特殊環境下鋼筋混凝土結構拆除爆破方案

譚銘

摘 要：通過選取合理的爆破參數、裝藥結構及有效的安全防護措施，在特殊環境下爆破拆除鋼筋混凝土結構，并且很好地控制了爆破振動和爆破飛石，取得了預期的爆破效果。

關鍵詞：鋼筋混凝土結構；爆破拆除；安全防護

1 工程概況

武鋼烏龍泉礦在對車間上料系統通廊進行改造，安裝皮帶機工程施工中，皮帶機設計安裝在地下混凝土通廊段，在混凝土通廊原底板下降800mm的地坑內。因此需要對地下混凝土通廊底板進行破除。

1.1 拆除區域結構

拆除區域為長15m、寬1.6m、厚600mm的雙層φ16螺紋鋼筋混凝土結構，水泥強度為C30，爆區底部為巖土層。

1.2 爆區環境

爆破周邊環境較為復雜，緊挨爆區一側為運輸皮帶及支架，另一側為人行踏步，爆區上方2米處為電纜橋，要求在破除作業中必須對通廊內的人行踏步，皮帶運輸機支架、及其底板進行保護。

2 爆破方案確定

2.1 工程技術要求

本工程在施工過程中，不影響正常生產，工期4天。要求爆后混凝土構筑物要破碎較充分，嚴格控制爆破振動和爆破飛石，確保廠房和內部設施、各種管線的安全。

2.2 爆破總體方案

穿孔設備為氣腿式鑿巖機，鉆孔直徑為38mm，采用垂直打孔、矩形布孔形式。選用2號巖石乳化炸藥，其藥卷直徑為32mm，長度為200mm，每卷質量為0.15kg。

1）分次爆破。根據現場環境和單次允許施工時間，決定分2天，共6次對待爆區進行爆破。第1天進行爆破實驗，然后根據實驗效果再實施后續爆破。

2）加密布孔。在初步設計孔距和排距后，根據實驗爆破效果，可以在孔間補穿空孔，增加爆破自由面，為破碎巖石提供補償空間。

3）毫秒延時起爆。嚴格控制單段最大起爆藥量和爆破振動，加強飛石防護措施，嚴格控制爆破飛石，確保通廊內部設施的安全。

2.3 爆破參數

1）孔徑：d=38mm。

2）底盤抵抗線：WB=0.2～0.4m，取0.35m。

3）孔深：L=2/3H+σ=420～470mm，取450 mm。

4）孔距及排距：鋼筋混凝土結構中，孔距a=（1.0～1.3）W=

0.35～0.455m，在此取a=0.4m。排距b=（0.6～0.9）a=0.24～0.36m，在此取b=0.35m。

5）炸藥單耗：根據經驗，鋼筋混凝土基礎炸藥單耗為300g/m3，加密鋼筋砼炸藥單耗為480g/m3，本次爆破中，含有上下兩層鋼筋網（平面間距為200×200），且施工過程前，無法先對鋼筋進行切割，因此炸藥單耗取q=450g/m3。

6）單孔裝藥量：Q=qawh=450×0.4×0.35×0.6=37.8g，取37.5g。

7）裝藥高度：L1=200÷（150÷37.5）=50mm。

8）填塞高度：L2=L-L1=400mm。

2.4 裝藥結構

裝藥時采用孔底裝藥，正向起爆，裝藥量為1/4藥卷，裝藥結構見圖：

在填塞過程中，采用邊裝濕石粉，邊用粗木棍進行壓實。

2.5 起爆網絡

將整個爆區分為六塊，分六次起爆，每塊區域內起爆網絡相同，起爆順序為：由電雷管起爆，然后導爆管孔內延時引爆。

2.6 安全技術措施

1）爆破震動。采用多段多區起爆技術控制爆破震動效應，目的是降低最大一次起爆藥量Qmax，爆破震動用下式校核：

Qmax=R3[v/（k1·k）]a/3

式中：Qmax為一次起爆藥量，kg；

R為保護目標至爆點距離，m；

v為允許振動速度，cm/s；

k為與地質條件有關系數，取k=150；

a為地震波衰減系數，取a=2.0；

k1為修正系數，取k1=0.5。

若以加油站為保護目標進行震動校核，取v=5cm/s、R=30m，經計算Qmax=464kg；而爆破時最大一響爆藥量不超過1kg，所以爆破震動對建筑物而言是安全的。

2）控制飛石。在裝填完的炮孔上方覆蓋2層帶鋼絲的廢皮帶，然后用沙袋將皮帶壓實。

3）保護電纜橋。由于電纜橋正處于爆區上方2m處，所以必須加以保護，用竹跳板和廢皮帶將電纜橋下方包住，防止飛石的破壞。

4）在通廊入口處用木板將門封住，防止飛石飛出隔離體。

5）爆破施工前停止設備運行，并將皮帶通廊內斷電，清除易然物品。

6）加強爆破警戒。爆區周邊50m范圍派專人警戒。

3 爆破效果

在實驗爆破時，由于只有一個自由面，選用的單孔裝藥量偏小，只出現細數裂痕。在孔間補穿空孔，并將單孔裝藥量調整為50g后，效果明顯，形成了明顯的爆破漏斗。在兩個自由面形成后，單孔裝藥量減少到設計標準，后續5次爆破過程，每次爆后鋼筋混凝土破碎較好，鋼筋完全脫離混凝土結構，切割鋼筋后基本不用進行二次破碎，很快就完成了清碴工作。通廊內及周圍設施未受任何影響，電纜線完好，未見飛石飛出隔離體。

參考文獻：

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[2] 王玉杰.爆破工程[M].湖北：武漢理工大學出版社，2007.

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