复杂环境条件下的爆破拆除

复杂环境条件下的爆破拆除

1分段爆破整理1.“凹面”楼需要拆除和重建。该楼由甲、乙、丙、丁、戊5个楼段组成,南北两侧甲、戊段的五层配楼高23m,已整修加固需保留。中间的乙、丙、丁段需爆破拆除重建,乙、丁段五层,高28m,丙段七层,高38m。拆除范围100m×18m,为框架和砖混的混合结构。主楼正东27m为校园旗杆、100m是校门围墙,门外30m是市区交通主干道;主楼北侧30m为围墙,墙外是人行道;西面为校园干道,150m处为办公楼;南侧也是干道,50m处有一楼房,见图1所示。爆区环境较为复杂,爆破拆除时要求保护周围建筑物和人员的安全,特别要确保两侧甲、戊段配楼和东面旗杆不受损。2拆除方案和爆炸方案的总结2.1甲、戊段破裂采用机械切割分离两侧配楼,中部分片秒差爆破、定向折叠倒塌,塌落后用大型机械和控爆方法补充破碎,具体作法是:(1)首先将乙、丁段与甲、戊段相连的端部用小型机械、人工从上往下予以拆除约5m宽度,使待爆楼体与保留的甲、戊段间完全分离,确保其倒塌过程中和塌散堆积向两侧挤压时不会伤及两侧配楼,见图1阴影部分;(2)待爆楼体向东面定向爆破倒塌,但丙楼较高,直接倒塌会危及旗杆,因此先使丙段中部爆破折叠一次,再整体向东倒塌,见图2所示;(3)拆除楼体塌落后,用液压锤对其进行充分解体破碎,再用挖掘机铲装,汽车拉渣平场。2.2丙段麻黄混凝土房屋(1)在丙段四、五楼布置向东定向折叠爆破缺口,先期爆破以缩短倒塌距离;在乙、丙、丁段底楼和二楼布置向东定向倒塌爆破缺口。倒塌方向一侧的炸高为3.4m,反方向一侧的钢筋混凝土柱炸高0.8m,砖柱不处理。楼内各立柱,按形成东西向的三角形爆破缺口的斜边控制其炸高;但丙段四楼中间各立柱炸全高,以尽量缩短丙段的倒塌距离。见图2所示。(2)立柱为钢筋混凝土结构,其中的钢筋密、直径大,其设计原则是:前、后排立柱由里向外打水平孔,中间立柱沿窄面打水平孔;钻孔面宽度b>50cm,梅花型布孔;b≤50cm的沿中心线布单排孔;炮孔深度L>40cm,采用分层间隔装药,间距约20cm,炮孔深度L≤40cm,集中装药;柱的上、下端部钳制作用大,用药量比普通孔增大15%。(3)梁为矩形钢筋混凝土结构,在2～5楼每根东西向梁的中间沿中心线布2个下向垂直孔,一深一浅,间隔装药,使孔间装药点在断开段上交错分布,确保切口处的混凝土与钢筋完全脱离,利于楼房的折叠倒塌。(4)部分承重墙爆破时,化墙为柱,只需炸墙柱的上下端,切开一定宽度的裂缝即可。上述部位的具体爆破参数设计见表1,总装药量235kg,炮孔总数1750个,共用起爆雷管3000发。3爆炸网的设计3.1对段间延迟的影响待爆楼体整体性好,为了使其在倒塌过程中充分扭曲、弯折、牵拉和挤压而彻底解体破坏,段间延时一般应大于300ms,本次爆破取为500ms。起爆顺序:先上面后下面、先前边再后边、先中间后两边、分片延时、向中汇集,多点先后依次着地,起爆顺序如图3所示。3.2小网格封闭带结构采用导爆管雷管半秒差孔内延时、导爆管雷管四通接续、电雷管多点起爆的联合起爆系统。网络联接采用首阶束状、双干线、四通小网格闭合环、多点激发的复式非电大型网络安全起爆联接技术。即首先将各炮孔引出的导爆管雷管就近以约20根为一组,并绑扎两发瞬发导爆管传爆雷管,再利用四通分别接入两导爆管传爆主干线。传爆干线平行铺设,环绕各分片导爆管束构成两独立的平行环形回路。每接入一组导爆管束,就同时用该四通和一段导爆管将两平行闭合环桥接一次,形成双干线小网格闭合环网络带。整个爆区可划分成多个分区,分区又可分为分片,每个分片形成一个独立的双干线小网格闭合环,如图4所示。分片与分片间、分区与分区间的闭合环用四通多点串接,整体形成一个大的闭合回路,因此起爆雷管在任意点激发都会使整个爆区内的药包安全起爆。本次爆破网路分布在四个楼层,每层一个分区,每个楼段一个分片,初始起爆点设置在一楼。各层联接情况见表2。各回路分别间隔下放导爆管组到相邻下分层的网路回路中去,同时还直接下放导爆管组到一楼作初始起爆点。四、五楼仅一个楼段,各成一个分片回路,通过楼板的切割缝分别均匀间隔下放4组8根导爆管,串接下一分层回路,再下放2组4根到一楼初始起爆点。一、二楼区域大,各分3个分片,分片与分片间用四通多点串接。同样间隔下放6组12根导爆管串接一楼的网路回路,再下放4组8根导爆管到一楼的初始起爆点。这样使得各楼层的回路均串联起来,并各自均有多个直接起爆点。使整个爆区形成各分片起爆独立,传爆相通,理论上只要有一个起爆点、一根导爆管传爆有效就会使整个网路可靠起爆,见图5所示。主导线穿过四个初始起爆点,将各楼层各分片引出的多根传爆导爆管就近以≯10根为一组,绑扎两发瞬发电雷管,先并后串接续在主导线上,形成电雷管多点激发并串联起爆网路系统。4系统起爆可靠性计算方法导爆管起爆网路的传爆是接力式的。从初始起爆点,通过各级传爆到装药点,不同位置的装药点起爆可靠度不同。距起爆点越近,传爆节点越少,可靠性越高。系统可靠性由系统内所有装药点中起爆可靠性最低的装药点所决定,因此在本起爆网路系统可靠性计算中采用最大路径原则,即用从各初始起爆点出发,传爆最远、所通过的传爆节点最多的装药点的起爆可靠性来表征整个网路系统的起爆可靠性。系统起爆可靠性计算需画出系统的传爆逻辑图,由于本系统的联线方式使传爆路径四通八达,初始起爆点的传爆是双向进行,系统的传爆逻辑图极为复杂,为了简化问题,本计算只考虑主要路径,即以各分层初始起爆点构成的单向最短传爆路径为主要路径,画出可靠性最低的装药点的传爆逻辑图(见图6、图7所示),再利用可靠性理论来计算系统的起爆可靠度。因此系统实际起爆可靠度比计算值高。按此原则,对各分层的起爆雷管数和起爆点个数进行分析比较,确定可靠性最低的装药点在一楼东面两初始起爆点之间的中点处,或四楼两初始起爆点之间的中点处,网路中雷管分布情况及典型传爆逻辑图,分别如图6,7,8,9所示。系统中各起爆元件及传爆结点的可靠度:激发电雷管R0=0.9995,导爆管四通结点R1=0.9843,传爆雷管与导爆管结点R2=0.9943,导爆管雷管r=0.9612。一楼、四楼网路的起爆可靠度RS分别为:一楼网路的可靠度RS1:二、五楼网路的可靠度都会比RS4高,因此RS4=0.9475即为整个系统的起爆可靠度。5把起爆导爆点作关本工程爆区大,雷管数多,网路结点多,为了保证联接质量,把整个爆区分为多个联接分片,各分片由专人负责。装药联线3人一组,各小组严格按印发的装药联线技术要求进行作业,尤其是对药量、装药层数、雷管的段别数、四通的联接方法、一把抓导爆管与传爆雷管的绑扎要求等均作了明确的规定。各分片联接好后,由分片负责人进行分片和楼层间的串接,形成多层立体环形回路,并督促各楼层将直接起爆的导爆管组下放到一楼,就近并入预留的初始起爆点。随后各分区负责人交换互查,无误后,再由专人按设计要求设置初试起爆点,边连接边检查,确保楼接续的层数与并入的下放导爆管组数要相符。最后在一楼爆区的中间,沿初始起爆点附近,以“了”字型铺设已作导通检查的主起爆导线,形成一个处于待爆状态下的起爆网路,即可封闭爆破区,不再出入。临爆前半小时,由专人用电雷管将初始起爆点与主起爆导线连接起来,构成起爆回路,并作回路的导通检查,即可待命起爆。6爆破震动测试工具本工程共用起爆、传爆雷管约3700发,一把抓结点约170个,四通节点约360个。起爆雷管数比较多,由于采用了一把抓,四通节点大大减少,节约了联线时间,小网格闭合环使系统具有了很高的起爆可靠性。整个装药连线工作紧张有序,按时完成,准点起