筒倉與立窯的爆破拆除

陳 斌,夏 軍,李是良,任才清

(國防科學技術大學, 湖南長沙 410072)

筒倉與立窯的爆破拆除

陳 斌,夏 軍,李是良,任才清

(國防科學技術大學, 湖南長沙 410072)

介紹了復雜環(huán)境下筒倉、立窯的爆破拆除。在該拆除工程中,采用分次爆破,創(chuàng)造倒塌空間;采用高位爆破,減小建筑物的倒向塌落距離;采用爆破缺口高度差及微差起爆技術確保建筑物倒向準確及結構充分解體;對局部進行破碎、切割等預處理,確保了保留建筑物的安全。

筒倉;立窯;爆破拆除

1 概 況

由于城市建設規(guī)劃,需要將某建筑材料有限公司廠區(qū)內建筑物拆除,根據工作計劃,擬將廠區(qū)東側部分筒倉、立窯預先拆除。待拆除建筑物為圖1中的 1～3號建筑,其中,1,3號為立窯,2號為筒倉。東側距 2號建筑 10 m處有廠內道路、廠區(qū)鐵路,相距 30 m處有廠區(qū)圍墻,圍墻外側有廠用高壓電線,成東南走向,緊挨圍墻有民房;南側相距 8 m處有廠區(qū)料棚 2棟,南側相距 4 m處有建筑物 1棟;西側緊鄰需保留的筒倉;北側相距 7 m處有在用建筑群,之間有相連的輸送囊。其周圍環(huán)境如圖1所示。

圖1 周圍環(huán)境示意

2 工程結構

待爆破拆除的 1號建筑為鋼筋混凝土框架結構,長 20 m,寬 20 m,高約 26 m,柱體截面有 90 cm×70 cm,80 cm ×80 cm,60 cm ×60 cm幾種規(guī)格,緊鄰 1號建筑東側有一高 3 m的磚混結構連接體,緊鄰 1號建筑西側有一高約 26 m的框架結構,該結構需保留,1號建筑結構如圖2所示。

圖2 1號建筑結構示意

待爆破拆除的 2號建筑下端為鋼筋混凝土立柱結構,上端為鋼筋混凝土筒形結構,長 20 m,寬 8 m,高 24 m,柱體截面約為 70 cm×70 cm,其結構如圖3所示。

待爆破拆除的 3號建筑為鋼筋混凝土框架結構 ,長 18 m,寬 16 m,高 24 m,柱體截面約為 75 cm×75 cm,3號建筑北側緊鄰 1號建筑,南側有一高約 15 m的框架結構,其結構如圖4所示。

3 方案選擇

待拆除的建筑物有 3個特點:一是周圍建筑多,環(huán)境復雜;二是待拆建筑物與在用或需保留建筑有多處相連,倒塌空間受限;三是工期要求緊迫。據此,采取如下方案。

(1)預處理。為確保建筑物有良好的倒塌空間,將 1,2號建筑間 3 m高的建筑進行機械 /人工拆除,將 1號建筑北側連接體在相連處進行切斷 (破碎混凝土,割斷鋼筋),在 1號建筑西側與需保留的建筑相連處,破碎磚體、梁,割斷鋼筋。將 2號建筑北側連接體破碎混凝土,割斷鋼筋;由于筒倉下方柱體高度有限,為保證炸高,對筒倉東側筒體進行一定的機械破碎;另考慮到 2號建筑離廠用鐵路較近,需用沙袋對倒向區(qū)域的鐵路進行防護。

圖3 2號建筑結構示意

圖4 3號建筑結構示意

(2)傾倒方法。首先對 2號建筑物采用高位坍塌并向東傾倒的方案,破碎坍塌物,創(chuàng)造自由空間,隨后對 1號建筑實施向東傾倒、坍塌,最后對 1,2號建筑的坍塌物進行一定的破碎,再拆除 3號建筑,為確保倒塌方向準確,采用爆破缺口高度差、多段微差延期起爆相結合的爆破方法,使建筑物定向傾倒、解體,如圖5所示。

圖5 爆破方案示意

4 爆破設計

(1)炮孔布置及爆破參數。本次爆破涉及的柱體尺寸有多種,其炮孔布置形式見圖6～圖10,爆破參數見表1。

圖6 90 cm×70 cm柱體的炮孔布置

圖7 80 cm×80 cm柱體的炮孔布置

圖8 75 cm×75 cm柱體的炮孔布置

圖9 70 cm×70 cm柱體的炮孔布置

圖10 60 cm×60 cm柱體的炮孔布置

表1 爆破參數

(2)爆破切口。爆破切口設置見圖11。1號建筑物因倒塌空間有限,為實現高位坍塌、向東傾倒,將底層柱體全部布孔,中間層較高,按照由倒向至反向爆破缺口逐漸降低的原則設置;2號建筑因倒向有鐵軌,同樣將其底層柱體全部布孔,另筒體不便布孔,擬在其倒向側用機械破碎一個切口,以便筒倉順利倒塌;3號建筑爆破切口設置原則同 1號建筑物。

圖11 建筑爆破切口示意

(3)起爆網路。采用電起爆法與導爆管起爆法相結合的起爆方式,同一建筑實現一次點火,不同建筑分次點火。本次爆破對各建筑采用 3個區(qū)段劃分,如圖12所示,雷管段別設置如表2所示。采用并聯(lián)導爆管網路,每個并聯(lián)小組的導爆管數不超過25發(fā),每個并聯(lián)小組用 2發(fā)毫秒過橋導爆管傳爆。每 20發(fā)傳爆導爆管雷管用 2發(fā)瞬發(fā)電雷管起爆,全部電雷管連接成串聯(lián)起爆網路,用高能起爆器起爆。

圖12 區(qū)段劃分示意

表2 雷管段別及延期時間

5 結 語

(1)依據建筑物的結構特點,進行合理的預處理,如破碎混凝土、切割鋼筋,以拆除較小構筑物或形成切割縫,是爆破拆除工程順利、安全的重要保證。

(2)建筑群爆破拆除倒塌空間受限時,依據周邊環(huán)境分次爆破可創(chuàng)造坍塌空間;提高建筑物爆破切口高度可減小其在倒向的塌落距離;爆破切口高度差與微差起爆技術相結合可保證建筑物倒向準確并充分解體。

[1] 于亞倫.工程爆破理論與技術 [M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.

[2] 溫健強,譚衛(wèi)華,李戰(zhàn)軍.聯(lián)體筒倉爆破拆除的幾個問題[J].采礦技術,2010,10(3):103-105.

[3] 劉殿中.工程爆破實用手冊 [M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

2011-06-26)

陳 斌 (1964-),男,博研,教授,碩導,主要從事防災減災工程及防護工程、爆破工程教學與研究。