乌鲁木齐火车站爆破拆除方案

乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司1乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计书一．工程概况根据乌鲁木齐火车南站候车大楼改扩建规划，需将现有旧候车大楼拆除后在原址上重建。为尽快将新候车大楼投入运行，结合当地有效施工期短的气候特点，必须将现有旧候车大楼快速拆除。待拆除的旧候车大楼，为钢筋混凝土框架结构，总长度为108m，共有三幢建筑相接而成，其间有沉降缝相隔；大楼宽度为24m，正面前部中央外加6m宽的雨棚，主体共两层，局部为四层的办公用房，屋顶为24m跨的钢架大型屋面板，墙体为37墙。大楼层高8m，顶层的人字形大型钢架屋面板的平均高度为3m，总建筑高度约19.1m，总建筑面积为8391m2。该候车楼建成于1984年11月。由于待拆除的候车大楼结构坚固，且层高达到了8m，人工拆除困难，时间长，安全性差，人工拆除施工时对周围环境的干扰大。特建议采用现代城市控制爆破的方法进行快速拆除的施工方案。由于原旧大楼拆除后在原址上要新建新大楼，所以，原旧大楼的基础也需要处理。二、周围环境待拆候车大楼位于火车站广场与站台之间，东侧为火车站广场，相距约35m处需保留的临时候车室；南侧紧邻处有一幢3层楼的站房，根据规划，该站房在候车大楼实施控爆前将先行用人工方法拆除；大楼西侧距站台的水平距离为12~35m，站台的地平面高度比大楼一层地面高约8m，之间为一石砌护坡；大楼北侧为亚欧宾馆，期间相距约10m；在现有候车大楼拆除及新建期间，为方便旅客进出站台，拟在大楼的南北两侧各建一6m宽的临时性进出站通道（钢结构建筑），南侧的出站通道距待拆大楼较远，北侧的进站通道拟建于待拆大楼与亚欧宾馆之间，所以临时进站通道与大楼的距离仅有约3m。暂未见有管缆、管道等地下及空中障碍物。根据城市控爆的情况，本次控爆除北侧的有效利用空间较窄，环境条件较为复杂乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司2外，其余环境条件尚可。待拆除建筑物的周围环境平面示意图参见附图1。三、工程难点1．本次控爆拆除工程，恰位于火车行车密度大，流动人员密集的交通集散地——乌市火车南站，给安全施工带来一定的难度，施工时可能遇到干扰；2．候车大楼层高达到8m，局部的层高达16m，从而使部分前期准备工作如钻孔、装药、防护、联网等要搭设脚手架并在空中作业，难度大，工效低，安全施工尤其重要；3．候车大楼为钢筋混凝土全现浇结构，跨度大，且考虑到列车通过时震动的影响，建筑物的抗震级别高，钢筋含量大，梁、柱断面尺寸大，结构坚固，这些因素对建筑物在控爆时的顺利倒塌不利，控爆倒塌后建筑物的主要结构物，如梁、柱的破碎程度不易达到理想的效果。唯一办法是增加炮孔的数量，实现密集布点的多点松动控制爆破；4．铁路运输安全是头等大事，在前期施工准备及控爆实施期间，必须绝对保证行车及行车设施设备的安全。四、控爆方案根据现场环境条件及待爆建筑物结构特点，为使本次控爆达到顺利倒塌、堆渣平整、降低二次破碎工作量、便于渣土清理清运、缩短拆除工程总工期并降低控爆震动、控制飞石数量及飞石距离、保证绝对安全的目的，应采用多布点、多钻孔、单孔小药量、各孔之间毫秒微差延时起爆的现代城市控制爆破技术进行本次控爆作业。五、技术要点1．予拆除及予处理为降低二次破碎工作量，在控爆的前期准备作业期间，在不影响建筑物整体稳定性及保证安全的前提下，对部分结构物进行必要的予处理及予拆除作业。2．爆破切口开设本次爆破切口的开设工作，主要是对部分建筑物的墙体按设计的控爆倒塌方式及倒塌方向进行必要的予拆除，从而使建筑物在控爆时按设计的效果进行倒塌。为加快工程进度，以上两项工作拟采用机械方式为主、人工修正为辅的方法进行；对部分作业，根据需要及现场条件，可考虑采用小型减弱松动爆破的方法。3．飞石的控制措施①通过精确的计算与设计、认真地施工、严格控制单孔药量及单响药量，从而控制飞石的数量及单个飞石的能量；乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司3②认真防护、严密覆盖、严格控制飞石的距离及其波及范围；4.爆破震动的控制高耸建筑物在控爆拆除时有两种震源产生：第一种是炸药爆炸后通过被炸介质传播而产生的震动。这种震动的程度，与被炸介质的特性、与爆源的距离、爆源所处的地下深度、单响药量等多种因素有关。在本次控爆中，因采用密集布点、单孔小药量及各孔毫秒微差延时起爆的方式，并且爆源均处于地面以上，从被爆破的梁、柱上再传播到地面，所以爆破产生的震动较小，根据以往多次理论校核与现场实践，可不予考虑；第二种是建筑物在控爆倒塌时，构筑物触地的瞬间撞击地面所产生的冲击震动。在本次控爆中，建筑物高度不大（只有约19m），且在毫秒微差延时起爆的方式下，建筑物上的各构件按先后顺序逐级塌落，先倒塌的构件又为后倒塌的构件起到缓冲作用，仅能产生微震动作用，对周围需保护的建筑物不会产生任何影响。故在本次控爆作业中仅从毫秒微差延时起爆网路上，重点考虑减震措施即可。5．爆破噪音的控制采用毫秒微差延时起爆技术及防护吸音的措施后，距爆源80m处，预计噪音可控制在65db左右。6．倒塌方式及倒塌方向根据本次拆除的候车大楼的建筑外形尺寸，大楼的总体倒塌方式为座塌外加部分侧向倒塌，侧向倒塌的方向为东向（火车站广场方向）。参见附图2。六、控爆设计1．设计依据①中华人民共和国公安部部颁标准《拆除爆破安全规程》(GA6722-86)、中华人民共和国国家标准《爆破安全规程》(GB13533-92)；②现场勘测资料、待拆建筑物峻工资料及周围环境条件；③建设单位安全及技术要求。2．设计原则①控爆引起的质点振动速度：根据周围建筑物结构，查资料确定为V≤5.0cm/s；②飞石距离：根据周边环境情况，飞石距离为：东向S东≤15.0m，南向S南≤10.0m，西向S西≤10.0m，北向S北≤2.0m；乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司4③空气冲击波：根据周围环境，在本次爆破中以不损坏周围建筑物的玻璃为安全判据。保证措施为控制空气冲击波及吸收冲击波；④爆破噪声：距爆源80m处，控制在65dB左右。3．控爆设计①爆破规模（单响药量）确定：采用公式V=K（Q1/3/R）a式中：Q——单响药包重量，kg；R——控制点距爆源中心的距离，m；K，a——与爆破点地质有关的系数；V——控制点的质点震动速度，cm/s；②安全判据：根据设计原则，V=5cm/s；③最大允许单响药量计算根据控爆点地质条件的范围，参照相关资料，取：K=44.1а=1.8代入上式，计算出最大的允许单响药包重量如表1。最大允许单响药量计算表表1R(m)23581015203050Q(kg)0.20.73.313.626.589.6212.57173320④爆破切口的形式爆破切口的形式为折线型。参见附图2。⑤切口尺寸见表2。部分建筑物中有多排立柱，在此将前后相邻的两排立柱视为同一排，并进行相同的处理。爆破切口尺寸表2立柱排数第1排（东侧）第2排（中间）第3排（西侧）切口高度（m）3.00~3.502.80~3.200.30~0.40乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司5⑤孔网参数参见表4及表5。待拆候车大楼立柱统计表表3序号立柱规格数量在大楼中的位置1500/80040前、后两排主立柱2500/60012中间立柱3490/8006雨棚立柱4400/40011大厅楼梯等立柱5370/37018两端头立柱6250/25014售票厅立柱7300/3005进出站连廊立柱8300/3502楼梯侧边合计108孔网参数表表4结构物名称断面尺寸（mm/mm）排距b(m)孔距a(m)孔深l(m)炸药耗用系数K(g/m3)备注立柱500/800/0．400．60600～800双层装药立柱500/600/0．400．40600～800双层装药立柱400/400/0．300．27550~700单层装药立柱300/300/0．220．22500~600单层装药立柱250/250/0．200．18400~450单层装药梁各种规格/0.8倍梁宽梁高—0.20500～550多层装药结点处各种规格1/3宽同排距厚度—0.25600～800多层装药孔网及火工品参数表（预计值）表5爆破部位每根孔数n1(个)单孔装平均药量(g)构件数量n2总孔数n3耗用药量Kg雷管数量立柱2～1150～6010875050750梁6～830～404635015350结点处2~425~359230010300联网600合计2461400752000电雷管100⑥起爆网路在本次控爆中，各炮孔内均装填相应段别的毫秒微差非电雷管，为确保准爆，传爆网路乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司6采用非电毫秒微差雷管并联双回路网路。各立柱炮孔内的起爆点雷管的段别按爆表6所示，各梁及结点处的雷管段别与同断面立柱相同。最后用双发电雷管进行全串联电爆网路引爆，电雷管的阻值在起爆前需严格检测及筛选。最后联网的雷管全部为MS1。各立柱炮孔内雷管的段别表6立柱位置第一层第二层第一排第二排第三排第一排第二排第三排非电毫秒雷管段别37991515七、施工程序见附图3八、施工工艺1．布孔：由专业技术人员根据本设计方案的孔网参数划线布孔；2．钻孔：用7655型手风钻按布孔的位置、方向、深度进行钻孔；3．验孔：由专业技术人员用炮杆逐孔检查孔距、方向及孔深，若不合要求时应及时修正，并吹净孔内渣土；4．装药：按设计方案参数计算所得的各炮孔装药量表（另备），逐孔填装，严禁漏装、多装；5．堵塞：选用半干黄粘土，用木棍逐孔堵塞并捣实；6．防护：一般部位采用3~4层、重点部位采用6~8层沾水半干草袋严密包裹后用铁丝捆扎牢实，防护材料必须超出炮孔口0.6m以上；6．联网：由专业技术人员联网,并由另一专业技术人员进行交叉复查；7．警戒：根据现场情况,划出警戒线，警戒距离为：自控爆建筑物外墙起，半径为60~80m。起爆时所有人员均应撤出警戒线外；九、安全与防护1．参加本次控爆任务的专业技术人员须持证《中华人民共和国爆破技术人员安全作业证》上岗，且作业证的等级及作业范围与本次控爆性质相符；2．参加本次作业的人员均须进行安全教育，涉及本次控爆任务的操作人员均应参加过爆破安全培训并持有相关证件；3.火工品的运输、保管及使用等均应由专业人员负责并持证上岗；参加本次控爆任务的辅工均应参加过爆破安全培训及生产安全培训；4．当火工品进入工点时起至爆破完成后止，爆区范围内严禁吸烟和明火；乌鲁木齐火车南站候车大楼控爆拆除施工技术与组织设计西南交通大学工程爆破研究所联合设计：铁一院乌分院岩土工程公司四川西南交大爆破工程有限公司75．因本次控爆工程所处的地理位置特殊，根据业主方的要求，起爆时间定在夜间进行，为保证控爆时的绝对安全，在预定起爆的当日，在天黑之前，必须将设计警戒线内空旷地带的人员全部请出，拉上警戒线，并指定专人值守；6．火工品妥善保管，严防丢失和被盗，领用及退库均实行登记制度，并每日清点；7．装药、联网、警戒均需专业人员检查确认；8．施爆时，切实做好人员撤离及安全警戒工作；9．炮孔认真回填堵塞，防止冲孔及飞石；10．所有施工人员必须佩带安全帽，空中作业人员根据实际情况佩带安全带；11．施工期间，作业人员一律不得饮酒12．警戒线内的建筑物中不得留人，各通道口均设警戒线。各警戒点指派专人值守，机动车道由当地公安交警实行临时交通管制。13．各警戒点与起爆点之间采用无线对讲机进行联系及下达起爆命令，确保警戒严