电厂大型厂房大解体式爆破拆除.pdf

第2 1 卷第3 期 2 0 0 4 年9 胃 爆破 V o I2 lN o3 B L A S T I N GS e p2 0 0 4 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 4 1 0 3 0 0 4 5 一0 4 电厂大型厂房大解体式爆破拆除 张英才 焦作工学院工程爆破公司。河南焦作4 5 4 0 0 0 摘要焦作电厂老厂主厂房蛄构复杂，相邻构筑物多，拆除工期紧。决定采用大解体控制爆破拆除技术 进行拆除。主体拆除前，先时一些蛄构进行了预拆除。采用非电加强鼠向多回路网格式爆破网路，一次起爆 了1 ．5 万个药包和6 8 6 h 炸药，成功地爆破拆除了3 万多m 2 主厂房。爆破后解体充分，爆破震动小，爆堆 高度l ～3m ，为后期的清适提供了良好的条件。 关键词工业厂房；拆除爆破；预拆除；爆破网路 中图分类号T U7 4 65文献标识码A D e m o l i t i o no faL a r g e - s c a l eW o r k s h o pi naP o w e rP l a n t b yM a c r oD i s j o i n tB l a s t i n g z H A N GY 妇g c a i E n g i n e e r i n gB l a s t i n gC 0 ，J i a o z u 。I n s t i t u t eo fT e c h n 0 1 0 9 y ，J i a o z u o4 5 4 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t D u et ot h ec o m p l e 【s t r u c t u r e ，n ∞rs t r u c t u r e sa n ds h o r td e m o h t i o nt i m er e q u i r e d 。am a c r od i 匈o i n t b l a s t i n gi sa d o p t e d ．s o m es t r u c t u r e sa r ep r e _ d e m o I b h e dAb 1 8 s t i n gc i r c u “w i t hn o n e k c t r l cb id i r e c t i o n a lm u l t i l o o p g d di sa d 印t e dt oo n c 争t } l r 。u g h b h s t1 5t h o u s a n d ∞n r i d g e sa n d 6 8 6k gb l a s t i n gp o w d e r ，a3 1 0 4m 2w o r k s h o pi 8 s u c c e s s f u I l yd e m o l i s h e dw i t hb e i n gf u l l yd i 匈o i n t e d ，锄a Uv I b r a t i o na n dam u c k p i l eo f1 ～3m K e yw o r d s w o r b h o p ；d e 附I i t | o nb l ∞t i n g ；p r e d 廿1 1 0 l i t i o n ；b l a s t i n gc i r c u i t 1 工程概况 焦作电厂老厂主厂房长1 3 2m ，宽5 0m ，高3 0 m ，建筑面积3 万多m 2 ；附属建、构筑物有2 座分别 高6 0 m 和4 5 m 烟囱、六机六炉基础28 0 0 m 3 等。 主厂房东侧3 0m 为电厂职工医院，西侧1 5m 为氧 气和氮气仓库、3m 为厂供热管路，南侧5 0m 为居 民住宅，北7 8m 为电厂铁路及铁路轨道衡。周围 环境见图1 所示。 主厂房主要由煤仓问、锅炉问、管道间、汽机间、 配电间5 部分组成，最大跨度1 6m ，最小跨度5m ， 最高标高2 5 ．9 6m ，最低标高～30 0m 。主厂房为 钢筋框架结构，结构复杂，跨度大。高宽比小，爆破时 收稿日期2 0 0 4 0 5 1 8 ． 作者简介张英才 1 9 6 2 一 ，男；焦作焦作工学院工程爆破公司高 工． 重点保护的对象为轨道衡微机系统及职工医院内各 种仪器等。见图2 所示。 2 爆破方案 根据周围环境和建筑物的特点．并考虑到厂房 倒塌后清渣场地和推进方向。经过方案优化．采用了 整体向北定向倒塌的爆破方案。总体爆破方案为 第一步，主厂内0 ．0 0m 以上设备基础及与主厂房 相邻建构物爆破；第二步，主厂房钻爆；第三步，主厂 房施爆后的翻渣与垃圾快速清运第四步，0 ．0 0 m 以下地基开挖与钻爆。 为了降低爆破后的爆堆高度、减少厂房倒塌时 的冲击振动和确保主厂房的定向倒塌，在确保主体 稳定性的前提下，在主厂房主体爆破前，采用预先解 体的办法处理厂房内部基础、输煤漏斗、部分墙体和 横梁板等。其中采用水压爆破提前处理了4 个钢筋 万方数据 爆破2 0 0 4 年9 月 砼输煤漏斗，对除氧间等部位的横梁和板进行了预 先爆破解体，对输煤栈桥、过秤室等采用液压锤进行 预处理。 3 爆破设计 3 ．1 炮孔参数 厂房的钢筋砼承重立柱断面尺寸分别为5 0 0 m m 7 0 0 m m 。5 0 0 m m 8 0 0 m m 。5 0 0 m m 10 0 0 m m ，5 0 0 m m 1 1 0 0 m m ，6 0 0 m m 13 0 0 m m5 种， 考虑到立柱钢筋密度大，为使打眼方便，沿着短边打 眼，孔距口 1 ～1 ．2 “ ，炮眼深度L 12 w 。 原堆煤场 白并毒蠢舞E 兰兰兰j 图1 焦作电厂老厂主厂房周围环境平面图 单位n l m 3 ．2 缺口高度 考虑到锅炉问跨度大，r 列柱断面大，配筋多， 以r 列柱作为倾倒侧的列柱进行爆破高度计算。 考虑待爆厂房结构特殊 高跨比为0 ．4 2 ，为使厂房 顺利倒塌解体彻底，倾倒方向侧的爆破缺口最大高 度为 H ⋯ K K H 1 式中，K K 为跨高系数，取K K 2 ，H 为实际失稳的 爆破高度，接下式计算【lJ H K B H ⋯ 2 式中，B 为立柱截面的平均边长B 0 ．8m ，H m 为计算承重立柱的理论最小爆破高度。 根据失稳原理计算得到H 。、 1 ．7 2m ，K 为 经验系数，一般取1 ．5 ～2 ．O 。则H 3 ．7 8 ～5 ．4 m ，H ⋯ 7 ．5 6 ～1 0 ．8m ，实际取爆破缺口高度为9 m o 为使楼房失稳倒塌时形成较大的倾覆力矩，确 保厂房顺利倒塌，在保证倒塌方向最小爆破高度的 同时，使倾倒的反向立柱，即厂房最南侧A ．列墙爆 破形成铰链。铰链部位的最小爆破高度为 H 教 1 ．0 ～1 ．8 B ，实际取J 【，蚊 1 ．5 m ，即 取5 倍炮眼排距。各列柱的爆破高度实际取值确定 万方数据 第2 1 卷第3 期张英才 电厂大型厂房大解体式爆破拆除 如表1 。 不小于梁柱的最小边长，在此取2 倍炮眼深度，即 为保证解体充分，后期清运方便，尽量消除二次 0 ．6m 。单孔药量按照体积公式计算，并在施爆前 放炮，在每个梁柱交点处布置铰链炮眼，其爆破长度 在现场进行试爆，最后确定的单孔药量见表l 。 表l 主厂房爆破缺口高度和单孔药量 33 输煤漏斗的水压爆破 主厂房爆破之前采用水压爆破对4 个漏斗进行 预解体，要求不能破坏厂房的整体结构和稳定性，以 漏斗外壁松裂为原则，待主厂房倒塌时再使漏斗充 分解体，以减少二次破碎和降低爆堆高度。 由于漏斗形状不规则，为保证破碎效果，设计了 多药包布置方案，根据现有经验公式【2 _ 3o 计算得到 的半边漏斗药量为3 ～6k g ，考虑到在厂房内实施爆 破和解体程度要求，实取4 ．2k g 。每半个对称漏斗 内布置5 个药包，分两层布置，下部距下口1 ．5 m 布 置一个药包，重量lk g ，上层布置4 个药包，每个药 包重量O ．8 妇，距离上口2m ，上下层药包间距1 ．7 m ，每个药包采用2 发雷管并辅以导爆索串联同时 起爆，一次起爆一个漏斗。 爆破前，漏斗下口采用钢筋混凝土封口，注水高 度5m 。 3 ．4 爆破安全设计 以主厂房东南方向距主厂房最近的电厂职工医 院和厂房北电厂铁路专线轨道衡微机室为重点保护 对象进行安全设计与校验。对于职工医院中的血液 透析机、x 光机、心电图测试仪、轨道衡微机室内的 计算机控制系统等灵敏仪器，将质点振动速度控制 在1c m ／s 以下是安全的。 对于爆破引起的振动，利用爆破振动速度计算 公式进行计算【4J ，取K 1 2 5 ，a 1 ．5 7 ，爆破时电 厂职工医院及轨道衡微机室的爆破振动速度最大为 0 ．4 4c m ／s ，远小于允许的振动值。 厂房爆破倒塌落地瞬间，产生冲击震动效应。在 大面积拆除爆破或高耸建、构筑物的拆除爆破时。塌 落冲击振动效应一般大于爆破地震效应。因此它对 周围建筑物等造成的危害不容忽视。据中国科学院 力学研究所计算触地振速公式 V ⋯ 0 ．2 4 8 J 1 。／R 1 6 7 3 式中，j 为冲量，由能量守恒定律求得；R 为爆破体 重心距保护对象的距离，m 。 通过对各爆区施爆后厂房塌落触地时对电厂医 院及轨道衡微机室引起的冲击振动速度计算，厂房 爆区最大触地冲击振动速度V ⋯ 07 6 3c m ／s ，小 于允许的安全振动速度，但是大于爆破引起的振动 速度。 为了分析被保护对象的安全，在基础爆破时布 置2 条测线进行爆破振动测试，对K 、a 值进行回 归。在主厂房爆破时也采用了2 台测振仪对爆破和 冲击振动进行监测【5 ．6J 。 4 爆破网路 为了降低爆破所引起的地震波和主厂房坍塌时 触地所引起的冲击振动，其关键技术就是减少一次 起爆药量和坍塌量。针对本厂房是分三期建成，每 期之间结构相对独立。且三期工程爆破的工程量基 本相等，于是将主厂房从西向东划分3 个爆区，即第 三期工程为一爆区，第二期工程为二爆区，第一期工 程为三爆区，如图2 所示。这样可使爆区与爆区之 间相互影响小，减少了一次起爆药量，降低爆破危 害。考虑到目前国内爆破器材的生产种类、延期时 间与精度、药包制作与施工方便等因素，每个爆区设 计了5 响雷管，3 个爆区共计1 5 响雷管，第一爆区 为M s 一1 、M s 一7 、M s 一1 0 、M s 一1 3 、M s 。1 5 ，第二爆区为 M s 一1 6 、M s ．1 7 、M s 一1 8 、M s 一1 9 、M s 一2 0 ，第三爆区为 H s _ 6 、H s 一7 、H s 一8 、H s 一9 、H s ．1 0 ，总延期时间45s 。 如图3 。 爆破网路是爆破设计的关键部分之一。由于老 电厂离新电厂和高压输电线路及电视发射接收台均 较近，为了彻底消除杂电和感应电的影响，确保一万 余发雷管的安全可靠引爆，设计了非电加强双向多 回路网格式导爆管雷管爆破网路。该爆破网路的主 爆网路正向由2 发雷管传爆、反向由一发雷管传爆， 分区形成网路后，各分网路再连接成主网路，同时采 用多点激发起爆，确保了网路的安全准爆。采用了 1 0 个激发点，确保了网路的安全准爆，并减小了导 爆管的传爆时差。 万方数据 4 8 爆破2 0 0 4 年9 月 } 甲9 ‰p 9 Q9 甲瓣孵御甲四墓甲甲， ，。 1 JL J | JLI ‘ 1 1 l 响l f 竺 1 响 ●●tI l 晌 ▲ 6 晌 j 佣． - t 。响- 煤仓笆 - ’l 。； 锅炉间 j ．一．响f t7 响I 7 响▲ ．， 塑一．一。一一．一 一j ▲l3 响 ▲ ．．苎辈．唑墨里一 一． 甜 3 响 8 响8 响J 】4 啊 J 1 4 响’ 汽机房 “． ． ．．婀ft ，，． 一．，咛f ． h 一．- 一●一_ ．一一卜一●一- ．一一I 主控制l 楼I”- o 响．．t o 响tt1 5 响I l5 响 tl ● l lI 5 响 I 工 _ 一t j 日一q 多6 由666 b 6 6 6 ⑦ 、 的⑦0 0 ◇④ 图3 爆区示意图 5 爆破效果 2 0 0 0 年1 月4 日1 5 时随着一串炮响，布置了 1 ，5 万个药包，6 8 6k g 炸药的焦作电厂老厂房先北 后南分三区，自西向东依次倒塌，无飞石，爆破取得 圆满成功。主厂房完全按照设计要求倒塌，解体彻 底、充分，爆堆高度1 ～3m ；1 ．5 万个药包全部准爆； 距爆点1 5m 处实测的的最大爆破振动速度为 O ．9 7 1c m ／S ，最大冲击振动速度为0 ．6 6 5c m ／s ，电厂 职工医院处的质点振动速度为0 ．1 0 5c m ／s 。爆破 后周围建筑、设施及距爆点3m 粗的管路完好无 损。 6 主要结论 a ．根据主厂房的结构将相互独立的三期建筑 工程划分为3 个爆区是合理的，减小了单响起爆药 量和一次冲击落地质量，降低了爆破和冲击振动危 害 b ．采用非电加强双向多回路网格式导爆管爆 破网路，多点起爆，确保了1 ．5 万多个药包完全准 爆 c ．在主体爆破前对主厂房中的部分纵横梁在 不影响结构稳定性前提下进行爆破预处理．并在主 体爆破时尽量对上部粱柱进行松裂爆破，使厂房实 现了充分解体，降低了爆堆高度．提高了后期清运速 度，降低了成本； d ．实测的冲击振动速度小于爆破振动速度，这 与设计计算中的结果相反，这可能是由于在计算中 按整体冲击落地计算的原因，实际上爆破后由于结 构之间的互相联系，冲击落地不能按照刚体运动来 计算，但是按照公式【3 计算得到的冲击振动速度对 周围保护对象是安全的。 参考文献 [ 1 】张其中爆破安全法规标准选编[ s j 北京中国标准 出版社．1 9 9 31 0 1 ～1 0 3 ． 【2 ] 杨人光，史家育．建筑物爆破拆除【M ] ．北京中国建 筑工业出版杜．1 9 8 5 ． 陈华腾，钮强．拆除控制爆破技巧[ M ] ．沈阳辽宁 科学技术出版社，1 9 9 5 ． 周家汉．爆破拆除建筑物时震动安全距离的确定[ J ] ． 爆破，1 9 9 3 ， 拆除爆破专辑 4 2 ～4 5 ． 杨挂通．弹塑性力学【M ] 北京人民教育出版社， 1 9 8 05 4 ～5 5 ． 盂吉复，惠鸿斌．爆破剥试技术[ M ] ．北京冶金工业 出啦杜．1 9 9 0 腺德志，丁帮勤．4 3 ．5m 高厂房定向爆破拆除[ J ] ．爆 破，2 0 0 3 ．2 0 1 3 9 ～4 2 ． 刘笑合5 4 ．5m 高工业厂房的控制爆破拆除【J ] 爆 破．2 0 0 3 ，2 0 4 6 l ～6 3 ． 3 4 5 6 7 8 万方数据