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18层倾斜大楼控制爆破拆除工程

2010-12-30 16:13:54.0 责任编辑:朱亮亮

 

完成时间:19951226

工程地点:武汉市汉口江岸区三眼桥桥苑新村

完成单位:武汉爆破公司、铁道部第四勘测设计院控爆所、武汉安全环保研究院控爆所、长江科学院控爆所、武汉工业大学控爆所

项目主持人及参加人员:谢先启、金人夔、贾永胜、韩传伟、徐天瑞、吴剑峰、吴新霞、赵根、梁开水、房泽法、陈宝心

撰稿人:谢先启、贾永胜、韩传伟

 

1   工程概况

桥苑新村B18层楼地处汉口闹市区,为新建商住楼。在结构封顶进入粉刷阶段时,由于大楼基础出现不均匀沉降,导致整栋大楼向北西方向发生严重倾斜。至19951222日下午,大楼顶部已向N15°W水平位移约1.4m,并以每小时2cm速度继续发展,至施爆前1226日已倾斜2.88m。经计算预计在1228将达到自然倾倒的临界状态。

大楼业主决定采用控制爆破技术立即将大楼予以拆除,以确保周围建筑物和人员的安全。大楼地面以上为18层,高56m,另有一层地下室。大楼平面布置呈“H”形,占地面积900m2,建筑面积17100m2,为剪力墙一方筒结构,承重墙体厚20cm,两层钢筋网,钢筋网尺寸为15cm×15cm,钢筋直径1018mm。大楼钢筋混凝土总重3.24t(含地下室)。大楼平面图见图1

大楼东侧是某鞋厂生产车间,与其相距最近处12.8m。南侧是某汽配厂的修理车间,与其相距最近处10.3m;西侧为新三眼桥路与其相距45m,与道路平行敷设的地上有高压线路与通讯线路,地下有煤气管道与自来水管道;北侧为新建两栋八层大楼,与其相距最近处6.2m,爆区环境图如图2所示。

2   爆破拆除设计总体方案

2.1 对方案的要求

(1)以超常施工速度,在大楼可能自然倾倒前施爆。预计大楼将在19951228达到自然倾倒的临界状态,并随时可能在此时间以前突然加速倾倒。在制订方案时,必须以赢得时间,超常施工作为第一要素考虑。

(2)技术可靠,措施得力,以确保周围人员、财产和建筑物的安全。大楼四周为工厂、商店和居民住宅,在确定方案时,必须确保爆破时的飞石、冲击波和振动不对周围产生破坏和影响。

(3)准确选择楼层,克服坍塌场地狭小、倾倒距离不够的困难,大楼地面以上高56m,根据爆区环境情况,只能朝西北方向做定向坍塌。在确定方案时,必须选择最佳爆破楼层,解决倾倒距离的问题;处理好施工楼层高度,便于施工以及遇突变情况时人员能安全撤离。

2.2 方案分析

大楼爆破方案的确定,主要考虑了时间、环境、场地、施工、安全等因素,提出了以下四种方案:

第一方案:爆破第12层楼,让大楼向西定向坍塌的同时,向西北方向微倾。该方案的优点是:便于施工,便于防护,施工速度快,遇突变情况时施工人员撤离快,楼体高宽比大,便于倾倒。其缺点是:爆渣坍塌范围大,坍塌后爆渣会覆盖到西侧路面,造成交通中断,路旁管线破坏,即可能打断与道路平行敷设的高架通信、供电线路和地下埋设的煤气及自来水管道。

第二方案:爆破第12层楼和第911层楼,让大楼折叠后向西坍塌的同时,向西北方向微倾。该方案的优点是施工场地能满足坍塌要求。其缺点是:施工时间长,难以保证在19951228日前准时起爆,折叠部分施工楼层过高,高宽比小,钻孔气压损耗大,钻孔速度慢,防护难度大,遇突变情况时施工人员来不及撤离。

第三方案:爆破第l2层楼和第68层楼,让大楼折叠后,向西坍塌的同时,向西北方向微倾。该方案的优点是:施工场地能满足坍塌要求,折叠部分高宽比大于1,钻孔气压损耗不大等。其缺点是:施工时间长,难以保证在19951228日前准时起爆,虽楼层较第二方案低,但防护仍有难度。

第四方案:在第三方案的基础上做适当调整,即只爆破第68层楼,第12层不爆破。该方案的优点是最大限度地满足了时间要求。其缺点是:大楼折叠坍塌后第45层楼将受到破坏,第l3层楼再爆破施工将有一定难度。

2.3 实施方案

通过对时间、场地、施工、安全等因素进行反复分析和比较,权衡利弊,并经过专家论证,最后确定采用“半部西向倾倒”的爆破方案,其主要内容为:

(1)为争取时间,只爆破第68层楼,让618层楼在向西坍塌的同时,向西北方向微倾,第15层楼待618层楼施爆清渣后再行施爆。

(2)根据现有爆破器材,采用电雷管与非电雷管相结合的混合起爆系统,孔内与孔外延时相结合,段与段之间延时间隔为300400ms

(3)采用沙袋砌墙防护,与倾倒方向平行敷设,以减小第二次振动。

(4)承重墙体以垂直钻孔为主,平行钻孔为辅。

(5)大楼电梯间刚度大,但自身防飞石性能好,施爆时可彻底摧毁。

(6)68层楼梯间采用外部装药,沙袋覆盖,与同层楼同步起爆。

(7)每层楼沿倾倒方向的最后一排承重墙不施爆,以保持相对稳定和倾倒方向准确。

(8)确保第6层楼钻孔、装药、连网在大楼自然倾倒前完成,处于起爆状态,并逐层向上发展至8层楼,遇突变情况只起爆6层楼。

 

3   爆破参数设计

3.1 炮孔布置

根据墙体结构和实际操作情况,采用两种布孔形式,即与墙体垂直钻孔形式(A)和与墙体平行钻孔形式(B)

A形式:孔距a=2530cm;排距b=a;孔深L=14cm

B形式:孔距a=2530cm;孔深L=50150cm

3.2 药量计算

单孔药量按g=KabH计算,根据不同的部位选取不同的K值。周边墙取K=4000gm3,单孔装药量q=50g;隔墙取k=5000gm3,单孔装药量q=5075g。装药时,50g75g交错分布。电梯间取k=6000gm3,单孔装药量q=75g。施爆前在电梯问部位做了爆破试验,证明以上参数合理。

大楼总装药量约360kg

3.3 起爆网路

根据大楼的结构特点、炮孔数量、现有爆破器材以及时间紧迫等情况,采用非电毫秒导爆管与电雷管相结合的起爆系统,孔内与孔外延时相结合。

6层楼:采用358段,延时为950ms1250ms2350ms,∑△≥1400ms,全部孔内延时。

7层楼:采用458段,延时为650ms1550ms2350ms,∑△≥1700ms,全部孔内延时。

8层楼:采用458段,延时为650ms1500ms2350ms,∑△≥1700ms,全部孔内延时。

网路采用“并--串”形式,即导爆管采用“一把抓”接法与电雷管连接,每束导爆管用两枚即发电雷管起爆,前后绑扎,两发电雷管串联连接,然后串联连接于网路。

 

4   爆破效果

经过72小时连续施工,大楼于19951226上午10准时起爆。起爆瞬间,大楼先向下运动,随之向西北方向坍塌。从爆破效果看:

(1)倾倒方向与设计倾倒方向基本一致;

(2)冲击波和飞石对周围建筑物没产生任何危害;

(3)二次振动由于采用了沙袋减振,周围建筑物完好无损;

(4)大楼坍塌后大部分剪力墙、梁已破碎折断,对清渣有利,整个爆破效果完全达到了设计要求和预期的目的。


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