两联体钢筋混凝土结构筒仓定向爆破拆除.pdf

第 “卷第期 “ “ 年月 爆破 “ 8 , 0 / 6 , - - * 4 - 9 / . 0 “ 5 9 , A “ “ “ ， E D ） 9 / 6 7 /4 D 9 F 9 ， 3 G ’ 9 3 9 2 , 6 4 9, 9 B , C 9 F C C , 9 9 ’ ； , G 9 N F C H ；G , 9 , 9 3 9 ；F 9 3 ’ I ’ 收稿日期 “ “ - - “ O 作者简介 高文学 （ O 6 -） ， 男； 北京 北京工业大学建工学院副教 授， 博士P 工程概况 为控制环境污染， 确保首都水源地的水质， 北京 郊县某水泥厂由停产到转产， 需要对厂内所有建 （构） 筑物进行爆破拆除。其中有一两联体钢筋混凝 土结构碎石筒仓库， 单体筒仓由立柱、 承台、 中部筒 体和仓顶房组成， 如图。 该钢混筒仓结构复杂， 在每个筒仓内距地面 . 23高处有一个厚“ /3的钢筋混凝土承台托 盘， 承台上布有一混凝土结构锥形漏斗， 锥顶高 2 3， 与承台一次整体浇注而成。该承台由.根钢筋 混凝土立柱 （截面“ O3Q “ O3） 和/根沿筒边均 匀布置的钢混立柱 （截面“ .3Q “ .3） 支撑。筒 仓壁内外布有双层直径为 63 3的二级螺纹钢筋， 纵向和环向钢筋间距“ 3， 筒仓混凝土标号采用 E “。该钢筋混凝土结构筒仓外径 . .3， 壁厚 “ 3， 库高 .3， 上部结构高 .3， 总高程 0 . 3。在碎石仓的北侧， 有一框架结构与库体相连， 该 框架结构共6层， 结构尺寸长/3Q宽63Q高 3， 结构如图所示。 图筒仓结构示意图 （单位 3） 该筒仓的外部环境 在爆区西侧 “3处为 “ 国道； 东侧约 “3处密溪公路穿厂而过； 筒 万方数据 仓倒塌正前方 （西侧） “为厂区需保留变压室， 同 时还有需保护的地下水管、 电缆等。 拆除控制爆破设计 爆破总体方案 待拆除的两联体钢筋混凝土筒仓为薄壁高耸结 构物组合体， 其整体拆除尺寸为 长 ’ 、 宽 ’ ’、 高 ’。受施工工期限制， 钢混结构筒 仓内的承台和立柱等不能预先处理。同时， 筒仓承 台下部’ *高空间为碎石粉填满， 清运困难， 难 以进行钻爆作业。根据联体筒仓的结构特点， 为确 保拆除爆破效果， 控制倾倒范围， 通过对筒体结构的 受力分析， 确定采取在筒仓承台上部开设梯形爆破 缺口， 重力作用下沿联体筒仓短轴方向定向倾倒的 总体爆破方案。为了确保联体筒仓倒塌准确， 减少 起爆药量， 爆前利用破碎镐或风镐， 在每个筒仓两侧 预开设三角形定向窗， 在倾倒中心线两侧开设倒向 窗。对筒仓一侧的框架结构， 采取和筒仓秒差延期、 一次起爆的方式定向倒塌。 爆破切口高度的确定 为了使筒仓在起爆之后能够顺利倾倒， 必须在 爆区一侧产生一定高度的爆破切口。对于薄壁筒型 钢混结构， 爆破切口高度的设计首先必须保证切口 高度范围内的混凝土在炸药爆炸作用下被炸离钢筋 骨架后， 纵筋在筒仓自重的作用下能够失稳； 筒仓倾 倒至其切口闭合时， 筒仓的重心偏移距离应大于筒 仓的外半径； 同时筒仓在其自重作用下形成的倾覆 力矩应大于余留支撑截面的抗弯力矩。 基于上述设计原则， 对爆破切口高度进行理论 分析和计算 ［］ ， 同时考虑本次定向爆破在* 高 处的承台上进行， 高宽比为 ， 在取爆破切口角 度为 “ ,的条件下， 爆破切口高度取* 。为控 制筒仓倾倒、 破碎效果， 除预开定向窗和倒向窗外， 对预留支承截面部分外层钢筋预切割， 同时在筒体 两侧用破碎机械预切一定高度的缝， 如图、 。 定向窗；倒向窗 图爆破切口平面布置图 筒仓一侧的框架结构布有排立柱， 其爆高外 侧取 ， 中间一排取 ， 内侧取“ 。 切口形状和爆破参数 爆破切口形式选择类梯型， 切口角度取 “ ,， 切口下宽 *， 切口上宽 。在爆破切口范围 内采用梅花形均匀布置炮孔， 孔距 *- ， 排距 “ - ， 孔深“ *- 。沿筒壁每布’ *排炮孔后间隔 一定距离再布孔， 如图、 所示。 图爆破切口形式及尺寸 （单位 ） 筒仓一侧的框架结构立柱， 截面尺寸为“ * . “ *， 最小抵抗线取截面宽度的一半， 孔距“ ， 孔深“ “。 筒壁单孔装药量“ ， 式中为壁厚， 为炸药单耗 （ / 0 ／ ） ， 根据试爆， 取 1 * / 0 ／ ， 则1 *0， 实际装药时取筒壁单孔装药 量为 “0。两联体筒仓共布置炮孔 “ “个， 总装 药量’ / 0。 框架结构立柱单孔装药量按体积公式计算， 即“ ， 式中取“ ’ “ / 0／ ， 为每孔 负担的面积， ， 共布置炮孔 个， 总装药量 / 0 。 两联体筒仓及框架结构共布置炮孔 个， 总装药量’ / 0。 ’ 网路连接和安全防护 对于筒仓和框架结构组成的钢混结构， 采取先 起爆框架结构、 再起爆筒体结构的秒差起爆顺序。 起爆网路采用非电导爆管雷管秒延期、 复式非电网 路、 电雷管多点激发的起爆系统。 起爆网路联结， 将每一筒仓及框架结构炮孔内 非电导爆管雷管用四通联接， 形成复式非电网路， 并 形成个分区； 从该网路中引出 根左右导爆管集 中成束， 在其上捆绑个相同段别的非电延期雷管， 作为单个筒仓的延期激发点， 再将非电延期雷管集 中成束， 在每一束上捆绑个串联电雷管， 作为起爆 激发点。最后筒仓群形成串联电爆网路， 用高能起 爆器起爆。 为了防止飞石对筒仓倒塌正前方 “处预留 变压器室的破坏， 采用塔建钢管架， 荆芭、 浸湿草席 防护， 警戒范围为 “ “。 爆破效果及讨论 两联体钢混结构筒仓爆破拆除， 取得了预期的 定向控制爆破效果， 筒仓定向准确， 爆堆叠高满足后 ’* 爆破 “ “ 年月 万方数据 期机械破碎的要求。同时， 筒体在倒塌过程中， 对承 台有一定的破坏作用， 减少了部分后期机械破碎工 作量。筒仓爆破， 爆破震动和飞石亦得到有效控制， 筒仓正前方预留变压器室工作正常， 周围建筑物、 交 通等亦没有受到影响。 对于高宽比较小的大型联体钢混结构筒仓实施 控制爆破， 起爆前对主体结构进行力学分析， 并据此 确定爆破切口的形状、 尺寸、 起爆顺序以及进行预处 理， 是保证筒仓群顺利倒塌的关键。从爆破摄像分 析， 这些措施为两联体筒体结构定向倒塌创造了有 利条件。 参考文献 ［］ 密云水泥厂拆除控制爆破设计文件 ［“］北京汉威工 程爆破高新技术公司， ［］ 刘清荣控制爆破 ［］武汉 华中工学院出版社， ’ ［*］ 刘殿中工程爆破实用手册 ［］北京 冶金工业出版 社， ’ ’ ’ ［,］ 杨溢等 -高钢筋砼烟囱的爆破拆除 ［.］ 爆破， ’ （） , ’ / 0 （上接第0 页） 破的倒塌冲击地面引起震动的破坏性也不容忽视， 塌落震动速度“（ ’ * ） “。式中 为下落 构件质量；为构件所在的位置高度， 为构件材 料的破坏应力，’为着地点与测点的距离； 为重 力加速度；为系数，“ ； “为指数， ““ , , 。由计算得知， 塌落震动对周边建 筑物的震动速度均小于 1 -／ 2， 故由结构倒塌引 起的地面震动不会对周围建筑物造成不良影响。 （） 爆破直接引起的震动 控制爆破地震可通过控制最大段药量来实现， 由“’*（／） *／“确定， 式中 为药量， 3 4 ；’ 为爆破点到保护对象之间距离， -； 取’5 -， 为允许振动速度， 取51 -／ 2；，“为常数， 取 “0 ，““。计算得出， 保证周围构筑物安全最 大段药量为- 6 75 ,3 4。本次爆破总药量为 * 0 3 4 ， 最大段药量不超过3 4， 故周边厂房是安全的。 , * 空气冲击波 炸药爆炸会产生空气冲击波， 如果将炮孔堵好 并加强炮孔部位的覆盖， 会大大减轻空气冲击波对 周围环境的影响， 对离爆破区特别近的建筑物， 在施 爆时可将玻璃窗打开， 以减轻冲击波的影响。 0 爆破效果 起爆后， 随着一声沉闷的响声， 沥青焦焦仓完全 按设计向北倒塌， 结构充分解体， 爆渣向北倾倒了 -， 向南散落了 0-， 向东西扩张了不足-， 最大爆堆高度为8-。爆体周围煤气管道、 蒸气管 道、 厂房及人员安然无恙， 爆破结束后， 铁路公路即 恢复通行。爆破效果和安全都达到了预期目的和设 计要求。 参考文献 ［］ 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程 ［］ 北京 冶金工业出版社， ’ ’ ［］ 刘殿中工程爆破实用手册 ［］ 北京 冶金工业出版 社， ’ ’ ’ ［*］ 陈德志， 林驰复杂环境下楼房的控制爆破拆除 ［.］ 爆破， ， 8 （） * ’ / , ［,］ 陈德志， 林驰， 金昌理框架结构热风炉的定向爆破 拆除 ［.］ 爆破， ， 8 （*） * ’ / , ［0］ 陈德志， 金昌理， 丁帮勤危旧大礼堂的控制爆破拆除 ［9］ 全国工程爆破学术论文集 （第七辑）乌鲁木齐 新疆青少年出版社 ，0 0 / 0 0 ［］ 张健， 陆鹏程合山电厂*个机组主厂房定向爆破 拆除 ［.］ 爆破， ’ （） , / ［8］ 张遵毅， 杨振宏电收空框架结构的控制爆破拆除 ［.］ 爆破， ’ （） / * 00 第 卷第期高文学等两联体钢筋混凝土结构筒仓定向爆破拆除 万方数据