鋼筋混凝土支撐爆破拆除施工技術(shù)

余勇軍

(中國水利水電第十二工程局有限公司，浙江杭州 310000)

1 工程概況

綜合試驗水池工程基坑分兩期進(jìn)行開挖，一期基坑為直徑101 m的圓形基坑，開挖高程為0.0 m～-16.0 m，開挖深度為16 m;二期基坑是在一期基坑開挖完成的基礎(chǔ)上，在一期基坑中部繼續(xù)開挖一長57 m，寬46 m，開挖深度為16 m(開挖高程為-16.0 m～-32.0 m)的矩形基坑。

二期基坑采用混凝土灌注樁與鋼筋混凝土支撐作圍護(hù)結(jié)構(gòu)，支撐布置在-24.5 m高程。支撐由鋼筋混凝土圍囹、鋼筋混凝土梁和鋼立柱組成，如圖1，圖2所示。圍囹斷面尺寸為寬1 200 mm，高900 mm;梁斷面尺寸為寬900 mm，高900 mm。混凝土強度等級為C30。鋼筋混凝土支撐在完成水池底板施工后采用爆破的方法拆除，拆除混凝土工程量約600 m3，鋼筋約220 t。

爆破拆除施工時周邊環(huán)境如下:

1)水池鋼筋混凝土底板已經(jīng)澆筑完成，并已達(dá)到設(shè)計強度;2)-15 m高程鋼筋混凝土底板已經(jīng)澆筑完成并已達(dá)到設(shè)計強度，-15 m高程以上的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)處于施工狀態(tài);爆破時，新澆混凝土齡期必須達(dá)到7 d以上;3)爆破位置距離最近建筑物(職工宿舍，磚混結(jié)構(gòu))約50.0 m(水平距離)。

2 爆破拆除方案總體論述

2.1 支撐爆破拆除難點

1)將爆破地震波、爆破沖擊波、爆破飛石、飛濺破片、爆破粉塵等爆破危害效應(yīng)，尤其是爆破飛石，控制在預(yù)定范圍內(nèi)，滿足安全要求，是爆破拆除的難點和重點。

2)大跨度多段支撐同時爆破，起爆順序選擇難度大。支撐段數(shù)多，一次爆破雖然可以采取一次點火分段起爆的方式控制起爆先后順序，但是必須對先后順序進(jìn)行科學(xué)合理的安排。既要防止各支撐段相互干擾，又要防止先爆破的支撐段產(chǎn)生的爆破飛石破壞相鄰支撐段的起爆網(wǎng)絡(luò)和防護(hù)層。同時要保證混凝土破碎后塊徑較小，為快速清渣創(chuàng)造條件。

2.2 起爆方式選擇

為避免雜散電流、射頻電流對起爆網(wǎng)絡(luò)的影響，防止早爆或誤爆事故發(fā)生，所有雷管均采用非電導(dǎo)爆管雷管，起爆網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)，最后用起爆導(dǎo)爆管專用起爆器起爆。

2.3 爆破施工方案選擇

采用全粉碎型控制爆破方案。即在支撐的整個長度上，均勻布藥孔并裝藥爆破，使支撐混凝土體全部破碎。采用預(yù)埋爆破孔。在澆筑支撐混凝土?xí)r將符合要求的紙管預(yù)先插入混凝土中，混凝土凝固后管腔即成炮孔。預(yù)埋爆破孔不會因混凝土中的鋼筋而改變孔位，做到爆破孔間距均勻、準(zhǔn)確，保證了混凝土體破碎后塊徑大小均勻、合適，利于清渣。

3 爆破方案技術(shù)設(shè)計

3.1 爆破技術(shù)參數(shù)設(shè)計

1)最小抵抗線W為鋼筋混凝土支撐預(yù)埋孔距離臨空面的最短距離，一般取支撐厚度H減去孔深L，即W=H-L;

2)藥孔間距A:A=(1.5～1.8)×W;

3)藥孔排距B:B=(0.85～0.9)×A;

4)藥孔深度L:L=(0.67～0.7)×H;

5)單孔藥量q:q=K·V。

其中，K根據(jù)支撐梁的配筋率選定(對于配筋率較大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，K=0.7 kg/m3～0.9 kg/m3);V為單孔裝藥爆破的支撐體積，V=A×B×H。

本次支撐爆破的爆破參數(shù)如表1所示。

表1 支撐爆破參數(shù)表

3.2 爆破孔的布置

3.2.1 圍囹爆破孔布置

圍囹?qū)? 200 mm，高900 mm，根據(jù)表1爆破參數(shù)預(yù)埋爆破孔，爆破孔具體布孔如圖3所示。

3.2.2 梁爆破孔布置

梁寬900 mm，高900 mm，根據(jù)表1爆破參數(shù)預(yù)埋爆破孔，爆破孔具體布孔如圖4所示。

3.3 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

3.3.1 起爆方法選擇

在城市控制爆破中，常采用的起爆方法有兩種:

1)電起爆法:主要由電雷管、導(dǎo)電線、電源等組成電起爆網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點:起爆可靠，便于檢查。缺點:易受雜散電流、感應(yīng)電流、射頻電流的影響，存在不安全因素。2)塑料導(dǎo)爆管起爆器材:由塑料導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆管雷管、連接件等組成非電起爆網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點:抗干擾性能好，不受任何形式電能的影響，能連接多種形式的網(wǎng)絡(luò)，起爆雷管數(shù)量不受限制。缺點:網(wǎng)絡(luò)不能用儀表檢查，因而對作業(yè)人員的技術(shù)要求較高。針對本工程的特殊環(huán)境，為了避免工地雜散電流、射頻電流和感應(yīng)電流等對爆破網(wǎng)絡(luò)的影響，采用非電塑料導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)起爆，做到安全、可靠、準(zhǔn)爆。

3.3.2 起爆網(wǎng)絡(luò)形式及連接方法

起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電復(fù)式導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)，如圖5所示。

3.4 爆破地震波及最大一段(次)起爆藥量的確定

爆破地震波振動速度可根據(jù)GB 6722-2003爆破安全規(guī)程給出的質(zhì)點垂直振速公式(前蘇聯(lián)薩道夫斯基公式)進(jìn)行計算，考慮到此次爆破為內(nèi)部裝藥多點分布的控制爆破，不同距離R處允許的最大一段(次)起爆藥量Qmax計算式為:

其中，Qmax為最大一段(次)起爆的炸藥量(拆除爆破可以取最大一段裝藥量)，kg;VC為爆破產(chǎn)生的質(zhì)點振動速度，cm/s;R為爆點中心至被保護(hù)目標(biāo)的距離，m;K，α分別為與地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減系數(shù)，對于傳播介質(zhì)為軟巖石時，K=250～350，α =1.8 ～2.0。

此次爆破最大一次齊爆藥量控制在30 kg以內(nèi)。根據(jù)上述公式，計算得該藥量在不同距離上的爆破振動速度見表2。

表2 最大一次齊爆藥量在不同距離上的質(zhì)點振動速度表

根據(jù)計算得50 m處的爆破振動速度為1.68 cm/s，小于安全允許振速(2.7 cm/s～3.0 cm/s)，滿足規(guī)范要求。

3.5 爆破器材計劃

本次支撐爆破的爆破器材見表3。

表3 炸藥及雷管數(shù)量表

4 安全防護(hù)措施

1)布孔前詳細(xì)測試爆體尺寸，設(shè)計合理的最小抵抗線。2)穿孔完畢后，檢查孔深，確保按照最小抵抗線長度。3)加強填塞質(zhì)量，嚴(yán)格控制單耗藥量。4)采用雙層鋼絲網(wǎng)夾草袋對爆破部位進(jìn)行直接防護(hù)，以防止爆破飛石對附近建筑設(shè)施的影響。5)池壁搭設(shè)鋼管架，同時鋪設(shè)模板進(jìn)行防護(hù)，鋼管架立桿縱距500 mm，橫距1 000 mm;底板采用30 mm厚細(xì)石防護(hù)。

5 結(jié)語

本次支撐爆破拆除施工順利。爆破后混凝土與鋼筋基本分離，混凝土塊體大小比較均勻。周邊建筑物沒有受損。爆破達(dá)到了預(yù)期的效果，為以后類似的拆除工程積累了寶貴經(jīng)驗。

［1］ 武大偉，李胡生，劉文廣.鋼筋混凝土地墻及支撐爆破拆除［J］.山西建筑，2012，38(3):103-104.