川渝拆除17713551981鸟鲁木齐市鸿春园饭店拆除爆破
(工程兵工程学院南京工程爆破技术服务部等)
1)工程概况
(1)工程环境
待爆破拆除的鸿春园饭店位于乌鲁木齐市市区内,爆破区域北侧0.1m为眼镜厂综合楼;西侧50m为居民楼等;在南侧62m的民主路路面1.0m以下埋设有通信电缆、水管、热力线、煤气管线等,南侧70m为保险公司大楼;东侧l0m为解放北路,在解放北路路面1.0m以下埋设有通信电缆、水管、热力线煤气管线等,东侧40m为乌鲁木齐市公安局办公大楼。周围环境详见图9-7。
图9-7爆破周围环境示意图
(2)拆除对象与结构
原鸿春园饭店由18层高主楼和裙楼组成,主楼为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,高64.5m、宽15.0m、长36.0m,钢筋混凝土外剪力墙厚0.24m,共18根钢筋混凝土立柱,1~5层立柱截面为1.1m×1.1m,6层立柱截面为1.0m×1.0m,7层立柱截面为0.9m×0.9m,8层立柱截面为0.8m×0.8m,8层以上立柱截面为0.7m×O.8m,建筑面积9720m2。裙楼位于主楼东西两侧,建筑面积约500m2(楼房结构参见图9-8~图9-10)
图9-8楼房底层平面示意图(尺寸单位:m)
图9-9楼房东立面示意图(尺寸单位:m)
图9-10楼房南立面示意图(尺寸单位:m)
2)总体方案
根据该结构特点爆破环境和工程要求,采用如下爆破方案
(1)起爆方式
所有雷管均釆用非电导爆管雷管,起爆网路采用复式非电导爆管网路,用塑料导爆管专用起爆器起爆,以确保施工安全。
(2)预拆除
①采用人工和杋槭相结合的方法将需要爆破拆除的主楼亐被保护的眼镜厂综合楼的一切联系完全断开,并保证主楼有一定的坍塌范围
②用人工或机械将主楼和裙楼的内外非承重墙拆除。
③用人工和爆破相结合的方法将主楼电梯间的钢筋混凝土墙从下至上全部拆除。根据本工程的实际情况,在分别保护和同时拆除相邻眼镜厂综合楼的前提条件下,选择采用向西纵向逐段起爆的方法使大楼向西定向倒塌。这样做爆破效果比较好,爆破后堆积髙度较小,但由于楼房在倒塌过程中的侧向堆积影响眼镜厂的安全,为了尽量减少可能对眼镜厂的危害,在爆破前需要对主楼与眼镜厂综合楼的相邻一跨进行人工预拆除,即将1~8层的横梁和楼板全部切断,9层以上的三根立柱及剪力墙全部拆除。
3)爆破参数的确定
(1)爆破高度
主楼主要承重构件是立柱,起稳定作用的是梁、楼板、屋面梁(或板),破坏承重立柱一定高度,主楼整体失稳,在重力作用下坍塌或定向倾倒,要控制主楼的倾倒方向,确定立柱的破坏高度,是取得理想爆破效果的关键因素之一→。承重立柱的破坏高度按下式计算:H=K(B+h (9-8)式中:H—承重立柱的破坏高度,m;
K—与建筑物倒塌形式有关的经验系数;
B—立柱截面长边,m;
Hmn-立柱最小破坏高度,m。
由于主楼为框架一剪力墙结构体系,立柱、梁断面尺寸较大,按此公式计算得出的炸高,主楼结构虽然会失稳和倾倒,但解体不一定充分。为解体充分,便于破碎和清运,底层各排立柱炸高加大至4m,二、五层每层各排立柱炸高为2.5m,六层以上每层各排立柱炸高为2m。
(2)炮孔参数
①最小抵抗线(h)
梁柱通常取断面短边(B)的一半,即h=B/2,对截面较大的梁柱通常取h=0.2~0.5m。
②炮孔间距(a)和排距(b)
爆破钢筋混凝土立柱、梁和墙体时,炮孔间距一般取a=(1.2~1.5)h,大断面多排布孔时,排距一般取h=(0.8~1.2)a。
③炮孔深度(L)
确定炮孔深度通常以保证装药将构件破坏为原则,孔深一般取L=H一h十装药长度的一半(H为构件的高度或宽度)。
(3)单位炸药消耗量
单位炸药消耗量(K)的确定,应根据柱、梁的最小抵抗线、材料强度、配筋率和要求的破坏程度来确定。该楼K值的取值范围为0.4~0.8kg/m3。构件长度大取大值,反之取小值;楼层低取大值,楼层高取小值;距离保护目标远取大值,距离保护目标近取小值。
(4)单孔药量
根据体积原理,对正方形或矩形截面的钢筋混凝土梁、柱,单孔药量可按下式确定:
Q= Kabhi。kpkr (9-9)
式中:Q单孔药量,kg;
K单位炸药消耗量,kg/m3;
a—炮孔间距,m;
b—炮孔排距,m;
H—构件断面长边,m;
k—炸药换算系数;
kp—破坏程度修正系数;
kf—临空面修正系数。
按上式计算后,再用其他公式进行计算校核,条件许可时,可通过现场试验进行修正。
4)起爆网路设计
(1)起爆器材及起爆系统的选择
针对闹市区特殊环境,为了避免杂散电流、射频电流和感应电流以及雷电等对爆破网路的影响,釆用非电塑料导爆管起爆系统起爆,做到安全、可靠、准爆
(2)起爆网路形式及连接方法
非电起爆网路系统用导爆管、导爆管雷管和四通连成复式起爆网路,最后用专用起爆器起爆,起爆网路参见图9-11。
图9-11非电起爆网路示意图
(3)延期起爆时间的设计
延期起爆时间的设计主要考虑三个因素:一是构件的塌落时间,二是有利于倒塌和解体,三是延期雷管种类和段数。经过分析和计算并综合考虑,此次爆破采用500ms时差多段延期起爆技术。
5)爆破安全设计
(1)爆破振动速度
此次爆破应考虑的重点保护目标是爆区北侧的眼镜厂综合楼。爆破时最大一段药量不超过40kg。拆除爆破振动速度可按式(9-10)计算:
v=KK(Q/R)(9-10)
式中Q—允许的最大一段药量,kg;
R—保护目标到爆源的距离,m;
质点振动速度g cm/s
K,a与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数
K—与爆破方式有关的装药分散经验系数,取0.25~1.0。
经计算爆破振动速度(ω)远小于《爆破安全规程》(GB6722-2003规定的安全允许振速2.0~3.0cm/s的标准。
(2)爆破飞石
拆除爆破个别飞石的最大飞散距离,可按下述经验公式计算(9-11)
式中:飞石最远距离,m;U——飞石初速度,爆炸作用指数n=1时,v=20m/s;g重力加速度。
经计算得:s=40m。对于城市控制爆破,最小抵抗线较小,爆破块度不大,产生的飞石质量一般很小,只要釆取防护措施,如爆破时用胶带、钢板或竹笆等进行主动和被动防护,可有效防止飞石的危害效应,个别飞石不会超过20m。同时在药量方面进行严格控制,爆破飞石将能得到有效控制。
6)安全技术措施
(1)爆破地震波
本次爆破控制爆破振动的主要方法是分散装药和延时起爆,控制一次齐爆的最大装药量,经计算完全能满足要求。此外,结构物在塌落触地时,会产生塌落振动。控制塌落振动的方法如下:
①把整个结构物划分成若干个爆破单元,即爆破段,使每次塌落的建筑物重量变小,通过延期爆破实现多个单元逐次失稳塌落,从而降低塌落振动;
②在建筑物坍塌范围内,用建筑垃圾铺设垫层,可达到较好的减振效果;
③在建筑物坍塌范围与保护目标之间开挖减振沟。
(2)爆破飞石
对于爆破飞石,可采取以下预防措施:布孔前详细测量爆体尺寸,确保实际最小抵抗线不小于设计值,使最小抵抗线方向避开重点保护目标,指向开阔区;加强填塞质量,严格控制单耗药量;对爆破构件的装药位置,采用竹笆或铁丝网等遮挡实施主动防护,避免个别飞石溢岀;用竹笆或铁丝网遮挡附近被保护建筑物的门窗和被保护的外部设备,即被动防护;所有人员撤至安全距离(室内50m,室外150m,飞石安全距离取100m)以外。
7)技术点评
(1)该大楼为钢筋混凝土结构,18层,截至目前是新疆地区用爆破法拆除的最高的楼房,而且环境复杂,技术难度很大,它的成功拆除标志着新疆地区拆除爆破技术已进入一个新阶段
(2)在此也应指出,成功爆破背后也留下了遗憾。爆前预留一侧的安全隔离墙,爆后未及时处理,交由拆除公司进场清理,两天后,预留墙倒塌时砸坏一台挖掘机,幸未酿成更大事故,这类教训在爆破作业中应予特别注意
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