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实例北京国际服务中心大型地下油库的水压爆破拆除

川渝拆除17713551981

(北京矿冶研究总院)

1)工程概况

该油库位于原首钢线材厂二车间地平面以下,实施爆破作业时,车间厂房已经拆除,油库周围比较开阔,附近没有其他建筑物。在油库的南面十几米处有一排临时板房北二环路也在油库的南面,距离约60m,此段二环路紧接西直门立交桥辅桥,交通十分繁忙油库为半封闭式钢筋混凝土结构油库主体顶盖有一个长方形开口,开口尺寸为2.6m×1.85m,主体空间长8m、宽6m深4.25m。主体一侧有个楼梯间,由此进入油库内,楼梯间长3.5m、宽1m、深2.5m。油库壁厚下部为0.4m,上部为0.3m,螺纹钢筋直径为14mm,双层布筋,网度为200mm×200mm。顶盖厚度为0.15m,螺纹钢筋直径为10mm,单层布筋,网度为200mm×200mm,顶盖上有三条钢筋混凝土加强梁,断面为300mm×600mm。楼梯间的钢筋布置与主体相同

2)方案选择

根据欲拆除结构物的特点有三种方法(静态破碎;钴孔爆破;水压爆破)可供选择,其优缺点示于表15-1

拆除爆破三种方法的优缺点 表15-1

拆除爆破三种方法的优缺点 表15-1

通过表15-1的比较可以看出,采用水压爆破的方法拆除油库是最佳方案。

3)药量计算

用回弹仪对油库的混凝土结构强度进行了测试,测试结果油库壁的抗压强度为332kg/cm2,据此确定油库壁的混凝土原标号为350,其静抗拉强度为21.5kg/cm2根据油库的结构和形状特点,选用下列公式

(15-9)(15-9)

式中:Q装药量,kg;

p破坏程度系数,K=42(完全破坏)

K混凝土动力强度提高系数,K4=1.4;

R混凝土静抗拉强度,R2=21.5kg/cm2;

b截面宽度,b=120cm;

K1弯矩系数,K1=0.0679;

2频率系数,2=12.77;

C混凝土纵波速度,c=3585m/s;

R油库宽之半,R=3m;

δ油库壁厚,δ=35cm

计算结果:Q=15.388kg

公式适用于素混凝土,对于钢筋混凝土,上面的Q需要乘以系数K2,K2值按下式计算:

(15-10)(15-10)

式中:K钢筋动力强度提高系数,K=1.35;

Rg钢筋静屈服强度,R=3800kg/cm2;

ΣS3沿油库壁纵向截面宽度b内横向钢筋截面积的总和,计算得∑S=0.002155mP

其他符号意义与式(15-9相同。

计算结果:K2=1.874。

所以,对于钢筋混凝土结构体的药量为:

Q=15.388×1.874=28.837(kg)

该药量是针对TNT炸药而言,折算成乳化炸药为:

Q=28.837×1.15=33.163(kg)

实际装药量为32kg,这是油库主体的装药量,楼梯间也应该布置药包,其药量计算按式

(15-9和式(15-10)计算,式中的K1=0.0629,b=100cm,R=0.5m,=25,其他参数值不变,

计算结果为Q=1.151kg(乳化油炸药),楼梯间的实际装药量为1.5kg。所以,整个油库的实际装药量为33.5kg。

4)药包布置

根据油库结构坚固形状复杂等特点,决定采用双层分散群药包的布置方法。按照等距离的原则首先布置油库主体的下层药包,四个角上的药包距地板和内壁面都为1.5m,见图15-3在两个

图15-3油库结构及药包布置图

图15-3油库结构及药包布置图

a)油库结构及药包布置平面图;b)1-1剖面图;c)3-3剖面图;d44剖面图

相邻的药包中间布置个药包,即下层共8个药包,油库宽度方向上的药包间距为15m,长度方向

上的药包间距为2.5m,然后布置上层药包。考虑油库顶盖厚小于壁厚,为了防止顶盖产生飞石,所

以确定上层药包到顶盖的距离等于它到内壁面的距离,即1.5m。则上下层药包间的距离为125m

上下层共16个药包。药量分配如下:下层四个角上的每个药包重3kg,其余四个药包各重2kg,上层

的八个药包各重1.5kg。楼梯间共布置三个药包,每个重1.5kg

5)起爆系统

采用乳化炸药,成功地解决了炸药防水问题。采用非电塑料导爆管起爆系统。每个药包埋设两发瞬时导爆管雷管,共28发,分成两组,每组用瞬发电雷管起爆,整个油库19个药包同时起爆。

6)爆破施工

(1)因为整个油库完全处于地平面以下,所以必须提前挖开油库周围的土方,暴露出油库的壁面。

(2)封闭油库壁上的管道口。

(3)清理油库内的渣土,暴露出油库的底板

(4)固定药包,按设计位置在底板上埋设铁环然后在油库顶盖相对位置上凿开装药口,将尼龙绳穿过铁环呈双绳拉到装药口,并绑在一根横木上,按设计的上下层药包的距离把药包固定在一根绳上,拉紧另一根绳即可。

7)安全防护

(1)在油库四周清出全部土方,以降低爆破振动强度。

(2)爆破振动速度的估算:

(15-11)(15-11)

式中:v地面质点振动速度,cm/s

Q油库总装药量,kg;

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=100,

a=1.7;

K′修正系数,K=0.5。

计算结果:U=2.25cm/s。

(3)爆破时在油库顶盖和四壁上覆盖一层湿的草袋和_层荆笆,局部地方覆盖一层胶带,

防止产生飞石

8)技术点评

11月5日上午10:21正式起爆,随着一声巨响,油库的四壁和顶盖碎成万块,但是并没有产生粉尘和飞石,振动也很小。

(1)该次爆破效果很好,原油库的四壁被崩碎,并向后倒塌在沟帮上,楼梯间一侧破碎更严重。大部分钢筋暴露岀来,原来的混凝土墙变成由钢筋连接的不规则的碎块。油库的顶盖破碎得最好,保持着原来的形状爬在坑底,但整个顶盖都发生了龟裂,而且没有产生飞石,顶盖上的加强梁也被崩成几段。

(2)该次水压爆破的药量计算和药包布置以及药量分配基本上是合理的。按等距离原则布置药包符合能量守恒原理。对于计算公式的选择以及公式中参数的修正方法可供类似工程参考


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