复杂环境下9层框架楼房切割定向爆破拆除.pdf

第2 9 卷第2 期 2 0 1 2 年6 月 爆破 B L A S T I N G V o I ，2 9N 0 ．2 J u n ．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 1 复杂环境下9 层框架楼房切割定向爆破拆除 梁锐1 ，刘国军2 1 ．甘肃省化- I - 研究院，兰州7 3 0 0 2 0 ；2 ．甘肃兰金民用爆炸高新技术公司，兰州7 3 0 0 2 0 摘要介绍了在闹市区复杂环境下特殊框架结构楼房需部分保留、部分拆除的切割定向爆破拆除方案及 相关爆破参数。立柱部分采用切割爆破技术，楼房采用单向折叠的爆破方案，选取合理的爆破参数，通过精 心组织施工，在爆破过程中成功的保护了楼房的保留部分。最后，时爆破效果和施工经验进行了分析和总 结。 关键词框架楼房；切割；定向爆破；建筑物；爆破参数 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 2 } 0 2 0 0 8 0 0 4 C u t t i n gD 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 fa9 - l a y e r C o n c r e t eB u i l d i n gu n d e rC o m p l i c a t e dS i t u a t i o n L I A N GR u i l ，L I UG u o - j u n 2 1 ．G a n s uC h e m i s t r yR e s e a r c hI n s t i t u t e ，L a n z h o u7 3 0 0 2 0 ，C h i n a ； 2 ．G a n s uL a n j i nC i v i lB l a s t i n gH i g l l - t e c hC o m p a n y ，L a n z h o u7 3 0 0 2 0 ，C h i n a A b s t r a c t U n d e rc o m p l e xe n v i r o n m e n ti nd o w n t o w n ，as p e c i a lf r a m es t r u c t u r a lb u i l d i n gn e e d st ob et a k e np a r t l y ， a n dt h ec u t t i n gd i r e c t i o n a lb l a s t i n go fd e m o l i t i o ns c h e m ea n dr e l a t e dp a r a m e t e r sw e mi n t r o d u c e d ．T h ec u t t i n gb l a s t i n g t e c h n o l o g ya n du n i d i r e c t i o n a lf o l d i n gb l a s t i n g8 c b e l l l ew e l l ea p p l i e dt ob r e a kt h eb u i l d i n gw i t hab l a s t i n gp a n t m e t e r s ． T h eb l a s t i n gp r o c e s ss u c c e s s f u l l yp r o t e c t e db u i l d i n g sr L 心r lp a r t ．F i n a l l yt h eb l a s t i n gr e s u ha n de x p e r i e n c ei nc o n s l m c t i o nw e r ea n a l y z e da n d8 u l n l l l a l q ．z e d ． K e yw o r d s f r a m e - s t m c t u r e d ；c u t t i n g ；d i r e c t i o n a li n c l i n a t i o n ；b u i l d i n g ；b l a s t i n gp a r a m e t e r s 1 工程概况 兰州市城市建设投资有限公司因城市道路拓宽 建设，需将天水北路博大宾馆进行部分拆除。博大 宾馆为⋯h ’型结构楼房，其中因道路扩建需拆除部 分 主楼部分 为9 层框架结构楼房 不包括顶部 3 ．5m 高的圆型球体部分 ，保留部分为4 层框架结 构楼房的一半。此道路扩建工程为兰州市政府城市 收藕日期2 0 1 I 1 2 一0 3 作者简介粱锐 1 9 6 3 一 ，男，教授级高级工程师、博，主要从事 建构筑物的定向拆除爆破和土石方爆破研究工作． E - m a i l g s l i a t r g r u i s i v a ．c o m 。 通讯作者刘国军 1 9 7 7 一 ，男，T 程师、本科，主要从事建构筑物的 定向拆除爆破和土石方爆破研究工作， E - m a i l 1 看2 0 0 0 1 6 3 ．C O I I I 。 建设重点工程，工期紧，任务重，为了确保道路按期 竣工，决定采用快速爆破的拆除方案。 1 ．I 工程环境 博大宾馆位于兰州市繁华地段天水北路主干线 上。北面2 ．2m 为6 层民用建筑楼；东面紧挨博大宾 馆保留部分为3 层居民楼房，3 层居民楼以东低于水 平地面8m 为2 层楼房，距离博大宾馆主楼部分8I t 1 1 ． 处为1 1 0k V 高压输电线路。距离2 0m 处为4 层居民 楼；东南距离5m 处为4 层办公楼；南面3m 处为巷 道，1 5m 处为老旧6 层砖混楼；西面2m 处为埋深 I ．5m 的自来水管和兰州市天然气主管道，1 5m 处为 新建道路中心花坛，1 7n l 处为3 8 0V 输电线路，马路 对面分别为居民商铺和高档住宅小区；在西北和西南 万方数据 第2 9 卷第2 期梁锐，刘国军复杂环境下9 层框架楼房切割定向爆破拆除 8 l 方向1 5m 处各有1 台变压器。周围环境非常复杂， 爆破楼房周围环境见图1 所示。 图1 爆破环境示意图 单位m F i g ．1 S c h e m eo fb l a s t i n gs u r r o u n d i n g u n i i m 线 1 ．2 建筑物结构特点 楼房为9 层框架结构 不包括顶部一高为 3 ．5m 的圆球状标志 ，楼房结构为“h ”型，南北走 向。南北长为6 2 ．0m ，东西宽为1 7 ．0m ，拆除部分 宽为1 2 ．5m ，楼房高度为2 7 ．2m ，实际高度为 3 0 ．7m 。拆除部分高宽比为2 ．5 ，楼房西面部分 拆 除部分 高9 层，东面部分 保留部分 高4 层。楼 房东西共3 排立柱，拆除前2 排立柱之间部分，立柱 尺寸为6 0e m 6 0c m ，第2 排立柱5 层以下需保留， 联系梁尺寸为4 0c mx7 0c m 。所有墙体为空心砖 墙，楼房在北面和西面各有一楼梯问，在西面中间部 分有一电梯间 3I l lX 3m 。楼房结构图如图2 、图 3 所示。 1 ．3 拆除爆破安全要求 1 爆破必须严格控制楼房倒塌方向及爆堆的 堆积范围，保证周围建筑物和水气管线的安全，保证 道路中心花坛不受影响。 2 爆破保证东面8m 处1 1 0k V 高压输电线路 的安全。 3 必须严格控制爆破震动和建筑物触地震 动，做好爆破飞石防护。 4 爆破确保博大宾馆东面保留部分安全不能 受损。 图2 爆破楼房立面结构图 单位m F i g ．2B l a s t i n gb u i l d i n gf a c a d es t r u c t u r ed i a g r a m u n i t m 图3 爆破楼房结构平面图 单位m F i g ．3B l a s t i n gb u i l d i n gp l a n es t r u c t u r ed i a g r a m u n i t m 2 爆破方案的确定 2 ．1 总体方案的确定 该楼的高宽比较大，有利于采用定向倾倒方案。 根据楼房的周围环境情况、结构特点、清渣方式及工 程要求等因素考虑，从施工的安全性和工期考虑，楼 房采用上部 5 楼以上 向西倾倒、下部原地坍塌的 爆破方案。为了降低楼房倒塌长度，同时确保保留 部分的安全，决定2 楼以下不处理，3 ～4 楼为第1 爆破缺口，6 ～7 楼为第2 爆破缺口。同时为了保证 楼房保留部分的安全，在保证楼房稳定的条件下，在 爆破前将连接部分进行人工处理，不能提前处理的 部分 如东西向连接横梁 全部采用钻眼装药，和楼 房同时起爆，以减小其中的钢筋对后排保留立柱的 拉伤。为了防止爆破楼房后坐对保留部分的影响， 在起爆网路连接时加大了前后排的微差时间⋯。 2 ．2 人工预处理 爆破前，首先对部分影响楼房倾倒的部位用机 械和人工方法进行预处理，预处理主要部位 万方数据 爆破2 0 1 2 年6 月 1 爆破缺口内所有东西向墙体全部人工处理 完，同时3 楼和6 楼内部所有墙体预先处理； 2 为 了降低楼房倒塌长度，爆破前将楼房顶部3 ．5n l 高 的圆球状钢筋混凝土设施用人工拆除； 3 爆破缺 口内的电梯间和楼梯问全部预拆除； 4 为了保证 保留部分的安全，将第2 排立柱5 楼根部前后各开 一“￡”缺口，将每根立柱内所有钢筋切断二分之一 以上；同时将2 、3 、4 楼楼板在第2 排立柱根部开一 条缝，将其中所有钢筋全部提前剪断；东西向横梁的 根部全部布置炮眼将梁进行粉碎性爆破。 3 爆破技术设计 3 ．1 爆破切口高度的确定 依照详细的结构资料和配筋情况，根据工程类 比和以往的工程经验，由公式佛 K B 日。；。 计 算。式中坼为立柱的破坏高度；K 为经验系数 取 2 3 ；占为立柱截面的最大边长；以。为立柱的最 小破坏高度 通常取最小抵抗线的1 ．5 倍 。确定最 小爆破切口高度为2 ．1m ，为了使楼房的倒塌爆堆长 度控制在1 01 T I 的范围之内，确定上、下爆破缺口的爆 高分别为6 ．4m 和1 0 ．6m 。爆破切口见图4 。 藿陵 荔黝l 缓黝； 图4 爆破楼房爆高示意图 单位m F i g ．4 B l a s t i n gb u i l d i n gb l a s t i n gh e i g h td i a g r a m u n i t m 3 ．2 炮孔参数与计算 本楼房各部位爆破参数列于表1 。 裘1 爆破参数表 T a b l eIB l a s t i n gp a r m n e t e r s 4 爆破网路设计 由于此次楼房爆破拆除位于闹市区，周围环境 较为复杂，楼房东面8m 处为1 1 0k V 高压输电线 路，西面有3 8 0V 高压输电线路，周围杂散电流比较 高，为了保证爆破网路安全，决定采用孔外毫秒微差 导爆管起爆网路。所有孔内采用高段位雷管，实施 孔外延期。为了降低楼房在倾倒过程中触地震动， 将整个楼房从南向北分3 个大微差区，区与区之间 采用9 段 3 1 0m s 延期；上下爆破缺口采用1 5 段 8 8 0m s 延期；前排与后排之间分别采用1 3 段 6 5 0m s 和1 5 段 8 8 0m s ，微差时间2 3 0 瑚。在 爆破前将所有的网路都连接完毕，每个连接点都采 用双发雷管交叉连接，形成复式网路。只在楼房最 端头留一个起爆点连接双发电雷管起爆，电雷管联 接待所有警戒到位，输电线路临时停电之后由专人 负责联接。 5 爆破施工安全 5 ．1 爆破飞石防护 本楼房拆除爆破采用上下2 个爆破缺口，爆破 部位高，炮眼浅，且周围环境较为复杂，爆破飞石需 重点防护。本次爆破在飞石安全防护主要采用以下 措施所有立柱采用从里向外打眼，并在飞石重点防 护部位适当减小装药量；在爆破前将所有窗户、门等 采用竹笆堵严，并且将楼房所有爆破部位采用双层 加厚彩条布进行包裹，以确保爆破飞石不对周围环 境产生影响。 5 ．2 爆破震动影响 本次爆破主要考虑爆破振动对北、西、南方向的 居民住宅楼及办公室的影响，根据爆破安全规程 G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 中规定，估算出本次爆破产生的振速 远小于被保护对象所规定的相关数值，因此爆破产 生震动不会对周围建筑产生不良影响。 5 ．3 触地振动安全校核 建筑物爆破倾倒后冲击地面而引起的振动大小 与其质量、重心高度和触地点土层的刚度有关。根 据中国科学院力学研究所提出的经验公式，烟囱类 结构物塌落作用于地面造成的振动速度V 有以下 关系‘‘6 ] 『 墨 ．．1 K 墨l ，垤月、∽I 【I 了J J 式中K 为塌落引起的地面振动速度，e m ／s ；M 为下 落构件的质量，t ；g 为重力加速度，m ／s 2 ；日为构件中 心的高度，m ；盯为地面介质的破坏强度，一般取 1 0 0k g ；R 为观测点至冲击地面中心的距离，m ；K 3 ．3 7 ；J B 一1 ．6 6 。 T刮土T刮土 万方数据 第2 9 卷第2 期梁锐，刘国军复杂环境下9 层框架楼房切割定向爆破拆除 经计算得知被保护建筑物的触地振动速度均小 于3c m ／s 。 其触地震动不会对北面建筑物造成破坏。此次 爆破触地震动主要考虑爆破楼房西面2m 埋深为 1 ．5m 的自来水管和兰州市天然气主管道。为了保 护管道安全，在爆破前在管道顶部用机械堆约 1 ．5m 高的减震土墙。同时对输电线路、自来水管 及天然气采用临时关停措施。同时为了减小楼房倒 塌的触地震动，将楼房采用多段微差起爆，尽量使楼 房在空中解体。 5 ．4 爆破防尘 由于本次爆破在兰州市内繁华地段进行，周围 多为民居和相关设施，需重点保护楼房东面8m 处 1 1 0k V 高压输电线路。为了使爆破粉尘对周边环 境影响减小到最低程度，在爆破前由相关部门准备 2 辆消防洒水车，爆破结束马上采取洒水降尘措施。 6 爆破效果及体会 起爆后大楼沿方案设计预想，由南向北、由上向 下分段坍塌。在不足1 0S 内完全塌落并解体 见图 5 。楼房爆破部分解体充分，爆堆向前约1 4m ，南 北方向除个别砖墙塌落碎块之外，基本没有形成爆 堆，楼房东面要求保留部分基本完好无损，达到了预 期的保护效果。爆破飞石没有对周围建筑设及施造 成损坏。爆后经相关部门检查，爆破没有对东面输 电线路及西面自来水和天然气管道产生影响。此次 在市区繁华地段进行的安全高效爆破，赢得了相关 政府部门和社会媒介的一致好评。 图5 楼房爆破现场 F i g ．5B u i l d i n gt h eb l a s t i n gs i t e 通过此次在市区繁华地段进行爆破拆除，与其 他拆除技术进行比较，爆破技术比较安全快捷。在 爆破参数方面要严格按爆破设计进行施工，对于采 用单向双层折叠爆破方案的上下缺口爆破时间需要 进一步研究和优化。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 刘清荣．控制爆破[ M ] ．武汉华中理工大学出版社， 1 9 8 6 ． [ 2 ]冯叔瑜．城市控制爆破[ M ] ．北京中国铁道出版社， 1 9 8 5 ． [ 3 ]张少光，王从银，王辛．8 层混合结构楼房定向爆破 拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 4 9 1 - 9 3 ． [ 3 ] Z H A N GS h a o g u a n g ，W A N GC o n g y i n ，W A N GX i n ．D i r e c t i o n a le x p l o s i v ed e m o l i t i o n o f8s t o r i e sm i x e ds t r u c t u r e b u i l d i n g [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 4 9 1 - 9 3 ． i nC h i n e s e [ 4 】谢先启，王洪刚，刘昌邦，等．2 栋混合结构楼房纵向延 时定向倾倒爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 2 8 7 - 8 9 ． [ 4 ] X I EX i a n - q i ，W A N GH o n g g a n g ，L I UC h a n g b a n g ，e ta 1 ． D e m o l i t i o no ft w ob r i c k - c o n c r e t eb u i l d i n g sb yl o n g i t u d i n a l d e l a ya n dd 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 l ，2 8 2 8 7 - 8 9 ． i nC h i n e s e [ 5 ] 高文乐，王晨，孙文进，等．联体筒形圆仓爆破拆除 的触地振动分析研究[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 2 2 5 - 2 8 ． [ 5 ] G A Ow j n l e ，W A N GC h e n ，S U NW e n - j i n ，e ta 1 ．T o u c h d o w n v i b r a t i o na n a l y s i sr e s e a r c hO i le x p l o s i v ed e m o l i t i o no fC O i l j o i n e dc y l i n d r i c a ls i l o [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 2 2 5 璐． i I I C h i n e s e [ 6 ]马洪涛。孟祥栋，毕卫国．复杂环境下异形框架楼的爆 破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 l ，2 8 3 6 6 - 7 0 ． [ 6 ] M AH o n g t a o ，M E N GX i a n g - d o n g ，B IW e i - g u o ．E x p l o s i v e d e m o l i t i o no fs i n g u l a rf r a m eb u i l d i n gi n c o m p l e x u r - r o u n d i n g [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1l ，2 8 3 6 6 - 7 0 ． i nC h i n e s e 万方数据