爆破拆除方案

青岛大酒店爆破拆除施工组织设计设计：范学臣、刘学庆审核：张可玉批准：王会森单位：青岛第一市政工程有限公司日期：二零零六年八月1Ⅰ施工设计方案一、工程概况1工程环境坐落在山东路15号上的青岛大酒店，原为青岛市劳动就业训练中心，由于重新规划需要将现有建筑物拆除。该爆体所处的西侧距离37.5米为山东路东侧人行道。山东路人行道东侧的下方埋有供热管线、煤气管线、其他市政管网。主楼东侧紧连的是青岛市劳动就业训练中心办公楼，为四层砖混结构，拟需要一同拆除。该侧距离37米为锅炉研究所建筑物，该侧距离29米处的地下埋有供热管网和煤气管网。南侧距离39米存在地下供热管网。南侧距离41米为砖结构温室，距离62米为原山东邮电营业厅（现为网通办公服务大楼）办公大楼。该主楼北侧距离36米外存在砖结构的建筑物（包含配电室）。距离55米外为农行青岛支行办公楼。平面图122楼层结构该大酒店主楼中心楼层为19层，两侧对称17层、15层成阶梯型的楼层布置结构。整栋楼的平面结构成凸字形。整栋楼的面积约计13793平方米，主楼高约61米，楼长56.8米，宽27.8米。该楼除一二楼部分大厅为框剪结构外，其余整体为剪力墙结构。前大厅4大柱子断面尺寸为700*700mm,配筋为主筋12Φ22，箍筋Φ8@200,柱上下端800mm处箍筋加密为Φ8@100；21个500*500mm的柱子,配筋为主筋8Φ20，箍筋Φ8@200；1个300*300mm的立柱，配筋为主筋4Φ16，箍筋Φ6@200。整栋楼的剪力墙厚分240mm和200mm，19层与17层多数为240mm厚的剪力墙，15层内墙多为200mm墙。其中外墙上抹10mm厚水泥层加上一层120mm厚的石墙。青岛大酒店效果图23青岛大酒店主楼爆破部分平面图3二、爆破设计依据及要求1、原青岛大酒店楼房施工设计图纸。2、《爆破安全规程》GB6722-2003。3、青岛市公安局对爆破作业的有关要求及规定。4、爆破参考文献。5、保证周边市政设施、楼房及地下管线的绝对安全。三、方案选择在城市中，采取爆破方式拆除高层建筑，是一种较为有效、安全的施工方法。但必须根据本爆体的结构特点和环境情况，选定最适宜的爆破方案。建筑物的爆破拆除最为广泛采用的是原地坍塌爆破和定向爆破。如果选择原地坍塌的爆破方式，需3.6m3.6m3.6m3.6m3.6m2.6m4.6m4.6m4.6m10.8m4.6m4.6m4.6m3.6m3.6m4.6m4.6m4.6m4.6m4要对每层都进行爆破处理，不论是防护工作还是爆破的钻孔、装药、处理工作的工作量都相当大，并且且东侧距离地下管线较近，距离保护建筑物也较近，因此经过论证此种方案不宜采用。如果选择定向爆破,根据场地空间距离和该楼本身的结构特点，只有向西侧倾倒较为合适。但从倾倒的距离上分析，爆体本身的高度远大于西侧至保护物的距离，单纯采取定向方式难以满足要求，为此需要结合折叠方式进行。由于楼层较高，结构稳定，场地倒塌空间有限，拟决定采用三层折叠定向爆破方案。四、总体爆破方案针对该楼房爆破拆除施工，我单位将组成专门的项目部负责施工。整个需拆除的楼房整体成凸字形，但考虑到前厅为框架结构的多层结构，最终爆破前可以将前厅作预处理掉，这样最终需爆破的部分剩余15-19层区域，于是又形成凹字形。从爆体自身的结构特点及所处的环境看，确定采取定向爆破方式进行拆除，由于整栋楼的高度为61米，倒塌方向距离小于楼高，单纯采取定向不能完全保障安全爆破拆除的目的，于是拟选定折叠定向爆破技术拆除本楼房。最终1-4层、8-11层完全爆破，14-15层完全爆破，5-7层倒塌方向重点区域松动爆破，12-13层部分位置（如电梯井、楼梯间等）松动爆破，并且1-10层在保证结构稳定的情况下作充分的预处理。由于倒塌方向距离小于楼高，确定8-11层优先折叠起爆，间隔约500毫秒后51-4层随后起爆，间隔1秒后14-15层起爆，这部分主要起到上部分的破碎作用。全部采取孔内延期，多重闭合非电导爆管连接网路。在西侧、南侧、北侧开挖防震沟，倒塌区域地面处理,最终一次起爆。五、技术设计根据该建筑物的结构特点和环境条件，控制建筑物向西倾倒是比较理想的选择，但如果仅采取定向倾倒，则在建筑物的倒塌触地及堆积过程将对山东路东侧人行道地下电缆管线等造成一定的威胁，还可能毁坏部分市政设施，由于该楼房结构南北对称，又由于该楼高度大于楼外边至保护物的距离，通过对建筑物的倒塌及堆积的分析总结，考虑结合折叠方式进行，为了有效的控制倒塌方向的外摊碎渣，通过控制层间的起爆时差即起爆时间上采取折叠层首先起爆，底层随后起爆，使折叠层首先在空中破坏并解体。而后才使底层破碎造成强的定向趋势，达到折叠定向爆破拆除的目的。1、爆前预处理1.1前厅的预处理前厅仅为多层结构的框架建筑，由于该部分的预拆除不会对整个高层建筑的结构造成影响，并且这部分高度不大，机械可直接拆除，不存在太大的拆除危险和难度，所以该部分优先作预拆除，目的是为整个大楼的最终起爆腾出倒塌空间，也为了最终起爆减少最大一段起爆药量。6该部分拆除采取机械方式进行，首先采用Ex330型挖掘机将能够直接挖掉的拆除掉，柱子及横梁和不易直接清理的结构采用破碎锤破碎，挖掘机清理，采用气焊切割钢筋。需要注意的是在拆除过程中不能破坏高层结构。1.2爆体预处理爆体从上到下由于全部是剪力墙结构，如果不做预处理，那么整个爆体最终的起爆药量有可能超出安全范围规定的数值。况且最终的工作量是相当的巨大，为此必须进行预处理，预处理的多少原则是，在不影响整个建筑物的整体结构稳定和局部结构稳定的情况下，尽可能多的处理，但处理也有轻重缓急之处，比如倒塌方向尽量处理多一些，并且处理的要利索。倒塌反方向的处理相对要少一些，对于倒塌反方向最后一面的结构少处理或不处理。对于墙体的处理形式最终成弓形结构，将墙内钢筋切断。特别重视电梯井和楼梯间的预处理。1.2.1墙体的预处理墙体预处理后的形式图4钻孔装药形式图5预处理的剪力墙单孔药量墙体平行墙体钻孔724砼墙（电梯井筒壁）（1）最小抵抗线100mm.(2)孔深度1200mm.（3）孔间距300mm(4)间隔装药(5)单孔药量q=25g/层。爆破预拆除还起到爆前试验的目的，作为最终起爆调整药量的依据。爆破后，再采用人工气焊将钢筋切割掉，堆积的碎渣清理掉。预处理的范围主要是1-4层大多数区域；8-11层多数区域；5-7层和12-13层的局部区域。内墙爆破法开设孔洞，外墙采用人工法拆除。电梯井采用爆破法和人工法结合，仅留四角支撑点，最终一并起爆。楼梯间用风镐将每层从中间切成两段，仅保留钢筋以方便施工人员上下。2爆体参数设计2.1爆破部位的选定本爆体全部为剪力墙结构，为了确保顺利倒塌，除了将墙体炸毁一定的高度外，还必须将爆体的主要受力结点炸毁，本爆体楼层较多，主体达19层，爆破部位的选取应特别慎重。现将各种方案选取作以下比较，做最终的选定。拟爆破部位的选定一：如果只选取底层的1-4层作为爆破缺口，优点是利于防护，工作量较少。缺点是上层的完整结构8多，即受力结点较多，即便能够顺利倒塌，由于上层受力结点较为牢固，有可能出现倒而不碎，由此也就出现向西倒塌范围较大的情况，从现场看，楼高远大于爆体至山东路的距离，也就是定向距离不足以保证倒塌的坍塌范围。另外，爆后的二次破碎工作量也相当大，所以这种方案不可取。拟爆破部位选取二：如果选取两个缺口，即炸毁部位选取1-4层和8-10层，这样整个楼房形成两个破坏部位，倒塌比较顺利。但是考虑到从10层顶层还有9层完整的楼层，其高度在28米左右，其结构未受一点破坏，只是靠倒塌后重力的作用破碎，由于10层以下在定向倒塌时向西已经有一定的倒塌距离，加上顶层28米左右的倾倒造成的倒塌距离，已接近或超过定向方向允许的距离，所以此方案不可取。拟爆破部位选取三:爆破部位选取三个爆破缺口，第一个爆破缺口为8-11层，第二个爆破缺口为1-4层，第三个缺口为14-15层，也就是将整个大楼分成三个爆破部分，第一部分爆点起爆后，一开始形成折叠塌落趋势。接着第二起爆点、第三起爆点都造成上部结构的向下塌落趋势，所以形成三层折叠爆破趋势，这种爆破由于未爆高度最大距离在底部，5-9层，前倾距离小。顶部位不炸高度10米左右，不形成大的前倾威胁趋势。所以爆破部位选取方案既能保证倒塌的顺利性，又能保证定向方向的前倾距离，也能保证爆后一定的破碎性。此部位选取方案可行。9爆破部位示意图见下图四所示。2.2层破坏高度对于墙体的炸毁高度，一般参考H=(1.5-2.5)δ确定，经过计算，对于24墙H=0.36-0.6m;20墙H=0.3-0.5m。所以，选择墙体的炸毁高度时，保证选取高度大于以上参考数值。层破坏高度的选定如下层破坏高度统计表1所示①②③④⑤⑥⑦⑧爆破部位示意图619层17层15层8层1层61m10层破坏高度统计表1炸高轴数层数12345678一层2.52.52.52.521.510．5二层2.52.52.52.521.5不炸不炸三层2.52.52.52.521.5不炸不炸四层22221.5不炸不炸不炸八层222221.51不炸九层22222不炸不炸不炸十层221.511不炸不炸不炸十一层221.51不炸不炸不炸不炸十四层222221.51不炸十五层222220.5不炸不炸2.3孔网参数2.3.1最小抵抗线（w）:取断面短边或墙厚度（δ）的一半，即w=B/2;240厚钢筋砼墙体w=120mm;200厚钢筋砼墙体w=100mm。2.3.2炮孔间距（a）:a=（1.3-1.8）w;240剪力墙实际间距取250mm；200剪力墙实际间距取200mm；排距同间距。2.3.3钻孔深度l=2/3δ；240剪力墙实际钻孔深度取150mm；200剪力墙实际钻孔深度取120mm。2.3.4单孔装药量（Q）及单耗（q）:剪力墙单孔装药量按11照公式q墙=（q1A+q2v）f进行计算。式中A为剪切面积;v单孔爆破体积；f临空面系数，当有两个自由面系数时其值为1；q1为单位剪切面积用药量，g/m2,对于本楼布筋的钢筋砼q1=(26-32)/w,240墙为250g/m2，200墙为300g/m2；q2为单位体积用药量，对于剪力墙取150g/m3。一般情况下240剪力墙单孔装药量为25g;200剪力墙单孔装药量为20g；墙角、电梯井、卫生间等部位单孔装药量增加15%。9-11层及5-7层倒塌前方松动部分装药量稍减。2.4爆破网络采用内延期多重闭合非电导爆管微差起爆网络技术。孔内全部采用半秒延期非电雷管，孔外自上而下层间采用25ms-50ms延期雷管，共分8个段别。半秒延期分6个大段别,1—4层、8-11层、14-15层布眼(如图所示)。单元闭合网络如下图所示。孔内各层布孔图7Hs5Hs4Hs3Hs2(一--四层）12Hs4Hs3Hs2Hs1（八--十一层）Hs6Hs5Hs4Hs3十四层13Hs5Hs4Hs3十五层非电导爆管四通炮孔图6--单元闭合网络图8总网络图为各个单元闭合网进行再闭合，形成最终总的网络图。经过预处理后，最终起爆孔数设计共布孔16000余个。楼层炮孔数一层2200个二层2000个14三层1600个四层1200个八层1800个九层1500个十层1300个十一层1200个十四层1600个十五层1200个备注具体数量以处理后最终实际保留孔为准每个孔内装两个非电雷管。六、爆破安全1爆破振动和塌落振动及采取的措施1.1爆破振动效应分析对于距离爆体最外边62米远的中国网通营业大厅，从最大可能保障安全考虑，设计允许振动速度小于1cm/s时(各建筑物设计允许安全振速见下表)，允许的最大一段起爆药量为：Q=r3(v/k)3/a=623（1/32.1）3/1.57=315.1kg。爆破时引起的建筑物地面质点的振动速度V，参考冯叔渝主编的城市控制爆破的振速公式V=K’KdQ1/3/R)a,Q为齐发爆破总装药量，或毫秒微差爆破中单段起爆的最大药量；R为爆区中心距离建筑物的最近距离，M；K’为减振系数，一般区0.3-0.7，考虑到爆破部位在墙体上，爆震波经过墙体后再折15向