熱電廠廠房爆破拆除

謝續文，孫向陽

（湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005）

1 工程概況

1.1 主廠房的結構

待拆主廠房屬于鋼筋混凝土大跨度框架結構。汽輪機間有2個，每個長度80m，鋼屋架跨度33m；屋頂高度30m；煤倉間2個，每個長92m，跨度15 m，屋頂高度42m，除氧煤倉間主體為5層現澆鋼筋混凝土框架結構，屋頂高度為50m；鍋爐房共有4個，每個結構相對獨立，長度為28m，跨度為16m，排架柱頂部高度為52m。廠房主體結構如圖1所示。

圖1 廠房結構及周邊環境示意

1.2 周邊環境

待拆除的主廠房位于廠區中部，東側70m為三層的住房；南側50m為油庫和檢修車間；西側20 m為試驗車間；北側25m處為辦公樓，離墻體2m處為廠區的主供電線路管溝，與墻體平行；周邊150 m范圍內還有冷卻塔、煙囪等建（構）筑物，如圖1所示，爆破環境總體較為理想。

2 爆破方案確定

根據主廠房自身結構特點和周邊環境情況，確定以下拆除方案。

（1）為加快施工進度和保證施工過程中的安全，對2個汽輪機間、2個除氧煤倉間、4個鍋爐房采取一次性定向爆破的方法進行拆除。

（2）對汽輪機間和除氧煤倉間采取高開口、多鉆孔、預處理等多種技術措施，定向控制爆破的方法施工。確保廠房倒塌方向準確，倒塌徹底。

（3）為減少爆破產生的振動，采用延時起爆技術，將2個汽輪機間、2個除氧煤倉間、4個鍋爐房分成8個單體逐一起爆，避免各結構物推動疊加。

3 爆破技術設計

3.1 倒塌方向的確定

汽輪機間、除氧煤倉間、鍋爐房實施定向倒塌。主廠房的汽輪機廠房和除氧煤倉間垂直排架軸線向東側定向倒塌。鍋爐房按1＃～4＃順序依次向南側倒塌。

3.2 爆破高度設計

（1）汽輪機和除氧煤倉間立柱爆高設計。在高、中、低3個施工平臺上形成3個爆裂口，其中：＋0.5～3.5m形成一個3m的炸高；＋9～12m形成一個3m的炸高；＋18～20m形成一個2m的炸高。

（2）鍋爐房的立柱爆高設計。在立柱的倒塌方向設計2個爆破切口，爆高在＋0.5～3.5m形成一個3m的炸高；在＋9～11m形成一個2m的炸高。

爆破參數見表1。

3.3 起爆網路設計

（1）起爆器材選擇。起爆元件使用半秒塑料導爆管延期雷管（HS2－HS8）；傳爆元件使用毫秒傳爆雷管（MS 1和MS 5）、導爆管和四通聯接件組成；擊發元件使用擊發槍。

表1 爆破參數

（2）起爆延時分段設計。主廠房起爆順序為：從東向西、從南向北，按1＃汽輪機間—2＃汽輪機間—1＃除氧煤倉間—2＃除氧煤倉間—1＃鍋爐房—2＃鍋爐房—3＃鍋爐房—4＃鍋爐房的的先后順序依次起爆。起爆全部采用孔內延時設置，各起爆延時時間見表2。

表2 主廠房爆破延時分段

3.4 預處理工作

（1）用人工方式解除樓體間鋼筋混凝土梁板空間的支撐作用；

（2）用人工方式將鍋爐房與除氧間之間搭接的人行通道切斷；

（3）使用破碎錘將底層爆裂口內的非承重墻體全部拆除；

（4）使用破碎錘拆除廠房內部設備基座基礎，為減小爆堆高度創造條件。

4 爆破安全技術

4.1 爆破振動控制

本次爆破一次齊爆的最大藥量為100k g。根據周邊環境分析，主要被保護的建筑物和目標為：距主廠房邊緣25m辦公樓，該樓距最大齊爆藥量的爆源點距離大于50 m。根據《爆破安全規程》（GB 6722－03）要求，計算爆破產生的質點振動速度為0.76cm／s，小于國家標準安全允許振速值，因此，可保證周邊所有建筑物的安全。

4.2 塌落振動控制

廠房在塌落觸地時，對地面的沖擊較大，產生塌落振動，其振動大小與其質量、重心高度和觸點土層的剛度有關。建筑物塌落作用于地面造成的振動速度可按下式計算：

式中：M—下落構件的質量，t；

H—構件重心高度，m；

R—為重心高度落點處距被保護對象的距離，m；

σ—地面介質的破壞強度，MP a，一般取10 MP a；

g—重力加速度，m／s2；

β—衰減系數，取1.66；

K—衰減系數，取3.37。

根據每個起爆段的建筑結構分析，產生塌落振動最大的應該是鍋爐房，而且鍋爐房頂部還有重達幾百噸的設備，因此重點考慮鍋爐房倒塌時可能產生的塌落振動。

對鍋爐房的計算參數取值：質量約為600t，重心高度約為30m。鍋爐房對不同距離的目標產生的振動計算見表3。

表3 不同距離上爆破和塌落觸地振動速度 cm／s

從表3中可分析出，鍋爐房在傾倒時的沖擊振動對距鍋爐房觸地點40m以外的目標振動影響較小，不會造成損壞。

4.3 飛石控制

拆除控制爆破無防護條件下個別飛石的最大飛散距離，按經驗公式計算：

式中：S—飛石最遠距離，m；

kf—安全系數，通常取1.0～1.5；

q—炸藥單耗，k g／m3；

d—藥孔直徑，偶合裝藥，mm。

經計算得：S＝72m

根據無防護條件下個別飛石最大飛散距離估算結果以及周邊環境實際情況，對爆破飛石應采取預防技術措施，并適當防護，以降低飛散距離。

5 爆破效果

5.1 試爆效果

分別對120×50和170×70兩種規格的立柱進行了試爆，按照設計單耗（1200k g／m3）裝藥，并進行了嚴格的防護。試爆后爆破部位的混凝土全部脫離，鋼筋向外微彎，證明爆破效果符合設計要求，防護有效。

5.2 實爆效果

2012年1月13日上午11時，主廠房爆破起爆，起爆后主廠房、除氧煤倉間、鍋爐房按預定倒向緩慢傾斜，經6s的時間，所爆破拆除的建筑物全部倒塌，解體非常充分，如圖2所示，爆堆最高點約7 m高。爆破飛石沒有對周邊的建筑造成任何損壞，爆破振動和塌落振動的實測振動速度為1.4c m／s，符合設計要求，電纜溝經過嚴格的防護沒有造成損壞，爆破達到了預期目的。

圖2 爆破效果示意

［1］史家堉，程貴海，鄭長青 .建筑物爆破拆除爆破理論實踐［M］.北京：中國建筑工業出版社，2010.

［2］謝先啟 .精細爆破［M］.武漢：華中科技大學出版社，2010.