[摘 要] 文章介绍了基础拆除挤压爆破技术的方法及工程应用实例, 同时对基础拆除挤压控制
爆破原理进行了探讨。
[ABSTRACT ] In th is paper, the p rocesses and p ractical examp le of engineering app lication of base demolition by squeezed controlled blasting are introduced and in the mean w h ile the p rincip le of squeezed controlled blasting is also discussed.
1 引言
在城市进行基础拆除爆破时, 为了控制飞石, 一般采用“多打眼, 少装药”的分散装药原则。根据该原则, 基础拆除浅眼爆破的孔网参数一般为: W = 30 cm～ 60 cm , a = (1. 0～ 1. 2)W , b = W , 每孔药量几十克, 很少达到100 多克。因为每个药包药量很少, 从而有效地控制了爆破飞石。但另一方面, 都显著地增加了凿岩工作量、雷管消耗量和装药堵塞工作量。为了创造良好的爆破自由面, 通常于爆破前, 沿基础周边开挖沟槽, 使基础充分暴露, 形成良好的自由面和碎胀空间, 这是当前基础拆除爆破普遍采用的控制爆破飞石、改善爆破效果的另一技术措施。当然, 这增加了掘沟工作量及侧向覆盖防护工作量, 掘沟及清碴往往耽误工期。
目前, 城市建筑工地的地基开挖已广泛采用挖掘机或装载机等大型机械清碴, 可清理长度达1 m 以上的大块。为了加快工期,提高机械清碴的效率, 需要减少清碴次数, 增加每次清碴量, 有时甚至需要在没有清完碴的条件下实施爆破, 爆后一次性清碴。我们在多处条件适宜的基础拆除爆破中采用挤压爆破, 提高了爆破效率, 满足了机械清碴的要求, 缩短了工期, 取得了良好的技术经济效益。
2 基础拆除挤压爆破原理
基础拆除挤压爆破是在留碴或不挖沟槽的条件下, 利用先爆的混凝土碴堆或原有的回填土作为挤压材料进行的爆破方法。
2. 1 挤压材料降低了自由面反射拉伸作用
挤压材料和混凝土基础的接触面是爆破作用的自由面, 爆破应力波传播到该自由面时, 一部分能量被反射回来, 形成反射拉伸波。而另一部分能量以透射波的形式被挤压材料所吸收, 产生能量损失, 反射拉伸破坏作用受到削弱, 这是对爆破破碎不利的方面。能量的损失可由增加炸药单耗加以弥补。
2. 2. 挤压材料延长爆轰气体膨胀作用时间
由于挤压材料的缓冲作用, 被爆的混凝土基础的碎胀要靠推动挤压材料来完成, 延长了高压爆轰气体膨胀作功时间, 使爆破裂隙能够充分扩展和延伸, 改善爆破效果。
2. 3 挤压材料使爆区能量分布均匀合理
由于挤压材料的作用改变了爆区应力场的分布。电算结果表明[1 ] , 同样条件下, 挤压爆破的爆区能量分布比“清碴爆破”的能量分布较合理, 使破碎块度均匀, 大块率下降。
2. 4 挤压材料控制侧向飞石
挤压材料是控制侧向飞石的良好覆盖物, 吸收了爆炸气体剩余的膨胀能量, 有效地控制侧向飞石和空气冲击波。一般侧向覆盖的施工难度较大。有了挤压材料的侧向作用,只需加强基础上部的覆盖, 就能控制飞石, 而上部覆盖的施工较为简便。
3 基础拆除挤压爆破参数
3. 1 人工清碴
若采用人工清碴, 或要求块度小于0. 4m3 时, 可以按普通“清碴爆破”的孔网参数布孔, 但挤压爆破的单位炸药消耗量要相应增加, 可参照下式计算[2 ]:
q = (1 + K G) q0
式中 q—— 挤压控制爆破炸药单耗, kgõm- 3;
q0—— 普通“清碴爆破”炸药单耗,kgõm - 3;
G—— 爆炸应力波能量透射系数, 对
于挤压材料为回填土的爆破,
可取G= 0. 4～ 0. 5;
K —— 爆破应力波作用系数, 可取K= 0. 5。
实际爆破情况变化时, 如炮孔深度大于1 m 或属于多排微差挤压爆破的后排孔等,炸药单耗还应适当增加。
3. 2 机械清碴
采用大型机械清碴时, 爆破块度可适当增加。因此, 当被爆体底部深于侧面回填土表面1. 0 m 以上时, 可采用适当地增大孔网参数的挤压爆破。挤压材料起到了增大侧向爆
破抵抗的作用, 可引入等效抵抗线的参数:
W ′= W + W 1
式中 W ′—— 挤压爆破的等效抵抗线,m;
W —— 被爆基础的实际抵抗线,m;
W 1 —— 挤压材料的有效抵抗。
W 1 与挤压材料的厚度和密度等因素有关, 可按下式计算:
W 1 = K (1 - e- xöc )
式中 K —— 与被爆体材质有关的系数, 取
K = 0. 4～ 0. 5, 强度高取小值; 反之取大值;
c—— 与挤压材料有关的系数, 取c
= 0. 6～ 0. 7, 密度大取小值;反之取大值;
x —— 挤压材料厚度,m。
孔距a = (1. 0～ 1. 2)W ′ (m )
排距b = W ′ (m )
每孔装药量按下式计算:Q = qW ′aH
式中 H —— 被爆体高度,m; 要求被爆体
底部深于挤压材料表面1. 0m 以上;
q—— 单位炸药消耗量, kgõm- 3; 按普通控爆条件选取。
可采用分段装药, 要求上部装药的堵塞
长度为: l堵= 50 cm～ 70 cm , 应保证堵塞长度和堵塞质量。
上分段药量应慎重选取, 可按下式计算:Q 上= k l堵(g)
式中 k—— 装药量系数, k = 1. 0 gõ cm- 3～ 1. 3 gõ cm- 3, l堵小, 混凝土强度低时取小值; 反之取大值。
4 基础拆除挤压控制爆破实例
4. 1 工程概述
绵阳市涪城区政府新建综合住宅楼, 因开挖地基需要爆破拆除原旧楼房遗留下的混凝土基础。爆区西12 m 为涪城区公安分局办公大楼, 北17 m 为涪城区政府办公大楼,东40 m 为文庙街, 南6. 5 m 为银行大楼建筑工地。待拆混凝土基础的表面与回填土同一水平, 为网格状条形基础, 格间充满回填土。爆区北侧和东侧已于爆破前由前端式装载机挖出临空面。待爆基础见图1。
4. 2 爆破方案及参数 
4. 2. 1 普通爆破法
对于东北边缘的两条基础, 临空面已挖出, 采用普通爆破法, 参数如下:
孔径d = 40 mm;
孔深l = 0. 75 H = 0. 75×1. 5≈ 1. 1 m;交错布孔, 最小抵抗线W = ( B - 0. 3)ö2= 0. 4 m。
孔距a = 0. 5 m; 单耗q = 250 g•m- 3;单孔药量Q = qaW H = 75 g , 上部30g, 下部45 g。
4. 2. 2 挤压爆破法
后因工期要求紧, 对其余基础, 在保留爆堆和网格内回填土的情况下采用挤压爆破法, 待爆完所有的基础后由装载机一次性清碴, 充分发挥机械清碴的优势。
挤压爆破参数: 沿基础中线布孔, 等效抵抗线W ′为:
W ′= W + W 1 = 〔B ö2 + K (1 - e- xöc) 〕
取K = 0. 4, c = 0. 6, 回填土厚度x =
2. 3 m, 基础宽度B = 1. 2 m , 代入上式得:W ′= 0. 99 m
孔距a = mW ′= 1. 1 × 0. 99≈ 1. 1m ,实际上个别取1. 3 m。
孔深l = 0. 65 H = 0. 65 × 2 = 1. 3m ;单孔药量Q = qaW ′H = 540 g , 个别孔为650 g。上部药量为90 g。l堵≥60 cm。
4. 3 爆破安全防护
普通爆破用胶带覆盖上部和临空面一侧, 上部再覆盖土袋。挤压爆破只覆盖上部,第一层为胶带, 第二层为土袋。挤压爆破地震强度大于“清碴爆破”, 采用分次齐发爆破, 一次爆破9 个炮孔。
4. 4 爆破效果
普通爆破法碴堆崩落到基坑。挤压爆破碴堆向上隆起0. 2 m～ 0. 5 m , 下部破碎很充分, 上部块度接近于普通爆破, 机械清碴容易, 均无飞石。
5 结束语
基础拆除挤压爆破, 覆盖材料少
