周鳳儀，陳 隆，胡少愚

(1.國(guó)防科技大學(xué)， 湖南 長(zhǎng)沙 410003； 2. 海南省廣安爆破工程有限公司，海南 ?？?571500； 3. 海南省聯(lián)安爆破有限公司， 海南 ?？?570102 )

1 工程概況

1.1 周圍環(huán)境

該樓位于海口市貨運(yùn)大道以北，北6 m為墓地，東12 m為石膏廠廠房，南距三層框架結(jié)構(gòu)的建材商鋪14.5 m，距貨運(yùn)大道55 m，西3 m為墓地，22 m為村內(nèi)水泥路。周邊環(huán)境復(fù)雜，具體情況見圖1。

圖1 周圍環(huán)境

1.2 樓房結(jié)構(gòu)

該違建樓為九層框架結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度為C30。樓房東西長(zhǎng)33.6 m，南北寬20 m，高34.7 m，總建筑面積5940 m2。一層層高5 m，二層層高4.5 m，三層以上層高均為3.6 m。每層鋼筋混凝土柱24根，南北向4排，每排6根，鋼筋混凝土柱截面尺寸有55 cm×55 cm、60 cm×60 cm、30 cm×90 cm三種。每層均有兩處步行樓梯和一處電梯間，電梯間剪力墻厚為25 cm。樓房一層結(jié)構(gòu)平面見圖2。

1.3 爆破要求

(1) 要保證北、西兩墓地絕對(duì)安全，它關(guān)系到民族關(guān)系；

(2) 要保證南14.5 m商鋪、20 m住宅樓安全；

(3) 解體充分，利于廢渣清運(yùn)；

(4) 6個(gè)工作日將樓房爆倒。

圖2 樓房一層結(jié)構(gòu)平面

2 爆破方案選擇

2.1 技術(shù)難點(diǎn)

(1) 要嚴(yán)格控制樓房南向的倒塌距離不超過(guò)10 m；

(2) 要嚴(yán)格控制樓房北向的倒塌距離不超過(guò)3 m；

(3) 要嚴(yán)格控制樓房西向的塌散距離不超過(guò)1 m；

(4) 要嚴(yán)格控制爆破飛石距離不超過(guò)10 m。

2.2 方案比較

(1)雙缺口單向折疊爆破方案。該方案可保證北、西向墓地安全，但南向14.5 m遠(yuǎn)的三層框架商鋪沒(méi)有絕對(duì)把握不受影響；

(2)雙缺口原地塌落爆破方案。該方案的打孔、裝藥、防護(hù)的工程量較雙缺口單向折疊爆破大近一倍，爆堆集中，堆高較高，從爆堆上滾落的構(gòu)件可能損壞北、西向的墓地；

(3)雙缺口雙向折疊爆破方案。該方案可保證南向14.5 m遠(yuǎn)的三層框架商鋪不受影響，北、西向墓地的塌散距離可控，打孔、裝藥、防護(hù)的工程量約為雙缺口原地塌落爆破的一半。

通過(guò)分許比較，選擇雙缺口雙向折疊爆破方案。

3 爆破缺口及起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)上下兩個(gè)爆破缺口，下缺口設(shè)在1～3層，缺口角為33°，指向南方，上缺口設(shè)在5～7層，切口角為28°指向北方。共布置了直徑40 mm的炮孔852個(gè)，總裝藥量96 kg，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)見表1。

表1 爆破參數(shù)

注：鉸鏈孔單耗：反向第一排q=600 g/m3，反向第二排q=800 g/m3。

孔內(nèi)選擇半秒(HS)導(dǎo)爆管雷管，缺口內(nèi)同樓層相鄰前后段的延時(shí)時(shí)間取0.5 s，上缺口后鉸鏈軸與下切口前軸延時(shí)時(shí)間取1 s，起爆順序按先上后下。全樓分6個(gè)延時(shí)段，最大段藥量20 kg.延時(shí)段在樓房上的分布見圖3。

圖3 延時(shí)段在樓房立面上的布置

將孔內(nèi)導(dǎo)爆管雷管以10～16發(fā)為一束，用2發(fā)MS2毫秒導(dǎo)爆管雷管過(guò)橋，經(jīng)2道過(guò)橋后，每一節(jié)點(diǎn)用2發(fā)瞬發(fā)電雷管起爆，高能點(diǎn)火機(jī)點(diǎn)火。

4 安全設(shè)計(jì)

(1) 爆破震動(dòng)。根據(jù)《工程爆破理論與技術(shù)》經(jīng)驗(yàn)資料，樓房爆破K取32.1，α取1.57，根據(jù)起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)Q段=20 kg，以14.5 m遠(yuǎn)的建材店為安全判斷對(duì)象，段藥量幾何中心距建材店的距離R=22 m 。據(jù)此計(jì)算可得V=1.2 cm/s，對(duì)照《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)，14.5m遠(yuǎn)框架結(jié)構(gòu)的建材店的安全允許振速≥3 cm/s，所以是安全的。

(2) 爆破飛石。根據(jù)單耗q=1.2 kg/m3計(jì)算，無(wú)防護(hù)情況下Rf=77.8 m。

(3) 塌落震動(dòng)。根據(jù)《拆除爆破理論與工程實(shí)例》經(jīng)驗(yàn)資料，樓房爆破衰減系數(shù)K取3.37，衰減系數(shù)β取1.66，重力加速度g=9.8 m/s2，地面介質(zhì)的地面強(qiáng)度σ取10 MPa。經(jīng)計(jì)算，下切口樓房下落構(gòu)件的分質(zhì)量M=870 t，下切口樓房質(zhì)心高度Hz=8.4 m，R=22 m。計(jì)算可得Vc=2.7 cm/s，在爆破樓房與保護(hù)樓房間鋪1 m厚砂緩沖墊層，可減振約50%，所以塌落震動(dòng)對(duì)14.5 m遠(yuǎn)的建材店是安全的。

(4) 安全防護(hù)。爆破缺口內(nèi)的柱用舊地毯+鋼絲網(wǎng)實(shí)施貼身防護(hù)；爆破缺口內(nèi)的外墻掛雙層工程防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行近體防護(hù)；在14.5 m遠(yuǎn)的建材店和20 m遠(yuǎn)的住宅樓外掛雙層工程防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)性防護(hù)；在爆破樓房與保護(hù)樓房間鋪1 m厚砂緩沖墊層；對(duì)墓地的地面設(shè)施用沙袋堆砌防護(hù)。

5 爆破效果

爆破于2010年12月16日下午3時(shí)實(shí)施，起爆后上缺口向北傾倒約25°時(shí)，下缺口起爆，樓房向南回折，實(shí)現(xiàn)了明顯的雙向折疊。爆堆高6.5～8 m，東向坍塌距離0.5 m,南向(下缺口指向)倒塌距離6.1 m， 西向坍塌距離1.5 m; 北向(上缺口指向)倒塌距離1 m(見圖4)。爆破飛石未超過(guò)10 m，周圍要保護(hù)的墓地和樓房玻璃安全無(wú)恙，爆破取得圓滿成功。

6 結(jié) 論

(1) 本次爆破設(shè)計(jì)上缺口的鉸鏈柱炮孔起爆1 s鐘后起爆下缺口的第1排柱是較為合理的，此時(shí)上缺口的轉(zhuǎn)動(dòng)角約為25°，缺口尚未閉合(缺口閉合時(shí)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角為28°)。如果上下缺口的起爆時(shí)差為0.5 s，此時(shí)上缺口的轉(zhuǎn)動(dòng)角約為15°，就會(huì)增大下缺口指向的倒塌距離。如果上下缺口的起爆時(shí)差超過(guò)缺口閉合時(shí)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角(28°)所需的時(shí)間，就會(huì)增大上缺口指向的倒塌距離。

圖4 爆破效果

(2) 上缺口與下缺口間的起爆時(shí)差決定樓房爆破后的倒塌距離，設(shè)計(jì)預(yù)估南向的最大倒塌距離(L=K+H下-HI，K為下缺口上沿觸地點(diǎn)與樓外墻間的距離，統(tǒng)計(jì)為3～7 m，H下為上缺口底沿以下樓房的高度16.7 m，HI為下缺口全高13.1 m)，理想狀態(tài)為7 m，非理想狀態(tài)為11 m。爆后南向的倒塌距離為6.1 m，與設(shè)計(jì)預(yù)估的理想狀態(tài)基本吻合。

(3) 從試炮效果看，在單耗1200 g/m3的條件下，舊地毯+鋼絲網(wǎng)的貼身防護(hù)非常有效，可將絕大部分飛石控制在10 m以內(nèi)。雙層密目工程防護(hù)網(wǎng)作為近體防護(hù)，具有透光、通風(fēng)、兜飛石、吸收削減噪聲及柔韌性好、輕便易設(shè)置等優(yōu)點(diǎn)。爆后對(duì)收集的網(wǎng)片觀察，很少發(fā)現(xiàn)被飛石打破的大網(wǎng)孔。

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