多种结构建筑群一次性爆破拆除.pdf

第2 0 卷第3 期 爆破 V o 【2 0N 。3 2 0 0 3 年9 月 B L A S T I N G S e p2 ‘m 3 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 0 3 0 3 0 0 4 5 0 3 多种结构建筑群一次性爆破拆除 毕卫国，李廷春，高文乐，赵锦桥 山东科技大学土木建筑学院，山东泰安2 7 1 0 19 摘要针对不同建筑结构与环境采用不同的控制爆玻方法，一次拆赊7 个种赛建筑结构物共1 5 座，具有 一定的复杂性。通过合理选择爆破的设计方隶、起爆顺序、爆破参数等，多种结构建筑群一次起爆．顺利倒 塌。对其它类似工程有一定的参考价值。 关键词拆除爆破；建筑群； 同网起爆 中图分类号T D 2 3 53 7文献标识码 A D e m o l i t i o no fC o m p l e xS t r u c t u r e dB u i l d i n g sb y S i n g l e - s h o t - “r i n gB l a s t i n g B lw e t g H o ，L I T i n gc h u n ，G A O w e n i e ，z H A O j i n q j a 。 C 1 l e g eo fC 洲E n g i n e e r i n ga n dA r c h i t e c t 呲．s h a n d o n gU n i V e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n 。l o g y ，T a i ’a n2 7 1 0 1 9 ，C h i n a A b s t r a c t A I m i n za td i f f c r c n tc o n s t r u c t i o n sa n de n v i r o n n l e n t ．s e v e r a I b l a s t i n gs c h e m 髓a r eu s e d ．D e m 0 1 i s l l l n g s e v e nt y p e 5o fc 。n 甜r ㈣i 。1 1 Si n c l u d i “gf i f l c e nb u i l d i “g si sd i m c u hw 扎0 n c e - t h r o u g hi n i t i a t i 。n s 0 ，al o to fm e a s ㈣a r et a k e ns u c l la sr a t ；0 n a l I yc h ∞s i n gb 【a 叭j o n s c h 廿n c ；，b l a s “n gs e q u e n c e sa n db l a s l i n gp a r a m e t e r s A f r e r b l a s t l n ，c o n s e r u c l i 。n sa r ed e l n o l i s h e db ys i n E l e s h o t ．f i n ga n db l a s t l n gi ss u c c e s s f u l S 。m ee x p e r i e n c e so h t a i n e d a r c u s c f u If o rt h es l m I 【a rp r 叫e c t K e yw o r d s b l a s t i n gd e n l n l i t i o n ；b 山【d i n g s ，s i n 9 1 cs h o t f i r L n g 1工程概况 宁阳县城商业中心有一旧酒厂，占地约1 万 m 2 ，随着厂区的搬迁和新舍区规划，旧厂房已踱弃， 建筑物必须全部折除。主要包括锅炉房、发酵车阃、 发酵罐、酒精塔楼、电机车问、烟囱和水塔。由于厂 房建设年代不同，其结构强度和形式差异较大，周围 环境也十分复杂。 发酵车间为二层砖混结构，2 4m 1 3 ．2m ，高 1 1m ，墙厚2 4c m 。车问一层内设9 个封闭式发酵 罐，外径42 8n - ，高5m ，壁厚2 0 0 ～2 5 0m l n ，罐底 厚4 0 0m m ，双层配筋，竖筋中1 6 1 0 0m m ，环筋 收稿日期2 0 0 3 0 6 3 0 作者简介毕卫H 19 6 0 一 ，男；搴安山东卓斗技大学土木建筑学院副 教授 中1 0 ～1 5 1 0 0 m m ，上开05m O ．5m 灭窗， 锅炉房面积约1 9 5m 2 ，砖结构．墙厚3 7c 1 1 ， 1 62m 1 28m ，高1 0m 。 水塔高1 8m ，分2 次建成，双层水罐，容水量3 0 2m 3 ．塔底壁厚3 7 0m m ，周长1 28m ，门在东侧。 烟囱高3 5 m ，距地面8 0 0n l m 处内周长8 ．3m ， 壁厚O ．5m ．内衬0 ．2 4m ，北面有烟道口。 酒精塔楼砖混结构，北连发酵车问，南接电机牟 间，1 4 ．5m 1 3 ．2m ，高5 层，边墙与隔墙墙厚均为 3 7c m 楼北端有一酒精塔伸出楼顶以外，高约2 5m ， 底部外径26l n ，壁厚2 4 0n m l 。 电机车间1 5m 1 8m ，高1 lm ，砌石和砖混结 构，砌石墙厚5 0 0m m 。内有钢筋混凝土构造柱1 2 个．断面为4 0 0m m 4 0 0n m l ，一层有5 道钢筋混凝 土梁，断面为3 0 0m m 3 0 0m m 。 万方数据 爆破 厂区西侧2 5m 是一条商业街道，两边多为商 店门头，锅炉房北侧3 0m 有排平房，东北角6m 是 新建5 层居民楼；东侧2 6m 为宿舍楼，南侧5m 为 3 层办公楼，建筑分布与环境见图1 。在图中中间部 分为拆除结构物。 y ． 居民楼 一 ＼刨 l ⋯≤{ 弋l ／警 商 砧』呻回“’、『 钍_ 遴 一一2 6 迸 2 0 宿 盥 台 楼 ，Ⅱ 房 a 司叠司 陌 广 l I j j 女业幢| I 办公楼 周1建筑分布与环境示意图 单位m 2 爆破方案设计 由于厂内建筑结构复杂多变，对不同建筑必须 采用不同的控制爆破方法。在确保周围保留设施安 全的条件下，本着施工方便、快捷的原则，对主要建 筑采用拆除方案如下 1 锅炉房，东邻居民楼，内部空间较大，宜采用 向西定向倒塌，其内部锅炉基础可在厂房倒地之前 爆破解体破碎； 2 水塔，北邻居民楼，其它方向开阔，为使爆堆 集中。宜使其向西偏北方向定向倾倒。通常水塔爆 破后，罐体自由坠地，难以解体，二次破碎费时费力。 其上双层水罐可采用水压爆破法破碎，即在塔身倾 倒着地之前施爆，空中解体； 3 烟囱，与发酵车问紧接，为车间爆破倾倒清 障，对其实施向北偏西定向倾倒； 4 发酵车间，内部结构多，倒塌空间小，是核心 拆除物。只有充分破碎9 座发酵罐，才能使建筑顺 利倒塌。宜采用水压爆破和炮} L 爆破相结合的方 法，并利用西北大门地势低的条件，顺序向北定向倒 塌和泻水 5 酒精塔楼，其中酒精塔按类似水塔拆除，为防 止罐体坠落时冲溅泻水，应随发酵车间顺序向北定 向倒塌 6 电机车间，与办公楼邻近，且内部结构坚固稳 定，应以提高炸高来降低爆堆高度，使之向西定向倒 塌。 3 爆破参数设计 31 水压爆破参数 1 发酵罐，为减少厂房倒塌障碍，降低罐体倒塌 高度，采用P 下双层偏心布药。考虑结构t 部漏水， 影响罐顶破碎效果，上分层加强药量3 0 ％。为有利 于定向倾倒破碎。沿罐体轴心线偏北安放药包，水 压爆破用药量计算公式很多，由实际爆破罐体结构 分析，选如下公式计算结果比较适宜⋯。 Q K l K 2 占 16 月1 4 式中Q 为水压爆破装药量／k g ；R 为圆形容器内 半径／m ；a 为壁厚／m ；K l 、K2 分别为装药系数和峰 固系数。 参数取值和汁算见表1 。 表l 罐体分屡水压爆破参数 层位／m R ／md ／m 躲一K lK z口／k g 3 ．521 402 5O ．1 1 765l0 321 5 1 ．O21 4O4 0O1 8 75O1 ．0 938 4 2 水塔的上下层水罐均灌满水，将药包悬吊在 罐中心，按计算，取每罐装药量25k 。 32 砖混结构体爆破参数 P，1 1 最小抵抗线“o w w B ￡ 式中B 为墙厚度或梁、柱截面最小边长。 2 炮} L 间距ⅡⅡ 1 ．2 ～20 w 3 炮孔排间距6 6 0 ．8 ～l0 d 4 炮孔深度z ￡ O6 B 5 单孔装药量Q q V 式中v 为每孔承担体积m 3 ；口为炸药单耗 k g ／n 1 3 ，在单耗选择的时候，考虑不同的爆破介质和 构造，具体选择不同的炸药单耗J 。 6 炸高设计是根据定向倾倒方案，设计开口处 炸高后．按阶梯状向后布置其不同部位的炸高。 7 各拆除结构的钢筋混凝土基础和立柱、砖石 墙，主要爆破参数设计见表2 。 衰2 砖混结构体爆破参数 3 ．3 烟囱、水塔爆破参数 1 切口形状 采用正梯形切口。 万方数据 第2 0 卷第3 期 毕卫国等多种结构建筑群一次性爆破折除 2 切口高度H 一般取H 15 ～3 8 ，式中a 为壁厚。实取 烟向H 二12I n ，水塔H 12m 。 3 臼J 口长度J ， 1 根据爆破施] 二经验，爆破缺口的长度必须满足{ s ’ 1 ≥L s ，式中5 为外周长。实取烟囱L 55m ； ‘ 水塔L 85m 。 4 孔网参数” 炮孔深度， 06 7 ～07 8 。实取烟囱， O ．3 5m 水塔z O ．2 6m 。 炮孔间距Ⅱ O ．8 ～09 f 。实取烟囱n 0 ．4m ；水塔Ⅱ O ．3I n 。 炮孔排问距6 08 5 日。实取烟囱6 04m ； 水塔6 O3m 。 5 单孔药量Q Q 驴船．式中q 为炸药单耗。实取烟囱Q 1 0 0g ；水塔Q 7 5g 。 6 烟囱内衬的处理 爆破部位内衬仅为O2 4m ，其厚度较小，但为 防止其对倾倒产生影响，仍将其相应部位用风镐削 成数个小窗口，并在小窗口问的支承部位外敷药包， 外敷药包与主炮孔同时起爆。 4 起爆方法与网路 4l 爆破器材选择 I 炸药，以防水和便于装药为主，选择≠3 2m m 岩石乳化炸药； 2 雷符，主爆区为非电导爆雷管，电雷管引爆。 4 ．2 起爆方法 I 水压爆破药包。按设计药量把乳化炸药做成 集中药包，为可靠起爆，用梯恩梯药柱作为炮头，插 好雷管放人药包中。上下层药包采用导爆索串联悬 吊，以保证同时引爆。 2 由于大部分装药采用非电起爆系统。对导爆 管簇联时，应尽可能减少簇联组数，从而减少电雷管 数，来简化整个网路。为此，采用≠3 2m m 岩石乳化 炸药卷为起爆药柱，周围单层绑扎一圈非电导爆管 雷管．每药柱可击发3 0 ～3 3 个导爆管。 43 起爆网路 网路设置采用电雷管绑扎非电导爆雷管的电与 非电混合网路。根据现有发爆器的起爆能力．可以 满足同时起爆4 0 0 发电雷管的要求。而本次爆破的 起爆电雷管数不超过l o o 发，因此，可直接采用串联 电爆网路。 装药完毕后，沿各拆腺建筑敷设爆破网路联接 线，将各区域联线按要求连 联接线，然后将联接线 连至放炮母线，形成总体爆破网路。 5 起爆顺序 总体起爆顺序由拆除方案和所选起爆器材决 定，在本次建筑群拆除爆破中，主要考虑将发酵车间 分成5 个段Ⅸ。酒精塔楼分成3 个段区，电机车问分 成5 个段区，并进行孔外延期起爆，它们的起爆顺序 是锅炉基础锅炉房～烟囱发酵罐发 酵车间及酒精塔电机车间水塔。见圈J 所 示顺序。 6 安全技术措施 1 本次拆除爆破总装药量Q 2 2 0 妇，最大同 时起爆药量为发酵车间北墙驶相邻两罐0 1 5 妇，此处距居民楼3 0m 。根据我国爆破安全规程规 定验算，爆破地震速度小于15c m ／s ，满足一般居民 楼安全震动速度不大于5c m ／s 的要求【”。 2 合理利用雷管起爆延迟时间，使建筑物外墙 作为爆破内部结构的防护体，外墙爆破主要靠多层 吊挂湿水草帘的防护方法，另外，严格控制单孔装药 量．防止飞石逸出。 3 采用水压爆破法和爆前洒水，减少爆破灰尘 污染。 4 清除泻水路线障碍，保证及时排水。 7 爆破效果 爆破后，所有的建筑结构物完全按设计方案彻 底倒塌，整个爆破区变成了一堆废墟，爆破垃圾高度 小于3 ．5m 。从录象资料分析可以看出锅炉房在 其内部基础破碎后首先顺利倒塌；接着烟囱向北偏 西定向倾倒；发酵车间内的9 个发酵罐相继解体紧 跟其后的是发酵车问连同酒精塔楼拄设计方向倾 倒；然后，电机车问向西倒塌；随之，水塔向西偏北方 向定向倾倒，水箱空中解体破碎。整个倒塌过程历 时1 0 ～1 5s ，建筑群倒塌完全，解体彻底。飞石控制 很好，震感不明显。发酵罐与水塔的水压爆破喷向 空中的水起到了撒水降尘作用，使灰尘污染明显降 低。爆破区周围建筑物及设施安全无破坏，爆破效 果昆好。 下转第5 5 页 万方数据 第2 0 卷第3 期张少光等砖结构连体水泥罐定向爆破拆除 5 5 钢筋混凝土结构，同时．罐体高度较低，所以只是大 部变形．罐体残留高度25m 罐体没有任何后坐现 象。周围建筑物安然无恙。 通过本次爆破实践，体会刮预处理工作对于处 理类似结构物具有十分重要的意义。实践表明对有 可能影响倒向的罐内支点进行充分预处理能够有效 的保证罐体顺利安全定向倒塌。同时，在开设了定 向窗和掏槽窗以后，总起爆药量减小，有利于控制飞 石和震动危害。 参考文献 史林平连体罐的定向爆破拆陈[ J ] ．爆破．1 9 9 3 3 l I7 ～1 1 8 ． 刘强，高振儒烟囱定向爆破拆除的预处理方法[ J ] 爆破，2 0 0 l 3 4 7 ～4 9 ． 林太能．熊仁钦．无后坐控爆拆除砖砌水塔的实践[ JJ 爆破，2 0 0 2 2 5 7 ～5 9 ． 齐世福军事爆破工程设计与运用f M ] 南京解放军 理工大学工程兵工稃学院，2 0 0 2 ． 刘小春，林大能，彭刚．定向爆破拆除烟囱l J ．爆破． 2 0 0 1 3 5 0 ～5 1 ． 问家良结构物爆破[ M ] 南京；南京工程兵工程学 院，1 9 8 4 上接第4 9 页 8 结语 烟囱等高耸建筑物的爆破拆除在支承体结构不 对称时，必须慎重对待。特别是支承体包含烟道或 出灰[ J ，并且靠近烟道或出灰口进行必要的加固，如 对出灰口密封。实践表明，对出灰口用砖千砌密封 是简单易行的，干砌密封的出灰口起到了支承作用， 校正了倾倒偏差。 参考文献 [ 1 ]冯椒瑜，顾毅成安全爆破工程永恒的主题[ J ] 爆 破．2 0 0 2 ，1 9 1 1 4 [ 2 ] 冯椒瑜，吕颜，杨杰昌等城市控制爆破[ M ] 北京 中国铁道出版社，2 0 0 0 ． 3 ] 刘清荣控制爆破[ M ] 武汉华中工学院出版杜， 1 9 8 6 1 2 3 4 5 6 万方数据