复杂环境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶铁军， 赵明生， 宋芷军， 余红兵， 李 杰， 赵 飞

(贵州新联爆破工程集团有限公司， 贵阳 550002)



复杂环境下地下室控制爆破拆除

代青松， 陶铁军， 赵明生， 宋芷军， 余红兵， 李 杰， 赵 飞

(贵州新联爆破工程集团有限公司， 贵阳 550002)

摘要：介绍了复杂环境下的地下室基坑实行快速控制爆破拆除。采用了合理的爆破参数和起爆网路与机械拆除相配合的方式，对边墙及与保护区的连接处进行机械切缝处理，减少了钻孔工作量；开凿了泄压窗与搭设钢管防护排架，加强了对保护区域的飞石和空气冲击波防护。爆破效果表明：爆破振速峰值为1.05cm/s，保护建(构)筑物未受冲击波及振动损伤，爆堆高度在1.8m以内。

关键词：地下室； 控制爆破； 爆破参数； 机械施工； 安全防护； 复杂环境； 爆破拆除

1工程概况

为打造遵义市新市政府建设工程，拟把人民公园原两层地下停车场A区、5#配套服务用房建筑及地面景观平台爆破拆除。待拆除爆破区域长130m、宽105m、地表平面面积约12 904m2、总拆除面积约24 286m2。地下室属框架结构，立柱承重，风井、楼梯井、立柱隔墙构成筒体结构，建筑整体性较好。

待拆除区域位于新政府办公大楼东侧240m，紧邻保护地下车库B区，距播州大道250m，紧邻人民公园湖泊，与湖泊上的廊桥相连接；东南侧距离城市规划展览馆180m；南侧紧邻保护车二通道，距高新快线200m；北侧距奥体路300m。其周围环境如图1所示。

图1　周围环境示意图Fig.1　Schematic of the surrounding environment

2爆破方案

2.1总体拆除方案

保证在短工期内完成本工程，为使爆破后横梁及顶底板完全坍塌，对于停车场A区两层地下建筑采用爆破的方式进行拆除，其他建(构)筑物采用机械拆除的方式。参考类似工程实例〔1-3〕，将A区内立柱从上至下完全布孔，南北和东西横梁中间布一定数目炮孔防止其在坍塌过程中起到支撑作用，A区-2层边墙采取爆破及机械破坏使边墙下塌时受拉折断，控制爆破坍塌效果，严格控制起爆网路，保证保留B区停车场的安全稳定性。总体拆除方案如图2所示，粗虚线方框内停车场A区采用爆破拆除，粗实线方框内配套机房区域采用机械破碎。

图2　拆除区域总体方案Fig.2　The overall scheme of the demolition area

2.2爆破施工

2.2.1孔网参数

采用梅花形布孔，保证结构物中炮孔分布更均匀，各个方向最小抵抗线与孔排距相近，炮孔将炸高范围内结构物划分成若干个小而均匀的作用单元，起爆药包基本位于作用单元中心位置，在爆破时炸药能量能够沿炮孔侧向分布更均匀，使大部分能量作用于混凝土，能量利用率更高，粉碎效果更好。不同规格立柱孔网参数如图3所示，东侧边墙孔网参数如图4所示，横梁的孔网参数如图5所示。

图3　立柱炮孔布置示意图Fig.3　Schematic diagram of the blastholes layout of the column

图4　东侧边墙爆破炮孔布置Fig.4　Blastholes layout of the east side wall

图5　不同规格横梁炮孔布置示意图Fig.5　Schematic diagram of blastholes layoutof different specifications of beams

为保证边墙破碎下塌，在机械预处理-1层边墙后，根据工期，在-2层东侧边墙中心布置4排孔，南北两侧-2层边墙除立柱处外全部采用机械破碎锤进行切缝处理，切缝宽0.2m，距离地面1.2m，致使边墙下塌时对楼板面无支撑作用，如图6所示。

图6　南北两侧边墙机械切缝Fig.6　Mechanical cuttings of south and north side walls

爆破装药量如表1所示〔4-6〕。

根据现场实际情况，在装药时对转角处和立柱横梁交界处的炮孔适当增加药量。

2.2.2起爆网路

使用非电毫秒延时导爆管雷管连接网路， 采用交叉复式起爆网路，提高了网路可靠性和安全性。网路中采用MS15导爆管雷管，MS1导爆管雷管过渡连接，MS5导爆管雷管区间延时。整个地下车库分为-1层和-2层两个大区间，每层由北至南每两跨为1个小区间，分为7个小区间，每个小区间由东西两侧向中间汇拢至主线。整个传爆网路共延时770ms。爆破网路如图7所示。

表1　爆破装药量

图7　起爆网路及起爆方向Fig.7　Initiation network and direction

2.3机械施工

由于该工程工期紧，工作量大，短期内不能对所有的建筑物结构进行爆破处理，因此，对框架结构的主体部分(立柱和横梁)进行爆破，其他如隔墙、连接通道等均采用机械破碎的方式，并辅助爆破施工，具体为：①停车场A区-1层至-2层行车斜坡道采用破碎锤开凿0.5m宽贯通切口，为保证施工稳定，不切断钢筋；AB区边界连接处、北侧廊桥与A区边界连接处距离A区边柱50cm处全部采用机械破碎，开凿0.5m宽切口，切断副筋，横梁上的主筋上部分全部切断，下部分切断2/3，如图8所示。②A区北侧、南侧周围土层使用挖掘机挖一条深4m、宽3m的沟，从外侧将边墙全部机械破碎，保留立柱。③对爆区内所有非承重隔墙(包括风筒、楼梯面墙和立柱之间的隔墙)和楼梯机械拆除。④在被拆除的A区地面和-1层地板，大约每400m2开凿一个6m2～9m2的泄压窗，改变强气流涌动方向。⑤地下车库-2层边墙为剪力墙结构，钻孔工作量大且效率低，为在规定工期内完成拆除，对南北侧边墙进行机械切缝，宽20cm，距离-2层地面1.8cm。

图8　机械施工及钢筋处理Fig.8　Mechanical construction and steel treatment

3安全防护

拆除的A区紧临保留的B区，保护B区结构为本工程一大难点。施工中采取了以下措施控制爆破危害：紧邻B区的A区立柱和横梁不采用钻孔爆破，采用机械破碎断开A区与B区的混凝土和全部副筋，主筋切断2/3，使其随相邻一跨自然坍塌，同时靠近连接处位置多打孔少装药，药包分散作用于各个不同结构物，减小爆破振动对B区的影响；在A区地面均匀开设多个泄压窗，同时在B区连接区域搭设钢管排架并挂双层草垫进行防护，封闭A、B区交界通道，防止冲击波、强气流和飞石对B区设施的破坏，如图9所示。

图9　A、B连接处安全防护排架Fig.9　Safety protection framed bent between A and B

4爆破效果

爆破后，A区地下车库按照设计方案原地坍塌，坍塌后爆堆高度约1.8m，效果很好，基本无爆破飞石产生，有效的控制了振动的影响，最高振速为1.05cm/s，符合《爆破安全规程》(GB 6722-2014)要求〔7〕。经检查，爆破后保留地下车库B区和附近建(构)筑物无结构损伤，控制措施有效。南北两侧边墙采用开缝处理，没有完全破碎，由于自重小没有完全对边墙进行拉碎，爆堆较高。爆破效果如图10所示。

图10　爆破效果Fig.10　Blasting effects

5结 语

(1)与普通机械拆除相比，对地下车库等高要求、短工期的拆除工程爆破拆除具有快速、高效的优越性。合理的机械预处理不仅能加快施工进度，还能保证良好的爆破效果。

(2)泄压窗的开凿很大程度上减小了空气冲击波对紧邻B区建筑的影响，A、B区连接处的机械预处理也确保了A区建筑在下塌过程中没有破坏B区的保留立柱。

(3)对四周剪力墙底部进行切缝处理，在框架结构主体坍塌过程中边墙受拉折断向下折叠坍塌，能有效减小施工工作量并控制爆堆高度。

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GUO Tao, XU Quan-jun, YANG Xu,et al. Demolition of underground reinforced concrete fortification by blasting method[J]. Engineering Blasting, 2004,10(1):35-37.

〔7〕 爆破安全规程 GB 6722-2014[S]. 北京：中国标准出版社，2014.

Safety regulations for blasting GB 6722-2014[S]. Beijing:China Standards Press,2014.

Controlled blasting demolition of underground chamber under complex environment

DAI Qing-song, TAO Tie-jun, ZHAO Ming-sheng, SONG Zhi-jun, YU Hong-bing, LI Jie, ZHAO Fei

(Guizhou Xinlian Blasting Engineering Group Co., Ltd., Guiyang 550002, China)

ABSTRACT：The rapidly controlled blasting demolition of the underground chamber under complex environment was introduced. The reasonable blasting parameters, blasting network and mechanical removal method were adopted. The side wall and the connection of the protection area was processed for mechanical cutting to reduce the drilling workload. The decompression window and erection of steel protective frame were cut to strengthen the precaution of air shock wave and flying rocks in protected area. The blasting results showed that the peak velocity of blasting vibration was 1.05cm/s. The buildings and structures were not affected by the shock or vibration damage and the height of the blasting muckpile was less than 1.8m.

KEY WORDS:Underground chamber; Controlled blasting; Blasting parameters; Mechanical construction; Safety precaution; Complex environment; Blasting demolition

文章编号：1006-7051(2016)02-0061-04

收稿日期：2015-10-20

基金项目：黔科合重大专项[2015]6003；黔科合高G字[2015]4004；贵州省工业和信息发展专项基金(2015030)

作者简介：代青松(1974-)，男，高级工程师，主要从事爆破方向研究。E-mail：542042223@qq.com通讯作者：陶铁军(1984-)，男，高级工程师，主要从事爆破与安全机理研究。E-mail: 602574716@qq.com

中图分类号：TD235； TU746.5

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1006-7051.2016.02.013