建筑物细部定向爆破拆除技术浅析.pdf

第2 7 卷第3 期 爆破 V 0 1 ．2 7N o ．3 2 0 1 0 年9 月 B L A S T I N G S e p ．2 0 1 0 ●■●■●一II 一 I ●●●● 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 3 ．0 1 5 建筑物细部定向爆破拆除技术浅析 胡浩川1 ，池恩安1 , 2 ，乐松1 I ．贵州新联爆破工程有限公司，贵阳5 5 0 0 0 2 ；2 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 摘要在建筑物拆除爆破工程中，常常采用爆破切口的前后高差、不同区域延期起爆等技术措施确保建 筑物整体定向倒塌，但是当后排立柱离保护物很近或是单排 棵 立柱定向爆破时对定向的精度要求更高， 这时还必须在重点部位立柱内再次采用细部定向爆破拆除技术，即只进行局部爆破以形成定向铰支，并预开 隔离缝，严格控制立柱在爆破后产生后坐危害，通过工程实践，爆破效果很好，其施工技术和参数选取可供同 类工程借鉴。 关键词爆破拆除；细部定向；建筑物；单排立柱 中图分类号n J 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 3 0 0 5 4 0 4 。 B r i e f l yA n a l y s i so fD 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 no fB u i l d i n gD e t a i l H UH a o c h u a n l ，C H IE n a n , 1 ”，Y U ES o n 9 1 1 ．G u i z h o uX i n l i a nB 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 ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a ； 2 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g ，W u h a nU n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t I nt h ee x p l o s i v ed e m o l i t i o no fb u i l d i n g s ，t h ed i f f e r e n c eo fb l a s tc u tb e f o r ea n da f t e rb l a s t i n ga n dt h e d e l a yb e t w e e nd i f f e r e n tr e g i o n sa n do t h e rt e c h n i c a lm e a s u r e s8 r eu s e dt oe n s u r et h eo v e r a l ld i r e c t i o nc o l l a p s eo ft h e b u i l d i n g ，b u tw h e nt h e 弛a rc o l u m ni sv e r yc l o s e dt ot h ep r o t e c t e do b j e c t so rt h eo r i e n t a t i o no fb l a s ts i n g l e - r o w s i n g l e c o l u m n 眦h i g h l yr e q u i r e d ，t h e nt h ed 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 nt e c h n i q u em u s ta l s ob eu s e di nk e yp o s i - f i o n so ft h ec o l u m n ，a n ds t r i c t l yc o n t r o l l i n gt h eb a c k e o l l a p s eo ft h ec o l u m na f t e rb l a s t i n g ．T h r o u g he n g i n e e r i n gp r a e - t i c e ，t h eb l a s tr e s u l t sc a np r o v i d et h er e f e r e n c ef o rs i m i l a rp r o j e e t s ． K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；m i c r o ．o r i e n t a t i o n ；b u i l d i n g s ；s i n g l e ．1 0 Wc o l u m n ； 0 引言 在拆除爆破工程中，一般讲的定向爆破主要是 针对多排立柱、多面墙体的建筑物和高耸构筑物 如烟囱、水塔等 而言的，拆除体在地面的垂直投 影面积越大，其稳定性越好，倒塌定向的难度就越 小，但是在有的时候，由于周围环境、拆除体的结构 特点等因素为了达到安全拆除目的还要在钢筋混凝 土建筑物的局部立柱内采用细部定向爆破拆除 收稿日期2 0 1 0 0 l 一2 7 作者简介胡浩川 1 9 7 2 一 ，男．贵州新联爆破工程有限公司工程 师，主要从事爆破技术工作，E - m a i l c h i 8 8 8 8 s i n s ．c o m 。 技术。 1 采用该技术的工程情况 采用细部定向爆破拆除技术主要应用于以下2 种情况。 1 ．1 因复杂的周围环境而要求 只要待拆建筑物周围的场地满足要求，一般都 采用定向倒塌爆破技术方案，其优点一是可以减少 钻孔、装药和防护工作量，节省施工时间，降低施工 成本；二是构件间因相互碰撞、挤压的机率增加，解 体充分，爆堆高度较低，有利于后续的清渣工作。对 于钢筋混凝土结构建筑物，实现定向倒塌的技术措 万方数据 第2 7 卷第3 期胡浩川，池恩安，乐松建筑物细部定向爆破拆除技术浅析 5 5 施一是通过三角形或梯形的爆破切口来控制；二是 通过对爆破切口内前后部分的起爆延时来控制；三 是2 种控制技术同时采用。拆除爆破技术通过这么 多年的发展，整体定向倒塌的控制技术已经很成熟， 但是在爆破后常常发现后排立柱后坐现象明显，如 果后排立柱的附近没有建 构 筑物、地下管道，这 种后坐是允许的，但是如果有需要保护的建 构 筑 物、地下管道，这种后坐一旦发生则将造成危害，说 明局部定向控制失败。 对于多排立柱的钢筋混凝土结构建筑物的后坐 机理是当爆破拆除前、中排立柱后，爆破切E l 上建 筑重心总是企图沿重力线以最短距离落地，若倾倒 力矩大于后柱上端铰的抵抗力矩，并后推迫使后立 柱上端铰后移，则形成机构后坐【l ’。为控制后坐， 传统技术一般是对后排立柱主要采用松动爆破方 式，一般选择在底层立柱布2 3 个孔 图1 所示 或提高炮孔位置 见图2 所示 ，这2 种方式中由于 具有抗压能力的混凝土结构已完全遭到了破坏，失 去承载能力，在建筑物失稳并向下倾斜时后排立柱 受到从垂直一斜向压应力，而这时后排立柱因混凝 土已被破坏而基本失去了约束条件，建筑物必然会 有后坐趋势，建筑物的质量越大，后坐现象就越明 显，危害性就越大。为了控制钢筋混凝土结构建筑 物在爆破时产生后坐，在确保框架倾倒撞地坍塌或 翻转倒地的前提下。采取降低切口前沿高度，以及延 长逐跨断裂梁对应柱间的起爆时差，延长后排立柱 的起爆时间等措施时还应对后排立柱采用细部定向 爆破拆除技术忙引。 倒塌 ／ 炮孔 萎锄笺锄暂炸高 图I 梯形爆破缺口后排立柱布孔示意图 1 ．2 因拆除体的结构特点而要求 拆除爆破的目的首先是要满足业主方的具体技 术和安全要求，在一些项目中业主方常常只要求拆 除1 排立柱一种情况是城市道路的拓宽施工，业主 方要求对原道路周边的建筑物只进行部分拆除；另 一种情况是有的工厂由于生产需求、技术发展的需 要，要对原来的工业厂房进行局部技术改造，这时也 会只拆除部分建筑物。这2 种部分拆除的情况常常 就会是只拆除l 排立柱。再一种情况是先放设备后 建厂房的建筑物爆破拆除时，业主需回收完整设备， 为方便设备的拆卸、吊装、转运，业主要求爆破拆除 l 排 I 面 立柱。众所周知，2 排以上的建筑物爆破 拆除时容易定向，但单排立柱时定向困难，朝前、后 倒塌的概率都很大【3 圳，为满足工程要求，也应对单 排立柱采用细部定向爆破拆除技术。 倒 ， 炮孔 ／ 季锄髟形 妻 炸高 图2V 型爆破缺口后排立柱布孔示意图 2 细部定向爆破拆除技术原理 即把单根立柱看成是一爆体，根据重心偏移失 稳原理，在单根立柱内实现细部定向倒塌技术。当 然，2 种情况的立柱失稳的条件是不一样的，对于 “1 ．1 ”情况，由于存在大定向爆破缺口，其它已失稳 的板、梁对后排立柱还有很强的牵引效应，它的重心 偏移并失稳主要靠外部应力作用，因此后排单根立 柱内的爆破缺口可以取小点，而“1 ．2 ”情况中因为 是单排立柱，其重心偏移并失稳完全靠自身内部爆 破缺口形成后而形成偏心距，保留部分起到铰支作 用，因此爆破缺口应超过柱宽的1 ／2 。 3 实现细部定向爆破技术的施工措施 对于需要采用细部定向爆破拆除技术的工程， 首先必须对立柱周围的环境情况 与保护体的相对 位置、保护体的安全等级 、立柱的结构和几何尺寸 以及有无裂缝、破损情况作仔细了解。对“1 ．1 ”情 况，一般后排立柱爆破缺口宽度为柱宽的2 ／5 即可， 留下3 ／5 不爆破作为支撑体起到控制后坐的作用， 见图3 所示，如果爆体的整体质量大，则后排立柱的 爆破缺口还可取小到立柱宽度的3 ／1 0 。对于“1 ．2 ” 情况，完全依靠自身爆破后形成的缺口而使重心发 生偏移，因此缺口大于立柱宽度的1 ／2 ，一般取3 ／5 5 ／7 较为合适。同时，为了降低安全风险，保证定向 的准确性，可在倒塌方向用数量不等的钢丝绳作定向 牵引。对于2 种情况，为确保支撑体不受爆破，应预 万方数据 2 0 1 0 年9 月 确 周 万方数据 第2 7 卷第3 期胡浩川，池恩安，乐松建筑物细部定向爆破拆除技术浅析 5 7 上接第4 0 页 8 效益分析 以块度控制和降低粉矿为目的的多种规格石料 开采爆破工法，解决了多种规格块石生产的难题，减 少二次破碎工作量，有效地降低粉矿含量，节约了资 源，降低了综合成本。推动我国工程爆破技术创新发 展。在铁炉港采石场二期工程中，应用多种规格石 料开采爆破工法，安全保质完成了5 5 0 万m 3 合格级 配块石的爆破开采工程任务，由于采用该工法，开采 成本比传统工艺方法节约了2 ．5 0 元／m 3 ，该工法创 造了显著的经济和社会效益。 9 应用实例 1 三亚铁炉港采石场二期工程，工程的主要任 务是进行多种级配块石的深孔台阶爆破开采。该采 石场开采的是花岗岩块石，地质条件复杂，节理、裂 隙、风化沟、破碎带十分发育、裂隙水丰富；工程场地 狭小，东西长仅4 0 0m ，高差1 8 0m ，工程施工难度很 大。2 0 0 3 年6 月2 2 日2 0 0 4 年1 1 月2 8 日应用多 种规格石料开采爆破工法，完成了5 5 0 万m 3 合格级 配块石的爆破开采工程，工程质量符合合同及规范 要求，整个施工过程安全环保。由于采用该工法，开 采成本比传统工艺方法节约了2 ．5 0T t ．, ／m 3 ，该项工 程比合同工期提前2 0d 完成，有力地保障了国家重 点工程建设。 2 北方大红山特大型采石工程，山形比较平 缓，高差6 0m ，场地规模大，地质条件相当复杂，工 程要求的爆破级配近乎苛刻，爆破开采难度非常大。 2 0 0 8 年1 2 月2 0 0 9 年7 月应用多种规格石料开采 爆破工法，完成了19 7 8 万m 3 合格级配规格石料开 采工程，工程质量符合合同及规范要求，整个施工过 程安全环保。由于采用该工法，施工效率和级配块 石产出率都有了显著提高，创造了日最大生产合格 级配石料2 0 万m 3 ，整个工程综合开采成本比传统 工艺方法节约了49 4 5 万元，实际工期比合同工期 提前了4 5d ，创造了显著的经济效益和社会效益，有 力地保障了国家重点工程建设。 1 0 结论 1 多种规格石料开采爆破工法比传统的台阶爆 破方法的施工效率和级配块石产出率都有显著提高。 2 多种规格石料开采爆破工法可以缩短工期， 节约综合成本。 3 在目前自然资源紧缺的形势下，多种规格石 料开采爆破工法具有广泛的推广应用前景。 参考文献 [ 1 ] 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 3 ． [ 2 ] 周洪文，李波文．温州泽雅水库堆石坝料的组合爆破 实践[ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 2 4 2 4 4 ， [ 3 ] 吴亮，位敏，钟冬望，等．空气间隔装药爆破动态 应力场特性研究[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 4 1 7 - 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