复杂环境下钢筋混凝土电梯间控制爆破拆除.pdf

第2 9 卷第i 期 2 0 1 2 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 9N o ．1 M 盯．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 1 ．0 2 0 复杂环境下钢筋混凝土电梯间控制爆破拆除水 汪海波，宗琦，傅菊根，徐颖 安徽理工大学土木建筑学院，淮南2 3 2 0 0 1 摘要根据待拆除钢筋混凝土电梯问的结构特性和周围环境，设计采用电梯间与楼房预处理分离、对墙 体分块切割、毫秒多段延期起爆、电梯问两面墙体整体下向塌落的爆破总体技术方案。精心进行爆破参数和 爆破网路设计、安全防护设计等。密集炮眼、单孔微量装药、严密多层设防，并严格管理、精确施工。拆除爆破 达到了预期的理想效果，混凝土碎块倒塌范围较小，基本在电梯间附近，无碎块飞出。对周围建筑和设施未 造成任何影响。 关键词钢筋混凝土；电梯间；控制爆破；爆破参数；预处理 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 1 0 0 7 7 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 f ．R e i n f o r c e dC o n c r e t e E l e v a t o rH o i s t w a yi nC o m p l e xE n v i r o n m e n t ‘ ’ W A N GH a i b o ，Z O N GQ i ，F UJ u g e n ，X Uy i 增 S c h o o lo fC i v i lE n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t u r e ，A n h u iU n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，H u a i n a n ，2 3 2 0 0 1C h i n a A b s t r a c t A c c o r d i n gt ot h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n ds u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n to ft h ed e m o l i s h e dr e i 商o r e e d c o n c r e t ee l e v a t o rh o i s t w a y ，t h ew h o l et e c h n i q u e ∞h e m eo ft h ee l e v a t o rh o i s t w a ya n db u i l d i n gw e r ep r e t r e a t e dt oc u t a n ds e p a r a t e ，w i t hm u l t i p l em i l l i s e c o n dd e l a yf n i n g ，a n dt w ow a l l so fe l e v a t o rh o i s t w a yc o l l a p s i n gw i t hs l i s h f l yt o p p l e w a sa d o p t e d ．E l a b o r a t ed e s i g no fb l a s tp a r a m e t e r sa n dn e t w o r l 【，s a f e t yp r o t e c t i o nd e s i g n ，w i t hd e n s eb l a s t h o l e ，s m a l l c h a r g ea m o u n to fe a c hh o l ea n dr i g o r o u sm u l t i l a y e rp r e v e n t i o n ，a n ds t r i c t l ym a n a g e m e n t ，p r e c i s ec o n s t r u c t i o nw e r e u s e dt ot a k et h ee x p e c t e di d e a le f f e c to fc o n c r e t ep i e c e sc o l l a p s e di ns m a l lr a n g en e 盯t h ee l e v a t o r s ．n of r a g m e n t sf l y i n go u t ．A n dn o ti n f l u e n c i n gt h es u r r o u n d i n gb u i l d i n g sa n df a c i l i t i e s ． K e yw o r d s r e i 商o r e e dc o n c r e t e ；e l e v a t o rh o i s t w a y ；c o n t r o l l e db l a s t i n g ；b l a s tp a r a m e t e r ；p r e t r e a t m e n t 淮南袁庄商场为扩大经营规模，在现有商场后 院内增建l 栋商用楼。为使建成后的商用楼并人原 商场，即形成一个整体，原商场电梯间必须拆除。因 电梯间高达1 8 ．5m ，钢筋混凝土结构，人工无法拆 除，再者，新建部分已施工至第2 层，拆除机械也已 无法进入，经论证确定采用控制爆破技术拆除。 收稿日期2 0 1 l 一0 9 2 6 作者简介汪海波 1 9 8 3 一 ，男。博士生，从事土木工程方面的理论 和成用研究． E m a i l q z o n g a u s t ．e d u ．c , n 。 基金项目安徽省高校科技创新团队资助项目 T D 2 0 0 7 0 5 1工程概况 1 ．1 周围环境 淮南袁庄商场为框架结构单面楼房，主体4 层， 楼梯和电梯间处5 层，高1 8 ．5I n ，商场的西面和北 面紧邻繁华的商业街，南边为新建商用楼房，且已施 工至第2 层，待拆除的电梯间位置如图1 所示，北 面、西面和商场主楼相连，东面距离商场的外墙只有 3m ，再东边1 8m 处为1 栋6 层居民住宅楼，南面距 新建楼房8I n ，爆破环境十分复杂。 万方数据 7 8 爆破 2 0 1 2 年3 月 1 ．2 结构特点 电梯间位于商场背面转角处，四面为钢筋混凝 土剪力墙结构，与楼房连为一体，断面尺寸3 ．2m 3 ．0m ，基本呈方形，如图2 所示。南面和东面墙体 要破除，厚度2 2 0m m ，内网格状布置1 2m m 的钢 筋，间排距2 0 0m m 2 0 0m m 。在两面墙的直转角处 设有一立柱，断面2 5 0m m 2 5 0m m ，内布置4 根 咖1 8 的竖向钢筋，与墙体钢筋连接一起。电梯问最顶 部为现浇钢筋混凝土顶盖板，结构与墙体相同。电梯 间内设施均已拆除，通向商场内的门也已被拆除。 图1 周围环境示意图 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 s u n i t m ．图2 待拆墙体与楼房主体关系示意图 单位m F i g ．2R e l a t i o n s h i pb e t W ∞r lw a l la n dm a i nb u i l d i n g u n i t m 2 爆破方案及预处理 2 ．1 爆破总体方案 根据待拆除钢筋混凝土电梯间的结构特性和周 围环境以及我们长期的工程实践经验，采用如下总 体设计方案【l 引 1 设计采用电梯间与楼房预处理分离、对墙 体分块切割、毫秒多段延期起爆、电梯间整体下向塌 落的爆破总体技术方案。精心进行爆破参数和爆破 网路设计、安全防护设计等，并严格施工。 2 对电梯间顶盖、墙体与主楼结构连接处进 行密集炮眼爆破并人工预处理，使电梯间与商场蔓 楼分离。 3 每面墙体均分块爆破切割，使结构分块肢 解，既缩小了倒塌范围、也减少后期二次破碎工作鲢。 4 两面墙体均采用自上而下多段毫秒微差延 期爆破技术，对应位置南面墙体的炮眼装药先于东 面墙体起爆。 ． 5 底部较大切口，彻底破坏电梯间的下部结 构，实现结构向下坍塌。 6 密集布眼，微量装药，严格控制同段起爆药量。 7 严密设防，多种防护材料多层防护，严防冲 击波和飞石危害。 8 爆破前，在墙体东面和南面搭钢管脚手架， 一是钻眼施工需要，二是可以在脚手架绑扎防护材 料，加强防护。 ， 9 所有炮眼在预处理之前全部钻出。 2 ．2 预处理 1 电梯间楼盖采用放小炮加风镐人工处理， 炮孔按梅花形布置，每次起爆3 排8 个炮孔，切割范 围约6 0 0m m 6 0 0m m ，成块状，配以风镐、大锤剥 离混凝土，待楼盖混凝土全部破碎后，一次割断楼盖 所有钢筋，端部的2 根主钢筋待整体爆破起爆前再 割断，以防施工中电梯间意外倒塌。 2 同样采用放小炮加风镐人工处理的方法将 电梯间2 面墙体与楼房保留部分分离，2 排炮孔布 置成三角形，如图3 所示，炮眼间排距1 8 0m m 施工 控制在1 5 0 2 0 0r a m ，割断钢筋。 3 在2 面墙体的下部各爆破开设1 个窗口， 窗口内纵横钢筋全部割断，同时兼作试炮。具体是 单面起爆8 个炮孑L 3 排，中间排2 个孔，上下排3 个 孔 ，炮眼间距2 0 0 啪，梅花三角形布孑L 。窗口宽度 中心与墙体中心重合，2 面墙的窗口在高度上错开， 南面墙最下排炮眼距地面O ．4m ，东面墙最下排炮 眼距地面0 ．8m 。 4 墙体分离预处理爆破顺序自上而下，多次 分段分片小药量爆破。墙体分离时每爆破一段，混 凝土块落人电梯间内，然后进行下一次爆破作业，割 断墙体内大部分钢筋，高度方向每隔3m 保留4 根 钢筋以防止分离后墙体突然失稳，危及人身安全和 万方数据 第2 9 卷第l 期汪海波，宗琦，傅菊根，等复杂环境下钢筋混凝土电梯间控制爆破拆除 7 9 倒塌失控，同样待整体爆破前再割断。 3 爆破参数设计 3 ．1 炮孔布置 1 炮眼深度 炮眼深度由式L 0 ．6 0 ．7 占计算确定，对 于立柱L 1 5 0 ～1 7 5m m ；对于墙体和楼顶盖 L 1 3 2 ～1 5 4r a i n ；设计均取1 5 0m m 。 2 炮眼布置 每面墙体沿宽度方向分成3 块，每块宽度0 ．8 1 ．0m m 左右，沿高度方向自上往下依次为5 块 1 ．5m 、9 块1 ．0m 、1 块2 ．0m ，共1 5 块。沿横竖切割 线三角形布置2 排炮眼，因柱断面尺寸 2 5 0t o n i 2 5 0m n l 较小，只布置单排炮眼，柱和墙同间距布置。 炮眼间距a 2 0 0m m ；炮眼排距b 2 0 0n l n l 。为确 保整个电梯问完全坍塌，设计最下段2 ．0r n 高混凝土 要全部爆破破碎，即最下段2 ．0m 范围内墙体以间距 2 0 0I i l l l lX 2 0 0m m 全部钻孔、装药、爆破。图4 为南面 墙体炮眼布置示意图，东面墙类似布置。 图3 预分离炮眼布置示意图 单位．m m F i g ．3 H o l el a y o u to fp r e s e p a r a t i o n u n i t n u n lI 图4 南面墙炮眼布置示意图 单位m F i g ．4 H o l el a y o u to fs o u t hw a l l u n i t m 3 ．2 装药参数 采用2 号岩石乳化炸药，药卷直径3 2n l l n 。按 体积药量公式计算单个炮眼装药量Q 。即Q q V ， 墙体Q q a l 塔，柱体Q q a B 8 。式中q 为单位炸药 消耗量，g ／m 3 ；V 为该炮眼承担的破碎体积，m 3 ；a ，b 为炮眼间排距，m ；B 为柱体断面的宽度，m ；艿为墙 体和柱体在钻孔方向上的厚度，m 。 钢筋混凝土结构，取q 2 0 0 0g ／m 3 。计算并经局 部试炮后，墙体和柱体的单眼实际装药时均取2 5g 。 3 ．3 爆破网路设计 为了保证钢筋混凝土墙体充分解体塌落，同时 也为了降低爆破振动、空气冲击波、爆破飞石等有害 效应，专门定做了相邻段间间隔时间均为5 0m s 的 毫秒延期非电雷管，共8 个段别。 沿高度方向每2 块使用同段雷管。具体是南 面墙自上而下使用1 7 段雷管，东面墙滞后南面墙 体1 段，即自上而下使用2 ～8 段雷管。 大把抓捆扎，1 5 ～2 0 发为1 束，2 发2 段长脚线 非电雷管引出，四通双回路闭合网路，2 路网路间交 叉连接，底部集中电雷管捆扎起爆。 4 主要安全防护措施 由于爆破地点位于商业区和居民区，爆破飞石 和冲击波必须严格防范。主要采取了以下安全技术 措施‘4 引 1 严格控制单孔装药量，分散装药，炮孔用炮 泥填满、封堵密实。 2 紧贴墙体和柱体对所有钻孔部位采用多层 草袋、双层竹篱笆覆盖。 3 脚手架高度超出楼房1 ．5m 左右，在脚手 架内侧同样设草袋、竹篱笆和橡胶皮带等防护材料， 并用粗铁丝扎紧，多层遮挡。 4 为防止飞石和减少粉尘进入商场，在电梯 间门洞处砌筑2 4c m 厚度的砖墙，将门洞封堵严实。 5 在商场进出口显著位置和居民楼楼梯口张 贴爆破安民告示，提示顾客和居民爆破时间和注意 事项。 6 警戒距离1 0 0m ，爆破时商场暂停营业，警 戒线内的所有人员撤离至安全地点。 5 爆破效果 起爆后，电梯间墙体向下坍塌，因有脚手架遮 挡，混凝土碎块倒塌范围较小，基本在脚手架以内的 电梯间附近，少量混凝土碎块散落在脚手架外，钢筋 折弯，落地后的混凝土块大小在0 ．8 一1 ．2m ，不规 则堆积，高度6 ．0m 左右，随后割断钢筋，清理碎渣。 因爆破方案、爆破参数设计合理，安全防护措施完 善．商场、新建楼房和周围建筑物未造成任何影响， 爆破达到了预期的效果，经安全检查撤除警戒后，商 场即正常营业。 万方数据 爆破2 0 1 2 年3 月 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 7 4 - 7 7 ． W A N GX u g u a n g ，Y UY a l u n ．T h e o r e t i c a la n de a r l es t u d y o fd e m o l i s h m e n tb l a s t i n g [ M ] ．B e i j i n g C h i n aC o m m u n i c a - t i o n sP r e s s ，2 0 0 8 7 4 - 7 7 ． i nC h i n e s e 刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金 工业出版社，2 0 0 7 ． L I UD i a n z h o n g ，Y A N GS h i c h u n ．A p p l i c a t i o nm a n u a lo f e n g i n e e r i n gb l a s t i n g [ M ] ．B e i j i n g C h i n aM e t a l l u r g i c a lI n - d u s t r yP r e s s ，2 0 0 7 ． i nC h i n e s e 汪旭光，于亚伦，刘殿中．爆破安全规程实施手册 [ M ] ．北京人民交通出版社，2 0 0 4 8 8 9 1 ． W A N GX u g u a n g ，Y UY a - l u n ，L I UD i a n - z h o n g ．A p p l i c a t i o n m a n u a lo fs a f e t yr e g u l a t i o n sf o rb l a s t i n g [ M ] ．B e i j i n g C h i n a C o n m m n i c a t i o n sP r e s s ，2 1 3 0 4 8 8 9 1 ． i nC h i n e s e 宗琦，吕渊．钢筋混凝土框架结构物定向爆破拆 除[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 3 5 2 - 5 4 ． Z O N GQ i ，L VY u a n ．D e m o l i t i o no far e i n f o r c e dc o n c r e t e f r a m es t r u c t u r e b y d 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 0 7 ，2 4 3 5 2 - 5 4 ． i nC h i n e s e 刘贵清，陈华腾，谭胜禹，等．控制爆破拆除楼房的若 干要素[ J ] ．爆破，2 0 0 6 ，2 3 1 5 9 6 3 ． L I UG u i q i n g ，C H E NH u a - t e n g 。T A NS h e n g - y u ，e la 1 ．S o m e e s s e m i a l so fc o n t r o l l e db l a s t i n gd e m o l i t i o nf o rb u i l d i n g s [ J ] ． B l a s t i n g ，2 0 0 6 ，2 3 1 5 9 6 ．3 ． i nC h i n e s e 宗琦．城市拆除控制爆破中的飞石控制[ J ] ．辽宁工 程技术大学学报，2 0 0 2 ，2 1 5 5 9 8 - 6 0 1 ． Z O N GQ i ．E f f e c t i v et e c h n i q u eo fc o n t r o l l i n gf l y - r o c ki n d e m o l i t i o nb l a s t i n gi nc i t y [ J ] ．J o u r n a lo fL i a o n i n gT e c h - n i c a lU n i v e r s i t y ，2 0 0 2 ，2 1 5 5 9 8 6 0 1 ． i nC h i n e s e 刘军，秦根杰．某桥梁爆破拆除及预处理措施[ J ] ． 爆破，2 0 0 8 ，2 5 4 7 3 - 7 6 ． L I UJ u n ．Q I NG e n - j i e ．D e m o l i t i o n0 fab r i d g eb yc o n t r o l l e d b l a s t i n ga n dt h ee f f e c to fp r e c u t t i n gm e a s u r e [ J ] ．B l a s t i n g ， 2 0 0 8 ．2 5 4 7 3 ．7 6 ． i nC h i n e s e 高旭．拆除爆破飞散物防护工程实例研究[ J ] ．工程 爆破，2 0 0 9 ，1 5 4 7 4 - 7 7 ． G A OX u ．C a s es t u d yo nf l y i n gd e b r i sp r o t e c t i o ni n ‘b l 幽- r i n gd e m o l i 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 9 ，1 5 4 7 4 - 7 7 ． i nC h i n e s e 上接第5 3 页 4 结语 根据风化边坡岩体条件及开挖特点，确定了合 理的施工方案和爆破参数。结合路堑高边坡开挖， 进行了爆破振动衰减规律的现场测试，分析得出了 适合该区域的爆破振动速度传播规律的经验公式， 依据该经验公式给出了一次起爆最大单段药量的计 算公式及爆破振动控制标准。为检验参数的合理 性，结合现场爆破试验，利用数字式全景钻孔摄像系 统对开挖结果进行了评价。试验研究表明，采用顺 序微差松动控制爆破，能够满足中深孔爆破施工对 爆破振动、边坡稳定性和岩体损伤的控制要求，而且 边坡坡面成型效果较好。为规范各标段爆破施工操 作，保证施工安全，改善爆破施工效果，提高施工效 率发挥了积极的作用，试验成果为其他类似工程提 供了参考。 [ 2 ] [ 2 ] 参考文献 R e f e r e n c e s 顾毅成．爆破工程施工与安全[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． 陈清运，刘美山，王香杰，等．锦屏一级水电站边坡开 挖爆破动力稳定性研究[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 1 3 5 - 3 9 ． C H E NQ i n g - y u n ，L I UM e i - s h a h ，W A N GX i a n g - j i e ，e ta 1 ． S t u d yo nd y n a m i c a ls t a b i l i t y0 fs l o p ee x c a v a t i o nb l a s t i n g a t J i n p i n gO n e s t a g eH y d r o p o w e rS t a t i o n [ J ] ．B l a s t i n g 2 0 1 1 ，2 8 1 3 5 3 9 ． i nC h i n e s e 汪旭光，于亚伦，刘殿中．爆破安全规程实施手册 [ M ] ．北京人民交通出版社，2 0 0 4 ． 赵维清，刘殿中．城区台阶爆破工程的飞石控制[ J ] ． 工程爆破，2 0 0 4 ，1 0 2 6 3 - 6 5 ． Z H A OW e i - q i n g ．L I UD i a n z h o n g ．C o n t r o lo ff l y i n gr o c k s i nb e n c hb l a s t i n gi nt h ec i t yp r o p e r [ J ] ．E n g i n e e r i n gB i a s t i n g2 0 0 4 ，l O 2 6 3 - 6 5 ． i nC h i n e s e 宋光明，史秀志，陈寿如．露天矿边坡爆破振动破坏判 据新方法及其应用[ J ] ．中南工业大学学报，2 0 0 1 ， 3 1 6 4 8 5 - 4 8 8 ． S O N GG u a n g - m i n g ，S i l lX i u ．z h i ，C H E NS h o u1 3 1 ．N e wm e t h - 0 df o rd e t e r m i n i n gb l a s t i n gv i b r a t i o nd a n l a g ec r i t e r i o no n o p e n - p i ts l o p ea n di t sa p p l i c a t i o n [ J ] ．J o u r n a l o fC e n t r a l S o u t hU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，2 0 0 1 ，3 1 6 4 8 5 - 4 8 8 ． i n C h i n e s e 朱传云，卢文波，董振华．岩质边坡爆破振动安全判据 综述[ J ] ．爆破，1 9 9 7 ，1 4 4 1 3 1 7 ． 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范 D L ／T 5 3 8 9 - - 2 0 0 7 [ S ] ．北京中国电力出版社，2 0 0 7 ． 楼晓明，赖红源，唐小军．紫金山金铜矿靠帮高陡边坡 爆破减震研究[ J ] ，爆破，2 0 1 1 ，2 8 2 5 6 - 5 9 ． L O UX i a o r u i n g ，L A IH o n g - y u a n ，T A N GX i a o - j u n ．S t u d y o nb l a s t i n gv i b r a t i o na b s o r b i n go fh i g hr o c ke n d - s l o p ei n Z i j i n s h a nG o l d c o p p e rM i n e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 1 ，2 8 2 5 6 - 5 9 ． i nC h i n e s e 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J ∞ 陋 № ∞ 口 口 哆 喁 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J l ． n 心 心 口 口 I - H 1{1J 1 J 1 J 1●-1J 1 J 口 H M 陋 b № “ 随 竺J 万方数据