[ABSTRACT ] A new controlled blasting method used to demolish a six storied brick concrete building is described. In the situation of overpopulation and buildings standing in great numbersw h ich means there is no space for holding the directional collap sing material. A n inner2collap se blasting method w as used and p roved to be successful. In the new method, a suitable selection of blasting parameters and careful control of the delay time firing are the two keys for successful accomp lishment of the blasting and these are very valuable to be observed in sim ilar operations.
1 概述
长沙市红旗剧院的一幢宿舍楼, 由于开拓招商的需要决定采用爆破法拆除。该宿舍楼位于长沙市劳动西路北侧, 周围环境如图1所示。东侧距已建成的建设银行长沙分行最近处2. 8 m , 最远处4 m , 距公路高架桥70 m;南侧距劳动西路5. 6m , 靠宿舍楼人行道上有消防栓、侯车亭、电缆线等设施, 其中距消
图1 周围环境示意图
防栓仅有2 m , 距劳动西路南侧的湘财证券大厦及商城50 m; 西侧与红旗剧院(待拆除)紧挨着; 北侧距正在建设的建设银行长沙分行3 m , 其间有宽0. 6 m , 深3. 5 m 的壕沟。劳动西路车流量大, 行人多, 环境复杂; 该工程工期紧, 要求高, 难度较大。
该宿舍楼为砖混结构, 长63 m , 宽10. 5m , 高6层18 m , 共有5个单元, 总建筑面积3850 m2。楼梯、卫生间、厨房及6楼顶板为现浇钢筋混凝土结构, 其余楼板为预制空心楼板, 内外承重墙均为24墙。
2 爆破方案设计
2. 1 方案选择
该宿舍楼的东、西、北3侧场地很小, 定向倒塌距离不够, 南侧即劳动西路场地较宽, 但据估测, 往该方向倒塌后会有大量碎碴堆在人行道及马路上, 从而影响正常交通。为此,根据被拆建筑物周围复杂环境及结构特点,选择“内合坍塌”的爆破方案, 爆破切口为第1或第2层。将宿舍楼的5个单元分为5个延期时间段, 从中间(第3单元) 首先起爆, 然后依次起爆两侧单元, 如图2所示。由于砖混建筑物的抗拉抗剪切能力较差, 在先坍塌单元的两侧可形成一个向内的倾覆力矩, 后坍塌的单元向中间内合, 使爆破后的爆堆扩散范围减少, 可重点保护红旗剧院、在建楼房、消防栓等建筑物及设施, 不影响正常交通, 达到工程拆除要求。
2. 2 炮孔参数设计
整个建筑物的承重墙的爆裂口高度取相同值, 即其高度达到承重墙厚度的1. 5倍至3. 5倍[1 ] , 最后取1 m 高度的缺口。装药布孔在第一层楼同一平面的墙体上按等间距配置3排炮孔, 孔距和排距均30 cm。由于东边两个单元的一楼被建筑泥土堆满, 故该两个单元的炮孔布置在2楼的同一平面墙体上。另外,在内墙转角处多布置1～ 2个孔, 其方向为墙角的斜线方向, 从而确保中间墙体迅速顺利坍塌; 由于被爆体为宿舍楼, 靠厨房、卫生间和楼梯间处的横、纵墙壁多, 不利于内合坍塌。为此, 适当加大该部分爆裂口高度, 即将上面一排排距增加到40 cm , 药量适当增加20%～ 30%。整幢宿舍楼布孔2629个, 单孔装药量30 g, 共使用乳化炸药79 kg。
图2 延时起爆示意图
2. 3 延时设计
整幢楼房的延时设计参数如表1, 其中第1单元采用毫秒14段导爆管雷管, 第2单元采用毫秒5段导爆管雷管, 第3单元采用毫秒1段导爆管雷管, 第4单元采用毫秒7段导爆管雷
表1 延时起爆参数
管, 第5单元采用毫秒15段导爆管雷管。段别之间时差97. 5 m s～ 680 m s。
2. 4 起爆网络
炮孔内装1发非电毫秒延期导爆管雷管。网络联结时先每20发左右导爆管雷管采取“一把抓”联接; 然后用2发非电毫秒延期导爆管雷管做过桥传爆; 最后每10发传爆雷管再“一把抓”用瞬发镍铬桥丝电雷管联接成串联电起爆网络, 接到点火站, 用军用78式点火机点火起爆。
3 爆破安全技术
本次爆破安全防护主要考虑爆破地震波及爆破飞石。由于建设银行与被爆楼房之间有一条宽0. 5m、深3. 5m～ 4. 5m 的壕沟, 因此, 地震波仅考虑距50 m 的湘财证券大厦及商城作为校核对象, 根据爆破安全规程, 框架结构允许安全振动速度为5 cmõs- 1 [2 ]。此次爆破最大一段装药量为19. 5 kg, 取场地系数
K = 200, 衰减系数a = 1. 5, K 的修正系数
K 1 = 0. 25, 代入公式得:
V = K K 1 (Q 1ö3 R ) a
= 200×0. 25×(19. 51ö3
ö5
0) 1. 5
= 0. 62 cmõs- 1< 5 cmõs- 1
由此可知, 这次爆破引起的地面振动不会损坏周围建筑物。此次爆破的防飞石措施是采用两层草袋围住爆破部位的外面, 并采用铁丝固定。
4 爆破效果
起爆后, 该宿舍楼按设计的先后起爆顺序倒塌, 结构解体较为充分, 爆堆高度约3 m～ 4 m , 东侧塌散宽度为1. 2 m , 南侧塌散宽塌散宽度2 m 左右, 马路对面门窗玻璃未损一块, 消防栓和电缆线等设施完好无损。
5 体会与建议
( 1) 对砖混结构宿舍楼采用“内合坍塌”爆破拆除时, 由于卫生间和楼梯间等的纵、横墙多, 应作预先处理, 并且尽量加大爆裂口高度, 即多设置药孔, 必要时, 在2层楼布置1～ 2排药孔, 避免该处坍塌速度慢, 起支撑作用,使楼房过多倾向阳台一侧倒塌。
(2) 采用延时分段爆破时, 应尽量将段与段之间延时时间控制在200 m s～ 300 m s 之间。这样对楼房的整体倒塌效果会更好。爆后西边1个单元的楼房破碎不充分, 究其主要原因是第2单元和第1单元延期时间太长, 相差了650 m s, 导致第2单元先坍塌的堆碴对第1单元起了支撑作用。
(3) 本次爆破周围高楼林立, 爆后尘土笼罩整个爆区上空四周, 很长时间不能扩散, 在15 m in 内能见度很低, 车辆行人根本无法通行, 直到30 m in 后才恢复正常通车。笔者认为, 在城市控制爆破中尽量降低尘土的污染影响是应该重视和迫切解决的问题, 如有条件时可以用消防车往高空喷射水雾, 使尘土很快消失, 减少尘土的污染。
参考文献
1 龙维祺. 特种爆破技术. 北京: 冶金工业出版社,1993. 43～ 57
2 刘清荣. 控制爆破. 武汉: 华中工学院出版社,1993. 191～ 194
