復(fù)雜環(huán)境下特殊框架結(jié)構(gòu)廠房爆破拆除方案

復(fù)雜環(huán)境下特殊框架結(jié)構(gòu)廠房爆破拆除方案

1館小、大跨空間無(wú)排放式結(jié)構(gòu)樓蘭州城市建設(shè)投資有限公司因城市交通的擴(kuò)建，部分天侯路專業(yè)酒店被拆除。博大賓館為“h”型結(jié)構(gòu)樓房,其中因道路擴(kuò)建需拆除部分(主樓部分)為9層框架結(jié)構(gòu)樓房(不包括頂部3.5m高的圓型球體部分),保留部分為4層框架結(jié)構(gòu)樓房的一半。此道路擴(kuò)建工程為蘭州市政府城市建設(shè)重點(diǎn)工程,工期緊,任務(wù)重,為了確保道路按期竣工,決定采用快速爆破的拆除方案。1.1麻黃大6樓2層樓博大賓館位于蘭州市繁華地段天水北路主干線上。北面2.2m為6層民用建筑樓;東面緊挨博大賓館保留部分為3層居民樓房,3層居民樓以東低于水平地面8m為2層樓房,距離博大賓館主樓部分8m處為110kV高壓輸電線路,距離20m處為4層居民樓;東南距離5m處為4層辦公樓;南面3m處為巷道,15m處為老舊6層磚混樓;西面2m處為埋深1.5m的自來(lái)水管和蘭州市天然氣主管道,15m處為新建道路中心花壇,17m處為380V輸電線路,馬路對(duì)面分別為居民商鋪和高檔住宅小區(qū);在西北和西南方向15m處各有1臺(tái)變壓器。周圍環(huán)境非常復(fù)雜,爆破樓房周圍環(huán)境見圖1所示。1.2清除部分高寬,確定立柱尺寸樓房為9層框架結(jié)構(gòu)(不包括頂部一高為3.5m的圓球狀標(biāo)志),樓房結(jié)構(gòu)為“h”型,南北走向。南北長(zhǎng)為62.0m,東西寬為17.0m,拆除部分寬為12.5m,樓房高度為27.2m,實(shí)際高度為30.7m。拆除部分高寬比為2.5,樓房西面部分(拆除部分)高9層,東面部分(保留部分)高4層。樓房東西共3排立柱,拆除前2排立柱之間部分,立柱尺寸為60cm×60cm,第2排立柱5層以下需保留,聯(lián)系梁尺寸為40cm×70cm。所有墻體為空心磚墻,樓房在北面和西面各有一樓梯間,在西面中間部分有一電梯間(3m×3m)。樓房結(jié)構(gòu)圖如圖2、圖3所示。1.3保護(hù)好氮?dú)夤芫€的安全(1)爆破必須嚴(yán)格控制樓房倒塌方向及爆堆的堆積范圍,保證周圍建筑物和水氣管線的安全,保證道路中心花壇不受影響。(2)爆破保證東面8m處110kV高壓輸電線路的安全。(3)必須嚴(yán)格控制爆破震動(dòng)和建筑物觸地震動(dòng),做好爆破飛石防護(hù)。(4)爆破確保博大賓館東面保留部分安全不能受損。2爆炸方案的確定2.1主副樓5樓以上該樓的高寬比較大,有利于采用定向傾倒方案。根據(jù)樓房的周圍環(huán)境情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、清渣方式及工程要求等因素考慮,從施工的安全性和工期考慮,樓房采用上部(5樓以上)向西傾倒、下部原地坍塌的爆破方案。為了降低樓房倒塌長(zhǎng)度,同時(shí)確保保留部分的安全,決定2樓以下不處理,3～4樓為第1爆破缺口,6～7樓為第2爆破缺口。同時(shí)為了保證樓房保留部分的安全,在保證樓房穩(wěn)定的條件下,在爆破前將連接部分進(jìn)行人工處理,不能提前處理的部分(如東西向連接橫梁)全部采用鉆眼裝藥,和樓房同時(shí)起爆,以減小其中的鋼筋對(duì)后排保留立柱的拉傷。為了防止爆破樓房后坐對(duì)保留部分的影響,在起爆網(wǎng)路連接時(shí)加大了前后排的微差時(shí)間。2.2樓下鋼筋混凝土預(yù)破碎爆破前,首先對(duì)部分影響樓房?jī)A倒的部位用機(jī)械和人工方法進(jìn)行預(yù)處理,預(yù)處理主要部位:(1)爆破缺口內(nèi)所有東西向墻體全部人工處理完,同時(shí)3樓和6樓內(nèi)部所有墻體預(yù)先處理;(2)為了降低樓房倒塌長(zhǎng)度,爆破前將樓房頂部3.5m高的圓球狀鋼筋混凝土設(shè)施用人工拆除;(3)爆破缺口內(nèi)的電梯間和樓梯間全部預(yù)拆除;(4)為了保證保留部分的安全,將第2排立柱5樓根部前后各開一“∠”缺口,將每根立柱內(nèi)所有鋼筋切斷二分之一以上;同時(shí)將2、3、4樓樓板在第2排立柱根部開一條縫,將其中所有鋼筋全部提前剪斷;東西向橫梁的根部全部布置炮眼將梁進(jìn)行粉碎性爆破。3爆炸技術(shù)的設(shè)計(jì)3.1立柱破壞高度依照詳細(xì)的結(jié)構(gòu)資料和配筋情況,根據(jù)工程類比和以往的工程經(jīng)驗(yàn),由公式HP=K(B+Hmin)計(jì)算。式中:HP為立柱的破壞高度;K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)(取2～3);B為立柱截面的最大邊長(zhǎng);Hmin為立柱的最小破壞高度(通常取最小抵抗線的1.5倍)。確定最小爆破切口高度為2.1m,為了使樓房的倒塌爆堆長(zhǎng)度控制在10m的范圍之內(nèi),確定上、下爆破缺口的爆高分別為6.4m和10.6m。爆破切口見圖4。3.2孔參數(shù)和計(jì)算本樓房各部位爆破參數(shù)列于表1。4爆破缺口采用微差導(dǎo)爆管起爆路網(wǎng)由于此次樓房爆破拆除位于鬧市區(qū),周圍環(huán)境較為復(fù)雜,樓房東面8m處為110kV高壓輸電線路,西面有380V高壓輸電線路,周圍雜散電流比較高,為了保證爆破網(wǎng)路安全,決定采用孔外毫秒微差導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路。所有孔內(nèi)采用高段位雷管,實(shí)施孔外延期。為了降低樓房在傾倒過(guò)程中觸地震動(dòng),將整個(gè)樓房從南向北分3個(gè)大微差區(qū),區(qū)與區(qū)之間采用9段(310ms)延期;上下爆破缺口采用15段(880ms)延期;前排與后排之間分別采用13段(650ms)和15段(880ms),微差時(shí)間230ms。在爆破前將所有的網(wǎng)路都連接完畢,每個(gè)連接點(diǎn)都采用雙發(fā)雷管交叉連接,形成復(fù)式網(wǎng)路。只在樓房最端頭留一個(gè)起爆點(diǎn)連接雙發(fā)電雷管起爆,電雷管聯(lián)接待所有警戒到位,輸電線路臨時(shí)停電之后由專人負(fù)責(zé)聯(lián)接。5爆炸安裝安全5.1飛石安全防護(hù)本樓房拆除爆破采用上下2個(gè)爆破缺口,爆破部位高,炮眼淺,且周圍環(huán)境較為復(fù)雜,爆破飛石需重點(diǎn)防護(hù)。本次爆破在飛石安全防護(hù)主要采用以下措施:所有立柱采用從里向外打眼,并在飛石重點(diǎn)防護(hù)部位適當(dāng)減小裝藥量;在爆破前將所有窗戶、門等采用竹笆堵嚴(yán),并且將樓房所有爆破部位采用雙層加厚彩條布進(jìn)行包裹,以確保爆破飛石不對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。5.2爆破實(shí)施影響本次爆破主要考慮爆破振動(dòng)對(duì)北、西、南方向的居民住宅樓及辦公室的影響,根據(jù)《爆破安全規(guī)程》GB6722—2003中規(guī)定,估算出本次爆破產(chǎn)生的振速遠(yuǎn)小于被保護(hù)對(duì)象所規(guī)定的相關(guān)數(shù)值,因此爆破產(chǎn)生震動(dòng)不會(huì)對(duì)周圍建筑產(chǎn)生不良影響。5.3爆破觸地震動(dòng)計(jì)算建筑物爆破傾倒后沖擊地面而引起的振動(dòng)大小與其質(zhì)量、重心高度和觸地點(diǎn)土層的剛度有關(guān)。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所提出的經(jīng)驗(yàn)公式,煙囪類結(jié)構(gòu)物塌落作用于地面造成的振動(dòng)速度V有以下關(guān)系Vt=Kt[R(MgHσ)1/3]Vt=Κt[R(ΜgΗσ)1/3]式中:Vt為塌落引起的地面振動(dòng)速度,cm/s;M為下落構(gòu)件的質(zhì)量,t;g為重力加速度,m/s2;H為構(gòu)件中心的高度,m;σ為地面介質(zhì)的破壞強(qiáng)度,一般取100kg;R為觀測(cè)點(diǎn)至沖擊地面中心的距離,m;Kt=3.37;β=-1.66。經(jīng)計(jì)算得知被保護(hù)建筑物的觸地振動(dòng)速度均小于3cm/s。其觸地震動(dòng)不會(huì)對(duì)北面建筑物造成破壞。此次爆破觸地震動(dòng)主要考慮爆破樓房西面2m埋深為1.5m的自來(lái)水管和蘭州市天然氣主管道。為了保護(hù)管道安全,在爆破前在管道頂部用機(jī)械堆約1.5m高的減震土墻。同時(shí)對(duì)輸電線路、自來(lái)水管及天然氣采用臨時(shí)關(guān)停措施。同時(shí)為了減小樓房倒塌的觸地震動(dòng),將樓房采用多段微差起爆,盡量使樓房在空中解體。5.4高壓輸電線路實(shí)施保護(hù)由于本次爆破在蘭州市內(nèi)繁華地段進(jìn)行,周圍多為民居和相關(guān)設(shè)施,需重點(diǎn)保護(hù)樓房東面8m處110kV高壓輸電線路。為了使爆破粉塵對(duì)周邊環(huán)境影響減小到最低程度,在爆破前由相關(guān)部門準(zhǔn)備2輛消防灑水車,爆破結(jié)束馬上采取灑水降塵措施。6類型地震爆破技術(shù)在市區(qū)繁華地段進(jìn)行了安全高效爆破起爆后大樓沿方案設(shè)計(jì)預(yù)想,由南向北、由上向下分段坍塌。在不足10s內(nèi)完全塌落并解體(見圖5)。樓房爆破部分解體充分,爆堆向前約14m,南北方向除個(gè)別磚墻塌落碎塊之外,基本沒有形成爆堆,樓房東面要求保留部分基本完好無(wú)損,達(dá)到了預(yù)期的保護(hù)效果。爆破飛石沒有對(duì)周圍建筑設(shè)及施造成損壞。爆后經(jīng)相關(guān)部