北京崇文区文化馆爆破拆除工程
完成时间:2001年11月
工程地点:北京市崇文门外大街与珠市口东大街交汇处的西北角
完成单位:中国矿业大学北京中大爆破技术工程公司
项目主持人及参加人员:刘殿书、王树仁、陈寿峰、王顺雨、高全臣、杜玉兰、王代华、万元林、吉晓朋、李胜林
撰稿人:刘殿书
1 工程概况
拟拆除的北京崇文区文化馆为钢筋混凝土框架结构,东西宽
该建筑物位于北京市崇文区,东临崇文门外大街,南接珠市口东大街,属交通要道,来往车辆、行人密集,周围环境见图1。
需要指出的是文化馆东侧距离建筑物
2 控制爆破方案
根据该建筑物结构特点和环境条件,控制建筑物向南倾倒是比较理想的选择,但如果倒塌方向为正南,则在建筑物的倒塌触地和堆积过程中将对地下电缆构成威胁,并且势必会推倒围墙和损毁灯箱等市政设施。通过对建筑物倒塌和堆积的分析研究,应当控制建筑物至少向南偏西15°方向倒塌,才能保证周围市政设施的安全。
由于结构是对称的,要实现建筑物向南偏西15°方向的偏转,只能通过起爆时差控制技术来实现,即通过控制排间和柱间的起爆时差使建筑结构在空中破坏并解体,产生向南偏西塌落的运动趋势,迫使建筑物在向南倒塌运动的过程中产生向西方向的偏转,这在理论上是可行的,工程中也有大量成功应用的实例。因此确定的控制爆破总体方案为:采用孔外延时与孔内延时相结合的非电控制起爆技术,并充分利用起爆时差的控制作用,严格控制各部位起爆顺序,依次炸毁一定高度范围内的支撑立柱,在建筑物底部形成爆破缺口,建筑物在重力弯矩作用下逐段空中解体,使建筑物扭转偏斜向南偏西15°方向定向倾覆坍塌。基于工程经验和结构分析,起爆时差设计为1.0~1.5s。
3 爆破参数设计
3.1 爆破高度
根据结构分析和倾覆力学计算,并结合同类365体育参数,设计爆破高度主要是地上一至二层,位于中心的立柱爆破至第三层,最后一排只在一层的底部爆破一个孔,形成松动铰,地下室部分前三排爆破,最后一排保留,其中心断面的爆破切口如图2所示。
3.2 炮孔参数与单孔药量
爆破高度范围内的承重立柱(墙)全部布孔,断面为正方形的立柱原则上以钻孔、装药方便为原则布孔,孔口方向须避开要害部位。主要结构的孔网参数见表1。
炮孔单孔药量按体积公式计算:Qi=kabl
式中Qi——单孔药量,kg;
a ——炮孔间距,m;
b ——立柱断面较大尺寸或墙厚,m;
l ——立柱断面较小尺寸或墙上孔排距,m;
k ——炸药单耗,kg/m3。
表1中所列的爆破药量是地上一层的标准药量,地上二至三层分别降低10%~15%,地下室部分则在此基础上增加20%。
3.3 起爆顺序与爆破时差
为确保建筑物东侧电缆沟与周围建筑设施的安全,使待拆建筑物按设计向南偏西方向倒塌,设计的起爆顺序如图3所示。
为了实现顺利偏转,设计和工程实施中还采取了以下技术措施:
(1)同排4号立柱一层底部的2个孔设计与前一段同时起爆,目的是形成转动铰,有利于上部结构形成向西运动的趋势;
(2)第四排立柱(D排)的地上2~3层迟后于1层2.0s起爆,以防止建筑物在倒塌过程中从地上三层处折断,产生后坐;
(3)立柱El的地上一层全部爆破,立柱D4的爆高减小,只爆破地上一层。根据多项大规模拆除365体育的成功经验,此次爆破仍采用四通连接的导爆管爆破网路。
4 爆破安全与防护
(1)为确保电缆沟的安全,爆破前,在建筑物东侧,沿着墙根挖一条宽
(2)严格控制最大一段起爆药量,将周边建筑设施处的爆破振动速度控制在《爆破安全规程》(GB6722—1986)所规定的范围之内,并在地下电缆沟内和地上关键部位布置了3个爆破振动监测点。
(3)地上所有装药部位的外墙及其窗户均用四层荆笆夹两层彩条布覆盖,重点部位用5~6层荆笆3层彩条布防护,将爆破产生的飞石控制在爆区之内。
(4)在建筑物西侧搭设排架,高度
5 结语
(1)经过精心设计和周密的施工组织,崇文区文化馆于
(2)从爆破后爆堆的测量分析,建筑物的倒塌方向为南偏西18°~20°,达到了南偏西15°的爆前设计要求,说明利用起爆时差控制建筑物偏转的理论分析是正确的,技术处理和工程应用是成功的,为今后的控制爆破提供了宝贵的经验。