组合结构体的控制爆破拆除.pdf

第 “卷第期 “ “ 年月 爆破 “ “ 4 ; C ，D E 9 ;F E G . “ “ 0 .，8 9 ; ） 3 / 5 9 7 /H ; C C C J 9 ; K ; , ; K C 9 , C , C ; I E , , I ; K ， ; I 9 , ’ ; II C E K 9 L , ， , G ’ G ’ ; KL , J C 9 3 9 G ’ ; KL N , M , ，G ’ ; K; J I M L ’ M ; J , ’ G I 3 9 P L C I , E ’ G ’ ; KJ , , C 9 I , E C E , ；, ; A C , ；I M G ’ ; K 收稿日期 “ “ - “ - “ 作者简介 卢方伟 （ Q 0 Q -） ， 男； 武汉 中国地质大学工程学院硕士研 究生6 工程概况 某炼钢厂因发展需要， 决定拆除7构筑物， 该 构筑物为组合结构体， 分为上下两部分， 占地面积 5 5 . R 5 / .M ， 总高度为 “M。结构体上部为钢 筋混凝土框架结构， 高2 2M， 自东向西有排钢筋 混凝土承重主柱， 每排5根， 截面 “ “M M R. “ “ M M。下部为钢筋混凝土现浇水池， 高. 2M， 水池 壁厚 2 “M M， 异常坚固。构筑物修建于 “世纪 0 “年代， 没有原始结构图， 经现场勘察， 水池壁内配 置二层 2 “M MR 2 “M M钢筋网， 钢筋直径为 “ M M。 构筑物东侧5M处为厂内运输铁道， 每 “M ; 有一趟列车通过， 西临已拆除建筑物， 北面M处 有一高 “M的待拆/ 变电所， 将在本构筑物拆除 后拆除， 其爆区环境平面布置如图所示。施工要 求爆破作业不能影响厂内铁路运输。 图爆破环境示意图 （单位 M） 方案比较与选取 构筑物分为上下两部分， 上部为钢筋混凝土框 架结构， 下部为大型水池， 如图所示。爆破拆除可 以采用一次爆破、 整体拆除或分次爆破、 分别拆除的 方案。前者施工准备工作量相对较小， 总炸药量少， 施工周期短， 但考虑到构筑物上下部分结构不同， 且 下部水池非常坚固， 整体拆除可能会造成不倒或倒 万方数据 塌不完全， 形成危房。为确保安全， 根据结构体的组 合特点， 决定采用分次爆破、 分别拆除的方案， 先爆 破拆除上部框架结构， 待爆破完成后， 再爆破拆除下 部水池。 图构筑物结构示意图 （单位 “ “） 上部钢筋混凝土框架结构， 拟定采用原地坍塌 爆破， 选择 根立柱为关键失稳部分， 为保证爆破 效果， 立柱间的砖混墙预先拆除“高的缺口。爆 破时， 可以对待爆水池产生冲击破坏损伤。 下部钢筋混凝土现浇水池拆除可采用水压爆破 法、 下向分层炮孔爆破法和垂直壁面钻孔爆破法。 水池防水性好， 采用水压爆破是最佳方法， 但水池容 积为 ’ ’ “ *， 蓄水量会很大， 且根据 建设方要求， 周边环境不允许爆后排水， 水压爆破方 案被排除。考虑水池壁内布置密集双层钢筋网， 且 壁厚不大， 若采用下向分层爆破， 钻孔难度大， 因此 选用墙面爆破方式， 垂直壁面布孔爆破。这样通过 密布眼和增大单位用药量的措施， 使水池四壁混凝 土疏松和剥离钢筋。若水池不倒塌， 再利用北边* “处待拆 变电所向南面定向倒塌， 起到冲击破 坏水池的作用， 使水池完全倒塌。 * 爆破受力分析与参数设计 根据以上分析， 该构筑物拆除爆破拟采用上部 原地坍塌爆破后， 再在水池壁面四周密集布孔， 爆后 使混凝土与钢筋分离， 最后利用其北侧的 变电所 定向倒塌， 砸垮水池的方法， 使整个构筑物彻底拆 除。由此可知， 拆除的关键是水池实施爆破后， 利用 变电所向南定向倒塌的冲击量与其爆破余体落 到,构筑物上的爆渣静载， 使剥离的钢筋失稳， 为 此， 设计前必须对水池爆破的失稳情况作受力分析。 * 水池失稳可能性分析 * 水池上部框架部分所产生的动静荷载 水池上部钢筋混凝土框架结构爆破坍塌时， 冲 击楼板， 产生一个瞬时冲量， 其平均冲击力 “ （ ’ ） 式中， 为上部结构重心到楼板的高度， 为 -“； ’为与楼板接触时间， 取 - - .；为上部结构 重量， 为 ’ - /， 代入计算得 01 ’ - 1 /。 框架结构坍塌后， 若水池未被破坏， 其爆渣落到 楼板上， 水池上的静荷载即为爆渣重量， “0 ’ - /。 * 变电所倒塌产生的静载 北面待拆砖混结构物 变电所， 占地面积 ’ 1“ ， 东西走向， 内墙厚度* 1 -“ “， 向南定向 倒塌时， 通过计算， 顶部仅有 “段长会倒塌在 水池上， 如图*所示。其爆破余体落到水池上的爆 渣静载 0 1 ’ - /。 图* 变电所倒塌后示意图 * * 水池裸露钢筋的受压临界力 水池的混凝土强度等级为2 * -， ［“］0* - 3 4 5， 上部结构坍塌时， 四面墙先接触冲击楼板， 动 力强度“ 0 3 4 5 。 ““［“］ ， 故上部钢筋混凝 土结构坍塌时， 水池不会倒塌。 水池爆破后， 混凝土疏松剥离钢筋， 壁内钢筋其 杆端约束条件可考虑为下端固定， 上端与楼板绞结， 共布设两层钢筋网， 其受压临界力 “ * * , - 式中 为刚度增大系数，“ . ；*为单层钢筋 根数， 为 -根；为弹性模量， 为’ - / ／“ ； ,为钢筋直径，,0 - - “；-为钢筋长度， 为 “。计算得0 * ’ - /。 变电所定向倒塌后， 加上水池上部框架结构 爆渣， 水池上总静荷载 /0 *’ - /。根据上 面计算结果， 仅考虑静荷载 /0， 因而在 变 电所定向倒塌后， 水池必然失稳。由于水池壁与楼 板、 壁与壁之间布设密集炮孔爆破， 提前解除了固端 及结点， 结构强度大大降低。另外， 变电所上部 重心相对较高， 倒塌在水池上时， 产生一个很大的瞬 时冲量， 完全能使水池彻底倒塌。 * 爆破参数 * 上部承重立柱 上部框架结构立柱截面为 - -“ “’* - -“ “， 爆破 - - *年*月 万方数据 取抵抗线 “ ， 孔深“取 ， 排距 取’ ，孔距取’ ， 平均单耗为 “ ／ ’， 单孔装药量 ’ “’ 。 两排立柱共布置“ 个炮孔， 每排 *个， 总装 药量为 *, 。 ’ 顶部横梁 横梁断面为 - ’ 的钢筋混凝土， 取抵抗线“ ， 梁、 柱结合处布置*个炮 孔， 排距取 ， 孔深取 ， 孔距取 ， 单孔装药量 ， 共* 个孔， 总装药量“, 。 ’ ’ 下部水池 水池长“ . . *， 宽. *， 四周为钢筋混凝 土墙， 壁厚 ’ ， 采用垂直壁面钻孔， 孔深 ， 排距 ，孔距 ， 平均单耗为 “ ／ ’， 单孔装药量取* ， 采用条带状布孔， 排间交错布置， 在壁与壁、 壁与楼板间各加布置一排 孔， 共“ 孔， 总装药量为/ *, 。 * 起爆网路 此次爆破分两次起爆， 先爆上部框架结构， 再爆 破下部水池。上部两排立柱及梁、 柱结合处采用 0 1 “毫秒雷管， 采用非电导爆管闭合网路连接所有 雷管， 再用数发电雷管起爆该网路。下部水池爆破 分两段起爆， 所有炮眼装既发雷管和导爆管， 东南池 壁采用0 1 “毫秒雷管， 西北池壁采用0 1 毫秒雷 管， 单段最大药量为’ /, ， 导爆管与连通管组成串 联网路， 再用数发电雷管起爆。 爆破安全 “ 爆破地震效应 爆破时， 离爆区中心某距离建筑物地面质点的 震动速度 ’ * （“ ／’ ／,） 式中为齐发爆破的总药量或毫秒微差爆破中一 段起爆的最大药量， , ；,为离爆区最近建筑物至 爆区中心的距离， ；为受地形、 地质条件影响的 系数， 取 ’“ ；为地震波衰减指数， 取’ “ - ； *为控制爆破减振系数， 考虑到爆破部位在 墙体上， 爆破波传经墙体后再折向地表水平方向， 衰 减较明显， 所以取 *’ - *。 此次爆破单段最大药量为’ /, ， 爆破近距离 内无怕震构件， 当,取’ 时， 最大质点振动速度 为 2 ／ 3， 该值远小于 爆破安全规程 所规定的 2 ／3， 故不会对附近建构筑物造成地震波危害。 安全措施 构筑物二次爆破均采用废胶袋将所有炮孔部位 遮挡， 在铁路离构筑物一侧用竹跳板设置高的 防护屏， 防阻飞石。现场操作严格按照设计要求进 行， 针对每个炮孔详细检查， 装药完毕后， 必须保证 堵塞质量， 以防止发生冲炮。 . 爆破效果 上部框架结构起爆后， 按照设计原地坍塌， 解体 较为充分， 二次破碎工作量不大， 无明显飞石外抛。 下部水池起爆后， 混凝土全部产生强烈破裂， 部分炸 裂、 剥离， 剩下的钢筋骨架支撑着楼板， 没有倒塌。 北面 变电所起爆后， 向南定向倒塌冲击水池， 水 池完全倒塌， 拆除取得圆满成功。 参考文献 ［“］ 龙维祺特种爆破技术 ［0］北京 冶金工业出版社， “ 4 4 . ［］ 陈绍蕃钢结构稳定设计指南 ［0］北京 中国建筑工 业出版社， “ 4 4 . ［’］ 付建秋， 刘英德， 宋常燕大跨度厂房定向爆破拆除 ［5］爆破， “，“ （“） * . 6 * 4 ［*］ 郭见扬强夯夯击锤的冲击力问题 ［5］土工基础， “ 4 4 .，“ （） ’ 6 * “ ［］ 刘进等7厂房切割定向爆破拆除 ［5］ 7爆破， 7 “ 4 （） / 6 / * 7 ［.］ 刘楚乔， 陈德志7““” 字型柱装配式排架结构厂房控 爆拆除 ［5］ 7爆破， 7 “ 4 （’） ’ 6 7 ［/］ 陈迎军， 付建秋7韶关电厂8厂厂房定向爆破拆除 ［5］ 7爆破， 7 “ 4 （*） / 6 4 7 /* 第 卷第“期卢方伟等组合结构体的控制爆破拆除 万方数据