筒仓与立窑的爆破拆除

陈 斌,夏 军,李是良,任才清

(国防科学技术大学, 湖南长沙 410072)

筒仓与立窑的爆破拆除

陈 斌,夏 军,李是良,任才清

(国防科学技术大学, 湖南长沙 410072)

介绍了复杂环境下筒仓、立窑的爆破拆除。在该拆除工程中,采用分次爆破,创造倒塌空间;采用高位爆破,减小建筑物的倒向塌落距离;采用爆破缺口高度差及微差起爆技术确保建筑物倒向准确及结构充分解体;对局部进行破碎、切割等预处理,确保了保留建筑物的安全。

筒仓;立窑;爆破拆除

1 概 况

由于城市建设规划,需要将某建筑材料有限公司厂区内建筑物拆除,根据工作计划,拟将厂区东侧部分筒仓、立窑预先拆除。待拆除建筑物为图1中的 1～3号建筑,其中,1,3号为立窑,2号为筒仓。东侧距 2号建筑 10 m处有厂内道路、厂区铁路,相距 30 m处有厂区围墙,围墙外侧有厂用高压电线,成东南走向,紧挨围墙有民房;南侧相距 8 m处有厂区料棚 2栋,南侧相距 4 m处有建筑物 1栋;西侧紧邻需保留的筒仓;北侧相距 7 m处有在用建筑群,之间有相连的输送囊。其周围环境如图1所示。

图1 周围环境示意

2 工程结构

待爆破拆除的 1号建筑为钢筋混凝土框架结构,长 20 m,宽 20 m,高约 26 m,柱体截面有 90 cm×70 cm,80 cm ×80 cm,60 cm ×60 cm几种规格,紧邻 1号建筑东侧有一高 3 m的砖混结构连接体,紧邻 1号建筑西侧有一高约 26 m的框架结构,该结构需保留,1号建筑结构如图2所示。

图2 1号建筑结构示意

待爆破拆除的 2号建筑下端为钢筋混凝土立柱结构,上端为钢筋混凝土筒形结构,长 20 m,宽 8 m,高 24 m,柱体截面约为 70 cm×70 cm,其结构如图3所示。

待爆破拆除的 3号建筑为钢筋混凝土框架结构 ,长 18 m,宽 16 m,高 24 m,柱体截面约为 75 cm×75 cm,3号建筑北侧紧邻 1号建筑,南侧有一高约 15 m的框架结构,其结构如图4所示。

3 方案选择

待拆除的建筑物有 3个特点:一是周围建筑多,环境复杂;二是待拆建筑物与在用或需保留建筑有多处相连,倒塌空间受限;三是工期要求紧迫。据此,采取如下方案。

(1)预处理。为确保建筑物有良好的倒塌空间,将 1,2号建筑间 3 m高的建筑进行机械 /人工拆除,将 1号建筑北侧连接体在相连处进行切断 (破碎混凝土,割断钢筋),在 1号建筑西侧与需保留的建筑相连处,破碎砖体、梁,割断钢筋。将 2号建筑北侧连接体破碎混凝土,割断钢筋;由于筒仓下方柱体高度有限,为保证炸高,对筒仓东侧筒体进行一定的机械破碎;另考虑到 2号建筑离厂用铁路较近,需用沙袋对倒向区域的铁路进行防护。

图3 2号建筑结构示意

图4 3号建筑结构示意

(2)倾倒方法。首先对 2号建筑物采用高位坍塌并向东倾倒的方案,破碎坍塌物,创造自由空间,随后对 1号建筑实施向东倾倒、坍塌,最后对 1,2号建筑的坍塌物进行一定的破碎,再拆除 3号建筑,为确保倒塌方向准确,采用爆破缺口高度差、多段微差延期起爆相结合的爆破方法,使建筑物定向倾倒、解体,如图5所示。

图5 爆破方案示意

4 爆破设计

(1)炮孔布置及爆破参数。本次爆破涉及的柱体尺寸有多种,其炮孔布置形式见图6～图10,爆破参数见表1。

图6 90 cm×70 cm柱体的炮孔布置

图7 80 cm×80 cm柱体的炮孔布置

图8 75 cm×75 cm柱体的炮孔布置

图9 70 cm×70 cm柱体的炮孔布置

图10 60 cm×60 cm柱体的炮孔布置

表1 爆破参数

(2)爆破切口。爆破切口设置见图11。1号建筑物因倒塌空间有限,为实现高位坍塌、向东倾倒,将底层柱体全部布孔,中间层较高,按照由倒向至反向爆破缺口逐渐降低的原则设置;2号建筑因倒向有铁轨,同样将其底层柱体全部布孔,另筒体不便布孔,拟在其倒向侧用机械破碎一个切口,以便筒仓顺利倒塌;3号建筑爆破切口设置原则同 1号建筑物。

图11 建筑爆破切口示意

(3)起爆网路。采用电起爆法与导爆管起爆法相结合的起爆方式,同一建筑实现一次点火,不同建筑分次点火。本次爆破对各建筑采用 3个区段划分,如图12所示,雷管段别设置如表2所示。采用并联导爆管网路,每个并联小组的导爆管数不超过25发,每个并联小组用 2发毫秒过桥导爆管传爆。每 20发传爆导爆管雷管用 2发瞬发电雷管起爆,全部电雷管连接成串联起爆网路,用高能起爆器起爆。

图12 区段划分示意

表2 雷管段别及延期时间

5 结 语

(1)依据建筑物的结构特点,进行合理的预处理,如破碎混凝土、切割钢筋,以拆除较小构筑物或形成切割缝,是爆破拆除工程顺利、安全的重要保证。

(2)建筑群爆破拆除倒塌空间受限时,依据周边环境分次爆破可创造坍塌空间;提高建筑物爆破切口高度可减小其在倒向的塌落距离;爆破切口高度差与微差起爆技术相结合可保证建筑物倒向准确并充分解体。

[1] 于亚伦.工程爆破理论与技术 [M].北京:冶金工业出版社,2004.

[2] 温健强,谭卫华,李战军.联体筒仓爆破拆除的几个问题[J].采矿技术,2010,10(3):103-105.

[3] 刘殿中.工程爆破实用手册 [M].北京:冶金工业出版社,1999.

2011-06-26)

陈 斌 (1964-),男,博研,教授,硕导,主要从事防灾减灾工程及防护工程、爆破工程教学与研究。