哈尔滨龙海大厦拆除爆破中的减振技术研究.pdf

3 0 爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s 第3 8 卷第6 期 哈尔滨龙海大厦拆除爆破中的减振技术研究’ 李兴华龙源钟明寿谢全民 中国人民解放军理工大学工程兵工程学院 江苏南京，2 1 0 0 0 7 [ 摘要] 本次爆破采用等能原理和均分原理控制爆破振动，采用划分爆区、铺设垫层、开挖减振沟控制塌落振 动，最后对爆破振动控制效果进行了分析。所得结论可供同类工程参考。 【关键词]拆除爆破减振技术安全控制 [ 分类号] T D 2 3 5 ．1 4 1 工程概况 1 ．1 工程环境 龙海大厦位于哈尔滨市中山路与新乡里街交汇 处，香安街北侧。该楼四周建有围墙，西侧距围墙1 5 m ，距中山路高架桥和黑龙江省医院门诊楼分别为 5 2m 和9 5m ，南侧距香安街2 7m ，北侧距新乡里街 1 2n l ，东北方向1 8m 为7 层居民楼，东侧1 0 01 1 1 处 为香顺街。在围墙外侧有燃气管线、电力电缆管线、 供水管线、排水管线及供热管线。大厦周边环境如 图l 所示。 房的结构如图2 所示。 m 。燃懋⋯一。⋯洲⋯一⋯麓鬈等徼磊嚣黧，啦袱兀黻 。。奠羹多彗皂墨 笔乎芝翌妻案萼望望苎詈翼2 “姜蕃簇≤轰慕蓑某“一4 “。 篓窖装二曼，竺j 三％。产楼沿长謦方向具妻 。蔷善纂荔瑟蒜妥除爆破倾倒的振动主要有爆5 3 7 呈直线加弧形的外形，其长．m ，宽1 8 ．3 m ，高 ．_ 压怕不Ⅸ疋H w 坏脒以恍7 ．叫佩钏工j 卅脉 收稿日期2 0 0 9 ．0 6 - 0 9 作者简介李兴华 1 9 8 5 一 ，男，在读硕士研究生，主要研究方向爆破地震效应及防护。E - m a i l x l n g h u a l i 8 5 a i n a ．t o m 万方数据 2 0 0 9 年1 2 月哈尔滨龙海大厦拆除爆破中的减振技术研究李兴华等 落振动。 2 ．1 利用等能原理。合理地选择炸药种类、正确地 选取单耗和装药结构 等能原理就是尽量使炸药爆炸产生的能量与破 碎周围介质所需的最低能量相等。通常采用合理地 选择炸药种类、正确地选取单耗和装药结构来实现。 尽量选择低爆速的炸药是减少振动的有力措施，因 此选用乳化炸药。正确地选取单位炸药消耗量是减 少振动的关键，根据爆破部位设计的破坏程度，取单 位炸药消耗量K 1 ．0 2 ．0 k g ／m 3 ，由底层到高 层单耗依次减少。在装药结构方面采用不连续装 药，中间采用导爆索连接，使装药尽量在空间上均匀 分布。 2 ．2 利用能量均分原理。优化爆破参数，采用合理 的延期技术 优化爆破参数，采用多打孔、少装药的方法，使 能量在空间上均衡分布，避免能量集中，减小爆破振 动。 采用合理的分段延期技术，减小单次起爆药量， 使炸药的能量在空间上均匀分布，有利于控制爆破 振动。在总体设计方案中，在上下方向上，上部分切 口先响；在前后排之间，前排先响，后排按顺序爆破， 形成倾倒切口，产生足够的倾覆力矩。两部分各层 每排之间的延期如表1 所示。在起爆网络上采用以 孔内半秒差雷管、孔外毫秒差延期雷管构成的混合 起爆网路起爆。 表1 各爆区间孔内半秒延期段别 楼层 1 2 4 5 9 1 0 爆区一爆区二爆区三爆区四爆区五爆区六 最大单段药量可以通过修正后的萨道夫斯基公 式进行计算旧J Q 尺3 v ／K K 3 厄 式中Q 次齐爆的最大药量，k g ； R 保护目标到爆点之间的距离，m ； 口允许质点振动速度，e m ／s ； K 与爆破地质有关的系数； 影装药分散经验系数； a 地震波衰减指数，取a 2 ．0 。 按照爆破经验取值BJ ，K K 7 ．0 6 ，a 1 ．5 ，若 按照东北方向居民楼为保护目标进行振动校核，取 移 2 e m ／s ，R 1 8m ，经计算Q 3 2 8 ．7 k g 。而爆破时 最大一段爆破药量不超过2 6 0 ．5k g ，所以爆破振动 效应是安全的。 3 塌落振动控制及防护措施 楼房爆破倒塌落地瞬间，产生冲击振动效应，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 周围保护目标等造成的危害不容忽视。根据爆破方 案，将主楼一分为二的办法将有效减小落地冲量，有 利于塌落振动的控制。根据爆破方案，在不考虑敷 设垫层的情况下，塌落振动的强度可按下式估 算‘引 rf 盥．旦＼“’1 卢 弘K 【早J 式中移塌落振动质点振动速度，c m ／s ； 一最先撞击地面且最大的塌落物的质 量，t ； 日．塌落物质量为m 的质心高度，m ； 口一地层介质的破坏强度，M P a ，一般取l O M P a ； R 触地点中心到测点的距离，m ； g 重力加速度，m ／s 2 ； K 坶与地质条件有关的衰减参数，分别取 K 3 ．3 7 ，p 1 ．6 6 。 A 体、B 体体积分别约1 5 0 01 3 和2 1 0 0m 3 按1 m 3 为2 ．2t ，分3 个切口，A 楼最大塌落块体积小 于5 0 0m 3 ，重心落差日取3 0m ，撞击地面距离居民 楼约3 0m 。由于钢筋的牵制作用及破碎立柱的部 分支承作用，大楼倒塌时并非自由落体，故按最大块 质量的1 ／3 估算，由上式计算得出塌落振动为2 ．0 5 e m ／s ，在允许的振动范围内。 根据楼房结构特点以及周围环境，采用以下技 术措施来进一步控制 1 整个结构物通过划分爆区和爆段，爆破后 的倒塌过程中不断削减大厦的重力势能，减小塌落 物触地时的能量，从而降低了塌落振动的强度。 2 在建筑物坍塌范围内，用建筑垃圾敷设，通 过垫层减振材料吸收落地冲量。 3 减振沟是降低爆破塌落振动的重要措 施H 】。为确保周围建筑及管线安全，在围墙内开挖 减震沟，其断面为2 ．5 m 3 ．5 m ，如图3 所示。 4 振动监测结果 爆破前分别在黑龙江省医院门诊楼、距离最近 居民楼分别设置了2 处测振点。爆破监测数据见 母 ．母 ．5 ． 眄 一眄 一甾 一 H H H毒{ 暑名4 4 S S S S S S H H H H H H 刁刁J J 3 3|金{盆l盆l垒l金l畲 w 一“ 一“ 一 H H H 6 6 缶6 之之盼{窨{盆l金{金l盆 5 5巧巧3 3 ；圣；圣脚；圣m m 万方数据 - 3 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第3 8 卷第6 期 图3 减振沟和垫层防护措施 表2 ，其中2 号测点垂直方向波形图如图4 所示。 表2 各点监测结果 测点位置 距离／m ／m 振点实测值／ c m S “ 垂向 径向 切向 参考我国爆破安全规程，钢筋混凝土结构房 屋振动安全允许标准为3 c m ／s ”J 。监测结果表明， 采取以上减振技术后，振动速度基本控制在允许值 之内，爆破振动得到了有效的控制。 5结论 1 由于爆破环境比较复杂、苛刻，所以总体方 f 9 E g 赵 制 图42 号测点垂直方向波形图 案确定将建筑物分为两部分，向不同的方向倒塌有 利于塌落振动的控制。 2 充分利用等能原理，合理地选择炸药种类、 正确地选取单耗和装药结构，使炸药的能量基本用 于破坏钢筋混凝土，减少爆破振动的产生；再利用能 量的均分原理，采用多打孑L 、少装药，使能量在空间 上均匀分配。采用合理的延期技术，控制最大单段 药量，使炸药能量在时间上均匀分布。 3 楼房拆除爆破中，塌落振动效应较大，本工 程采用了建筑物双向倒塌减少冲击，延缓塌落时间， 使势能多用于空中解体，减弱落地冲击；敷设缓冲垫 层，延长对地表的冲击时间和减弱对地表的冲击强 度；开设减震沟，改变地震波频率结构，分散能量，有 利于减震。 参考文献 [ 1 ] 杨年华．高层框架楼拆除爆破振动检测与分析[ J ] ．工 程爆破，2 0 0 6 ，1 2 4 2 8 - 3 1 ． [ 2 ] 冯叔瑜，吕毅，杨杰昌，等．城市控制爆破 第二版 [ M ] ．北京中国铁道出版社，1 9 9 6 ． [ 3 ] 汪旭光，于亚伦．拆除爆破理论与工程实例[ M ] ．北 京人民交通出版社，2 0 0 8 ． [ 4 ] 周家汉．爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[ J ] ． 工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 1 1 - 4 ． [ 5 ] G B 6 7 7 2 - 2 0 0 3 ，爆破安全规程[ S ] ． S t u d yo nT e c h n o l o g yo fV i b r a t i o nR e d u c t i o ni nD e m o l i t i o nB l a s t i n go fL o n g H a iM a n s i o ni nH a e r b i n L IX i n g h u a ，L O N GY u a n ，Z H O N GM i n g s h o u ，X I EQ u a n m i n ， r ．n g i n e e r i n gI n s t i t u t eo fE n g i n e e rC o r p s ，P L AU n i v e r s i t yo fS c i e n c e ＆T e c h n o l o g y J i a n g s uN a n j i n g ，2 1 0 0 0 7 [ A B S T R A C T ] T h eb l a s t i n gv i b r a t i o nW a Sc o n t r o l l e db yt h et h e o r yo fe q u a le n e r g ya n dt h et h e o r yo fw e l l p r o p o r t i o n e de n ． e r g y ，a n dt h ec o l l a p s ev i b r a t i o nw a c o n t r o l l e db yd i v i d i n gb l a s t i n ga ．r e a s ，l a y i n gt h ec u s h i o n ，d i g g i n gd a m p i n gd i t c h ．T h e e f f e c t s0 ft h eb l a s t i n gw e r ea n a l y z e da tl a s t ．T h ec o n c l u s i o n so ft h ep a p e rc o u l db eu s e da sar e f e r e n c ef o ro t h e rp r o j e c t so f t h i s k i n d ． [ K E YW O R D S ] d e m o l i t i o nb l a s t i n g ，v i b r a t i o nr e d u c t i o n ，s a f e t yc o n t r o l 万方数据