U形结构楼房向内坍塌爆破拆除.pdf

第2 9 卷第2 期爆破 V 0 1 ．2 9N o ．2 2 0 1 2 年6 月 B L A S T I N GJ t m ．2 0 1 2 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 2 ．0 2 ．0 2 0 U 形结构楼房向内坍塌爆破拆除 韩传伟1 ’2 ，王洪刚2 ，刘昌邦2 I ．武汉科技大学理学院，武汉4 3 0 0 8 1 ；2 ．武汉爆破有限公司，武汉4 3 0 0 2 3 摘要介绍了采用纵横向都有延时的逐段定向倾倒技术成功拆除1 栋u 形框架结构楼房的爆破拆除工 程实饲。该技术将u 形结构楼房自两端向中问划分为若干个倒塌单元，通过爆破时差实现各单元有序逐段 倒塥。楼房各相邻单元在倒塌过程中存在相互剪切拉伸等作用，既实现了楼房结构的充分解体，又有效控制 了楼房倒塌的侧向位移。同时．采用上述爆破技术有效的控审l 了爆破时的单响药量，达到了控制爆破振动与 塌落振动效应的目的。 关键词爆破拆除；纵横向延时；运段坍塌；振动 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 1 2 0 1 2 0 2 0 0 7 6 0 4 D e m o l i t i o nM e t h o do fU s h a p e dA n b u i l d i n gb yI n t r o v e r t e dC o l l a p s e H A NC h u a n w e t l 一，W A N Gt t o n g ．g a n g ，L I UC h a n g - b a n 9 2 1 ．C o l l e g eo fS c i e n c e s ，W u h a nU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 8 1 ，C h i n a ； 2 ．．W u h a nB l a s t i n gE n g i n e e r i n gC o m p a n y ，W u h a n4 3 0 0 2 3 ，C h i n a A b s t r a c t L o n g i t u d i n a ld e ba n ds e g m e n tb ys e g m e n td i r e c t i o n a ld e m o l i t i o nb l a s t i n go faU s h a p e df r a m eb u i l d - i n gw ∞i n t r o d u c e d ．T h r o u g ht h i st e c h n o l o g y ．t h eb u i l d i n gW a d i v i d e di n t oa n u m b e ro f8 n l a l ] u n i t sf r o mb e t he n d s 协 m i d d l ei ns p a c ea n dt h eu n i t sc o l l a p s eo r d e r l yo n eb yo n et h r o u g ht h eb l a s t i n gd e l a y t i m e ．T h es t r u c t u r eo ft h eb u i l d - i n gW a Sd i s a g g r e g a t e da d e q u a t e l ys a dt h ep r e s s u r ed i s p l a c e m e n to ft h e [ m i l d i n gW l h Se f f e c t i v ec o n t r o l l e dd u et Ot h ei n - t e r a e t i o na m o n gI l l eu n i t s ．T b et e c h n i q u er e d u c et h ee x p l o s i v ec h a r g ee f f e c t i v e l yw h i c hc o n t r o l l e dt h eb l a s t i n gv i b r a - t i o na n dc o l l a p s ev i b r a t i o n ． K e yw o r d s b l a s t i n gd e m o l i t i o n ；l o n g i t u d i n a la n dt r a n s v e r s ed e l a y ；c o H a p s es e g m e n tb ys e g m e n t ；v i b r a t i o n 1 工程概况 待拆的楼房位于精武路东侧的西马后路北侧， 该大楼为框架结构，整体呈u 型。因精武路片区旧 城改造项目需要及适应城市建设规划要求，需将其 爆破拆除。 1 周围环境 待拆楼房位于汉口精武路中段东北侧约 6 0 ．0m 处。大楼东侧是将要拆除的居民楼，两楼最 近处相距1 0 ．0m ，5m 处地下有电缆；南侧距地下电 收稿E t 期2 0 1 2 一叭一1 2 作者简介韩传伟 1 9 6 9 一 ，男，硬在读，主要从事拆除爆破理论 研究与实践。 E - m a i l 2 7 8 6 2 8 5 2 5 q q ．c o l n 。 缆沟2 ．5I n ，距西马后路4 ．0m ，距9 层居民楼 1 6 ．0m ；西侧距原精武路小学2 8 ．0I l l ；北侧较空旷， 为拆迁后空地。具体见图1 。 2 楼房结构 待爆破大楼为8 层框架结构，平面呈不规则 “U ”型布置，总建筑面积约8 5 0 0m 2 。大楼东西长 4 6 ．2m ，南北宽4 2 ．9m ，层高3 ．0m ，楼顶标高 2 8 ．0m 。立柱截面尺寸主要有3 5 0m l n 5 1 0m i l l ， 3 5 0m mx 4 0 0m i l l 两种，梁截面尺寸主要为2 5 0m m 4 5 0r a m 。大楼两端及中间转角部位设有3 个楼梯， 全部为现浇结构。楼板大部分为1 2c m 预制板，厨 房、卫生间楼板为现浇结构。具体结构见图2 结构 与爆破方案示意图。 万方数据 第2 9 卷第2 期韩传伟，王洪刚，刘昌邦u 形结构楼房向内坍塌爆破拆除 图1 周围环境示意图 单位m F i g ．1S u r r o u n d i n go fb l a s t i n ga r e a fu n i t m 中中甲中中中中t ’t9 甲’’’ 1 ．一一一z 2 ； ．．I 图2 结构与爆破方案示意图 单位m F i g ．2 S t r u c t u r a ls k e t c ha n db h s t t a gs c h e m e o ft h eb u a d i J l g u n i t m 2 爆破方案 2 ．1 技术难点 该工程的难点有 1 待拆楼房结构呈异形。大楼东西两侧部分 长度分别为4 6 ．2m 和4 2 ．9m ，长度比较接近。 2 大楼东侧距电缆沟5m ，南侧和西侧为交通 道路，需控制后座和坍塌范围。 3 楼房南侧距居民小区较近，需控制爆破振 动及塌落振动对其影响。 2 ．2 拆除方案 根据周边环境条件，楼房西侧有马路，东侧为1 栋7 层楼房，南侧为西马后路和9 层居民楼，只有北 侧为拆迁后的空地，可以为大楼倒塌提供空间。根 据大楼整体结构特点拟采用向内定向逐段坍塌的爆 破拆除方法，即从东西两侧向中间逐段定向倾倒爆 破拆除⋯。 2 ．3 爆破设计 1 爆破切口 根据周边环境和楼房结构特点，大楼布设2 个 爆破切口，分别在l 一2 层、4 层。在楼房直角转角 处为控制楼房倒塌过程中东西两部分相互挤压造成 倒塌不彻底，在楼房③④轴与c E 轴之间即楼 房拐角处的第3 、5 层立柱增设爆点。大楼的立柱主 要有2 种尺寸，各楼层爆高具体见表l 。 2 爆破参数 立柱爆破参数见表2 。 2 ．4 起爆网路设计 起爆网路采用从两侧同时起爆向中间逐段延时 的起爆网路。沿楼房纵轴线方向，每2 3 排立柱划 分为个区段，相邻区段之间的间隔时差采用M S i l 段 4 6 0m s 。每一区段又划分为前后2 个单元，前后 单元间延时采用M S l I 段 4 6 0i n 8 。每个单元上下 楼层问不设时差。孔内装H S 7 段 3 0 0 0m s 导爆管雷 管，单元间采用孔外延时、捆绑M S l1 段接力起爆。 起爆网路具体见图2 结构与爆破方案示意图， 雷管延时段别见表3 。 表1l 楼切口破坏高度l 单位m T a b l e 1H e i g h to fb l a s t i n gc 叭lu n i t m p 卜 } 卜 p 争 卜 卜p 争p p ◆ 万方数据 爆破 2 0 1 2 年6 月 表2 孔网参数及爆破药量设计表 T a b l e 2B l a s t i n gp a r a m e t e r s 表3 雷管延时段别【单位l m l T a b l e 3I n t e r v a l so fd e t o n a t o r ．d e l a y 【u n i t I l l S 响序 l234567 孔外起爆时间0 4 6 09 2 01 3 8 01 8 4 02 3 0 0 2 7 6 0 孔内起爆时间3 0 0 03 4 6 0 3 9 2 0 4 3 8 0 4 8 4 0 5 3 0 05 7 6 0 3 爆破安全 3 ．1 爆破振动 V 后 Q “3 ／R 4 1 式中Q 为一次齐爆的最大药量，本工程中大楼共分 为7 段逐段爆破，一次齐爆的最大药量Q 3 8k g ；R 为保护目标至爆点之间的距离，m ；k ，d 为与地震波 传播地段的介质性质及距离有关的系数”] ，本工程 取k 3 2 ．1 ，理 1 ．5 4 。 以南侧距离1 6m 的居民楼为保护目标点，最大 一次齐爆药量中心距离建筑物最近距离取2 2m ，经 计算该民房的振动速度为V 1 ．7 8e m ／s ，小于爆 破安全规程 G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 对安全允许振动速度 的要求。 3 ．2 塌落震动效应 楼房爆破塌落震动计算公式如下㈨j V k 。[ M g H I o “ ”5 ／R ] 9 2 式中V 为塌落引起的地表振速，e m ／s ；肘为下落构 件质量，t ；g 为重力加速度，m ／s 2 ；曩为构件中心的高 度，m ；盯为地面介质的破坏强度，一般取1 0M P a ； R 为观测点至冲击地面中心的距离，m ；k 。、卢为衰减 参数，分别取k ， 3 ．3 7 ，母 1 ．6 6 。 本工程中大楼距离南侧需要保护的居民楼最近 处1 6i n ，塌落中心距居民楼约2 8n l ，大楼总质量约 为6 0 0 0t ，本工程楼房倒塌是分为7 段逐段倒塌，按 距离与楼体重量对塌落振动影响的关系，M 取 9 0 0t ，距保护物距离R 取2 8l I i ，重心落差日取 1 3m ，计算得出在该处塌落振动数据为2 ．3 4c m ／s 。 可以看出，计算得出的塌落振动在允许震动范围内。 在爆破时，在西侧精武路小学布设1 个测点和 东侧居民楼布设2 个测点，共3 个测点，用M i n i - M a - t eP l u s 加拿大 爆破测试仪测试了每个测点3 个方 向的振动。测试数据见表4 。 袭4 精武路拆除爆破监测数据 T a b l e4D e m o H f i o nb l 舾d n gm o n i t o r i n gd a t ao fJ i n g w n l a l ’、2 ’测点布置在东侧居民楼边缘地坪上，距待爆 破楼房边缘分别是1 7 ．5m 和1 7 ．8m ；3 。测点布置在西 侧精武路小学基础上，距待爆破楼房边缘1 7 ．2m 。 4 爆破效果与体会 4 ．1 爆破效果 起爆后，大楼U 形结构形成由两端向中问结合 处的依次翻滚式倒塌，结合部形成向北微倾类原地 坍塌，从孔内药包起爆到倒塌完成历时约8s 。大楼 在倒塌过程中，由于先倒塌单元与后倒塌单元之间 存在拉扯作用，使得楼体塌落过程有所减缓，触地冲 能有所减少。同时，由于各相邻单元之间的剪切拉 伸以及上下切口之问的挤压碰撞等相互作用，使得 楼房得到充分的解体破坏，减小了构件触地时的块 度，从而有效地控制了构件触地振动。大楼爆堆平 均高度在5m 左右，侧向位移未对周边道路和居民 楼造成影响，振动测试最大峰值为垂直向振动，为 2 ．3 9c m ／s ，未超出周边居民楼振动允许安全值，爆 破取得圆满成功。 4 ．2 几点体会 1 将建筑物划分为若干区段，每个区段又划 分为若干单元，按照先后顺序起爆，形成逐段定向翻 万方数据 第2 9 卷第2 期韩传伟，王洪刚，刘昌邦u 形结构楼房向内坍塌爆破拆除 7 9 上接第7 5 页 2 用绳锯切割法将定向窗整体取出的方法与 混凝土钻孔取芯机将定向窗整体取出的方法和用密 集孔、小药量松动预裂爆破开定向窗方法比较，夹角 更规整，时间更短，同时减少了对烟囱的损伤，值得 推广。 3 爆破切口中部开凿拱形超大导向窗具有非 常大的实用价值。拱形超大开口导向窗的开凿，减少 了钻孔量、炸药量和爆破振动．提高了炸高。同时，在 爆破前破坏圈梁，有利于底部筒壁的整体破碎。 4 隆芯l 号数码电子雷管爆破精度高、延时 范围宽和网路可检查的特点提高了爆破网路的可靠 性和方案设计的灵活性，铱钵起爆系统具有抗杂散 电流、使用安全性好，延时可在线编程的高精度毫秒 延期同步起爆的能力，能够实现和满足高精度延时 减震爆破的工程要求。在未来大规模、高水平的复 杂工程爆破中将具有很好的应用前景。 5 防飞溅减振降尘综合防护体系能有效能控 制烟囱触地振动、防飞溅和降尘。 6 2 0 层密目安全网和3 层土工布的近体防护 能有效控制飞石。 7 高烟囱爆破受风荷载影响较大，应尽量选 择无风或风力较小时起爆。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ]陈德志，丁帮勤．苛刻条件下1 0 0m 高钢筋砼烟囱定向 爆破与震动测试[ J ] ．工程爆破，2 0 0 3 ，9 2 3 3 - 3 5 ． [ 1 ] C H E ND e z h i ，D I N GB a n g q i n ．D i r e c t i o n a lb l a s t i n go f8 r e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e yw i t h8 h e i g h to f1 0 0m e t e r si n d i f f i c u l tc o n d i t i o n8a n dv i b r a t i o nt e s t s [ J ] ．g n U ．c e d i n g B l a s t i n g 。2 0 0 3 ，9 2 3 3 - 3 5 ． i nC h i n e s e [ 2 ] 夏卫国，武双章，唐勇．2 座1 1 0m 高双曲线冷却塔 爆破拆除【J ] ．爆破，2 0 1 I ，2 8 2 6 8 7 1 ． [ 2 ] X I AW e i g u o ，W US h u a n g z h a n g ，T A N GY o n g ．E x p l o s i v e d e m o l i t i o no ft w o11 0m h y p e r b o l i cc o o l i n gt o w e r s [ J ] ． B l a s t i n g ，2 0 1 1 ，2 8 2 6 8 - 7 1 ． i nC h i n e s e [ 3 ] 陈德志，丁帮勤．1 2 0i n 高钢筋混凝烟囱爆破拆除 [ c ] ∥中国爆破新技术Ⅱ．北京冶金工业出版社， 2 0 0 8 3 7 7 3 8 1 ． [ 3 ] C H E ND e z h i ，D I N GB e n g - q i n ．B l a s t i n gd e m o l i t i o no f1 2 0 m e t e mh i s hr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e yb yd i r e c t i o n a l b l a s t i n g [ C ] ／／N e wT e c h n o l o g yo fC h i n e s eB l a s t i n g1 I ． B e i j i n g M e t a l h r g i c a tI n d u s t r yP r c o ，2 0 0 8 3 7 ％3 8 1 ． i n C h i n e s e [ 4 ] 李本伟，陈德志，张萍，等．1 8 01 1 1 高钢筋混凝土烟囱 爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ．2 8 4 5 7 6 0 ． [ 4 ] L IB e n w e i ，C H E ND e z h i ，Z H A N GP i I l g ，e ta 1 ．D e m o l i t i o n o fa1 8 0 - m e t e r - s u p e r h e i g h tr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e y b yd i r e c t i o n a lb l a s t i n g [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 1 ，2 8 4 5 7 6 0 ． i nC h i n e s e [ 5 ] 何国敏．复杂环境下1 8 0m 烟囱定向控制爆破拆除 [ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 3 7 4 - 7 6 ． 【5 ] H EG u o - m m ．D i n Ⅺt i o n a lc 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 n o f1 8 0m h i s hc h i m n e yi nc o m p l e xc o n d i t i o n s [ J ] ．B i a s t i n g ．2 0 l l ，2 8 3 ”- 7 6 ． i nC h i n e s e [ 6 ]武汉科技大学工程力学测试中心．江西南昌发电厂 2 1 0n l 钢筋混凝土烟囱爆破振动监测成果报告[ R 】． 武汉武汉科技大学工程力学测试中心，2 0 1 2 ． 万方数据