深基坑桁架式鋼混內支撐梁的微差爆破拆除施工技術

中建三局第二建設工程有限責任公司 武漢 430074

1 工程概況

淮安雨潤中央新天地項目地處于淮安市淮海東路與淮海北路交叉處東南角，南鄰針織路，東鄰新世紀城市花園小區(qū)，為淮安市商業(yè)中心地帶。占地面積43 398 m2，總建筑面積約524 460 m2，由1 幢地標塔樓、3 幢超高層住宅和裙樓組成。其中地標塔樓高317.17 m，住宅1#塔樓高150 m、2#塔樓高150 m，公寓3#塔樓高130 m；裙樓地上6～7 層，高35～46.1 m，建筑面積141 503 m2，均設4 層地下室，與四周外擴純地下室連為整體地下室，地下面積為156 405 m2。整個工程分1區(qū)、2區(qū)2 個區(qū)施工，基坑開挖深度23.7 m，最大開挖深度達32.4 m，1區(qū)基坑內設置4 道鋼筋混凝土水平支撐梁，2區(qū)基坑設置5 道鋼筋混凝土水平支撐梁，均采用桁架式縱橫向鋼筋混凝土內支撐梁微差爆破拆除施工。

2 工藝原理

支撐拆除爆破是將很多的小藥包分散埋于設計好的梅花形布置紙質預埋式爆破裝藥孔中，運用微差爆破技術，對圍檁、斜次撐和主撐分別延時，有序釋放基坑應力，保證基坑變形穩(wěn)定，爆破后既能達到預期的爆破效果，又能把爆破震動、沖擊波、飛石和噪聲等對環(huán)境的危害程度控制在規(guī)定的范圍之內的爆破技術。

2.1 單孔裝藥量設計原理

單孔藥量設計，根據(jù)體積平衡法公式計算：

式中：Q——單孔藥量（kg）；

q——炸藥的單耗（kg/m3）；

s——支撐截面積（m2）；

n——布孔的排數(shù)；

a——孔距（m）。

2.2 非電起爆網(wǎng)絡設計原理

為確保起爆網(wǎng)絡的安全可靠，采用復式孔內半秒延期雷管與孔外毫秒延期雷管相結合的非電起爆網(wǎng)絡。本工程采用安全性最好的塑料導爆管復式毫秒微差起爆系統(tǒng)，其優(yōu)點是抗干擾性能好，不受各種形式的雜散電流、射頻電流和感應電流及雷電的影響，并且連接方便，不受起爆藥包數(shù)量的限制，可按要求連接成各種復式起爆網(wǎng)絡。以確保整個系統(tǒng)的可靠準爆。

一次起爆的藥量可以根據(jù)周邊環(huán)境及地下管線的情況進行控制，確保由于爆破產(chǎn)生的震動不會對建（構）筑物及地下管線造成破壞。雷管孔內采用半秒5 段延期導爆管雷管，孔外采用毫秒3 段延期導爆管雷管；起爆網(wǎng)絡采用一把抓復式孔外延期導爆管雷管起爆網(wǎng)絡；起爆方法采用高壓脈沖起爆器引爆起爆網(wǎng)絡（圖1）。

2.3 分段微差延時爆破工藝原理

為確保支撐梁爆破過程中基坑的安全，將爆破產(chǎn)生的震動破壞降至最低，達到預期效果，采用分段爆破施工。首先分個切除支撐與圍檁連系，分離后進行支撐爆破；爆破斜次撐與主撐交界面，使斜次撐與主撐分離，分離后爆破斜次撐；再爆破主支撐；最后爆破圍檁，將圍檁分離成許多小段，每個小段依次進行爆破，整個爆破過程持續(xù)時間不長，但每段支撐均按先后順序爆破，從而逐步釋放支撐梁的應力，緩慢地將基坑外側土體壓力傳遞給結構換撐梁板，保證基坑安全。

圖1 非電起爆網(wǎng)絡連接示意

3 施工操作要點[1-6]

（a）現(xiàn)場勘查：對照平面布置圖現(xiàn)場測量基坑與周圍建筑、設施的距離，查看周圍建筑物的穩(wěn)固程度；了解地下管線情況；掌握現(xiàn)場施工布置情況；詳細了解與工程有關的其他事項。

（b） 編制施工方案：組織技術人員及項目經(jīng)理編制技術設計與施工組織方案。

（c）召開專家論證會：邀請爆破專家研究爆破拆除方案，對爆破方案的可行性及安全性進行論證，進一步修改補充爆破技術參數(shù)及有關防護措施。

（d）爆破協(xié)調會：組織當?shù)赜嘘P部門及爆破部位的周圍單位，就爆破時間、爆破周圍重點目標保護、人員撤離、警戒范圍等相關問題進行協(xié)調。

（e）辦理爆破施工有關手續(xù)：向當?shù)赜嘘P部門提交有關爆破的技術資料和申請爆破報告，等待爆破、清渣等有關手續(xù)的批復。

（f） 預埋紙管：依據(jù)施工的進度，隨著澆灌支撐的進度，進行預埋紙管。

（g）加強溝通：保持同業(yè)主聯(lián)系，確保工作連續(xù)性。

（h）爆破施工：搭設封閉式防護棚、清孔補孔、裝藥、填塞、連線、起爆。

（i）割筋、清渣：組織好人員機械設備，按照施工要求，迅速清渣，保證按照進度施工。

4 實施效果

深基坑桁架式鋼混內支撐梁梅花形紙質預埋孔裝藥微差爆破拆除施工工法在施工方法上有顯著的特點，與傳統(tǒng)的拆除法相比，在工程質量安全、工程進度、工程成本和綠色環(huán)保等方面具有明顯的先進性和創(chuàng)新性。

4.1 爆破準備工作不占用有效工期

爆破前的準備工作可以在結構施工過程中進行，如梅花形爆破裝藥孔的預留可以在支撐梁混凝土澆筑時進行；裝藥孔的清孔工作可以在結構施工過程中進行；爆破飛石防護棚可以在支撐爆破前搭設，以上準備工作均不占用有效工期。

4.2 一次爆破工程量大

本工法采用非電毫秒孔外延期微差爆破方式，理論上可以在短時間內使得一次爆破的工程量不受限制，同時節(jié)約施工工期。

4.3 混凝土破碎充分，保證質量

通過對梅花形裝藥孔及裝藥量的研究計算與實施，確保了爆破破碎的充分性，混凝土碎塊粒徑小，避免了壓彎壓斷預留的墻柱插筋，對結構半成品有保證。而采用傳統(tǒng)的破除法，混凝土碎塊大，掉落在已施工的結構層上，會對結構梁板產(chǎn)生破壞作用，且會將預留的墻柱插筋壓彎，影響結構質量。

4.4 分段延時基坑安全性高

與傳統(tǒng)爆破比較，采用梅花形紙質裝藥孔，根據(jù)深基坑內支撐設計結構形式，對圍檁、斜次撐及主撐分段延時進行排布，確定爆破先后順序與延時長短。避免了對基坑應力釋放的不利影響，確保了深基坑的安全。

4.5 節(jié)約施工成本

與傳統(tǒng)爆破和機械拆除相比，由于破碎石塊小，混凝土完全剝落，鋼筋可完全露出，有利于快速回收。減少了二次機械和人工破除投入，節(jié)約了施工成本和工期。

4.6 梅花形紙質裝藥孔布置，對周邊影響小

與傳統(tǒng)爆破比較，支撐爆破的梅花形裝藥孔布置合理，加上分段處延時，產(chǎn)生的綜合噪聲小、沖擊力小而平穩(wěn)、飛石粒徑小，進而影響范圍小。同時與傳統(tǒng)的機械拆除相比，可以在短時間內進行大量的支撐梁爆破，對周邊居民生活不會長時間持續(xù)影響。