热电厂厂房爆破拆除

谢续文，孙向阳

（湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 长沙 410005）

1 工程概况

1.1 主厂房的结构

待拆主厂房属于钢筋混凝土大跨度框架结构。汽轮机间有2个，每个长度80m，钢屋架跨度33m；屋顶高度30m；煤仓间2个，每个长92m，跨度15 m，屋顶高度42m，除氧煤仓间主体为5层现浇钢筋混凝土框架结构，屋顶高度为50m；锅炉房共有4个，每个结构相对独立，长度为28m，跨度为16m，排架柱顶部高度为52m。厂房主体结构如图1所示。

图1 厂房结构及周边环境示意

1.2 周边环境

待拆除的主厂房位于厂区中部，东侧70m为三层的住房；南侧50m为油库和检修车间；西侧20 m为试验车间；北侧25m处为办公楼，离墙体2m处为厂区的主供电线路管沟，与墙体平行；周边150 m范围内还有冷却塔、烟囱等建（构）筑物，如图1所示，爆破环境总体较为理想。

2 爆破方案确定

根据主厂房自身结构特点和周边环境情况，确定以下拆除方案。

（1）为加快施工进度和保证施工过程中的安全，对2个汽轮机间、2个除氧煤仓间、4个锅炉房采取一次性定向爆破的方法进行拆除。

（2）对汽轮机间和除氧煤仓间采取高开口、多钻孔、预处理等多种技术措施，定向控制爆破的方法施工。确保厂房倒塌方向准确，倒塌彻底。

（3）为减少爆破产生的振动，采用延时起爆技术，将2个汽轮机间、2个除氧煤仓间、4个锅炉房分成8个单体逐一起爆，避免各结构物推动叠加。

3 爆破技术设计

3.1 倒塌方向的确定

汽轮机间、除氧煤仓间、锅炉房实施定向倒塌。主厂房的汽轮机厂房和除氧煤仓间垂直排架轴线向东侧定向倒塌。锅炉房按1＃～4＃顺序依次向南侧倒塌。

3.2 爆破高度设计

（1）汽轮机和除氧煤仓间立柱爆高设计。在高、中、低3个施工平台上形成3个爆裂口，其中：＋0.5～3.5m形成一个3m的炸高；＋9～12m形成一个3m的炸高；＋18～20m形成一个2m的炸高。

（2）锅炉房的立柱爆高设计。在立柱的倒塌方向设计2个爆破切口，爆高在＋0.5～3.5m形成一个3m的炸高；在＋9～11m形成一个2m的炸高。

爆破参数见表1。

3.3 起爆网路设计

（1）起爆器材选择。起爆元件使用半秒塑料导爆管延期雷管（HS2－HS8）；传爆元件使用毫秒传爆雷管（MS 1和MS 5）、导爆管和四通联接件组成；击发元件使用击发枪。

表1 爆破参数

（2）起爆延时分段设计。主厂房起爆顺序为：从东向西、从南向北，按1＃汽轮机间—2＃汽轮机间—1＃除氧煤仓间—2＃除氧煤仓间—1＃锅炉房—2＃锅炉房—3＃锅炉房—4＃锅炉房的的先后顺序依次起爆。起爆全部采用孔内延时设置，各起爆延时时间见表2。

表2 主厂房爆破延时分段

3.4 预处理工作

（1）用人工方式解除楼体间钢筋混凝土梁板空间的支撑作用；

（2）用人工方式将锅炉房与除氧间之间搭接的人行通道切断；

（3）使用破碎锤将底层爆裂口内的非承重墙体全部拆除；

（4）使用破碎锤拆除厂房内部设备基座基础，为减小爆堆高度创造条件。

4 爆破安全技术

4.1 爆破振动控制

本次爆破一次齐爆的最大药量为100k g。根据周边环境分析，主要被保护的建筑物和目标为：距主厂房边缘25m办公楼，该楼距最大齐爆药量的爆源点距离大于50 m。根据《爆破安全规程》（GB 6722－03）要求，计算爆破产生的质点振动速度为0.76cm／s，小于国家标准安全允许振速值，因此，可保证周边所有建筑物的安全。

4.2 塌落振动控制

厂房在塌落触地时，对地面的冲击较大，产生塌落振动，其振动大小与其质量、重心高度和触点土层的刚度有关。建筑物塌落作用于地面造成的振动速度可按下式计算：

式中：M—下落构件的质量，t；

H—构件重心高度，m；

R—为重心高度落点处距被保护对象的距离，m；

σ—地面介质的破坏强度，MP a，一般取10 MP a；

g—重力加速度，m／s2；

β—衰减系数，取1.66；

K—衰减系数，取3.37。

根据每个起爆段的建筑结构分析，产生塌落振动最大的应该是锅炉房，而且锅炉房顶部还有重达几百吨的设备，因此重点考虑锅炉房倒塌时可能产生的塌落振动。

对锅炉房的计算参数取值：质量约为600t，重心高度约为30m。锅炉房对不同距离的目标产生的振动计算见表3。

表3 不同距离上爆破和塌落触地振动速度 cm／s

从表3中可分析出，锅炉房在倾倒时的冲击振动对距锅炉房触地点40m以外的目标振动影响较小，不会造成损坏。

4.3 飞石控制

拆除控制爆破无防护条件下个别飞石的最大飞散距离，按经验公式计算：

式中：S—飞石最远距离，m；

kf—安全系数，通常取1.0～1.5；

q—炸药单耗，k g／m3；

d—药孔直径，偶合装药，mm。

经计算得：S＝72m

根据无防护条件下个别飞石最大飞散距离估算结果以及周边环境实际情况，对爆破飞石应采取预防技术措施，并适当防护，以降低飞散距离。

5 爆破效果

5.1 试爆效果

分别对120×50和170×70两种规格的立柱进行了试爆，按照设计单耗（1200k g／m3）装药，并进行了严格的防护。试爆后爆破部位的混凝土全部脱离，钢筋向外微弯，证明爆破效果符合设计要求，防护有效。

5.2 实爆效果

2012年1月13日上午11时，主厂房爆破起爆，起爆后主厂房、除氧煤仓间、锅炉房按预定倒向缓慢倾斜，经6s的时间，所爆破拆除的建筑物全部倒塌，解体非常充分，如图2所示，爆堆最高点约7 m高。爆破飞石没有对周边的建筑造成任何损坏，爆破振动和塌落振动的实测振动速度为1.4c m／s，符合设计要求，电缆沟经过严格的防护没有造成损坏，爆破达到了预期目的。

图2 爆破效果示意

［1］史家堉，程贵海，郑长青 .建筑物爆破拆除爆破理论实践［M］.北京：中国建筑工业出版社，2010.

［2］谢先启 .精细爆破［M］.武汉：华中科技大学出版社，2010.