建筑物拆除控制爆破在基坑支护拆除中的应用

摘要：本文从建筑物拆除控制爆破工艺进行论述，设计了基坑支护钢筋混凝土支撑爆破拆除的相关参数，并在工程中进行了实施，确保了基坑支护拆除的安全性，解决了基坑支护机械拆除速度慢的难题。

关键词：控制爆破，基坑支护

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

1基坑支护简介

1.1基坑支护形式采用放坡和排桩加钢筋混凝土支撑支护，基坑支护安全等级为二级，结构形式为钢筋混凝土水平梁式内支撑围檩。

1.2须爆破拆除的钢筋混凝土支撑梁截面为600×600，混凝土等级C25，梁顶标高-4.7m，主筋12～16φ18～φ25HRB400，箍筋φ8@200mmHRB235。

1.3自然地面的绝对标高平均为3.80m，±0.00对应的绝对标高为5.00m，基坑开挖底标高为-8.9m。

1.4爆破现场围墙外西侧及北侧50m为公路，西侧25m处有钢结构施工临时用房，现场范围内无其它须保护的目标。

2建筑物拆除控制爆破工艺简介

控制爆破是指通过合理的爆破设计和精心操作，严格控制爆炸能量和爆炸规模（即一次起爆的最大装药量），使爆破的声响、飞石、振动、破坏区域以及破碎物的散坍范围和方向控制在规定限度内。它的基本点就是选择适当的临空面，采取较多炮孔，较少装药，依次起爆或群炮齐爆，使爆炸体达到“破散不抛”、“就近塌落”、或爆破范围控制在规定限度内，达到“爆上不爆下，爆前不爆后”，使爆裂面较规整地出现在预定的设计位置。

药包按形状分为集中药包和延长药包，钢筋混凝土支撑梁爆破属于浅孔爆破，故采用集中药包。药包按炸药的爆破作用分为作用药包、松动药包、抛掷药包和药包，爆破后大块率要求不超过10%，故采用抛掷药包。

3爆破参数及装药量计算

3.1炸药及雷管型号的选择

本工程采用2号岩石乳化炸药（GB18095-2000，φ32mm-150g），是以硝酸盐为主的氧化剂及其它添加剂组成的水相溶液和矿物油及其它可燃剂组成的油相溶液，经乳化制成的一种混合炸药，具有较强的抗水能力，适用于无沼气和矿尘爆炸危险的爆破工程。

性能：药卷密度0.95～1.30g/cm3，炸药密度1.00～1.30g/cm3，爆速≥3.4×103m/s，猛度≥12mm，殉爆距离≥3cm，做功能力≥260mL，使用保证期180d。

采用非电导爆管（GB19417-2003）,电容起爆器。

3.2炮孔布置及工艺参数

3.2.1最小抵抗线W

最小抵抗线是指从装药重心到自由面的最短距离，可按W=1/2B计算，B为梁截面最小边长。

则W=1/2×0.6=0.3m

3.2.2炮孔深度l

l可按l=CH计算，H为梁截面高度，C为边界条件系数取0.6。

则l=0.6×0.6=0.36m

3.2.3炮孔间距a

a可按KaW计算，Ka为间距系数取1.8。

则a=1.8×0.3=0.54取0.5m

3.2.3炮孔排距b

b可按b=Kba计算，Ka为排距系数取0.8。

则b=0.8×0.5=0.4m

3.2.4炮孔直径d

采用风镐钻孔，孔径36mm。

3.3装药量计算

先采用2种公式计算出近似值，再通过对比经验值确定最终值。

3.3.1系数法

单个炮孔装药量q=KWH

K为面装药密度，K=K1K2K3K4K5

K1为炮孔分布系数取0.16

K2为材质系数取1.8

K3为特征系数取0.9

K4为临空系数取1

K5为炮孔封填系数取1

则q=（0.16×1.8×0.9×1×1）×0.3×0.6=0.047Kg

3.3.2换算法

素混凝土结构单个炮孔装药量q=KPl

K为临空面系数取1

P为爆破系数取0.4

则钢筋混凝土结构单个炮孔装药量q1=2×1×0.4×36=28.8g

3.3.3钢筋混凝土每1M3爆破结构经验耗药量为350~400g，2种公式计算结果取平均值为379g/M3，符合经验数值，则单个炮孔装药量q=31.58g取32g。

3.4控制爆破一次起爆允许药量计算

一次齐爆的允许总装药量Q=R3(v/KC)3/a

R为爆破中心至须保护建筑物间的距离，取25M

KC为地震波传播介质系数，取200

v为须保护的建筑物允许质点振动速度，钢结构临时用房抗震烈度为6度，取3cm/s

a为地震波随距离衰减系数，取1.5

则一次齐爆的允许总装药量Q=253×（3/200）3/1.5=3.52Kg

3.5爆破飞石安全距离的计算

个别飞石的安全距离Rf=20Kfn2W

Kf为安全系数，取1.5

n为爆破作用系数，抛掷爆破取1

则个别飞石的安全距离Rf=20×1.5×12×0.3=9m

3.6爆破冲击波作用安全距离的计算

冲击波超压安全距离RB=4n2Q1/2/PB1/2

PB为允许极限超压值,计算建筑物取0.002MPa，计算人员取0.01MPa

Q为一次齐爆装药量，取3.52Kg

n为爆破作用系数，抛掷爆破取1

则建筑物冲击波超压安全距离RB=4×12×3.521/2/0.0021/2=168m

人员冲击波超压安全距离RB=4×12×3.521/2/0.011/2=75m

故须采用双层炮杯覆盖，现场人员撤至75m以外，或在防护墙后躲避。

4爆破施工工艺

4.1施工顺序：先爆破次要支撑，后爆破主要支撑，主梁两侧对称爆破。

4.2钻孔：须严格按设计要求控制深度、直径和垂直度。

4.3试爆：按设计数据进行试爆，根据结果确定最终单孔装药量。

4.4装药：须严格控制单孔装药量，使用木制或竹制炮棍将药包缓慢送入炮孔，并用炮泥封堵牢固。

4.5爆破网络连线：采用毫秒1-5段非电导爆雷管，孔内延期微差起爆技术串联，严格按设计数据控制一次齐爆药量。装药联线完成须严格检查线路完整性和炮口防护措施。

4.6安全防护和管理措施：严格执行相关规范和规程，在此不再详述。

5实践效果及结论

5.1 实践效果

本基坑支护支撑爆破拆除工程，共爆破钢筋混凝土支撑410M3，使用炸药178Kg，爆破后大块率控制在8%左右，飞石距离在6-15m，临时用房未发生损坏，门窗玻璃完整，拆除清理进度较快、效果较好。

5.2 结论

5.2.1单孔装药量须采用2种以上公式计算，并必须进行试爆调整。

5.2.2爆破中心附近如有须保护的建筑物，必须认真计算一次齐爆药量，必要时对其进行调整或采用延期微差起爆技术。

5.2.3爆破冲击波安全距离计算可确定现场安全区距离，不一定是常规的150m。

参考文献：

[1] 建筑施工计算手册 江正荣 中国建筑工业出版社 2001.7