熱電廠廠房爆破拆除

謝續(xù)文，孫向陽

（湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005）

1 工程概況

1.1 主廠房的結(jié)構(gòu)

待拆主廠房屬于鋼筋混凝土大跨度框架結(jié)構(gòu)。汽輪機(jī)間有2個(gè)，每個(gè)長度80m，鋼屋架跨度33m；屋頂高度30m；煤倉間2個(gè)，每個(gè)長92m，跨度15 m，屋頂高度42m，除氧煤倉間主體為5層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋頂高度為50m；鍋爐房共有4個(gè)，每個(gè)結(jié)構(gòu)相對獨(dú)立，長度為28m，跨度為16m，排架柱頂部高度為52m。廠房主體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 廠房結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境示意

1.2 周邊環(huán)境

待拆除的主廠房位于廠區(qū)中部，東側(cè)70m為三層的住房；南側(cè)50m為油庫和檢修車間；西側(cè)20 m為試驗(yàn)車間；北側(cè)25m處為辦公樓，離墻體2m處為廠區(qū)的主供電線路管溝，與墻體平行；周邊150 m范圍內(nèi)還有冷卻塔、煙囪等建（構(gòu)）筑物，如圖1所示，爆破環(huán)境總體較為理想。

2 爆破方案確定

根據(jù)主廠房自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和周邊環(huán)境情況，確定以下拆除方案。

（1）為加快施工進(jìn)度和保證施工過程中的安全，對2個(gè)汽輪機(jī)間、2個(gè)除氧煤倉間、4個(gè)鍋爐房采取一次性定向爆破的方法進(jìn)行拆除。

（2）對汽輪機(jī)間和除氧煤倉間采取高開口、多鉆孔、預(yù)處理等多種技術(shù)措施，定向控制爆破的方法施工。確保廠房倒塌方向準(zhǔn)確，倒塌徹底。

（3）為減少爆破產(chǎn)生的振動(dòng)，采用延時(shí)起爆技術(shù)，將2個(gè)汽輪機(jī)間、2個(gè)除氧煤倉間、4個(gè)鍋爐房分成8個(gè)單體逐一起爆，避免各結(jié)構(gòu)物推動(dòng)疊加。

3 爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

3.1 倒塌方向的確定

汽輪機(jī)間、除氧煤倉間、鍋爐房實(shí)施定向倒塌。主廠房的汽輪機(jī)廠房和除氧煤倉間垂直排架軸線向東側(cè)定向倒塌。鍋爐房按1＃～4＃順序依次向南側(cè)倒塌。

3.2 爆破高度設(shè)計(jì)

（1）汽輪機(jī)和除氧煤倉間立柱爆高設(shè)計(jì)。在高、中、低3個(gè)施工平臺(tái)上形成3個(gè)爆裂口，其中：＋0.5～3.5m形成一個(gè)3m的炸高；＋9～12m形成一個(gè)3m的炸高；＋18～20m形成一個(gè)2m的炸高。

（2）鍋爐房的立柱爆高設(shè)計(jì)。在立柱的倒塌方向設(shè)計(jì)2個(gè)爆破切口，爆高在＋0.5～3.5m形成一個(gè)3m的炸高；在＋9～11m形成一個(gè)2m的炸高。

爆破參數(shù)見表1。

3.3 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

（1）起爆器材選擇。起爆元件使用半秒塑料導(dǎo)爆管延期雷管（HS2－HS8）；傳爆元件使用毫秒傳爆雷管（MS 1和MS 5）、導(dǎo)爆管和四通聯(lián)接件組成；擊發(fā)元件使用擊發(fā)槍。

表1 爆破參數(shù)

（2）起爆延時(shí)分段設(shè)計(jì)。主廠房起爆順序?yàn)椋簭臇|向西、從南向北，按1＃汽輪機(jī)間—2＃汽輪機(jī)間—1＃除氧煤倉間—2＃除氧煤倉間—1＃鍋爐房—2＃鍋爐房—3＃鍋爐房—4＃鍋爐房的的先后順序依次起爆。起爆全部采用孔內(nèi)延時(shí)設(shè)置，各起爆延時(shí)時(shí)間見表2。

表2 主廠房爆破延時(shí)分段

3.4 預(yù)處理工作

（1）用人工方式解除樓體間鋼筋混凝土梁板空間的支撐作用；

（2）用人工方式將鍋爐房與除氧間之間搭接的人行通道切斷；

（3）使用破碎錘將底層爆裂口內(nèi)的非承重墻體全部拆除；

（4）使用破碎錘拆除廠房內(nèi)部設(shè)備基座基礎(chǔ)，為減小爆堆高度創(chuàng)造條件。

4 爆破安全技術(shù)

4.1 爆破振動(dòng)控制

本次爆破一次齊爆的最大藥量為100k g。根據(jù)周邊環(huán)境分析，主要被保護(hù)的建筑物和目標(biāo)為：距主廠房邊緣25m辦公樓，該樓距最大齊爆藥量的爆源點(diǎn)距離大于50 m。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB 6722－03）要求，計(jì)算爆破產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為0.76cm／s，小于國家標(biāo)準(zhǔn)安全允許振速值，因此，可保證周邊所有建筑物的安全。

4.2 塌落振動(dòng)控制

廠房在塌落觸地時(shí)，對地面的沖擊較大，產(chǎn)生塌落振動(dòng)，其振動(dòng)大小與其質(zhì)量、重心高度和觸點(diǎn)土層的剛度有關(guān)。建筑物塌落作用于地面造成的振動(dòng)速度可按下式計(jì)算：

式中：M—下落構(gòu)件的質(zhì)量，t；

H—構(gòu)件重心高度，m；

R—為重心高度落點(diǎn)處距被保護(hù)對象的距離，m；

σ—地面介質(zhì)的破壞強(qiáng)度，MP a，一般取10 MP a；

g—重力加速度，m／s2；

β—衰減系數(shù)，取1.66；

K—衰減系數(shù)，取3.37。

根據(jù)每個(gè)起爆段的建筑結(jié)構(gòu)分析，產(chǎn)生塌落振動(dòng)最大的應(yīng)該是鍋爐房，而且鍋爐房頂部還有重達(dá)幾百噸的設(shè)備，因此重點(diǎn)考慮鍋爐房倒塌時(shí)可能產(chǎn)生的塌落振動(dòng)。

對鍋爐房的計(jì)算參數(shù)取值：質(zhì)量約為600t，重心高度約為30m。鍋爐房對不同距離的目標(biāo)產(chǎn)生的振動(dòng)計(jì)算見表3。

表3 不同距離上爆破和塌落觸地振動(dòng)速度 cm／s

從表3中可分析出，鍋爐房在傾倒時(shí)的沖擊振動(dòng)對距鍋爐房觸地點(diǎn)40m以外的目標(biāo)振動(dòng)影響較小，不會(huì)造成損壞。

4.3 飛石控制

拆除控制爆破無防護(hù)條件下個(gè)別飛石的最大飛散距離，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：S—飛石最遠(yuǎn)距離，m；

kf—安全系數(shù)，通常取1.0～1.5；

q—炸藥單耗，k g／m3；

d—藥孔直徑，偶合裝藥，mm。

經(jīng)計(jì)算得：S＝72m

根據(jù)無防護(hù)條件下個(gè)別飛石最大飛散距離估算結(jié)果以及周邊環(huán)境實(shí)際情況，對爆破飛石應(yīng)采取預(yù)防技術(shù)措施，并適當(dāng)防護(hù)，以降低飛散距離。

5 爆破效果

5.1 試爆效果

分別對120×50和170×70兩種規(guī)格的立柱進(jìn)行了試爆，按照設(shè)計(jì)單耗（1200k g／m3）裝藥，并進(jìn)行了嚴(yán)格的防護(hù)。試爆后爆破部位的混凝土全部脫離，鋼筋向外微彎，證明爆破效果符合設(shè)計(jì)要求，防護(hù)有效。

5.2 實(shí)爆效果

2012年1月13日上午11時(shí)，主廠房爆破起爆，起爆后主廠房、除氧煤倉間、鍋爐房按預(yù)定倒向緩慢傾斜，經(jīng)6s的時(shí)間，所爆破拆除的建筑物全部倒塌，解體非常充分，如圖2所示，爆堆最高點(diǎn)約7 m高。爆破飛石沒有對周邊的建筑造成任何損壞，爆破振動(dòng)和塌落振動(dòng)的實(shí)測振動(dòng)速度為1.4c m／s，符合設(shè)計(jì)要求，電纜溝經(jīng)過嚴(yán)格的防護(hù)沒有造成損壞，爆破達(dá)到了預(yù)期目的。

圖2 爆破效果示意

［1］史家堉，程貴海，鄭長青 .建筑物爆破拆除爆破理論實(shí)踐［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

［2］謝先啟 .精細(xì)爆破［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.