，进而调整有关 参数，直至精确到每个药包的药量。 5 填塞密实 到郊区选择黏性适宜的粘土，加一定比例细砂 和水制成炮泥，逐层填塞压实，以防冲炮。 6 确保钻孔质量 钢筋砼立柱布筋较密，难以在设计的位置精确 钻孔，需要变更设计时须经现场技术负责人批准。 同时，对每个炮孔的最小抵抗线和孔深进行复验，不 合格的炮孔采取补救措施。 7 三关复验雷管段别 一是爆破员初验。装药前，爆破员到爆破器材 临时存放点领取设计规定的雷管段别，并与保管员 共同签字。二是填塞人员复验。填塞人员在填塞 前，必须检查雷管段别是否与设计一致。三是网路 连接员终验。连接导爆管集束把前，网路连接员首 先检查雷管段别，达到设计要求时方可连接。三关 复验有效地预防了装药工作量大而引起的雷管段别 错装，避免了打乱起爆顺序而影响爆破效果。 8 认真复查网路 由于连接网路的点多面广，工作量大，线路复 杂，为防止漏接和连接好后人为绊脱，必须在全部网 路连接好后进行全面检查，爆前楼房清场后进行最 后一次检查，以确保起爆网路的完好性。 5 爆破效果与结论 1 1 月6 日上午9 时5 8 分准时起爆，倒塌方向 准确，华联商厦分离彻底，爆堆较低，周边玻璃无一 损坏。距爆区6 0m 的一处危房，爆前房管和地震局 对其进行布控观测，爆后丝毫未损。见图4 。 万方数据 爆破2 0 1 0 年6 月 图4 爆破实拍图片 通过工程实践，有如下认识 1 首次在闹市区一次起爆如此大面积的多幢 楼房，最大限度的预拆除，合理的孔网参数，准确的 延期时间，有效地安全防护，可靠的起爆网路，是爆 破成功的关键。 2 要在1 3d 内完成5 万m 2 的楼房拆除，强有力 的施工组织是重中之重。只有合理分工、指挥得当、 跟踪复验、及时纠偏的施工组织程序方能得以实现。 3 结合工程搞科研，对一些以前罕见的特殊结 构，提出新的方案并进行试炮，取得合理参数后全面 推行，这样才能积累更多的爆破经验。 4 多楼在同一时间段内起爆，其塌落振动产生 的合振空间有多大，各楼起爆时间间隔空间多大为 更合理，需进一步探索和总结。 参考文献 [ 1 ] 冯叔瑜．城市控制爆破[ M ] ．北京中国铁道出版社， 2 0 0 0 ． [ 2 ] 刘殿中．爆破工程实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 3 ] 谢先启，贾永胜，刘昌邦．复杂环境下1 1 层框架结构 楼房控制爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 4 3 6 - 4 0 ． [ 4 ] 许小军．复杂环境下七层框架楼房爆破拆除[ J ] ．爆 破，2 0 0 8 ，2 5 4 4 5 - 4 7 ． 上接第4 4 页 3 按标准设立安全观察缝、安全检测点、安全 观察哨，由专职技术人员或施工经验丰富的安全员 对危险源进行监控，一旦发现险情，要立即通知所有 施工人员停止施工并迅速撤离到安全区域。 4 编制好操作性强的安全应急预案并确保一 旦出现险情时，预案能够顺利运作。 5 爆破效果与分析 该地质灾害爆破排险工程爆破处理的岩石约2 万m 3 ，工期约3 个月。整个爆破过程中飞石的飞散 距离得到有效控制，滚石的数量、下落方向及距离也 通过采取多种防护措施达到了安全的程度，没有碎 石飞越警戒区，没有给周边的建筑物、车辆和过往群 众造成伤害，证明了采取的安全防护措施实用有效， 达到了预期的爆破效果，得到业主的肯定。 由于是进行危岩爆破排险，因此现场施工安全 管理工作尤为重要，既有外围的安全警戒工作，又有 现场施工安全管理工作。 1 根据数次对地质灾害治理工程的实践认为 爆破方法对根除危岩体是一种很好的办法，它既避 免了政府和民众因危岩体威胁而搬迁的巨大费用投 入，又能够达到长治久安的目的。 2 成功的工程实践证明只要爆破方案精心设 计，适当的安全防护措施落实到位，科学严格地施 工，爆破治理的风险及危险是可以将其减少到最低 程度的。 3 在地质灾害爆破排险过程中，应依危岩体的 类型、现状特征及所处的周边环境状况，选用恰当的 爆破方法，如定向抛掷爆破、定向滑动控制爆破、粉 碎性和崩塌形式等多种方法，特殊的环境条件下还 可采用静态破碎法进行治理。 参考文献 [ 1 ] 冯叔瑜，吕毅，顾毅成，等．城市控制爆破[ M ] ．北 京中国铁道出版社，1 9 9 6 ． [ 2 ] 张志毅，王中．交通土建工程爆破手册[ M ] ．北京 人民交通出版社，2 0 0 2 ． [ 3 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 4 ] 史雅语，金骥良，顾毅成．工程爆破实践[ M ] ．合肥中 国科学技术大学出版社，2 0 0 2 ． [ 5 ] 吴俊钧．台阶中深孔爆破大块率和飞石的控制[ J ] ．爆 破，1 9 9 6 ，1 3 4 2 9 3 2 ． [ 6 ] 肖力群．控制爆破在安托山地质灾害整治中的应用 [ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 1 3 6 - 3 9 ． 万方数据