控制爆破拆除（精选9篇）
控制爆破拆除 篇1
1 工程概况
山西永济“上大压小”热电联产工程项目, 待拆除钢筋混凝土结构的烟囱, 高度150 m, 标高25 m;底部外径14 m, 壁厚0.40 m;顶部外径6.3 m, 壁厚0.25 m。烟囱烟道和出灰口在地面5.0 m~8.0 m之间, 大致在东西方向, 下面与之垂直方向有两个出入门, 约0 m~2 m高。正东方向有一自下而上的直爬梯。烟囱地面以上部分总混凝土体积为2 000 m3, 总重量约为5 000 t。
烟囱拆除工程整体施工环境条件较好, 烟囱到正西最近居民区的距离为220 m, 到正北电厂发电区的距离为40 m, 到正南厂区围墙为245 m, 距离围墙外煤场的距离为300 m, 烟囱东部300 m以内全部为待拆除区。因此300 m内需要保护的建筑物为正西的民居以及正北的发电区。烟囱周围环境示意图见图1。根据周围环境以及烟囱的结构确定烟囱的倒塌方向为正南方向。
2 爆破方案设计
2.1 工程要求
1) 振动控制要求:虽然烟囱四周环境较好, 但爆破时必须充分考虑爆破震动及塌落震动的影响。要控制单段起爆药量、做好烟囱触地缓冲措施以控制震动给周边建筑、设施的影响。
2) 灰尘控制要求:因灰尘对高压电气设备绝缘的输电距离危害较大, 并影响二次设备的绝缘电阻, 同时距离村庄较近, 因此灰尘控制要求高。在实施爆破拆除时要考虑扬尘以及风向的影响。
3) 飞石控制要求[1]:爆破飞石以及烟囱触地引起的二次飞溅物必须控制在一定范围内。
4) 其他要求:爆破时确保周边运行机组 (设备) 以及人员的安全。
2.2 爆破缺口设计
1) 爆破缺口参数。
切口的形状为正梯形定向准确的爆破缺口。切口两端的定向窗为三角形, 底长为4 m, 直角边高2 m, 闭合角为45°。为了利用进风口以及考虑爆破风向的影响, 确定切口下沿标高为+0.5 m。
切口长度L, 爆破缺口底部长度为烟囱该处外径的0.61倍, 即:
切口高度h一般与烟囱壁厚相关 (3倍~5倍的壁厚) :
其中, δ为壁厚0.40 m。因此取h=2 m。
切口上部长度L上=23 m。定向窗和导向窗可以采用试爆和机械拆除的方式相结合进行预拆除, 但整体长度不得超过10 m (如图2所示) 。
2) 缺口炮眼布置见图3。
3) 缺口爆破参数。
烟囱外壁爆破区为两块曲板。爆破参数为:
炮孔深度l:
最小抵抗线W:
炮孔间距a:
炮孔间距b:
孔深0.28 m, 孔距0.3 m, 排距0.40 m, 最小抵抗线0.2 m。爆破切口布置6排孔, 按梅花形排列。每排炮孔数目为70个, 总炮眼数目为490个 (不包括导向窗和定向窗预拆除时的试爆炮孔) 。
4) 单孔装药量Q。
单孔药量计算:
其中, K为炸药单耗, 这里取2.0 kg/m3;V为被爆体的体积。实际每孔装药为100 g。因此爆破时总装药量为49 kg。
5) 定向窗与导向窗。
为了保证实现爆破方案, 在爆破缺口两端预先用爆破法或者机械法形成两个定向缺口和一个导向窗口, 缺口底宽总长为10 m。为了保证烟囱能够准确的按照设计倾倒, 还需对定向窗做一些处理, 以保证定向窗的位置满足设计的精度。爆破缺口展开示意图如图2所示。爆破参数见表1。爆破缺口剖面位置示意图如图4所示。
6) 装药结构。
炮孔装药采用连续柱状装药结构。使用乳化炸药, 每孔使用两发导爆管雷管, 装好炸药后, 要用炮泥进行回填, 回填过程中也要用炮杆压实, 保证堵塞质量。
装药结构如图5所示。
7) 烟囱基础爆破参数。
烟囱基础为厚度2 m的块状钢筋混凝土, 总爆破方量约为2 000 m3。炮孔深度为1.8 m, 炮孔排距与间距均为0.8 m, 炸药单耗取为0.5 kg/m3。
2.3 起爆方式及起爆网路
为保证安全、准确起爆, 采用导爆管雷管接力, 最后由电雷管起爆接力导爆管雷管的方式起爆。起爆网路见图6。
3 烟囱触地震动校核
烟囱质量大, 质心高, 触地震动不能忽视, 为此用下式进行校核, 按照中国科学院工程力学所提供的坍落振动速度公式[2]:
式中:v———烟囱介质质点振动速度;
M———烟囱质量, 5 000 t;
g———重力加速度, g=9.8 m/s2;
H———质心高度, 46 m;
R———质心触地点至最近被保护建筑物的距离, 66 m。
经计算v=0.05 cm/s。
计算结果表明, 距离最近的被保护建筑物及设施是安全的。
4 爆破效果
按照方案施工后, 于2013年9月29日10点整准时爆破, 爆后烟囱实现定向倾倒, 倾倒过程约14 s, 坍落振动和飞石对周边基本无影响。烟囱爆堆在60 m出现断裂, 断开长度20 m, 100 m处断开长度5 m, 120 m处断开长度4 m, 140 m以上完全碎裂。爆破效果图见图7。
5 结语
本次爆破已经取得成功, 以此为同类工程提供一些建议:
1) 两个定向窗的对称与否以及位置精度对烟囱能否准确按照设计的倾倒方向而倾倒有重要的决定作用, 同时烟囱倾倒中心线应尽量准确定位于缺口部位。
2) 雷管应尽量选取同厂、同批、同型号的。
3) 堵塞炮泥时不得损坏雷管脚线, 联接电爆网路时应特别注意, 防止联错或漏联。
4) 为减小触地震速, 在烟囱倒塌中心线上用土垒成高3 m、宽4 m、长120 m的缓冲垫层减少筒体触地震动, 缓冲带上面垫10层用编织袋装的土 (不能用建筑垃圾) 和覆盖10层湿麻袋, 避免烟囱和垫层接触时造成飞石。
5) 在炮孔部位覆盖防护物, 烟囱爆破切口部位 (包括定向窗) 及其周边0.5 m范围内挂敷三层草帘和一层竹笆片, 周围建筑物的一些部位和门窗及高压风管用竹笆片进行遮挡防护。联接电爆网路时应特别注意, 防止联错或漏联[3]。
摘要：介绍了山西永济“上大压小”热电联产工程项目烟囱采用定向控制爆破技术, 成功地拆除了150 m高钢筋混凝土烟囱的实例, 着重阐述了烟囱成功拆除爆破中的一些主要事项、爆破参数、安全措施以及爆破效果等, 该烟囱的成功爆破可为以后类似工程提供借鉴。
关键词：烟囱,爆破拆除,定向爆破,爆破振动,安全措施
参考文献
[1]谢先启.150 m钢筋砼烟囱爆破拆除技术与分析[J].工程爆破, 2008 (1) :37, 54-56.
[2]磨季云, 周运奎, 金沐, 等.厚壁砖结构烟囱爆破拆除[J].爆破, 2012 (2) :87-90.
[3]王希之, 谢兴博, 谭雪刚, 等.210 m高烟囱爆破拆除技术[J].工程爆破, 2011 (2) :53-55.
控制爆破拆除 篇2
杨利云（高级工程师）
一、编制依据：
（1）甲方提供的建筑物平面布置图纸等资料。
（2）现场勘察资料、现场建筑物及管线布置、周边环境对拆除工程的要求。（3）中华人民共和国《民用爆破管理条例》（4）《爆破安全规程》(GB6722-2011)（5）《中国爆破新技术》（2004年）
（6）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）（7）特殊作业人员安全技术考核管理规定（GB5306—85）
二、工程概况
1#-6#主厂房属发电有限公司4×137.5MW+2×220MW燃煤发电机组等拆除工程中高大建筑物，钢筋混凝土框架结构，南北长度约309m，宽度约93m，其中汽机房高度约35米（目测高度），锅炉房高度约65米（目测高度），主要由钢屋架、型钢、钢筋混凝土梁柱组成。采用人工、机械、爆破相结合的方式拆除，人工、机械拆除方法在总体方案上已有介绍。现介绍爆破拆除方法。
爆破的整体环境一般。东侧113米以内为拆除区，西侧111米以内为拆除区，北侧28米以内为拆除区，南侧12米以内为隔离区（与7#机组主厂房隔离开）。
图1主厂房爆区环境图
为此，必须在充分了解主厂房内部结构的基础上提出切实可行的安全的爆破方案，再经过专家组的安全评估，组织有力的施工班子，精心设计，精心施工，才能保证拆除工作安全、快速、高质量地完成。工程特点及需解决的难点：
主厂房南距保留建筑物（7#机房）12米，北距保留建筑物（安装公司办公房）28米，东西两侧100米以内均为拆除区，采用爆破拆除方法可以大大加快施工速度，减少对周边的长期影响，也增加了施工人员的安全保证，减少了高空作业。但是，爆破拆除主厂房具有一定的风险，其拆除方案、触地震动、飞石防护、解体程度及对周边的影响都有较大的难度。
主厂房的爆破主要须解决的几个难点：
（1）震动控制
触地震动是主厂房的最大危害。因为南侧距7#机房12米，拆除时一定要控制好震动。主厂房的最高约65米，其解体必须控制得恰到好处，过早或过晚都不利于整幢厂房的拆除，过早解体对上部结构的定向将产生不利影响，过晚解体又会造成上部楼层整体冲击地面，产生很大触地震动。
（2）飞石控制
由于主厂房楼高，由梁柱组成，结构坚固，要使其充分解体势必将增大爆破高度，炸高一高，给高空飞石的防护带来很大因难。
总之，由于主厂房的高度、自重和周围环境的限制，虽然采用了国内先进的控制爆破拆除方法，但对于具体方案的选择还有许多深入考虑的因素，爆破方案的制定原则是以降低触地震动、控制飞石为主，以保护7#机组运行为重点。
（3）爆破拆除的基本形式：
爆破拆除的基本形式为：1#-4#主厂房原地向东倒塌逐段空中解体减少整体塌落对地面冲击力。5#-6#主厂房原地向东北倒塌逐段空中解体减少整体塌落对地面冲击力。参见图1。
三、爆破拆除方案：
1、爆前处理
（1）为减小大楼的触地震动，30米以下的附属部位均用剪刀机或镐头机拆除。
（2）为有利于大楼的坍塌与解体，减少爆破工作量，缩短工期，可对主厂房的墙体进行适当处理，尽可能地掏空，仅留下梁柱板等结构。
（3）在东侧坍塌方向上堆渣3米以上（设置表面起伏的缓冲层），以减小大楼的触地震动。
2、爆破形式
爆破拆除的基本形式为：#1-4#主厂房原地向东倒塌逐段空中解体减少整体塌落对地面冲击力。5#-6#主厂房原地向东北倒塌逐段空中解体减少整体塌落对地面冲击力。参见图1。
3、爆后处理：
立即机械破碎。
4、安全验算
（1）塌落震动
本次爆破关键是要控制塌落震动，对东南侧升压站以及东侧7#机组主厂房的震动速度必须控制允许范围以内（<0.25cm/s），按公式：
触地冲量 I=M×（2gH）1/2 塌落震动 V=0.08×（I1/3/R）1.67
式中：M分段塌落构件质量（kg）；R目标点与触地中心的距离（m）；H构件重心落差（m）；
南侧厂房（12m）: V=0.15cm/s
以上计算值均小于允许值，故对升压站以及周边运行机组（设备）是安全的，除此而外仍进一步采取减震措施，即厂房塌落范围堆置若干高低、大小不等的渣堆和草袋起减振作用。在东侧挖减震沟。
（2）最大一次齐爆药量
按公式：
最大一次齐爆药量 Q=（R×（V/K）1/2）3
最近距离取12米计算（实际距离大于此数）；最大允许震动速度取3cm/s；经验系数取50。
则Q12=25.4kgTNT当量。(3)爆破震动
按公式：V=K（Q1/3/R）a
式中K为传递介质参数，多层建筑物爆破拆除取32.1。Q为一次最大起爆药量，取10Kg、15kg计算；R为爆破中心至所需保护等效距离，a为衰减参数，取1.54。
距南侧厂房，等效距离取61米计：则V=0.17 cm/s。即对南侧的厂房是安全的。
以上数据是按最保守的方法计算的，爆破引起的震动对南侧保留的7#机组主厂房是安全的，小于其允振速度。（4）飞石计算
在爆破部位用多层麻袋覆盖、竹笆悬挂、铁丝网隔遮挡防护后，飞石可控制在30m以内。
（5）空气冲击波：
由于控制爆破其设计原理是以最大内部作用药包和减弱松动药包原理为基础，炸药能量绝大部分消耗于砼的破碎，加上对爆体防护遮盖其实际数值远低于计算，故不会产生冲击波的危害。
5、爆破安全防护措施
（1）飞石防护形式：
主动防护：钻孔爆破部位采用麻袋包裹及竹笆遮挡再用铁丝网隔贴身包裹。
被动防护：沿南北两侧的保留房的外侧搭设防护架进行遮挡防飞石。保留的升压站处防护：通过搭设高排来防止个别飞石飞入电网区。（2）震动防护措施：
采取柱柱爆破原地坍塌的塌落方式，将主厂房的巨大势能大部分损耗在楼体本身的解体、挤压、破碎过程中，大大减低对地面的冲击动能。
采用适宜的微差爆破延迟时间，逐块分区塌落，以降低分散爆破震动与塌落震动。在倾倒方向铺垫建筑渣土，减小塌落冲击力。（3）粉尘防护措施：
沿东南侧升压站处搭宽3米长50米高25米的钢管架，外罩彩条布。
沿南两侧搭宽2米长100米高15米的防护脚手架，外罩彩条布，爆破时7#机组敞口处加挂帆布。
6、爆破参数设计
（1）爆破切口高度
本大楼承重构件主要为立柱，爆破形式为原地坍塌，所以必须对承重构件进行破坏。待中标后，由厂方提供结构图，再详细计算。
（2）爆破部位装药结构设计
建筑物爆破都是利用炸药爆炸产生的能量破坏结构的承重构件，使结构在自重作用下失稳，并使其在失稳过程中扭曲变形和落地冲击过程中解体。如果全部钻孔爆破的话，则工作量相当大，可根据柱长、所处位置和有无钻孔平台，每根立柱爆破4-6处，由底层向上爆破高度逐渐减少，1-2层立柱的破坏程度是厂房倒塌的关键部位。厂房能否彻底坍塌，内楼梯和电梯的破坏程度至关重要，所以对内楼梯和电梯从一层破坏至4层。
（3）延期时间控制
采用施工安全性较好的非电导爆管起爆系统。因此采用绑扎与连接结合的方法增加起爆的可靠性，即炮孔内填装延期时间较长的半秒延期雷管以起爆乳胶炸药，炮孔内引出的脚线用双雷管绑扎，然后该绑扎雷采用复式导爆管连接网络。做好导爆管网络的防护工作，最后采用导爆管专用起爆器按照预定的起爆顺序击发起爆。
四、爆破拆除施工、安全技术措施：
（1）按爆破工程的结构特点，现场情况，制订施工技术措施；
A、工程安全管理措施
① 按规范设计、施工、按上海市拆房办要求标准化管理。② 搭设临时围档，隔离施工区域。
③ 防护脚手架必须由有资质的专业队伍搭设。
④ 进入现场必须戴安全帽，高空作业正确使用安全带高挂低用。⑤ 张贴醒目安全标语，遵守指挥部相关规定及施工纪律。
⑥ 所有进场施工人员，必须经过三级教育才能上岗，特殊工种如安全员、电工、爆破工等必须持证上岗。
⑦ 实行目标管理，定人定岗，责任分解到班组，责、权、利挂钩，项目经理定期检查落实情况。
⑧ 设专职安全员进行安全检查，发现隐患及时整改。B、爆破预处理施工安全技术措施：
① 爆破切口的预处理部位必须事先由技术人员用粉笔标明范围。② 切割预处理部位自上而下逐层粉碎性拆除。③ 管理人员与工人同步上下班，确保施工时有人监护。④ 大风、大雾、大雨天禁止施工。C、爆破钻孔施工安全技术措施：
① 严格按爆破设计方案进行钻孔，保证孔的质量。② 高空作业要系好安全戴，并高挂低用，确保自身的安全。③ 严格遵守作业时间规定及劳动纪律，中午一律不准喝酒。D、爆破作业施工安全技术措施： ① 严格遵守爆破安全规程。
② 火工品领取、运输、保管、使用严格按照遵守徐州市公安局各项规章制度。③ 装药前设置警戒线，装药现场不得吸烟。
④ 警戒人员加强对警戒点的力度，确保人员、车辆不得进入警戒区内。（2）爆破涉及区域地上、地下设施的安全防护技术措施： A、爆破涉及区域地上设施的安全防护技术措施： ① 在倒塌方向上铺垫3米厚的建筑碎渣，减小塌落冲击力。
② 对厂房实行主动防护：即在楼内各层待爆立柱的爆破部位，包扎麻袋、竹排、铁丝网，以控制爆破飞石。
③ 对临近保护物实行被动防护：即在被动保护建筑物或设施前搭设竹排防护架或挂放大块帆布。
B、爆破涉及区域内地下设施的安全防护措施
① 如主厂房地下有需保护的管线，则可标定位置处铺设一层钢板，防止个别掉渣砸坏地下管线。
（3）周围环境和道路的防护隔离措施：
A、爆前准备时对周围环境和道路的防护隔离措施：
在施工前搭设围档，外罩绿网，封闭施工区，将施工区与周围环境和道路隔离开来，并派人检查，防止无关人员进入。
B、爆前半小时对周围环境和道路的防护隔离措施：
① 爆前两天在有关路口、厂区内外等处广泛张贴《爆破告示》。
② 爆前30分钟实行警戒，各警戒点爆破公司均派警戒员进行警戒（中标后出详细警戒图），爆前30分钟进行清场工作：工地区域内人员、车辆的清场由甲、乙双方负责人员于爆前20分全部清理出场并撤至警戒区以外；厂区外围道路交通和人流疏散请徐州市公安局协助解决。
（4）控制施工噪声、粉尘污染的措施： A、控制施工噪声措施：
施工用的空压机分散使用，比如计划安排四台空压机，则这四台空压机可安置在工地的四个角上。以降低噪音。
预处理和钻孔分开楼层，彼此尽量拉开空间。B、控制粉尘污染的措施：
对施工区域经常进行洒水，并将垃圾及时清扫出去。爆前将大楼内垃圾打扫干净，并对爆破楼层洒水。爆破后立即安排洒水车对路面进行洒水，控制粉尘扩散。沿南北两侧保留房外侧搭设防护脚手架，沿东南侧升压站方向搭25米的高排，用来遮挡爆破粉尘。
（5）施工机械设备、临时用电、拆除物堆场、易燃易爆物品的安全、卫生和防火措施；
施工机械设备按爆破现场布置图放置在指定位置，临时用电由专业电工负责联系，严禁私拉乱接，接线请甲方配合或监督，把好安全关，施工现场指定专人打扫，保证施工区干净卫生，施工现场配备灭火器和水桶（桶内预装满水）并安置在厂房的四角。易燃易爆物品（本工程涉及到的为火工品）按照徐州市公安局规定办理运输、保管、使用手续。
五、安全警戒措施
根据现场周围环境和爆破设计的要求，严密做好爆破安全警戒工作。
1、爆前召开爆破专家评估会
合同签订后，召开主管部门和知名爆破专家参加的专家评估会，在会上介绍爆破方案，由知名爆破专家对方案进行安全评估，会后报徐州市公安局审批。
2、爆破时间：
现定于 年 月 日 午
时进行爆破。
3、指挥部设定
由市公安局、电厂、总包方、爆破公司等负责人组成爆破临时指挥部负责现场指挥。
临时指挥部设在 ；
总指挥：
副总指挥：电厂、总包方、爆破公司等；
爆破临时指挥部成员于爆前30分在指挥部集合。
4、爆前宣传
爆前两天在有工地四周广泛张贴《爆破告示》。
5、警戒范围：警戒范围250米。
（1）、爆破时工地区域内人员、车辆的清场由爆破指挥部负责人员于爆前20分全部清理出场。撤至警戒区以外；警戒区道路交通和人流疏散请市公安局协助。
（2）、在工地四周设置警戒点。各警戒点爆破公司均派警戒员进行警戒；
6、爆破信号：手持式警笛
预备信号：爆前10分钟警戒人员到岗后，发布此信号，警戒人员开始按计划要求实施警戒，并将情况及时向警戒负责人汇报；
起爆信号：经证实警戒工作就绪后，指挥长下令发布此信号，三分钟内即倒计时起爆；
解除警戒信号：爆后我方爆破员检查证实无哑炮后，指挥长下令发布此信号，表明爆破作业结束；在此之前，安全警戒人员应在岗位，其他人员不得进入爆破工地；
7、安全警戒组织管理：
副指挥长：(爆破公司)
警报手：
爆破手：
主要警戒人员：
1号位：*** 2号位：*** 3号位：*** 4号位：*** 5号位：*** 6号位：***
8、警戒示意图(中标后给出详细警戒示意图)
六、关于主厂房倒塌范围及飞石范围的说明：
主厂房爆破时倒塌的范围：
1#-4#主厂房的倒塌范围：东侧约10米，南侧掉碴约3-4米，西侧掉碴约3-4米，北侧掉碴约3-4米。
5#-6#主厂房的倒塌范围：东侧约10米，北侧约8米，西侧掉碴约3-4米，南侧掉碴约3-4米。
能确保周边建筑（设备）运行的生产安全。
主厂房爆破时飞石的范围：
在爆破部位用多层麻袋覆盖、竹笆悬挂、铁丝网隔遮挡防护后，飞石范围：东面约30m，南面约30米，西面约30米，北面约30米。
在靠近南北侧保留房和东南侧升压站处分别搭设防护脚手架和钢管排架，能确保周边建筑（设备）的安全。
#1-6机组主厂房周围环境及倒塌示意图
爆破施工组织
一、爆破指挥部组成
指挥部组织结构
二、施工顺序
2.1主体结构爆破拆除（拆除至正负零）2.2水轮机室拆除 2.3整体基础拆除
三、施工计划
3.1人员组织 3.2机械设备组织 3.3爆破器材组织 3.4警戒组织
四、工期控制及措施
横道图
控制爆破拆除 篇3
关键词：高耸构筑物,爆破拆除,控制爆破
随着我国社会经济的不断发展, 城市建设日趋现代化。城市建设的发展, 使越来越多的烟囱类高耸建 (构) 筑物需要进行爆破拆除。这些建 (构) 筑物往往地处环境复杂的地区, 大多数位于人口稠密的城镇或者有大量工业设施的工业区。若用一般的拆除方法拆除高耸烟囱等高耸构筑物, 不但耗资巨大, 而且施工时间长, 难度大, 安全隐患多。目前控制爆炸理论已经日趋完善, 利用控制爆破理论实现对高耸烟囱实施爆破拆除的技术也逐渐成熟, 这种快速、经济、安全的烟囱爆破拆除技术已变得越来越重要, 并且在实际应用中已经充分体现了其优越性。使烟囱按照预定设想的方向倾倒塌落, 并充分提高其安全性、可靠性, 不断提高其控制爆破的精度将是今后发展的方向。
1 控制爆破拆除原理及其方法
建筑物的破坏是靠炸药爆炸时产生的巨大能量对建筑物做机械功导致的。目前, 控制爆破拆除烟囱的方法主要有以下三种:定向倒塌、折叠式倒塌以及原地坍塌。在实际应用中要根据高耸烟囱所处的位置环境, 地质因素等条件确定采用何种拆除方法。爆破拆除的原理在于通过爆破手段形成缺口, 破坏建筑物的稳定性, 在其自重力矩作用下破坏、达到拆除解体目的。当爆破形成切口后, 在爆破切口平面的预留支撑部分形成“塑性铰”, 爆破切口以上的筒体倒塌, 其过程可由初始失稳、倾倒旋转、运动解体和塌落堆积等四个阶段组成。当烟囱形成多段切口时, 烟囱将发生折叠倾倒运动, 可视为“塑性铰”连接的多体的折叠下落。
倒塌阶段的初始失稳, 是在烟囱体自重对切口支撑部偏心重力所形成的弯矩和各段烟囱体 (含基础) 相互作用下, 在支撑部大于“塑性铰”的抵抗弯矩而形成。倾倒旋转, 是各切口依次爆破延时, 烟囱上段由单体倾倒时间拓扑切换点, 转变到多体系统的变拓扑运动, 可用变拓扑多体系统动力学描述。运动解体是当烟囱各体间作用力大于“塑性铰”的动力强度后, 切口支撑部将延时断裂, 而由动力拓扑切换点逐步运动解体, 烟囱也从多体系统分解为若干离散体 (含单体和多体) , 继续相应的拓扑运动。并且于近地点, 各体间分离、接触、摩擦、碰撞、滑动和堆积, 步入塌落堆积阶段, 可用离散多体系统运动动力分析法 (DMBA) 描述。
1.1 定向倒塌
定向倒塌的原理是在烟囱一侧的合适位置包埋炸药, 利用炸药在爆炸时所产生的能量对其底部的一侧造成破坏, 使其底部位置形成一个大于其一半周长以上的爆破缺口, 使烟囱的重心产生偏移, 对烟囱的稳定性造成破坏, 在其自身重力的作用下形成倾覆力矩, 从而使烟囱能够按照预设的方向倾倒。定向拆除对烟囱所在场地的要求较高, 只有在空旷、合适的场地才能实施。
1.2 折叠式倒塌
折叠式倒塌的原理是在烟囱底部炸开一个爆破缺口的同时, 在烟囱中部合适位置再炸开一个或多个爆破缺口, 使烟囱在自重的作用下从两个或两个以上的方向分段折叠倒塌。目前, 折叠式倒坍一般分为两种方式:单向和双向折叠式倒坍。折叠式倒塌, 虽然对场地的要求不如定向倒塌高, 但其对技术的要求非常高, 如何准确的在中部位置找到爆破缺口是该技术的要点, 同时需根据爆破场地的实际情况, 设置合理的分段数目。
其中, 连续3折烟囱的运动可简化为4个拓扑阶段, 即 (1) 上缺口爆破, 烟囱上段单独倾倒; (2) 中缺口爆破, 烟囱上、中段双向折叠同时倾倒; (3) 下缺口爆破, 烟囱上、中、下段连续双向多折倾倒, 端弯矩简化为零; (4) 烟囱上、中段端剪力大于摩擦力和端强度, 钢筋拉断而空中解体。
2005年, 广州造纸厂百米烟囱爆破拆除, 采用了世界首创烟囱三折定向爆破拆除技术, 该技术获中爆协科技进步一等奖。
1.3 原地坍塌
原地坍塌的原理是在烟囱底部支撑的整个筒壁炸开一个足够高的爆破缺口, 使其在自重作用下下落, 由于其在下落到地面时产生冲击波, 从而实现烟囱自行解体。原地坍塌的技术要求非常高, 稍有偏差, 烟囱倒塌方向将不可预测。
2 爆破缺口设计
2.1 爆破缺口确定原则
爆破缺口大小和形状的选择是影响烟囱倒塌准确性的决定重要影响因素。爆破缺口的作用是使烟囱失去稳定性。烟囱缺口大小的确定是根据是否能够产生足够的倾覆力矩设计爆破的。只有烟囱在失稳之后, 在自重的作用下产生足够的倾覆力矩, 才能使烟囱能够按照预设的方向倒塌。此外对于钢筋混凝土的烟囱, 同时还需满足缺口部位钢筋的失稳条件。
2.2 爆破缺口的确定
2.2.1 确定爆破缺口位置
爆破缺口位置的设计要求需满足以下条件:能够使碎石块分散开而不聚集切口位置主要由允许塌落地点和塌落范围决定, 当有足够的烟囱塌落的范围, 允许偏离范围角大于±10°时, 可采用单向倾倒方案。当允许塌落范围小于以上范围时, 应采用折叠倾倒方式, 其逐段解体段长, 应小于允许倒塌范围。最后一排排炮孔的位置高度一般要求在离地面0.5-1m左右。
2.2.2 确定爆破缺口长度
爆破缺口长度需根据所爆破烟囱的性质和大小确定, 既不能太长也不能太短, 根据经验一般缺口的长度为烟囱周长的1/2-2/3。爆破缺口太长, 烟囱倾倒方向不易控制, 方向误差也会增大。缺口长度也不宜过小, 缺口长度小, 保留部分虽然符合对烟囱的各种载荷, 但是可能造成爆破后对烟囱失稳程度不足, 使烟囱炸而不倒。
2.2.3 确定爆破缺口高度
爆破缺口高度首先应满足切口砼爆破抛离后, 切口处纵向钢筋必须"压杆失稳", 其二, 压杆失稳后, 随着烟囱倾倒, 在切口闭合时, 其重心应移出筒壁之外。需根据需要, 在保证安全的前提下合理确定。缺口高度越高对烟囱顺利倾倒越有利, 但是缺口越高, 钻爆工作量越大, 同时安全性将降低, 防护措施越难保证。一般钢筋混凝土烟囱爆破缺口的高度为烟囱底部直径的1/6-1/4。或者也可根据烟囱的壁厚来确定缺口高度, 一般为壁厚的1.5-4倍。其中钢筋混凝土结构的烟囱取最大值, 砖结构取最小值。
2.3 定向窗角的设置确定
定向窗口的作用不仅在尔后切口闭合时, 有均匀支撑烟囱的可能, 而更重要的在微倾和初倾阶段前期, 较小的定向窗口角加强了切口前方的强度, 推迟了切口两端压坏, 从而稳定倾倒方向。烟囱倒向观测表明, 定向窗口角在30°以下, 切口高在2.4m以下, 前剪区的压剪破坏, 引起的倒向偏离只在2°以内, 已经可以满足拆除工程的要求。高耸烟囱通常筒壁较薄, 在爆破后后坐现象往往比较严重, 在保证烟囱能够顺利的实现定向准确的倾倒的前提下, 又能够保证倾倒前烟囱的稳定性, 需要在切口的两侧设置定向窗隔断爆破区和保留支撑区。定向窗宽度一般在1.5m左右, 高度稍小于缺口高度。在爆破布孔布置一般是烟囱结构比较复杂的部分, 该位置有进烟道和出灰口, 有些烟囱还有除尘设备, 这些因素在设置定向窗时都应考虑在内。
3 爆破参数的确定
爆破参数的确定在整个高耸烟囱控制爆破之中是重中之重。烟囱一般为砖结构或者混凝土结构, 抗压强度往往较强, 但其抗拉强度很低, 在爆破时筒壁的内侧受到压力, 而外层受到的是拉力, 因此外层外侧的暴扣爆破漏斗较内侧容易形成, 所以炸药包埋位置应靠近内侧, 一般在爆破部位的壁厚外径大于3m的烟囱中钻孔深度为壁厚的0.65-0.68倍;在爆破部位的外径壁厚小于3m的烟囱中钻孔深度为壁厚的0.69-0.72应靠近内侧, 一般在爆破部位的外径大于3m的烟囱中钻孔深度为壁厚的0.65-0.68倍;在爆破部位的外径小于3m的烟囱中钻孔深度为壁厚的0.69-0.72倍。孔距主要和孔深有关, 除此之外还与烟囱结构和烟囱是否受到风化腐蚀有关。有文献报道爆破中采用孔距大于孔深的宽间距小排距技术, 减少炸药单耗, 改善了爆破效果, 并使总钻孔量有所减少, 从而达到优化设计的目的, 但是一般情况要求孔距要小于孔深。砖结构烟囱孔距一般为孔深的0.8-0.85倍;若烟囱有风化腐蚀现象应适当加大, 孔距为孔深的0.85-0.90倍;钢筋混凝土结构孔距一般为孔深的0.85-0.95倍。若上下排炮孔采用梅花形交错布孔方式, 一般排距为孔距的0.85倍。
4 安全措施与施工注意事项
在进行烟囱拆除爆破时, 炸药应当分散放置布置, 已以减少产生的地震波。在烟囱爆破时需使爆破碎块抛出缺口, 因此装药量既不能太多, 也不能太少, 太多会形成爆破飞石, 太少, 碎块无法抛出将影响倒塌方向。对于高耸烟囱的拆除爆破, , 除了严防爆破飞石飞出造成的危害外, , 还应该对烟囱倒地冲击产生的飞石和碎块采取必要的防护措施。具体安全防护措施和注意事项主要有: (1) 在布置炮孔外壁位置捆扎草袋和荆棘等防护措施, 并用铁丝扎紧, 从而防止碎石飞石飞出; (2) 在爆破口大约1m处, 设置高度高于爆破缺口1m、围长超过爆破缺口长度2m的柔性防护排架, , 以防止爆破飞石外飞; (3) 在爆破准备工作就绪之后, 暂停周围一切行人、车辆通行, 待爆破完成后予以放行; (4) 倒塌的烟囱会以很大较大的速度撞击地面, 从而产生很大的塌落震动, 并会引起碎块的飞溅, 而可能损坏周围的建筑物、管线设备等。因此为了保证安全性, 在爆破之前需在预设坍塌前方位置设置一个大小约为厚1m、长20m左右的用稻草铺设的缓冲带, 以缓冲烟囱的触地塌落震动, 并防止碎石块飞溅。同时还必须在预计烟囱帽坍塌地点设置用沙袋堆成的防护墙, 从而防止烟囱倒塌后向前滚动而造成的不良后果; (5) 高耸烟囱内部往往会有除尘设备等一些内衬, 会对爆破产生影响, 因此在爆破前在爆破切口范围内先人工除去内衬进行预拆除。
结语
高耸烟囱爆破的精度影响因素非常多, 应尽量根据所拆除烟囱的具体实际情况, 尽量消除或减小不利因素影响, 严控施工精度。根据烟囱本身的结构质量及负荷大小, 合理拟定爆破切口尺寸及装药量, 正确掌握起爆时间选择正确的起爆方式, 避开不利因素影响, 定能从而提高烟囱定向爆破精度, 收到安全、可靠爆破的效果。
参考文献
[1]李玉岐, 谢康和, 焦永斌, 等.砖烟囱爆破切口形状对切角和切口高度的影响分析[J].爆破, 2004, 21 (01) :47-50.
[2]郑炳旭, 魏晓林, 陈庆寿.钢筋混凝土高烟囱爆破切口支撑部破坏观测研究[J].岩石力学与工程学报, 2006, 25 (02) :3513-3517.
[3]王小林, , 徐书雷, , 吴枫.国内外拆除爆破技术发展现状[J].西安科技学院学报, 2003, 23 (03) :270-273.
某电厂主厂房爆破拆除施工方案 篇4
4×137.5MW+2×220MW燃煤发电机组等拆除工程
建（构）筑物拆除
主厂房拆除专项施工方案
**某有限公司 xxxx年xx月xx日
目录
一、编制依据...............................................2
二、工程概况...............................................2
三、爆破拆除方案............................................4 3.1爆前处理................................................4 3.2爆破形式................................................5 3.3爆后处理................................................5 3.4安全验算................................................5 3.5爆破安全防护措施........................................6 3.6爆破参数设计............................................7
四、爆破拆除施工、安全技术措施..............................8 4.1施工安全技术措施........................................8 4.2爆破涉及区域地上、地下设施安全防护技术措施..............9 4.3隔离措施...............................................10 4.4控制施工噪声、粉尘污染的措施...........................10 4.5施工机械设备、临时用电、拆除物堆场、易燃易爆物品的安全、卫生和防火措施..................................................10
五、安全警戒措施...........................................11
六、关于主厂房倒塌范围及飞石范围的说明.....................13
图1主厂房爆区环境图
为此，必须在充分了解主厂房内部结构的基础上提出切实可行的安全的爆破方案，再经过专家组的安全评估，组织有力的施工班子，精心设计，精心施工，才能保证拆除工作安全、快速、高质量地完成。
工程特点及需解决的难点：
主厂房南距保留建筑物（7#机房）12米，北距保留建筑物（安装公司办公房）28米，东西两侧100米以内均为拆除区，采用爆破拆除方法可以大大加快施工速度，减少对周边的长期影响，也增加了施工人员的安全保证，减少了高空作业。但是，爆破拆除主厂房具有一定的风险，其拆除方案、触地震动、飞石防护、解体程度及对周边的影响都有较大的难度。
主厂房的爆破主要须解决的几个难点：（1）震动控制
触地震动是主厂房的最大危害。因为南侧距7#机房12米，拆除时一定要控制好震动。主厂房的最高约65米，其解体必须控制得恰到好处，过早或过晚都不利于整幢厂房的拆除，过早解体对上部结构的定向将产生不利影响，过晚解体又会造成上部楼层整体冲击地面，产生很大触地震动。
（2）飞石控制
由于主厂房楼高，由梁柱组成，结构坚固，要使其充分解体势必将增大爆破高度，炸高一高，给高空飞石的防护带来很大因难。
总之，由于主厂房的高度、自重和周围环境的限制，虽然采用了国内先进的控制爆破拆除方法，但对于具体方案的选择还有许多深入考虑的因素，本次爆破关键是要控制塌落震动，对东南侧升压站以及东侧7#机组主厂房的震动速度必须控制允许范围以内（<0.25cm/s），按公式：
触地冲量 I=M×（2gH）1/2 塌落震动 V=0.08×（I1/3/R）1.67 式中：M分段塌落构件质量（kg）；R目标点与触地中心的距离（m）；H构件重心落差（m）；
南侧厂房（12m）: V=0.15cm/s 以上计算值均小于允许值，故对升压站以及周边运行机组（设备）是安全的，除此而外仍进一步采取减震措施，即厂房塌落范围堆置若干高低、大小不等的渣堆和草袋起减振作用。在东侧挖减震沟。
（2）最大一次齐爆药量 按公式：
最大一次齐爆药量 Q=（R×（V/K）1/2）3 最近距离取12米计算（实际距离大于此数）；最大允许震动速度取3cm/s；经验系数取50。
则Q12=25.4kgTNT当量。(3)爆破震动
按公式：V=K（Q1/3/R）
式中K为传递介质参数，多层建筑物爆破拆除取32.1。Q为一次最大起爆药量，取10Kg、15kg计算；R为爆破中心至所需保护等效距离，为衰减参数，取1.54。
距南侧厂房，等效距离取61米计：则V=0.17 cm/s。即对南侧的厂房是安全的。
沿东南侧升压站处搭宽3米长50米高25米的钢管架，外罩彩条布。沿南两侧搭宽2米长100米高15米的防护脚手架，外罩彩条布，爆破时7#机组敞口处加挂帆布。
6、爆破参数设计（1）爆破切口高度
本大楼承重构件主要为立柱，爆破形式为原地坍塌，所以必须对承重构件进行破坏。待中标后，由厂方提供结构图，再详细计算。
（2）爆破部位装药结构设计
建筑物爆破都是利用炸药爆炸产生的能量破坏结构的承重构件，使结构在自重作用下失稳，并使其在失稳过程中扭曲变形和落地冲击过程中解体。如果全部钻孔爆破的话，则工作量相当大，可根据柱长、所处位置和有无钻孔平台，每根立柱爆破4-6处，由底层向上爆破高度逐渐减少，1-2层立柱的破坏程度是厂房倒塌的关键部位。厂房能否彻底坍塌，内楼梯和电梯的破坏程度至关重要，所以对内楼梯和电梯从一层破坏至4层。
（3）延期时间控制
采用施工安全性较好的非电导爆管起爆系统。因此采用绑扎与连接结合的方法增加起爆的可靠性，即炮孔内填装延期时间较长的半秒延期雷管以起爆乳胶炸药，炮孔内引出的脚线用双雷管绑扎，然后该绑扎雷采用复式导爆管连接网络。做好导爆管网络的防护工作，最后采用导爆管专用起爆器按照预定的起爆顺序击发起爆。
四、爆破拆除施工、安全技术措施：
（1）按爆破工程的结构特点，现场情况，制订施工技术措施；
② 火工品领取、运输、保管、使用严格按照遵守某市公安局各项规章制度。
③ 装药前设置警戒线，装药现场不得吸烟。
④ 警戒人员加强对警戒点的力度，确保人员、车辆不得进入警戒区内。（2）爆破涉及区域地上、地下设施的安全防护技术措施： A、爆破涉及区域地上设施的安全防护技术措施：
① 在倒塌方向上铺垫3米厚的建筑碎渣，减小塌落冲击力。② 对厂房实行主动防护：即在楼内各层待爆立柱的爆破部位，包扎麻袋、竹排、铁丝网，以控制爆破飞石。
③ 对临近保护物实行被动防护：即在被动保护建筑物或设施前搭设竹排防护架或挂放大块帆布。
B、爆破涉及区域内地下设施的安全防护措施
① 如主厂房地下有需保护的管线，则可标定位置处铺设一层钢板，防止个别掉渣砸坏地下管线。
（3）周围环境和道路的防护隔离措施：
A、爆前准备时对周围环境和道路的防护隔离措施：
在施工前搭设围档，外罩绿网，封闭施工区，将施工区与周围环境和道路隔离开来，并派人检查，防止无关人员进入。
B、爆前半小时对周围环境和道路的防护隔离措施：
① 爆前两天在有关路口、厂区内外等处广泛张贴《爆破告示》。② 爆前30分钟实行警戒，各警戒点爆破公司均派警戒员进行警戒（中标后出详细警戒图），爆前30分钟进行清场工作：工地区域内人员、车辆的0合同签订后，召开主管部门和知名爆破专家参加的专家评估会，在会上介绍爆破方案，由知名爆破专家对方案进行安全评估，会后报某市公安局审批。
2、爆破时间：
现定于 年 月 日 午 时进行爆破。
3、指挥部设定
由某市公安局、电厂、总包方、爆破公司等负责人组成爆破临时指挥部负责现场指挥。
临时指挥部设在 ； 总指挥：
副总指挥：电厂、总包方、爆破公司等； 爆破临时指挥部成员于爆前30分在指挥部集合。
4、爆前宣传
爆前两天在有工地四周广泛张贴《爆破告示》。
5、警戒范围：警戒范围250米。
（1）、爆破时工地区域内人员、车辆的清场由爆破指挥部负责人员于爆前20分全部清理出场。撤至警戒区以外；警戒区道路交通和人流疏散请市公安局协助。
（2）、在工地四周设置警戒点。各警戒点爆破公司均派警戒员进行警戒；
6、爆破信号：手持式警笛
预备信号：爆前10分钟警戒人员到岗后，发布此信号，警戒人员开始按计划要求实施警戒，并将情况及时向警戒负责人汇报；
2在靠近南北侧保留房和东南侧升压站处分别搭设防护脚手架和钢管排架，能确保周边建筑（设备）的安全。
复杂环境下水塔定向爆破拆除 篇5
关键词：水塔,定向爆破,后坐,爆破安全
一、工程概况
(一) 工程环境
待爆破拆除的水塔位于红水河岸边的来宾市维林水厂内。该水厂原是国有维都林场的自备水厂, 建于20世纪70年代, 原是专门供应内部职工生活和生产用水, 后转私人承包。由于财力有限, 多年所用的不少管网已经老化, 得不到及时更新, 经常发生漏水停水, 导致用户的意见越来越大。
此次拆除维林水厂, 是来宾市政府为了整合市区供水资源, 便于规划市区的居民用水管网的一个重要措施。
待爆水塔周围环境复杂, 水塔正北面后2m处地表面有城市主供水管线, 10m处为城市道路, 25m处为居民楼;西面35m处为合资电厂法国技术人员居住区, 西北向20m处为高压线, 西南向70m处为小商店;东面距东盟商住楼30m;南面距沿江道路50m, 沿江道路后为相思园公园及红水河, 东南向60m处有变压器站。爆破周围环境如图1所示。
(二) 水塔结构
待爆水塔底部筒体为砖混结构, 高度45m, 每隔3m高有钢筋混凝土圈梁, 筒体直径3.6m、壁厚0.5m;顶部圆柱形水柜为钢筋混凝土结构, 高3.5m、直径5.8m、壁厚0.3m;水塔总高度为48.5m。
二、爆破方案设计
(一) 倒塌方向的确定
根据爆破环境分析, 考虑到爆破产生的爆堆、飞石不能影响西面道路的畅通和保护北面地表管线, 而东面虽有空地但倒塌距离不够, 水塔正南方向原有建筑均已拆除完毕, 且无任何地下管线, 变电站也已经停电待拆除, 并可以利用水塔底部的门洞作为定向窗。因此, 综合考虑决定采取正南方向控制爆破倒塌方案。
(二) 爆破切口
1. 爆破切口形状及位置:
切口形状为矩形, 考虑到钻孔方便, 设计爆破切口在离地面0.5m处布置。爆破切口及定向窗如图2所示。
2. 切口高度H[1]:
砖砌体切口高度一般不宜小于爆破部位壁厚δ的1.5倍, 通常取H= (1.5～3.0) δ。实践证明, 爆破切口适当高一些, 可以防止其在倾倒过程中出现偏转。因该水塔高度较高, 为了爆破时能顺利倒塌和防止后坐, 本工程取H=1.8m。
3. 切口弧长L[1]:
:L=0.6πD=6.78m, 取L=7.1m。
(三) 爆破参数设计
1. 炮孔直径d:本工程钻孔采用7655气腿式气动凿岩机, 炮孔直径d=40mm。
2. 炮孔深度L=0.65, δ=0.325m, 取0.33m。
3. 炮孔间距a和排距b:a=b=0.8δ=0.4m。
4. 炮孔布置方式:炮孔呈梅花形交错布置。
5.单孔装药量Q:本次爆破使用2号岩石乳化炸药, 按体积公式计算单孔装药量:Q=qabδ=112g, 为便于称量, 取Q=120g, 式中:q为炸药消耗量, 取q=1400g/m3。
(四) 起爆网络[2]
本次工程采用非电毫秒导爆管雷管, 每孔内装1发导爆管雷管, 中间孔装MS1段, 其余孔装MS3段, 采用并簇联法网路, 电雷管引爆, 最后接至电起爆器。如图2所示。
(五) 爆前预处理
爆破前将塔体内外给排水铁管、钢爬梯、避雷针引下线预先拆除, 拆除高度离地面6m;正北面的底层窗洞用红砖封堵, 增加支撑, 防止后坐。
三、爆破安全与防护措施
(一) 爆破震动[3]
根据《爆破安全规程》 (GB6722-2003) 的规定, 可按下列公式计算爆破震动安全距离。
式中:R———爆破震动安全距离, m;K、α———与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数, 根据现场情况取K=200, α=2.0;V———地面质点的震动安全速度, 水塔周围建筑物为钢筋混凝土结构, 取V=4cm/s;Q———微差爆破作业最大一段药量, Q取5.52kg (MS3段) ;m———药量指数, 取1/3;计算结果为12.49m, 小于最近建筑物的距离 (20m) , 且爆破部位位于地面之上, 大大减弱了爆破振动传递, 因此周围建筑物安全。
(二) 爆破飞石及防护措施
待爆水塔处于交通要道和闹市区, 交通繁忙, 为保护爆区周围建筑物及人员的安全, 采取以下安全措施防止爆破飞石的危害: (1) 爆破部位采用三层覆盖进行直接防护:里面用铁线围捆一层竹脚手板, 竹脚手板和爆破体留有10cm间隙, 中间用一层旧地毯裹住竹脚手板, 外层再用彩布条将爆破部位围捆三圈。 (2) 积极配合交警做好爆破警戒工作, 待爆水塔周围方圆100m范围内为警戒区域, 在周围城市道路的出入口处设警戒岗位, 并定人定岗;爆破前半小时将警戒范围内的人员撤离, 中断交通, 禁止人员和车辆进入警戒范围内;待爆破结束且确认安全后, 方可解除警戒恢复交通。
四、爆破效果
2009年12月10日16时整, 随着一声闷响, 水塔准确无误地按设计倒向了红水河方向, 无后坐现象, 整个筒体破碎解体, 钢筋混凝土水柜正好落入预定土坑里, 整个倒塌过程历时8秒钟左右。爆破后经检查验收, 周围建筑物、管线、道路、高压线及人员未受任何损伤, 爆破10分钟后恢复交通, 水塔爆破拆除圆满成功。
参考文献
[1]庙延钢, 张智宇, 栾龙发, 杨溢.特种爆破技术[M].北京:冶金工业出版社, 2004.
[2]汪旭光, 于亚伦.拆除爆破理论与工程实践[M].北京:人民交通出版社, 2008.
连续箱梁临时支座爆破拆除技术 篇6
关键词：连续箱梁,临时支座,爆破拆除,方法
1 工程概况
广珠西线橹尾橇特大桥主桥位于广东省南海市境内, 横跨珠江支流橹尾橇航道。主桥为三跨连续箱梁, 主跨9 0 m, 采用挂篮悬臂施工。橹尾橇主桥临时固结由Φ3 2 m m精轧螺纹钢和临时支座组成 (如图1) 。根据设计图纸要求, 每个主墩临时支座采用2块40×55×800cmC50素砼结构, 在每块临时支座中间部位设置10cm厚硫磺砂浆, 并预埋电阻丝。临时支座拆除时采用对电阻丝通电, 使硫磺砂浆受热熔化解体方法。但是根据施工经验, 在通电过程中电阻丝容易发生故障, 硫磺砂浆在加热过程中液化程度并不理想, 从而使临时支座拆除时耗时费力, 非常困难, 有时甚至会因为拆除临时支座不同步而造成箱梁的标高偏差。
因此, 我们在施工中取消了硫磺砂浆热熔方案, 而采用爆破方案。爆破方案安全快捷, 一次性爆破解体效果良好, 节省了人力物力, 保证了橹尾橇主桥按计划日期合拢。
2 爆破设计
2.1 爆破特点
2.1.1
临时支座高度低, 仅55cm;
2.1.2
砼标号高, 砼实际强度已达60 Mpa;
2.1.3
临时支座四周的箱梁、墩身、盆式橡胶支座距离近, 容易受损。
2.2 周围环境
橹尾橇主桥49#墩、50#墩位于河道两侧, 中间为航道, 船只来往频繁, 49#墩外侧30m处为公路, 公路两侧有架立高压电线和电缆线, 爆破环境复杂。因此对爆破方法的安全性和可靠性要求较高。
2.3 设计原则
2.3.1
确保箱梁和墩身不受冲击波破坏。
2.3.2
确保两块临时支座内侧的盆式支座以及支座上下的箱梁、墩帽砼表面不受损坏。
2.3.3
确保周围建筑、管线和人员安全。
2.4 爆破方法
为了严格控制爆炸能量和爆破规模, 使爆破的声响、振动、破坏区域, 以及破碎物的散落范围, 控制在规定限度以内, 采用毫秒微差爆破。通过采用低威力、低爆速的炸药, 选择或制造较多的临空面, 多钻孔, 少装药, 选取最佳的微差间隔时间和起爆顺序, 达到“破散不抛”、“就近坍落”的效果。
2.5 药量计算
2.5.1 经验公式
Q=q V
Q—一次起爆的总药量 (k g)
V—结构物体积 (m 3)
q—经验单耗 (k g/m3) 。与选取炸药种类、结构物材质、临空面条件有关, 一般情况下, C30素砼, 取1.25~1.5, C50素砼取1.5~2.0, 钢筋砼取2.0~2.5。
2.5.2 控制药量
根据施工现场具体情况, 此临时支座砼标号虽然设计为C50, 但实际抗压强度已达到6 0 M p a, 根据试爆情况, 经验单耗取1.9 kg/m3。每块临时支座控制装药量为:
Q=q V=1.9×0.4×0.55×8=3.344Kg
3 爆破方案
3.1 炸药
选用SB型乳化炸药, 爆速4150m/s, 殉爆距离9cm, 临界直径13cm。SB型乳化炸药爆炸性能好, 爆轰感度高而机械感度低, 成本低廉。
3.2 炮孔布设
每个临时支座炮孔分两排布置, 上排1 9孔, 下排2 0孔, 排距2 5 c m, 孔距41cm, 孔径3.5cm, 孔深25cm, 上下两排孔在竖向交叉布置 (如图2) 。炮孔在浇筑临时支座砼时预埋PVC管成孔。
3.3 实际装药量
如图2, 采用乳化炸药, 上下排炮孔均横向交错装药66g和100g, 其中上排左右端部两孔装药66g。由此每块临时支座实际装药量为:
Q=66×20+100×19=3220g
3.4 起爆网路
3.4.1 爆破段位
采用普通毫秒延期电雷管起爆, 为减少地震波对桥墩和箱梁的影响, 共分为6段。同一个墩的两块临时支座同时爆破, 段位成对角布置, 每块临时支座采用先中间后两侧, 先上后下的顺序, 各段延期时间如表1。爆破网路采用串联网路 (如图3) , 起爆电源使用专业用MFB-200型起爆器。
3.4.2 网路电阻
R1—主线电阻。
R2—端线、连接线、区域线电阻。
r—每发雷管电阻。
n—串联雷管个数。
3.4.3 网路电流
I—通过每个雷管的电流。
V—起爆电源输出电压。
R—网路电阻。
规程规定:起爆成组电雷管时, 对一般爆破, 直流电不小于2A, 由此本网路电流满足要求。
4 安全检算与安全防护
4.1 爆破震速检算
(1) 质点垂直振动速度
式中:V—建筑物质点垂直振动速度 (m m/s)
K—与砼强度、爆破方法、爆破条件相关的系数
Q—最大一段装药量 (k g)
R—自爆源到被保护建筑物的距离 (m)
α—爆破地震波随距离的衰减指数
(2) 对于本爆破工程, K=90, Q=0.564kg, R=2m, α=1.4
由此可得:
根据规程, 坚固的砼构筑物的振速临界值是40mm/s, 因此本爆破工程不会对周围箱梁、墩身和其建筑物造成损坏。
4.2 安全防护措施
4.2.1
1精心设计爆破方案, 控制一次起爆总药量和单孔药量, 确保箱梁和墩身不受损坏。
4.2.2
各级人员必须持证上岗。
4.2.3
做好对爆破器材的运、存、用等工作。
4.2.4
做好对炮孔的位置、孔径、孔深的验收。
4.2.5
确保装药、堵塞、连线关键工序的施工质量。
4.2.6
在箱梁、墩身及盆式橡胶支座与临时支座间用砂袋或厚木板进行隔离。
4.2.7
装药前, 杜绝一切电源存在。
4.2.8
起爆前应先设岗警戒, 严格把好各交通路口、航道。
4.2.9
起爆时非爆破作业人员不得进入爆破现场。
5 爆破效果
橹尾橇特大桥主桥共4座主墩, 8块临时支座, 分四次爆破。爆破时砼约二分之一粉碎飞出, 飞石范围在20m以内, 无大块飞石;剩余砼约四分之一就地坍落, 约四分之一破碎松动, 锤击即可敲落。爆破后对周围箱梁、墩身、盆式支座均无损坏。爆破效果良好。
6 认识与体会
临时支座爆破方法的关键在于根据具体情况, 调整相应的布孔方式、装药量和起爆网路, 以期在确保安全的前提下, 达到最佳的爆破效果。
临时支座爆破拆除方法具有破碎效果好、拆除速度快的特点, 可以节省人力物力, 缩短工期, 保证体系转换的质量, 值得推广应用。
参考文献
[1]GB6722-86:爆破安全规程
爆破拆除复杂环境下的水塔 篇7
因永春县城改造及市政道路建设的需要, 需拆除公路上的一座水塔。根据工程进度要求并结合周边实际情况, 拟采用定向控制爆破的方式拆除该水塔。
1.1 水塔的结构特点
水塔底座为青砖砂浆砌筑, 上部水箱部分为钢筋混凝土浇筑, 均呈圆柱形。底座筒体底部外围周长为16.3m, 外径为5.2m, 内径为4.4m;砖砌厚度为0.37m, 最底部内壁用水泥砂浆粉刷, 粉刷高度1.8m, 厚度0.03m, 故壁厚δ为0.4m;砖砌底座高为20m, 共分4层, 每层有钢筋混凝土浇筑的楼板, 层高约5m, 且外部有箍筋;上部水箱外围周长为19.5m, 外径为6.2m, 内径5.2m, 厚度为0.5m, 高为5.0m。水塔总高度25m。水塔底部北面有一门洞, 高2.6m, 宽1.0m, 南面和东南面1.8m高的位置有2个窗户, 尺寸为:宽1.1m, 高0.8m。其他每层东南面1.8m高的位置均有1个窗户, 尺寸均为:宽1.1m, 高0.8m。第四层西北面有一外挑阳台 (无栏杆, 约1m2大小) 。虽然该水塔年代已久, 但其材质仍然较好。
1.2 周边环境
该水塔周边环境十分复杂。东面和东南面为民房 (砖结构) , 距离最近民房为10m;南面2m处为一束通讯线、2根电柱和通往东面民房的行人便道, 5m处为停车场;西面5m处有一组通讯线路, 15m处为一组电力线路, 20m处为东桥, 距离东街与凯恩路交叉处约80m, 距离学校围墙、大门约100m;西北面50m为电信线路信号箱;北面30m为施工通道, 40m为已开挖浇筑好的基坑;东北面5m为办公房 (见图1) 。
2 爆破方案的选择
2.1 工程特点和难点
(1) 水塔周边环境复杂, 对水塔的倾倒方向和倒塌扩散范围控制精度要求高。
(2) 水塔结构十分复杂。由于水塔高度较低, 上部水箱为钢筋混凝土, 材质好, 爆破坍塌后上部水箱保存完整的可能性大。因此, 需精确控制爆破后上部水箱的着地位置, 避免前冲、无规则滚动等现象发生造成事故。
(3) 施工过程不影响周边居民的正常生产生活, 水塔爆破的有害效应不影响周围的建 (构) 筑物及公共设施。
2.2 爆破方案的确定
根据周边环境要求和定向倒塌的基本原理, 通过反复测量核准, 最终确定水塔倾倒方向为北偏东10°角经对比分析, 决定采用底部单切口爆破形式对该水塔进行爆破拆除, 即将在水塔筒底位置炸开爆破缺口的方法实施定向倒塌爆破拆除。并且通过定量化设计、精细施工和采取有效的防护措施控制爆破振动、塌落振动、爆破飞石等爆破有害效应保证工程成功实施。
3 爆破技术设计
3.1 爆破切口的确定及布置
根据待爆水塔周边环境情况, 选定的倾倒方向为北偏东10°角方向, 且水塔已有的门洞正好位于待爆部位, 可以利用门洞减少钻孔量, 且可作为导向窗;爆破切口选择距地面+0.2m处开始布孔施工较为方便, 为了准确控制水塔定向倾倒方向, 爆破切口选择为正梯形, 并开凿三角形定向窗。
3.1.1 切口高度H
式中:δ—筒体壁厚。
由于水塔材质较好, 本工程取H=1.8m。
3.1.2 切口宽度L
为了保证建 (构) 筑物的顺利倾倒, 一般选定切口宽度L为:
切口下底宽度:
切口上底宽度:
缺口圆心角:θ=247° (周长的0.62倍) 。
3.2 爆破参数的确定
由于水塔壁厚0.4m, 故孔网参数经计算选定如下:
最小抵抗线:w=δ/2=0.4/2=0.2m
炮孔深度:l=0.66δ=0.66×0.4=0.264m, 取l=0.27m。
炮孔间距:a= (1.2~2.0) w= (1.2~2.0) ×0.27=0.324~0.54m, 取a=0.35m。
炮孔排距:b= (0.8~0.9) a= (0.8~0.9) ×0.35=0.28~0.32m, 取b=0.3m。
炸药单耗q取:q=1.2kg/m3。
3.3 单孔装药量
单孔药量Q=q·a·b·δ=1.2×0.35×0.3×0.4=0.0504kg取Q=50g。
对于底部二排孔, 由于受到夹制作用, 其单孔装药量按正常药量的1.15~1.3倍计算
堵塞长度应大于最小抵抗线, 因此, 控制在0.22m左右, 堵塞材料采用有一定粘性的黄泥制成的有一定强度的炮泥进行堵塞, 并确保每个炮孔均应堵塞到位。
待爆水塔共需布孔七排, 炮孔呈梅花形布置, 根据水塔实际情况, 减去门洞及定向窗所占的面积, 需钻孔143个, 其中65g/孔有20个, 60g/孔有21个, 50g/孔有102个, 所以爆破该水塔共需炸药为7.66kg, 毫秒导爆管雷管300发 (见图2) 。
4 爆破网路
根据最大安全允许药量, 拟采用孔内微差非电爆破网路。每个孔内装入同段别雷管2发, 按中心线向两边对称布置雷管段别, 依次为Ms-3、Ms-5、Ms-7、Ms-9段, 孔外用瞬发导爆管雷管“大把抓”的方式捆扎, 每20根导爆管为一束, 再用2发导爆管雷管绑扎, 连接导爆管后拉至起爆地点起爆 (见图3) 。
5 爆前预处理
为了确保该水塔的爆破安全和准确倾倒, 需对水塔进行爆前预处理:
⑴将水塔一层的窗户、缺口进行回填加固, 加固强度要求与水塔底座强度一致 (爆破切口范围内的不用加固) ;
⑵在爆破切口两端对称开设定向窗, 定向窗尺寸为:1.475 m×1.8m (高1.8m, 宽1.475m的直角三角形) ;
⑶清理倾倒方向及倒塌范围内的地面, 使其平整, 无垃圾、杂物、石渣等;
⑷根据防护要求做好准备工作, 并将爆破切口高度内的箍筋剪断。
6 爆破有害效应校核及安全防护
(1) 空气冲击波、个别飞散物的校核。由于该水塔爆破药量小, 且采用了孔内微差起爆网路, 并采取了严密的防护措施, 因此, 空气冲击波及个别飞散物能得到有效的控制。
(2) 爆破振动校核。由于水塔砌筑在地面上, 虽然距离周边建 (构) 筑物近, 但水塔爆破一次总药量小, 且采用了微差爆破, 故爆破振动可忽略不计。
(3) 塌落振动校核。水塔在塌落触地时, 对地面的冲击较大, 会产生塌落振动。为了保证周边建 (构) 筑物的安全需采取减振措施。
7 安全技术措施
该水塔周边环境十分复杂, 周边均有须保护的民房、电力线、通讯线等建 (构) 筑物和公共设施, 为了确保爆破安全, 需采取安全防护措施。
7.1 测量与放样
测量和放样是水塔爆破拆除成功与否的关键, 必须保证准确, 确保万无一失。采用全站仪精确确定爆破缺口高度、倾倒中心线和定向窗尺寸及位置, 用红漆准确标明, 并进行反复论证校核, 确保准确无误。
7.2 技术措施
防止爆破有害效应对周边建 (构) 筑物和公共设施的影响, 也是拆除爆破是否成功的关键。通过开凿定向窗、采用微差起爆网路、选择合理的孔网参数、单耗及单孔装药量等技术措施可有效控制爆炸飞散物、冲击波、爆破振动、塌落振动等爆破有害效应, 同时辅以有效的防护措施可确保万无一失。
7.3 安全防护措施
除了采用技术措施防止爆破有害效应外还应采取相应的安全防护措施。
7.3.1 爆破切口包裹防护
在装药、填塞、联线完毕后, 先用两层建筑用安全防护网将筒体底部一圈缠绕牢固 (高于爆破切口50cm) , 然后用双层脚手片紧贴待爆部位捆扎 (脚手片之间加扎一层麻布袋或草垫, 确保脚手片捆扎牢固) , 最后在脚手片外面再用四层建筑用安全防护网将筒体底部一圈缠绕牢固, 可防止爆破时产生的个别飞散物和爆炸冲击波对周边设施和建 (构) 筑物造成危害 (见图4) 。
7.3.2 场地清理
在水塔倾倒方向和倒塌范围, 先进行场地平整, 并清理场地内的垃圾、杂物、石渣等防止爆后石渣、垃圾等产生飞溅。
7.3.3 降振、防振、防冲击措施
在水塔塌倒方向前方开挖一个向下倾斜的扇形坑 (长25m, 宽7~10m, 深1~4m) , 扇形坑分两部分:1在水塔塌倒方向1~15m处挖1~2m深的坑, 然后进行平整, 并在上面每隔1m用沙袋敷设0.8~1.0m高的沙袋减振堤, 用以降低水塔底座倾倒时产生的塌落振动。2在水塔塌倒方向15~25m处开挖4m深的坑, 然后进行平整, 并在整个坑底先铺设一层1.0~1.5m厚的柴禾, 然后在柴禾上敷设一层脚手片, 再在脚手片上每隔1m用沙袋敷设1.0~1.2m高的减振堤, 用以降低水塔水箱部分倾倒时产生的塌落振动。由于该部分开挖的较深, 能确保水塔水箱部分爆破后整体倾倒在坑内, 有效防止整体性较好的水箱倾倒后发生前冲、无规则滚动, 避免发生意外 (见图5) 。
在距离最近的民房一侧挖设了一条长10m, 宽1m, 深2m的减振沟, 防止爆破振动对该处民房造成影响。
7.3.4 隔挡防护
将挖坑产生的砂土、石渣等堆积在坑的一周边缘, 形成一个高约2m的围挡, 再在堆积的围挡上用竹子和脚手片搭设高1.5m左右的围挡, 防止倾倒后飞散物四处飞溅。
7.3.5 其他措施
⑴加强安全警戒, 确保人员疏散。
⑵采用测振仪对爆破振动和塌落振动进行监测。
8 爆破效果及分析
爆破后水塔按照设计方向倒塌, 着地后底座壁体全部解体破碎, 一层楼板完整塌落在爆堆上, 上部水箱整体倾倒在坑内, 完整性好, 爆破未产生飞石, 爆破振动及塌落振动未对周边民房造成影响, 爆破达到预期目标, 爆破效果好。
9 结束语
⑴该水塔周边环境十分复杂, 通过爆前充分了解水塔结构、材质、高度、内部设施等, 通过定量化的精心设计、精心施工、精细管理和有效的防护措施保证了整个工程的顺利实施;
⑵精确的测量和放样是水塔拆除成功与否的关键, 必须保证准确, 确保万无一失;
⑶根据不同的结构特性, 结合周边环境情况, 采取不同的安全防护措施, 并精细地做好防护工作, 确保了周边建 (构) 筑物及公共设施的安全;
⑷爆破振动和塌落振动未对周边民房等建 (构) 筑物造成影响, 采取的减振防护措施非常有效。
⑸对今后类似水塔 (烟囱) 的爆破拆除工程可以起到参考作用。
参考文献
[1]GB6722-2003爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社, 2004
[2]汪旭光.爆破手册[M].北京:冶金工业出版社, 2010:683-818
静态爆破在拆除工程中的应用 篇8
1方案选择
1.1由于此基础在老厂房内,油锤破碎机不能进入厂房,大型机械无法奏效。
1.2 3#电动机基础紧邻正在运行的4#电动风机,且厂房内空中地下各种管道纵横,障碍物极多,施工不得影响生产。
1.3工期要求紧,人工用风镐破碎显然满足不了工期要求,根据施工要求及现场情况,经多方论证比较,决定采用静态爆破法。
2静态爆破的设计
2.1静态爆破的原理
静态爆破是利用装在炮孔中的静态爆破剂的水化反应,使晶体变形产生体积膨胀,从而缓慢又安静的将膨胀压力施加给孔壁。当径向压力在孔壁切向上引起的拉应力大于钢筋混凝土的抗拉强度时,钢筋混凝土就被破碎。能充分保证混凝土在无震动,无噪声,无飞石,无冲击波,无毒气的条件下裂缝破碎,具有非常高的安全性。
2.2炮孔布置设计
炮孔布置可根据结构物的自由度而定,应尽可能多的创造自由面,对不同自由面采用不同的布孔方法。本工程基础底板只有1个自由面,故在施工前应在底板四周开挖一条宽约30cm,深度与底板埋深相同的沟,以便解除底板的约束,增加底板自由面,同时也避免破碎时对邻近4#风机基础及厂房的挤压。
基础底板采用梅花形布孔(如下图),方向为垂直向。柱由于截面尺寸大(1200mm×1200mm),故在柱上布置两排炮孔,为达到最佳效果,两排炮孔应错开(如下图)。
基础顶板参照基础底板布孔,对于风机房内二层平台楼板,由于内配双排双向φ14@150钢筋,且板厚仅为170mm,故采用斜钻的方法使孔的长度加大,通过开V形槽造成双自由面作业(如下图)。
2.3炮孔参数设计
现阶段静态爆破无精确的参数计算公式,需结合经验值及现场试验取得合适参数。
2.3.1钻孔孔径
钻孔直径由被爆破体材质,结构形状确定。孔径小,装药量少,不利于药剂充分发挥,效率差。钻孔太大,水化热高,会发生喷出现象,且不经济,结合目前静态爆破成熟的经验及现场试验,考虑到本工程的实际情况,柱及基础底板孔径定为45mm,基础顶板孔径定为40mm。二层平台楼板孔径定为40mm。
2.3.2钻孔深度
钻孔深度由破碎部位高度h及钢筋对混凝土的约束程度而定,本工程基础顶板,底板及柱钢筋较密且直径大,故基础底板,顶板,柱孔深均定为0.9h(h为板厚及柱截面宽度),二层平台楼板竖直孔孔深定为15cm,斜孔深定为20cm。
2.3.3孔距与排距
孔距的大小由被爆破体强度,破碎剂种类,破碎要求而定,对钢筋混凝土还取决于混凝土中配钢筋情况及对混凝土的约束程度而定,排距除考虑孔距相同因素外,还应考虑自由面的多少,结合上述因素,基础底板,柱孔距定为35cm,排距为:25cm。基础顶板孔距定为:40cm,排距定为:30cm。二层平台楼板竖直孔孔距定为10cm,排距定为10cm,斜孔孔距定为20cm,排距定为20cm。
3爆破施工
3.1施工工序
小风镐破除混凝土保护层→露出钢筋→割断钢筋,解除约束→钻孔→充填灌注破碎剂→养生→二次灌注→清理。
炮孔应尽量选用垂直炮孔,少用水平炮孔。
3.2破碎剂的配制及充填
3.2.1药量计算
破碎剂总用药量有多种公式,本工程按以下公式用
Q=v×g
V:破碎体体积
g:单位体积耗破碎剂量,本工程钢筋混凝土选为25kg/m3
3.2.2配制,灌柱,养生
配制:根据不同季节选用不同的破碎剂,水灰比越大,膨胀压力越小,膨胀反应时间越长,由于本工程施工时适逢夏季,考虑到破碎剂流动性,拌制时水灰比为30%,用人工搅拌浆体,须拌成具有流动性的均匀浆体备用,要求拌匀,拌和时间最多不超过3分钟。
灌注:拌好的浆体要在10分钟内灌入炮孔中,对于垂直孔,可直接倾倒进去,并用炮棍捣实,对于斜孔,可用挤压或灌浆泵压入,并用快凝砂浆或泡沫塞子迅速堵口
养生:在春夏秋冬(除雨天外),灌孔可不覆盖,裂缝出现后,可用水浇缝,以加速膨胀压的发生和裂缝的扩大,为加快施工进度,药剂反应时间控制在2小时内。
3.3施工安全措施
3.3.1要按实际的施工环境及温度选择合适的破碎剂型号,不得错用或随意互换使用
3.3.2破碎剂要存于干燥通风良好的场所内,严防受潮变质。
3.3.3破碎剂随配随用,一次不宜过多,搅拌好的浆体应尽快装到炮孔内,并应在10mim内用完。时间过长,将明显降低流动度和破碎效果,如流动度丧失,不可继续加水拌和使用,不在冬季,切勿用热水拌合。
3.3.4装填炮孔前应检查炮孔干湿程度,对吸水性强的干燥炮孔,应先以净水湿润孔壁,然后装填,以免大量吸收浆体中水分,影响水化作用和降低破碎效果。
3.3.5装填炮孔时,操作人员要戴防护眼眼镜,拌制人员戴橡胶手套作业。在灌浆到裂缝出现前,不得在近距离直视孔口,以防发生喷出现象,伤害眼睛。
3.3.6破碎剂有腐蚀性,工作完毕,应及时洗手和脸,以防碱性刺激皮肤,如药液碰到皮肤或进入眼睛要立即用水冲洗。
4结语
本工程采用静态爆破,施工中无震动,无冲击波,无噪声,无飞石,无毒气,没有影响厂房里的生产,保证了施工安全和工期,取得了较好的效果,静态爆破在某些特殊情况下技术经济是可行的,既可保证周围设施的安全,又能保证正常施工。
参考文献
[1]建筑施工手册(第二版),中国建筑工业出版社。
浆砌石坝爆破拆除及坝基开挖方案 篇9
某水库大坝为浆砌石重力坝, 坝高59.4米, 工程主要由拦河坝、溢洪道、取水口、放空冲砂隧洞等建筑物组成。按计划要求目标要求, 大坝施工必须在第一个枯水季完成大坝基础开挖及老坝拆除的施工。
项目的开挖主要分为4个部分:坝肩开挖、坝基开挖、保护层开挖以及老坝体拆除。根据工程特点分析, 主要开挖爆破方式为:坝肩开挖采用浅孔小台阶爆破方式进行施工, 设计开挖轮廓线采用预裂爆破, 大坝基础主体开挖采用松动爆破的方式进行施工, 保护层开挖采用浅孔爆破辅以风镐和人工撬挖方式进行, 浆砌石老坝拆除拟采用弱松动爆破方式拆除。
1 坝肩、坝基土石方开挖方案
汛期先进行两坝肩开挖 (水面以上部分) , 开挖自上而下进行, 并根据开挖揭露的地质情况, 预留0.5m～1.0m保保护护层层, , 采采用用浅浅孔孔爆爆破破和和风风镐镐撬撬挖挖清清除除。。
大坝基础石方开挖采用先预裂、后爆破方式施工, 首先沿设计轮廓线布置预裂孔进行爆破, 然后再进行钻爆作业。施工采用浅孔密孔小药量松动爆破方法开挖, 分层厚度控制在3m左右, 预留0.5m～1.0m左右的保护层。保护层开挖采用浅孔爆破方式以及风镐配合人工撬挖方式进行。对坚硬、完整的岩石, 开挖采用浅孔、少药量方式施工, 以减轻对坝基围岩的震动, 达到保护建基面的目的, 坝基开挖分层见图1和图2。
1.1 预裂爆破方案
为克服预裂孔底部岩石的夹制力, 确保预裂缝贯通到底部, 孔底的装药量应适当加大1～2倍, 炸药增量均匀分布在炮孔0.5～1.5m的长度上, 其装药结构是将药包分散绑扎在传爆线上组成药串的形式, 可获得高质量的预裂壁面, 分散药包的相邻间距不大于30cm和不小于药包的殉爆距离。
根据不偶合原理, 药包尽量放置于孔的中间, 避免与孔壁接触, 孔口留1m左右不装药, 用粗砂或钻屑作堵塞材料, 不捣实, 自然填至孔口 (见图3) 。
1.2 坝基松动爆破参数
坝基松动爆破在预裂爆破完成并形成裂缝后进行。爆破采用小台阶浅孔方式进行开挖, 主要爆破参数为:钻孔深度3.0m, 钻孔直径D为42mm, 炮孔间、排距2.0m;单位耗药量0.4kg/m3, 堵塞长度60cm左右。
1.3 坝基保护层开挖爆破参数
钻孔直径D=42mm, 采用7655型手持式风钻造孔。炮孔深度1.5m, 炮孔间距1.3m, 炮孔排距1.0m, 单孔装药量0.58kg。
主爆破孔及周边预裂孔布孔方式见图4及图5, 最后一排主爆孔至预裂面的距离为1.2m左右, 其装药量也应适当降低, 为正常装药的1/2～2/3, 效果比较好。
1周边预裂孔;2主爆孔;a主爆孔间距b主爆孔排距;c预裂孔间距
1.4 起爆控制
爆破采用微差起爆方式控制爆破顺序和一次性起爆药量, 以减少爆破对保留基础的影响。启爆时前排先爆, 后排后爆, 通过延时毫秒管起爆的微差时间, 后一排药包可以控制在前一排药包爆破后出现裂缝, 但应力未完全消失的一瞬间爆破, 以充分利用临空面, 达到理想的爆破效果。炮孔堵塞材料采用炮泥, 炮泥采用砂子和粘土混合配制而成, 其重量比为3:1, 再加上20%的水混合均匀而成。
2 老坝拆除方案
2.1 施工方案说明
原浆砌石老坝的拆除高度为10.5m, 拆除工作量1.23万m3。鉴于原坝体的介质不均匀, 采用弱松动爆破方式拆除施工, 保留线2m以内的拆除采用人工配合风镐进行撬挖拆除, 老坝拆除开挖分层见图2。
为保证工程安全, 有关部门对本次拆除爆破工程提出以下要求:
(1) 保证59.4m高程以下坝体不受破坏。
(2) 保证大坝上游面混凝土防渗墙不受损坏。
(3) 保证大坝两岸坝肩基础混凝土垫层不受损坏。
(4) 防止爆破飞石对坝上及周围的机械设备造成破坏。
2.2 施工爆破控制目标及爆破参数
为保证不使保留坝体受损, 爆破施工必须达到如下效果:
(1) 基本无飞石。
(2) 爆破体只开裂, 主爆体无明显移动 (即爆破后的堆体无抛掷) 。
(3) 基础无明显裂缝 (肉眼观察) 。
2.3 爆破参数确定及调整参数原则
首先爆破, 采用经验公式计算确定实验用爆破参数。根据经验, 首轮爆破参数按照松动爆破装药量的1/3取值进行试爆。
实验爆破以后, 要对爆破效果作详细的检查, 主要包括以下内容:飞石距离、爆破体破坏程度、基础面是否受损 (肉眼观察) 。并按照试验爆破的效果按表1进行调整, 对表中未列出的情况, 可参照单种调整措施同时调整几项参数。
爆破实验后, 最终确定的爆破参数为:
造孔深度2.0m, 钻孔直径D为42mm, 炮孔间距1.5m, 炮孔排距1.5m, 单孔装药量0.45kg, 堵塞长度0.6m, 装药长度0.7m, 最大一段起爆药量控制在3kg。
2.4 爆破效果
基本达到施工爆破控制目标, 几乎无飞石, 保留体肉眼观察无深层裂缝, 爆破效果较为理想。
2.5 浆砌石爆破拆除施工主要控制要点
(1) 浆砌石爆破拆除必须控制好一次性启爆药量。由于浆砌石构成介质不均匀, 爆破产生的振动极为容易造成砌体拉裂, 因此必须控制好一次性启爆药量。最大起爆药量的多少与砌体的密实度、介质构成、强度、抵抗线等参数有关, 一般情况下控制在3Kg以内较为妥当。
(2) 控制好造孔深度。根据实践经验, 造孔深度控制在1.8m以内较好, 孔深加大后装药量也较大, 砌体的抵抗线也大, 容易对砌体造成破环。
(3) 宜采用连续装药结构。装药尽量采用小药卷、连续装药结构。可采用乳化防水炸药加工药卷, 如采用2#岩石硝铵炸药, 可将每节均分为4段, 均匀绑在导爆索上 (不建议采用非电毫秒雷管或电雷管) 。
(4) 爆破实验时, 单孔装药量应从少到多逐步增加, 并控制好一次启爆药量。
3 结语
浆砌石的结构材料千差万别, 由于构成的介质不均匀, 强度也相对较低, 在实施爆破时极易对保留体造成破坏, 而采用人工方式拆除又费时费力, 为加快施工进度和控制施工成本, 往往采用爆破方式进行施工。
拆除爆破参数与砌体的介质构成、强度、密实度等关系密切, 因此不同的工程有不同的特点, 采用的参数也不尽相同, 在具体施工中要针对具体情况多试验、细分析、细调整, 以期找到最佳爆破参数。
摘要：本文结合工程实例对浆砌石坝爆破拆除及坝基开挖方式进行了论述, 分析了大坝基础保护开挖、浆砌石砌体爆破拆除设计及老坝拆除施工方案, 并根据笔者多年来的工作经验和相关知识提出了相关方案措施, 希望能给予相关专业读者借鉴。
关键词：浆砌石坝,坝基开挖,爆破,老坝拆除
参考文献
[1]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社, 1999.
[2]日本工业火药协会.新爆破手册[M].李玉珍, 等译.武汉:湖北科学技术出版社, 1997.