復(fù)雜環(huán)境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶鐵軍， 趙明生， 宋芷軍， 余紅兵， 李 杰， 趙 飛

(貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司， 貴陽 550002)

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復(fù)雜環(huán)境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶鐵軍， 趙明生， 宋芷軍， 余紅兵， 李 杰， 趙 飛

(貴州新聯(lián)爆破工程集團(tuán)有限公司， 貴陽 550002)

摘要：介紹了復(fù)雜環(huán)境下的地下室基坑實(shí)行快速控制爆破拆除。采用了合理的爆破參數(shù)和起爆網(wǎng)路與機(jī)械拆除相配合的方式，對邊墻及與保護(hù)區(qū)的連接處進(jìn)行機(jī)械切縫處理，減少了鉆孔工作量；開鑿了泄壓窗與搭設(shè)鋼管防護(hù)排架，加強(qiáng)了對保護(hù)區(qū)域的飛石和空氣沖擊波防護(hù)。爆破效果表明：爆破振速峰值為1.05cm/s，保護(hù)建(構(gòu))筑物未受沖擊波及振動(dòng)損傷，爆堆高度在1.8m以內(nèi)。

關(guān)鍵詞：地下室； 控制爆破； 爆破參數(shù)； 機(jī)械施工； 安全防護(hù)； 復(fù)雜環(huán)境； 爆破拆除

1工程概況

為打造遵義市新市政府建設(shè)工程，擬把人民公園原兩層地下停車場A區(qū)、5#配套服務(wù)用房建筑及地面景觀平臺爆破拆除。待拆除爆破區(qū)域長130m、寬105m、地表平面面積約12 904m2、總拆除面積約24 286m2。地下室屬框架結(jié)構(gòu)，立柱承重，風(fēng)井、樓梯井、立柱隔墻構(gòu)成筒體結(jié)構(gòu)，建筑整體性較好。

待拆除區(qū)域位于新政府辦公大樓東側(cè)240m，緊鄰保護(hù)地下車庫B區(qū)，距播州大道250m，緊鄰人民公園湖泊，與湖泊上的廊橋相連接；東南側(cè)距離城市規(guī)劃展覽館180m；南側(cè)緊鄰保護(hù)車二通道，距高新快線200m；北側(cè)距奧體路300m。其周圍環(huán)境如圖1所示。

圖1　周圍環(huán)境示意圖Fig.1　Schematic of the surrounding environment

2爆破方案

2.1總體拆除方案

保證在短工期內(nèi)完成本工程，為使爆破后橫梁及頂?shù)装逋耆?，對于停車場A區(qū)兩層地下建筑采用爆破的方式進(jìn)行拆除，其他建(構(gòu))筑物采用機(jī)械拆除的方式。參考類似工程實(shí)例〔1-3〕，將A區(qū)內(nèi)立柱從上至下完全布孔，南北和東西橫梁中間布一定數(shù)目炮孔防止其在坍塌過程中起到支撐作用，A區(qū)-2層邊墻采取爆破及機(jī)械破壞使邊墻下塌時(shí)受拉折斷，控制爆破坍塌效果，嚴(yán)格控制起爆網(wǎng)路，保證保留B區(qū)停車場的安全穩(wěn)定性。總體拆除方案如圖2所示，粗虛線方框內(nèi)停車場A區(qū)采用爆破拆除，粗實(shí)線方框內(nèi)配套機(jī)房區(qū)域采用機(jī)械破碎。

圖2　拆除區(qū)域總體方案Fig.2　The overall scheme of the demolition area

2.2爆破施工

2.2.1孔網(wǎng)參數(shù)

采用梅花形布孔，保證結(jié)構(gòu)物中炮孔分布更均勻，各個(gè)方向最小抵抗線與孔排距相近，炮孔將炸高范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)物劃分成若干個(gè)小而均勻的作用單元，起爆藥包基本位于作用單元中心位置，在爆破時(shí)炸藥能量能夠沿炮孔側(cè)向分布更均勻，使大部分能量作用于混凝土，能量利用率更高，粉碎效果更好。不同規(guī)格立柱孔網(wǎng)參數(shù)如圖3所示，東側(cè)邊墻孔網(wǎng)參數(shù)如圖4所示，橫梁的孔網(wǎng)參數(shù)如圖5所示。

圖3　立柱炮孔布置示意圖Fig.3　Schematic diagram of the blastholes layout of the column

圖4　東側(cè)邊墻爆破炮孔布置Fig.4　Blastholes layout of the east side wall

圖5　不同規(guī)格橫梁炮孔布置示意圖Fig.5　Schematic diagram of blastholes layoutof different specifications of beams

為保證邊墻破碎下塌，在機(jī)械預(yù)處理-1層邊墻后，根據(jù)工期，在-2層?xùn)|側(cè)邊墻中心布置4排孔，南北兩側(cè)-2層邊墻除立柱處外全部采用機(jī)械破碎錘進(jìn)行切縫處理，切縫寬0.2m，距離地面1.2m，致使邊墻下塌時(shí)對樓板面無支撐作用，如圖6所示。

圖6　南北兩側(cè)邊墻機(jī)械切縫Fig.6　Mechanical cuttings of south and north side walls

爆破裝藥量如表1所示〔4-6〕。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在裝藥時(shí)對轉(zhuǎn)角處和立柱橫梁交界處的炮孔適當(dāng)增加藥量。

2.2.2起爆網(wǎng)路

使用非電毫秒延時(shí)導(dǎo)爆管雷管連接網(wǎng)路， 采用交叉復(fù)式起爆網(wǎng)路，提高了網(wǎng)路可靠性和安全性。網(wǎng)路中采用MS15導(dǎo)爆管雷管，MS1導(dǎo)爆管雷管過渡連接，MS5導(dǎo)爆管雷管區(qū)間延時(shí)。整個(gè)地下車庫分為-1層和-2層兩個(gè)大區(qū)間，每層由北至南每兩跨為1個(gè)小區(qū)間，分為7個(gè)小區(qū)間，每個(gè)小區(qū)間由東西兩側(cè)向中間匯攏至主線。整個(gè)傳爆網(wǎng)路共延時(shí)770ms。爆破網(wǎng)路如圖7所示。

表1　爆破裝藥量

圖7　起爆網(wǎng)路及起爆方向Fig.7　Initiation network and direction

2.3機(jī)械施工

由于該工程工期緊，工作量大，短期內(nèi)不能對所有的建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行爆破處理，因此，對框架結(jié)構(gòu)的主體部分(立柱和橫梁)進(jìn)行爆破，其他如隔墻、連接通道等均采用機(jī)械破碎的方式，并輔助爆破施工，具體為：①停車場A區(qū)-1層至-2層行車斜坡道采用破碎錘開鑿0.5m寬貫通切口，為保證施工穩(wěn)定，不切斷鋼筋；AB區(qū)邊界連接處、北側(cè)廊橋與A區(qū)邊界連接處距離A區(qū)邊柱50cm處全部采用機(jī)械破碎，開鑿0.5m寬切口，切斷副筋，橫梁上的主筋上部分全部切斷，下部分切斷2/3，如圖8所示。②A區(qū)北側(cè)、南側(cè)周圍土層使用挖掘機(jī)挖一條深4m、寬3m的溝，從外側(cè)將邊墻全部機(jī)械破碎，保留立柱。③對爆區(qū)內(nèi)所有非承重隔墻(包括風(fēng)筒、樓梯面墻和立柱之間的隔墻)和樓梯機(jī)械拆除。④在被拆除的A區(qū)地面和-1層地板，大約每400m2開鑿一個(gè)6m2～9m2的泄壓窗，改變強(qiáng)氣流涌動(dòng)方向。⑤地下車庫-2層邊墻為剪力墻結(jié)構(gòu)，鉆孔工作量大且效率低，為在規(guī)定工期內(nèi)完成拆除，對南北側(cè)邊墻進(jìn)行機(jī)械切縫，寬20cm，距離-2層地面1.8cm。

圖8　機(jī)械施工及鋼筋處理Fig.8　Mechanical construction and steel treatment

3安全防護(hù)

拆除的A區(qū)緊臨保留的B區(qū)，保護(hù)B區(qū)結(jié)構(gòu)為本工程一大難點(diǎn)。施工中采取了以下措施控制爆破危害：緊鄰B區(qū)的A區(qū)立柱和橫梁不采用鉆孔爆破，采用機(jī)械破碎斷開A區(qū)與B區(qū)的混凝土和全部副筋，主筋切斷2/3，使其隨相鄰一跨自然坍塌，同時(shí)靠近連接處位置多打孔少裝藥，藥包分散作用于各個(gè)不同結(jié)構(gòu)物，減小爆破振動(dòng)對B區(qū)的影響；在A區(qū)地面均勻開設(shè)多個(gè)泄壓窗，同時(shí)在B區(qū)連接區(qū)域搭設(shè)鋼管排架并掛雙層草墊進(jìn)行防護(hù)，封閉A、B區(qū)交界通道，防止沖擊波、強(qiáng)氣流和飛石對B區(qū)設(shè)施的破壞，如圖9所示。

圖9　A、B連接處安全防護(hù)排架Fig.9　Safety protection framed bent between A and B

4爆破效果

爆破后，A區(qū)地下車庫按照設(shè)計(jì)方案原地坍塌，坍塌后爆堆高度約1.8m，效果很好，基本無爆破飛石產(chǎn)生，有效的控制了振動(dòng)的影響，最高振速為1.05cm/s，符合《爆破安全規(guī)程》(GB 6722-2014)要求〔7〕。經(jīng)檢查，爆破后保留地下車庫B區(qū)和附近建(構(gòu))筑物無結(jié)構(gòu)損傷，控制措施有效。南北兩側(cè)邊墻采用開縫處理，沒有完全破碎，由于自重小沒有完全對邊墻進(jìn)行拉碎，爆堆較高。爆破效果如圖10所示。

圖10　爆破效果Fig.10　Blasting effects

5結(jié) 語

(1)與普通機(jī)械拆除相比，對地下車庫等高要求、短工期的拆除工程爆破拆除具有快速、高效的優(yōu)越性。合理的機(jī)械預(yù)處理不僅能加快施工進(jìn)度，還能保證良好的爆破效果。

(2)泄壓窗的開鑿很大程度上減小了空氣沖擊波對緊鄰B區(qū)建筑的影響，A、B區(qū)連接處的機(jī)械預(yù)處理也確保了A區(qū)建筑在下塌過程中沒有破壞B區(qū)的保留立柱。

(3)對四周剪力墻底部進(jìn)行切縫處理，在框架結(jié)構(gòu)主體坍塌過程中邊墻受拉折斷向下折疊坍塌，能有效減小施工工作量并控制爆堆高度。

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Safety regulations for blasting GB 6722-2014[S]. Beijing:China Standards Press,2014.

Controlled blasting demolition of underground chamber under complex environment

DAI Qing-song, TAO Tie-jun, ZHAO Ming-sheng, SONG Zhi-jun, YU Hong-bing, LI Jie, ZHAO Fei

(Guizhou Xinlian Blasting Engineering Group Co., Ltd., Guiyang 550002, China)

ABSTRACT：The rapidly controlled blasting demolition of the underground chamber under complex environment was introduced. The reasonable blasting parameters, blasting network and mechanical removal method were adopted. The side wall and the connection of the protection area was processed for mechanical cutting to reduce the drilling workload. The decompression window and erection of steel protective frame were cut to strengthen the precaution of air shock wave and flying rocks in protected area. The blasting results showed that the peak velocity of blasting vibration was 1.05cm/s. The buildings and structures were not affected by the shock or vibration damage and the height of the blasting muckpile was less than 1.8m.

KEY WORDS:Underground chamber; Controlled blasting; Blasting parameters; Mechanical construction; Safety precaution; Complex environment; Blasting demolition

文章編號：1006-7051(2016)02-0061-04

收稿日期：2015-10-20

基金項(xiàng)目：黔科合重大專項(xiàng)[2015]6003；黔科合高G字[2015]4004；貴州省工業(yè)和信息發(fā)展專項(xiàng)基金(2015030)

作者簡介：代青松(1974-)，男，高級工程師，主要從事爆破方向研究。E-mail：542042223@qq.com通訊作者：陶鐵軍(1984-)，男，高級工程師，主要從事爆破與安全機(jī)理研究。E-mail: 602574716@qq.com

中圖分類號：TD235； TU746.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1006-7051.2016.02.013