復雜環境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶鐵軍， 趙明生， 宋芷軍， 余紅兵， 李 杰， 趙 飛

(貴州新聯爆破工程集團有限公司， 貴陽 550002)

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復雜環境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶鐵軍， 趙明生， 宋芷軍， 余紅兵， 李 杰， 趙 飛

(貴州新聯爆破工程集團有限公司， 貴陽 550002)

摘要：介紹了復雜環境下的地下室基坑實行快速控制爆破拆除。采用了合理的爆破參數和起爆網路與機械拆除相配合的方式，對邊墻及與保護區的連接處進行機械切縫處理，減少了鉆孔工作量；開鑿了泄壓窗與搭設鋼管防護排架，加強了對保護區域的飛石和空氣沖擊波防護。爆破效果表明：爆破振速峰值為1.05cm/s，保護建(構)筑物未受沖擊波及振動損傷，爆堆高度在1.8m以內。

關鍵詞：地下室； 控制爆破； 爆破參數； 機械施工； 安全防護； 復雜環境； 爆破拆除

1工程概況

為打造遵義市新市政府建設工程，擬把人民公園原兩層地下停車場A區、5#配套服務用房建筑及地面景觀平臺爆破拆除。待拆除爆破區域長130m、寬105m、地表平面面積約12 904m2、總拆除面積約24 286m2。地下室屬框架結構，立柱承重，風井、樓梯井、立柱隔墻構成筒體結構，建筑整體性較好。

待拆除區域位于新政府辦公大樓東側240m，緊鄰保護地下車庫B區，距播州大道250m，緊鄰人民公園湖泊，與湖泊上的廊橋相連接；東南側距離城市規劃展覽館180m；南側緊鄰保護車二通道，距高新快線200m；北側距奧體路300m。其周圍環境如圖1所示。

圖1　周圍環境示意圖Fig.1　Schematic of the surrounding environment

2爆破方案

2.1總體拆除方案

保證在短工期內完成本工程，為使爆破后橫梁及頂底板完全坍塌，對于停車場A區兩層地下建筑采用爆破的方式進行拆除，其他建(構)筑物采用機械拆除的方式。參考類似工程實例〔1-3〕，將A區內立柱從上至下完全布孔，南北和東西橫梁中間布一定數目炮孔防止其在坍塌過程中起到支撐作用，A區-2層邊墻采取爆破及機械破壞使邊墻下塌時受拉折斷，控制爆破坍塌效果，嚴格控制起爆網路，保證保留B區停車場的安全穩定性。總體拆除方案如圖2所示，粗虛線方框內停車場A區采用爆破拆除，粗實線方框內配套機房區域采用機械破碎。

圖2　拆除區域總體方案Fig.2　The overall scheme of the demolition area

2.2爆破施工

2.2.1孔網參數

采用梅花形布孔，保證結構物中炮孔分布更均勻，各個方向最小抵抗線與孔排距相近，炮孔將炸高范圍內結構物劃分成若干個小而均勻的作用單元，起爆藥包基本位于作用單元中心位置，在爆破時炸藥能量能夠沿炮孔側向分布更均勻，使大部分能量作用于混凝土，能量利用率更高，粉碎效果更好。不同規格立柱孔網參數如圖3所示，東側邊墻孔網參數如圖4所示，橫梁的孔網參數如圖5所示。

圖3　立柱炮孔布置示意圖Fig.3　Schematic diagram of the blastholes layout of the column

圖4　東側邊墻爆破炮孔布置Fig.4　Blastholes layout of the east side wall

圖5　不同規格橫梁炮孔布置示意圖Fig.5　Schematic diagram of blastholes layoutof different specifications of beams

為保證邊墻破碎下塌，在機械預處理-1層邊墻后，根據工期，在-2層東側邊墻中心布置4排孔，南北兩側-2層邊墻除立柱處外全部采用機械破碎錘進行切縫處理，切縫寬0.2m，距離地面1.2m，致使邊墻下塌時對樓板面無支撐作用，如圖6所示。

圖6　南北兩側邊墻機械切縫Fig.6　Mechanical cuttings of south and north side walls

爆破裝藥量如表1所示〔4-6〕。

根據現場實際情況，在裝藥時對轉角處和立柱橫梁交界處的炮孔適當增加藥量。

2.2.2起爆網路

使用非電毫秒延時導爆管雷管連接網路， 采用交叉復式起爆網路，提高了網路可靠性和安全性。網路中采用MS15導爆管雷管，MS1導爆管雷管過渡連接，MS5導爆管雷管區間延時。整個地下車庫分為-1層和-2層兩個大區間，每層由北至南每兩跨為1個小區間，分為7個小區間，每個小區間由東西兩側向中間匯攏至主線。整個傳爆網路共延時770ms。爆破網路如圖7所示。

表1　爆破裝藥量

圖7　起爆網路及起爆方向Fig.7　Initiation network and direction

2.3機械施工

由于該工程工期緊，工作量大，短期內不能對所有的建筑物結構進行爆破處理，因此，對框架結構的主體部分(立柱和橫梁)進行爆破，其他如隔墻、連接通道等均采用機械破碎的方式，并輔助爆破施工，具體為：①停車場A區-1層至-2層行車斜坡道采用破碎錘開鑿0.5m寬貫通切口，為保證施工穩定，不切斷鋼筋；AB區邊界連接處、北側廊橋與A區邊界連接處距離A區邊柱50cm處全部采用機械破碎，開鑿0.5m寬切口，切斷副筋，橫梁上的主筋上部分全部切斷，下部分切斷2/3，如圖8所示。②A區北側、南側周圍土層使用挖掘機挖一條深4m、寬3m的溝，從外側將邊墻全部機械破碎，保留立柱。③對爆區內所有非承重隔墻(包括風筒、樓梯面墻和立柱之間的隔墻)和樓梯機械拆除。④在被拆除的A區地面和-1層地板，大約每400m2開鑿一個6m2～9m2的泄壓窗，改變強氣流涌動方向。⑤地下車庫-2層邊墻為剪力墻結構，鉆孔工作量大且效率低，為在規定工期內完成拆除，對南北側邊墻進行機械切縫，寬20cm，距離-2層地面1.8cm。

圖8　機械施工及鋼筋處理Fig.8　Mechanical construction and steel treatment

3安全防護

拆除的A區緊臨保留的B區，保護B區結構為本工程一大難點。施工中采取了以下措施控制爆破危害：緊鄰B區的A區立柱和橫梁不采用鉆孔爆破，采用機械破碎斷開A區與B區的混凝土和全部副筋，主筋切斷2/3，使其隨相鄰一跨自然坍塌，同時靠近連接處位置多打孔少裝藥，藥包分散作用于各個不同結構物，減小爆破振動對B區的影響；在A區地面均勻開設多個泄壓窗，同時在B區連接區域搭設鋼管排架并掛雙層草墊進行防護，封閉A、B區交界通道，防止沖擊波、強氣流和飛石對B區設施的破壞，如圖9所示。

圖9　A、B連接處安全防護排架Fig.9　Safety protection framed bent between A and B

4爆破效果

爆破后，A區地下車庫按照設計方案原地坍塌，坍塌后爆堆高度約1.8m，效果很好，基本無爆破飛石產生，有效的控制了振動的影響，最高振速為1.05cm/s，符合《爆破安全規程》(GB 6722-2014)要求〔7〕。經檢查，爆破后保留地下車庫B區和附近建(構)筑物無結構損傷，控制措施有效。南北兩側邊墻采用開縫處理，沒有完全破碎，由于自重小沒有完全對邊墻進行拉碎，爆堆較高。爆破效果如圖10所示。

圖10　爆破效果Fig.10　Blasting effects

5結 語

(1)與普通機械拆除相比，對地下車庫等高要求、短工期的拆除工程爆破拆除具有快速、高效的優越性。合理的機械預處理不僅能加快施工進度，還能保證良好的爆破效果。

(2)泄壓窗的開鑿很大程度上減小了空氣沖擊波對緊鄰B區建筑的影響，A、B區連接處的機械預處理也確保了A區建筑在下塌過程中沒有破壞B區的保留立柱。

(3)對四周剪力墻底部進行切縫處理，在框架結構主體坍塌過程中邊墻受拉折斷向下折疊坍塌，能有效減小施工工作量并控制爆堆高度。

參考文獻(References)：

〔1〕 張春麗,段衛東. 復雜環境下深基坑支護梁爆破拆除[J]. 工程爆破,2014,20(4):19-22.

ZHANG Chun-li, DUAN Wei-dong. Blasting demolition for a deep foundation pit support beam under complicated environment [J]. Engineering Blasting,2014,20(4):19-22.

〔2〕 錢峰,王祺,李福清，等. 泵站基坑內支撐與圍檁爆破拆除技術研究[J]. 工程爆破,2010,16(3):63-67.

QIAN Feng, WANG Qi, LI Fu-qing, et al. Study on blasting demolition technique of supporting and circuit purlin in pumping station foundation pit [J]. Engineering Blasting, 2010,16(3):63-67.

〔3〕 韓體飛,顏事龍,胡坤倫,等. 淤泥質粘土條件下高層大廈基坑支撐爆破拆除[J]. 爆破,2009,26(4)：66-69.

HAN Ti-fei, YAN Shi-long, HU Kun-lun,et al.Explosive demolition of pit supporting of high building on muchy clay condition[J]. Blasting,2009,26(4):66-69.

〔4〕 張沖,黃樹峰. 5萬m2地下特大型支撐爆破拆除[J]. 工程爆破,2006,12(1):39-41.

ZHANG Chong,HUANG Shu-feng. Blasting demolition of a fifty-thousand-centiare underground outsize underprop[J]. Engineering Blasting,2006,12(1):39-41.

〔5〕 吳碧橋. 地下連續墻圍護壁結構地下室工程綜合施工技術[J]. 建筑技術,2007，38(12)：908-911.

WU Bi-qiao. Comprehensive construction technologies for basement of underground diaphragm wall structure[J]. Architecture Technology,2007，38(12)：908-911.

〔6〕 郭濤,徐全軍,楊旭，等. 鋼筋混凝土地下人防工事爆破拆除[J]. 工程爆破,2004,10(1):35-37.

GUO Tao, XU Quan-jun, YANG Xu,et al. Demolition of underground reinforced concrete fortification by blasting method[J]. Engineering Blasting, 2004,10(1):35-37.

〔7〕 爆破安全規程 GB 6722-2014[S]. 北京：中國標準出版社，2014.

Safety regulations for blasting GB 6722-2014[S]. Beijing:China Standards Press,2014.

Controlled blasting demolition of underground chamber under complex environment

DAI Qing-song, TAO Tie-jun, ZHAO Ming-sheng, SONG Zhi-jun, YU Hong-bing, LI Jie, ZHAO Fei

(Guizhou Xinlian Blasting Engineering Group Co., Ltd., Guiyang 550002, China)

ABSTRACT：The rapidly controlled blasting demolition of the underground chamber under complex environment was introduced. The reasonable blasting parameters, blasting network and mechanical removal method were adopted. The side wall and the connection of the protection area was processed for mechanical cutting to reduce the drilling workload. The decompression window and erection of steel protective frame were cut to strengthen the precaution of air shock wave and flying rocks in protected area. The blasting results showed that the peak velocity of blasting vibration was 1.05cm/s. The buildings and structures were not affected by the shock or vibration damage and the height of the blasting muckpile was less than 1.8m.

KEY WORDS:Underground chamber; Controlled blasting; Blasting parameters; Mechanical construction; Safety precaution; Complex environment; Blasting demolition

文章編號：1006-7051(2016)02-0061-04

收稿日期：2015-10-20

基金項目：黔科合重大專項[2015]6003；黔科合高G字[2015]4004；貴州省工業和信息發展專項基金(2015030)

作者簡介：代青松(1974-)，男，高級工程師，主要從事爆破方向研究。E-mail：542042223@qq.com通訊作者：陶鐵軍(1984-)，男，高級工程師，主要從事爆破與安全機理研究。E-mail: 602574716@qq.com

中圖分類號：TD235； TU746.5

文獻標識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1006-7051.2016.02.013