空心磚結(jié)構(gòu)樓房原通孔裝藥快速爆破拆除技術(shù)

何曉武，陳德炎

(廣西華錫集團股份有限公司銅坑礦， 廣西 河池市 547207)

0 引 言

空心磚是以粘土、頁巖、水泥等為主要原料，經(jīng)過原料處理、成型、燒結(jié)制成，具有質(zhì)輕、消耗原材料少、保溫、隔音降噪等優(yōu)勢，已經(jīng)成為國家建筑部門首先推薦的產(chǎn)品[1-2]。在爆破拆除工程中，空心磚結(jié)構(gòu)樓房具有密閉性較差、鉆孔困難等缺點，給水壓爆破和鉆孔爆破造成了較大的困難，但也具有抗震性能差、本身通孔可充當炮眼等優(yōu)勢。空心磚結(jié)構(gòu)樓房爆破拆除方面已有較多的工程實例與研究[3-6]，但原通孔裝藥爆破方法未見使用，嘗試使用此方法爆破一空心磚結(jié)構(gòu)樓房。

1 工程概況

為了整頓和恢復(fù)正常的礦業(yè)秩序，需要清理某礦區(qū)原來作為宿舍的一棟建筑物，根據(jù)縣礦業(yè)秩序整頓指揮部的要求，決定對原建筑進行爆破拆除。該樓位于某礦區(qū)生活區(qū)東南部，共四層，為空心磚砌承重墻結(jié)構(gòu)，一樓最東端為框架結(jié)構(gòu)，高為12.5 m，長30 m，寬7.5 m，單層建筑面積約225 m2。周邊50 m范圍內(nèi)無其他建筑，僅東邊有山林地。東邊山頂和樓頂部有高壓線通過，高壓線離拆除對象最小距離約50 m，周邊環(huán)境相對簡單。該樓房平面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 爆破方案及設(shè)計

該樓為空心水泥磚砌承重墻結(jié)構(gòu)，水泥磚內(nèi)部空心，不便鉆孔，故不宜采用鉆孔法爆破。由于待拆除樓房周邊無足夠水源供應(yīng)，目標建筑為水泥空心磚為主要材料，密閉性差易滲水，且水壓爆破法施工技術(shù)要求相對較高，故不宜采用水壓爆破法。經(jīng)過實地勘察，可選方案有外部接觸裝藥微差爆破拆除和利用空心磚原通孔做為裝藥孔微差爆破拆除兩個爆破方案。

圖1 某辦公住宿樓平面結(jié)構(gòu)

相對來說，兩爆破方案均對施工環(huán)境要求簡單，施工難度低。經(jīng)過實地爆破試驗，外部接觸裝藥爆破在裝藥0.8 kg，覆土厚度0.3 m厚的情況下，爆破裂口為0.4 m×0.4 m(W×H)。而利用空心磚原有通孔為裝藥孔爆破，在裝藥0.4 kg的情況下，爆破裂口達0.6 m×0.8 m(W×H)。空心水泥磚結(jié)構(gòu)及孔內(nèi)裝藥結(jié)構(gòu)如圖2所示，通孔斷面為圓形，直徑80 mm，方向朝下。經(jīng)過對比，考慮到節(jié)約材料減少施工工期，最終選定利用空心磚原有通孔為裝藥孔的爆破拆除方案。

爆破部位主要選擇在底層(一樓)承重墻，具體倒塌方向為南向。由于一樓最東端為框架結(jié)構(gòu)，施工地無動力來源，不利于打孔爆破，故同時選擇對二樓7、8#墻進行裝藥爆破，并人工預(yù)拆除框架結(jié)構(gòu)的非承重墻。為使樓房爆破后失去平衡而倒塌和解體，防止“四層變?nèi)龑印钡牟涣己蠊４_定北側(cè)外墻不裝藥，主要通過對南側(cè)墻及房間墻實施爆破，通過控制爆破高差實現(xiàn)樓體的重心偏移。不對北側(cè)墻進行爆破可有效控制北向的飛石距離和堆渣距離，又可減少裝藥個數(shù)、節(jié)約費用和縮短施工工期。

圖2 空心水泥磚裝藥結(jié)構(gòu)

2.1 爆破參數(shù)計算

破壞半徑R一般取2倍墻厚，即R=0.3 m。裝藥間距a=nR=0.5 m，n取1.6，則a=0.48 m，取0.5，裝藥間隔以保證爆破切口能貫通為準。

裝藥個數(shù)N等于每面需爆破點的和，本工程N=239個。由于利用原通孔作為爆破孔，空心磚單層墻厚僅為0.16 m左右，整體裝藥結(jié)構(gòu)可視為類似外部裝藥爆破形式，故可按外部裝藥爆破單孔裝藥量公式計算，即q=1.5ABR3，式中：A為材料抗力系數(shù)，按混凝土取值1.8；B為填塞系數(shù)，外部裝藥有填塞時取值5，則q=0.365 kg，由于單節(jié)乳化炸藥重量為0.2 kg，為簡化裝藥施工難度，決定單孔裝藥量定為0.4 kg。通過實地爆破試驗，證實單孔裝藥量為0.4 kg時爆破裂口高度為0.8 m，寬度為0.6 m，裝藥量可滿足設(shè)計要求。炮眼布置見圖3，算得96 kg。

2.2 爆破網(wǎng)絡(luò)及起爆延時設(shè)計

為了避免因射頻電、雷電、雜散電流等干擾，發(fā)生早爆事故，采用非電導(dǎo)爆管雷管、導(dǎo)爆索和非電起爆雷管組成爆破網(wǎng)絡(luò)。為降低爆破地震效應(yīng)，采用半秒微差爆破。共分4個段起爆，首爆區(qū)為南側(cè)墻采用1段雷管起爆，一樓各房間墻分2個段進行起爆，自南向北分塊逐塊起爆，二樓7#、8#墻最后起爆。

圖3 炮眼布置

2.3 爆破安全驗算及安全警戒措施

根據(jù)設(shè)計爆破參數(shù)，采用分段微差爆破，最大一段藥量為42.8 kg。經(jīng)計算得R震=7.3，即對一般磚房結(jié)構(gòu)物不產(chǎn)生破壞的最小安全距離為7.3 m，該樓周邊50 m范圍內(nèi)無其他建筑，無需做防震措施。

空氣沖擊波的安全距離計算得R空=141 m。根據(jù)裝藥位置的設(shè)置及起爆順序的安排，產(chǎn)生沖擊波影響大的方向主要為南側(cè)向山方向。當樓房爆破傾斜時，會引起一定強度的沖擊波，為防止沖擊波傷人，任何人不能站在傾倒方向150 m以內(nèi)的范圍內(nèi)。

個別飛石的安全距離R飛為30.8 m，按爆破安全規(guī)程，其不得小于300 m，所以取300 m。

綜合以上計算，確定人員撤退警戒范圍為：以爆破點為中心，半徑300 m范圍內(nèi)。該樓東方山頂有高壓供電線路通過，與爆破點距離約為50 m，飛石主要飛散方向不正對電線位置，爆破不會對線路造成大的破壞。但爆破前須斷電，爆破后檢查電路安全無恙后方可恢復(fù)供電。爆破會產(chǎn)生震動、沖擊、飛石、噪聲、粉塵等爆破效應(yīng)，均須采取相應(yīng)的措施加以防護，盡量將各種可能產(chǎn)生的損壞降到最低，并保護環(huán)境，減少對周邊環(huán)境的干擾[7-10]。具體措施簡述如下：

(1) 采用低威力、低爆速炸藥，選用乳化炸藥。

(2) 采用分段微差爆破，減少一次起爆藥量，控制在安全用藥許可范圍內(nèi)。

(3) 控制最小抵抗線，作好藥包填埋工作。

3 爆破效果和結(jié)論

3.1 爆破效果

樓房成功倒塌破碎，倒向正確，高壓線未受破壞，爆破效果達到設(shè)計要求，表明該方法有效可行。

3.2 結(jié) 論

該方法對施工環(huán)境要求簡單，施工難度低，可節(jié)約材料，縮短工期，經(jīng)濟效益明顯。

(1)空心磚具有的通孔可充當裝藥孔，應(yīng)該充分利用。

(2)應(yīng)通過試驗確定原通孔裝藥爆破參數(shù)。

(3)原通孔裝藥的方法要求通孔較大，容易從外墻鑿?fù)ǎ哂幸欢ǖ木窒扌浴?/p>

(4)空心磚結(jié)構(gòu)樓房已較普遍，可發(fā)展專門的原通孔裝藥設(shè)備克服原通孔裝藥方法的局限性。

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