1、聚能切割爆破在拆除特大型鋼結(jié)構(gòu)廠房中的施工技術(shù)研究解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院零零二年九月專(zhuān)業(yè)資料分享控制爆破拆除多應(yīng)用于混合結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等建（構(gòu)）筑物的拆除，而 鋼結(jié)構(gòu)的控制爆破拆除是一個(gè)全新的課題， 目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有這方面成功實(shí)例 及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。聚能裝藥做為一種特殊的裝藥形式， 多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域， 它可以將炸藥 爆炸時(shí)的爆炸能聚集起來(lái)， 達(dá)到對(duì)金屬穿孔、 切割、破壞等目的， 如穿甲彈、 破障彈、 線(xiàn)型反坦克履帶雷等。 航天工業(yè)上利用聚能裝藥的特性， 形成線(xiàn)型 切割器， 切割金屬結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭的各級(jí)脫離。 采用線(xiàn)性聚能裝藥的爆 炸來(lái)快速切割鋼結(jié)構(gòu)物， 達(dá)到拆除鋼結(jié)構(gòu)物目的， 這在

2、理論上是成立的， 實(shí) 際上能否成立，還有許多問(wèn)題有待解決。上海寶鋼集團(tuán)第一鋼廠，為建設(shè)國(guó)內(nèi)最大的不銹鋼基地，需將原第二煉鋼車(chē) 間廠房拆除，其拆除目標(biāo)是在安全的前提下達(dá)到快速拆除整個(gè)車(chē)間，為不銹鋼基 地建筑節(jié)約寶貴的時(shí)間。該車(chē)間主廠房總計(jì)占地 32200M 2，東西長(zhǎng) 318M ，南北寬 110M ，其中，鋼砼 框架結(jié)構(gòu)廠房占地 14560M 2 ，鋼結(jié)構(gòu)廠房占地 17640M 2，整幢廠房總建筑面積 2，爆破目標(biāo)南側(cè) 50M 為上海市重點(diǎn)保護(hù)單位吳淞煤氣廠制氣車(chē)間，北側(cè) 69505M100M 為廠內(nèi)正在生產(chǎn)的高爐鍋爐房及化學(xué)水處理站。國(guó)內(nèi)該類(lèi)廠房拆除施工多采用 “倒裝法 ”拆除， “倒裝法 ”

3、拆除：一是安全 性差，二是工期較長(zhǎng)，三是成本較高，無(wú)法滿(mǎn)足工程建設(shè)需要，迫切需要一種新 的拆除施工方法。結(jié)合上鋼一廠二煉鋼拆除的實(shí)際工程， 對(duì)聚能切割爆破在拆除特大型鋼 結(jié)構(gòu)廠房中的施工技術(shù)進(jìn)行如下研究。、進(jìn)行工程勘察1工程概況1.1 概述：工程地點(diǎn)：寶山區(qū)長(zhǎng)江路735 號(hào)，拆除對(duì)象為上海一鋼廠二煉鋼廠房及廠房?jī)?nèi)的大型基礎(chǔ)。二煉鋼廠房由鋼結(jié)構(gòu)主廠房和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房組成，其中：鋼結(jié)構(gòu)主廠房包括：加料跨、過(guò)渡跨、精煉跨，鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)的廠房包括過(guò)渡跨及出坯跨。 建、構(gòu)筑物分布情況見(jiàn)附圖 1 總平面圖1.2 擬拆除的建、構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)況：1.2.1 鋼結(jié)構(gòu)主廠房加料跨廠房為大型鋼結(jié)構(gòu)廠房（鋼結(jié)構(gòu)

4、梯型屋架） 。長(zhǎng) 318m ，跨度 19.7m ，屋面標(biāo) 高最高為 +24.6m ，天窗屋面高為 +29m ，屋面為大型砼預(yù)制板， 山墻為鍍 鋅瓦圍護(hù)結(jié)構(gòu)；加料跨廠房與爐子跨廠房共用 G 列廠房柱，柱距 18m ，與過(guò) 渡跨廠房，共用 F 列房柱。過(guò)渡跨廠房為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房，屋面為鋼結(jié)構(gòu)梯型屋架，預(yù)制砼屋面板。長(zhǎng) 240m ， 跨度 6m，柱距 6m ，屋面高 +20.0m ；跨內(nèi)搭設(shè)有各種操作室、儀表室、值 班室、調(diào)度室、分析室等建構(gòu)筑物。精煉跨為單層鋼結(jié)構(gòu)廠房 （屋面為鋼結(jié)構(gòu)梯型屋架， 大型預(yù)制砼屋面） 長(zhǎng) 306m ， 跨距 29m ，柱距一般為 6m ，最大為 12m ：屋面標(biāo)高 +1

5、8.8m ，天窗屋面標(biāo)高 +22.13m ，山檣為鍍鋅瓦圍護(hù)結(jié)構(gòu)。1.2.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房 （該部分廠房為混凝土立柱結(jié)構(gòu)，不是本篇的重點(diǎn)，略）1.2.3 丁字跨丁字跨為相對(duì)獨(dú)立的鋼結(jié)構(gòu)廠房， 兩列立柱呈南北向布置， 西側(cè)有 5 根 立柱，東列有 4 根立柱，寬 24 米，長(zhǎng) 24 米。1.2.2 拆除區(qū)域的周邊環(huán)境1.3.1 周邊環(huán)境： 東側(cè)為二轉(zhuǎn)東路， 二轉(zhuǎn)東路東側(cè)約 150M 為待拆除區(qū)； 南為二轉(zhuǎn)南路，南側(cè) 50M 是上海吳淞煤氣廠制氣車(chē)間，爆破區(qū)距要保護(hù)目 標(biāo)約 100 米，西為鋼二路，鋼二路西面為不銹鋼項(xiàng)目的建設(shè)工地；北面為 二轉(zhuǎn)北路，爆破區(qū)距要保護(hù)的化學(xué)水處理站及高爐鍋爐房約

6、 100 米。建筑 物與周邊的距離見(jiàn)圖 1 的平面示意圖。1.3.2 地下（上）管線(xiàn)及危險(xiǎn)品處理：管道、架空電纜線(xiàn)、設(shè)備等由指 揮部委托相關(guān)單位拆除，危險(xiǎn)品容器及場(chǎng)所（包括各種化學(xué)處理池）已由 廠方清理干凈、并在施工前出具相關(guān)證明。二、確定技術(shù)指標(biāo)1. 工期要求1.1 業(yè)主計(jì)劃 不銹鋼項(xiàng)目是寶鋼集團(tuán)的重點(diǎn)技改項(xiàng)目，總投資達(dá)壹百多億，建設(shè)空 間必須保證；第二煉車(chē)間是上鋼一廠效益最好的車(chē)間，多生產(chǎn)一天就多一 份效益。拆除第二煉鋼車(chē)間，是為不銹鋼建設(shè)項(xiàng)目掃除障礙，最短時(shí)間內(nèi) 拆除第二煉鋼車(chē)間才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與建設(shè)效益的最大化。拆除計(jì)劃為： 3 月 15 日二煉鋼停產(chǎn)， 6 月 30 日實(shí)現(xiàn)全部拆除施工，

7、為后續(xù)建設(shè)掃除障礙。1.2 我方計(jì)劃 按照受控有序，安全可行的總體要求，在滿(mǎn)足業(yè)主要求的前提下，適 當(dāng)留有余地，我方的工期計(jì)劃為： 3 月 20 日開(kāi)始拆除施工， 6 月 10 日完成 全部拆除施工，總計(jì) 80 日歷天。1.3 安全要求 南側(cè)的吳淞煤氣廠，北側(cè)的高爐鍋爐房要確保其安全，確保施工人員 的安全。1.2.3 爆破震動(dòng)1.3.3 確定爆破振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn) 國(guó)家爆破安全規(guī)程 GB6722-86 規(guī)定的爆破地震安全距離規(guī)定如下： 一般建筑物和構(gòu)筑物的爆破地震安全性應(yīng)滿(mǎn)足安全震動(dòng)速度的要求， 主要類(lèi)型的建 （ 構(gòu)） 筑物地面質(zhì)點(diǎn)的安全震動(dòng)速度規(guī)定如下：a. 土窯洞、土坯房、毛石房屋 1.0cm/s

8、；b. 一般磚房、非抗震房的大型砌塊建筑物2 3cm/s ；c. 鋼筋混凝土框架房屋 5.0cm/s ； 為確保保護(hù)目標(biāo)的安全， 確定本工程的安全爆破振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)為： 2.0cm/s1.3.4 爆破地震安全距離計(jì)算 對(duì)于拆除控制爆破，爆破地震安全距離可按下式計(jì)算R= （KK /V）1/ Qm 式中： R 爆破地震安全距離， m；由于本工程中的吳淞煤氣廠是 不可移動(dòng)的，必須保證其安全，即爆破的安全距為 R=50m ；Q 炸藥量， Kg ；齊發(fā)爆破取總炸藥量；微差爆破或秒差爆 破取最大一段藥最；V地震安全速度， cm/s ；本工程取 V=2.0cm/s ； m 藥量指數(shù)，取 1/3 ；K、 與爆破點(diǎn)地

9、形、 地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)， 可按下表一、選取，或試驗(yàn)確定。K系數(shù)， K =0.25 1，近爆源且臨空面少時(shí)取大值， 反之取小值。有資料認(rèn)為 KK =7.06 ， =1.36 。表一、爆區(qū)不同巖性的K、 值巖性K堅(jiān)硬巖性501501.3 1.5完美 DOC 格式整理中硬巖性 150 250 1.5 1.8軟巖性250 3501.8 2.0由于本工程采用的是控制爆破，其裝藥又是外部裝藥，為保證安全，取 K=150 、 =1.5則由上式可反求出一次齊爆藥量Q=177.8 也可用薩道夫經(jīng)驗(yàn)公式V=KK （Q1/3 /R）， cm/s式中各符號(hào)代表含義與上式相同。 進(jìn)行被保護(hù)目標(biāo)振動(dòng)速?gòu)?qiáng)度驗(yàn)

10、算。得： V=0.094 cm/s ，該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，故可以確保安全1.4 爆破空氣沖擊波超壓1.2.4確定爆破空氣沖擊波超壓標(biāo)準(zhǔn)表二、空氣沖擊波對(duì)建筑物的破壞等級(jí)破壞等級(jí)建筑物被破壞的程度超壓 P 105， Pa1磚木結(jié)構(gòu)完全破壞2.02磚墻部分倒塌，土房倒塌1.0 2.03木結(jié) 構(gòu) 梁柱傾斜，部分折斷，磚 結(jié)構(gòu)房頂撕掉，墻0.5 1.0部分移動(dòng)或裂縫，土墻 開(kāi)裂或局部 倒塌4木板隔墻破壞，木房架折斷，頂棚部分破壞0.3 0.55門(mén)窗破壞，屋面瓦大部分掀掉 ，頂棚部分破壞0.15 0.36門(mén)窗部分破壞， 玻璃破壞， 屋面瓦部分破壞，0.07 0.15頂棚抹灰脫落7磚墻部分破壞，屋面瓦部

11、分翻動(dòng)，頂棚抹灰0.02 0.07部分脫落表三、空氣沖擊波超壓對(duì)人體的傷害情況專(zhuān)業(yè)資料分享由表二、表三確定本工程的安全超壓值取 P=0.03 105Pa。序號(hào)傷害程度超壓 P( 105，Pa)傷害情況1輕微0.2 0.3輕微挫傷2中等0.3 0.5聽(tīng)覺(jué)、氣管損傷、 中等挫傷、骨折3嚴(yán)重0.5 1.0內(nèi)臟嚴(yán)重挫傷、 可能造成死亡4極嚴(yán)重1.0大部分人死亡141.5 爆破空氣沖擊波超壓計(jì)算公式 由于目前的控制爆破及常規(guī)爆破中對(duì)外部裝藥控制爆破的空氣沖擊波超壓沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的計(jì)算公式，只能借用現(xiàn)有的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算：3+4.3*Q 1/2 /R2+1.1*Q 1/3 /R) 105,Pa P=( 14*Q

12、/R由該公式計(jì)算得表四超壓（105Pa）550Pa）5 0.0420.04910120.0300.0540.058800.025表四、藥量、距離、超壓關(guān)系表距離( M)1001201602002500.0200.0160.0120.0100.0080.023 0.020 0.0140.0320.0340.0250.0210.0270.0220.0110.0153000.0060.009 0.008 藥0.0120.0100.0080.017 0.0130.0110.009160.0630.0380.0300.0250.0180.0140.0120.010180.0670.0390.0310.0

13、260.0190.0150.0120.010200.0700.0410.0320.0260.0200.0160.0120.0100.0610.0360.0230.0110.0090.0280.018 0.01422 0.072 0.042 0.033 0.027 0.020 0.016 0.013 0.0110.01124 0.075 0.044 0.034 0.028 0.021 0.017 0.013完美 DOC 格式整理專(zhuān)業(yè)資料分享260.0770.0450.0350.0290.0220.0170.0140.011由表四可以得出在 100M 位置，安全超壓的最大單次齊爆藥量為： 16 。

14、2.3 爆破噪聲1.2.5 爆破噪聲安全標(biāo)準(zhǔn)爆破噪聲對(duì)建筑物的損壞，見(jiàn)表五表五、爆破噪音對(duì)建筑物的損壞 聲壓級(jí)（ dB ）超壓（ 105Pa）建筑物損壞狀況169 0.06 窗玻璃開(kāi)始破裂171 1740.08 0.1 窗玻璃部分損壞177 1800.15 0.2窗框和外廊木窗破壞為確保爆不對(duì)周?chē)ㄖ?，特別是南側(cè)的吳淞煤氣廠及北側(cè)高爐鍋爐 房及化學(xué)水處理站的安全，確定安全聲壓標(biāo)準(zhǔn)為 169dB 。1.2.6 爆破噪聲計(jì)算公式聲波強(qiáng)度 BB=20*Lg （ P/P 0），dB 式中： B聲壓水平，表示聲波強(qiáng)度，dB ；P 測(cè)點(diǎn)聲壓， N/m2；P 0基準(zhǔn)聲壓（正常聽(tīng)到最小聲壓）2 10-5 N

15、/m 2。用該公式可以對(duì)爆破噪聲超壓進(jìn)行安全校核。則一齊爆 16 炸藥時(shí)，在 100m 位置其爆破噪聲為 163.5dB 。該值小于安全值，爆破不會(huì)對(duì)保護(hù)目標(biāo)造成破壞。3 鋼立柱爆破切割指標(biāo)確定1.3.5 典型鋼立柱結(jié)構(gòu)本工程中待爆破切割的典型鋼立柱結(jié)構(gòu)如圖2 所示。20 1616795L200 1416920L200 141692062011615900300300-660 1615900-45 2016840-450 168840681414-450 168840圖 2.1 典型立柱下部結(jié)構(gòu)示意圖圖 2.2 典型鋼立柱上部結(jié)構(gòu)示意圖1.6 鋼立柱待爆破切割部位厚度統(tǒng)計(jì) 鋼立柱待爆破部位厚度

16、統(tǒng)計(jì)如表六所示。表六、鋼立柱待爆破部位統(tǒng)計(jì)序號(hào)部位厚度數(shù)量1D、 E、F 軸下柱16 110*22D、 E、F 軸上柱14 1103G（18、 2243）軸上柱20 15*24G（18、 2243）軸上柱16 155G（ 9 21）軸上柱30 66G（ 9 21）軸下柱16 6由該表可以得出， 16 是本次爆破切割鋼立柱的主體，為方便加工切割器， 確 定 16 為本次爆破的主要切割指標(biāo)。由于待切割的鋼立柱所處的狀態(tài)與試驗(yàn)要切割的鋼板的狀態(tài)不同，一個(gè)為受壓態(tài)，一個(gè)自由態(tài)，為確 保證切割器工作可靠，確定切割器的最小切割厚度指標(biāo)增加20% ，即切割器的最小切割厚度為 20 。三、選擇切割器1. 聚能

17、切割爆破的原理 在某種特定藥包形狀的影響下，可以使爆炸的能量在空間重新分配， 大大增強(qiáng)對(duì)某一個(gè)方向的局部破壞作用，裝藥的這種作用叫做聚能效應(yīng)。 利用裝藥的聚能效應(yīng)，將炸藥加工成一定的形狀，再罩上藥型罩（如金屬、 玻璃等材料） ，可制成切割器， 它使炸藥爆炸產(chǎn)生的能量會(huì)聚成一條直線(xiàn)或 一個(gè)面，形成金屬射流以及伴隨其后的杵體，這種金屬射流和杵體具有很 強(qiáng)的穿透能力，作用在金屬等物體上，產(chǎn)生洞或切縫。1 、炸藥； 2 、聚能罩； 3、杵體； 4、射流圖 3. 聚能切割器作用原理示意圖理論和實(shí)驗(yàn)表明，炸藥的性質(zhì)、裝填密度、聚能穴的形狀、藥型罩的 材料和厚度是決定切割器切割能力的主要因素。2確定切割器罩

18、材料延展性好的其聚能切割效果好于延展性差的材料，裝藥密度大 的爆破效果好于裝藥密度小的切割器。通過(guò)試驗(yàn)，最好是選用銅、鉛等做罩體，選用壓裝的法生產(chǎn)的聚能裝 藥。在壓裝法生產(chǎn)的裝藥又分為分體壓裝法生產(chǎn)和整體壓裝法生產(chǎn)，這兩 種方法同樣可以達(dá)到設(shè)計(jì)的裝藥密度，但分體壓裝法生產(chǎn)的裝藥不利于施 工，整體壓裝法生產(chǎn)的裝藥可以方便地進(jìn)行施工安裝。只有鉛可以實(shí)現(xiàn)整體壓裝法生產(chǎn)，確定選用鉛管整體壓裝法生產(chǎn)的聚能切割器3切割器參數(shù)爆破目標(biāo)：材質(zhì)：45# 鋼；厚度： 16 ；罩體：角度： 90 ；母線(xiàn)長(zhǎng)： 15 ；厚度： 2 ；裝藥：炸藥類(lèi)型：R852 ；密度： 1.69g/cm 3，線(xiàn)密度： 350g/m四、超

19、大型鋼結(jié)構(gòu)廠房倒塌設(shè)計(jì)1 結(jié)構(gòu)爆破拆除原理任何類(lèi)型的建筑物或構(gòu)筑物在正常條件下其底部結(jié)構(gòu)的支撐力與上部 結(jié)構(gòu)的重力處于平衡的穩(wěn)定狀態(tài)。建、構(gòu)筑物拆除爆破，是在認(rèn)真分析和研究建筑物或構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)形 式、構(gòu)造特點(diǎn)、受力狀態(tài)、荷載分布和各部位構(gòu)件承載能力的基礎(chǔ)上，運(yùn) 用控制爆破技術(shù)將承重結(jié)構(gòu)的某些關(guān)鍵部位爆松或爆除，使之失去承載能 力，同時(shí)破壞結(jié)構(gòu)的剛度，打破建筑物或構(gòu)筑物原有的平衡的穩(wěn)定狀態(tài)， 建、構(gòu)筑物在其重力失衡和整體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性的情況下，依靠自身的重 力作用原地坍塌，或在偏心力矩的作用下定向傾倒。建、構(gòu)筑物在原地坍 塌或定向傾倒落地過(guò)程中，在巨大慣性力作用下，上部結(jié)構(gòu)與地面或下部 結(jié)構(gòu)發(fā)生

20、猛烈碰撞， 在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生強(qiáng)烈地壓縮或剪切作用， 使其解體破碎2. 主廠房拆除方案設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)主廠房拆除步驟：先將地面上的設(shè)備基礎(chǔ)拆除并進(jìn)行必要的預(yù) 處理，然后用聚能爆破切割裝藥對(duì)鋼柱實(shí)施切割爆破，使整個(gè)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)向 北倒塌，最后在地面上用人工機(jī)械將廠房殘?bào)w切割、吊裝運(yùn)走。1.2.7 主廠房爆破傾倒方向選擇主廠房東、南、西、北四側(cè)都有可供倒塌的場(chǎng)地，在技術(shù)上也可實(shí)現(xiàn) 向中心倒塌的方案。 由于本次拆除的廠房最高達(dá) 24.6 米，而每個(gè)立柱間的 柱間距多為 6 米，向西或向中間傾倒時(shí)，雖然對(duì)于爆破噪聲控制有利，倒 塌容易實(shí)現(xiàn)，但爆破后，鋼立柱相互疊加，增大了爆破后的堆高，清除的 難度非常大，不利于縮短施

21、工工期；向南、向北側(cè)傾倒時(shí)，不僅有傾倒的完美 DOC 格式整理專(zhuān)業(yè)資料分享場(chǎng)地，而且爆破后廠房堆積高度較低，各柱相互不重疊，四周均可展開(kāi)進(jìn) 行清除施工，有利于后續(xù)施工和縮短工期，單側(cè)傾倒的不利之處是，爆破 后廠房堆積高度不是最低，為最大限度方便后續(xù)施工，采用同時(shí)向南北兩 側(cè)倒塌的爆破控制方案。經(jīng)過(guò)對(duì)比，確定向南、北兩側(cè)同時(shí)傾倒為本次控制爆破的傾倒方向。1.7 主廠房爆破倒向方案 在樓房控制爆破施工中，爆破倒向主要靠時(shí)間差及高度差的控制。單 獨(dú)采用時(shí)間差方式，爆破塌落振動(dòng)較小，但爆破塌落效果較差；單獨(dú)采用 高度差方式，爆破倒塌效果比較好，但爆破振動(dòng)較大。針對(duì)本工程高度大， 構(gòu)件強(qiáng)度大的特點(diǎn)，綜合

22、運(yùn)用高度差和時(shí)間差對(duì)倒向進(jìn)行控制。主廠房的柱列為： D 列有 43 根鋼立柱、 E 列有 46 根鋼立柱、 F 列有 21 根鋼立柱、 G 列有 21 根鋼立柱和 7 根砼立柱， 如果簡(jiǎn)單將每列柱一次齊爆， 則可能因一次齊爆藥量過(guò)大及廠房一次塌落振動(dòng)過(guò)大而對(duì)周?chē)h(huán)境造成影 響，為此在南北方向采用時(shí)間差延期的同時(shí)，在東西方向也采用時(shí)間差延 期。南北方向時(shí)間差的劃分按柱列進(jìn)行劃分，東西方向的時(shí)間差利用廠房 的原有沉降縫進(jìn)行劃分， 即從東向西依次劃分為 5 個(gè)分段，每段長(zhǎng)約 60 米， 每段的時(shí)間差控制如表七 , 表八所示。表七、橫向延期時(shí)間控制一覽表序號(hào)柱號(hào)列號(hào)雷管段別延期時(shí)間（ MS ）時(shí)間差（

23、 MS）備注GMS-375FHS-250042513343EHS-31000900DMS-4100GHS-250022432FHS-31000500EHS-415001000DHS-2500GHS-310003823FHS-41500500EHS-520001000DHS-31000GHS-41500417FHS-52000500EHS-625001000DHS-41500GHS-52000F 5+7+2EHS-730001000DHS-52000表八、縱向延期時(shí)間控制一覽表序號(hào)列號(hào)柱號(hào)雷管段別延期時(shí)間（ MS ）時(shí)間差（ MS）備注3343MS-3752432HS-25004251G823H

24、S-3100050017HS-41500500+7+2HS-520005003343HS-25002F2432HS-31000500823HS-4150050017HS-520005003343HS-310002432HS-415005003E823HS-5200050017HS-62500500+7+2HS-730005003343MS-41002432HS-25005004D823HS-3100050017HS-41500500+7+2HS-520005001.8 爆破切口確定磚木結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)建筑物其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：材料抗壓性好，抗拉性差，整幢建筑支撐在承重墻或承重柱上，只要承重結(jié)構(gòu)在外力

25、作用下（如 地震、爆炸等）發(fā)生傾斜失穩(wěn)，所有承力構(gòu)件就會(huì)被拉斷，整體結(jié)構(gòu)就會(huì) 在瞬間失穩(wěn)倒塌。而且可采用內(nèi)部裝藥方式，充分利用炸藥的爆炸能量， 使承重構(gòu)件解體，來(lái)破壞結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件，這樣實(shí)現(xiàn)磚木混合結(jié)構(gòu)及混凝 土結(jié)構(gòu)建筑的控制爆破。鋼結(jié)構(gòu)廠房的由于其結(jié)構(gòu)立柱的特殊性，第一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部裝藥， 無(wú)法充分利用炸藥的爆炸能量造成結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件大面積破壞；第二，聚能 切割爆破只能將承重立柱切割一條寬約 10 小縫； 第三， 鋼鐵不但具有較 好的抗壓而且具有較好的抗拉延展性，就是結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)不會(huì)引起整體 倒塌。通過(guò)對(duì)大型鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)過(guò)程的分析，必須人工形成鋼立柱的炸高，產(chǎn) 生結(jié)構(gòu)倒塌所需要的重力勢(shì)能，必須

26、人工將鋼立柱與房屋屋架切斷，破壞其結(jié)構(gòu)方便其倒塌，考慮到施工時(shí)的安全性，這些目的必須由爆破法來(lái)實(shí) 現(xiàn)。前排立柱上部切一刀，下部切兩刀，最后一排立柱，僅在下部切兩刀。由于每個(gè)立柱由兩個(gè) “ 工”鋼組成，為防止爆破后每個(gè)立柱立在原處， 在每個(gè)立柱內(nèi)部采用高度差進(jìn)行控制，傾倒方向前方的“ 工”字鋼切割高約 3 米，后方的 “ 工 ”字鋼切割高度約2 米。五、預(yù)處理1預(yù)處理的原則在保證結(jié)構(gòu)安全同時(shí)保證施工人員的安全的前提下，盡可能將廠房結(jié) 構(gòu)上的附屬物及結(jié)構(gòu)處理掉，從而達(dá)到降低裝藥量目的。在進(jìn)行預(yù)處理前，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行安全校核，確定出鋼立柱最大可處 理的尺寸，在保證安全的前提下確定預(yù)處理的程度，為后續(xù)

27、的施工設(shè)計(jì)提 供依據(jù)。2車(chē)間外部石棉瓦的預(yù)處理廠房鋼立柱預(yù)處理后，所有鋼立柱都成為危柱，為確保爆破施工時(shí)人 員安全，應(yīng)盡量減少外加荷載，特別是水平荷載，最大的突加荷載為風(fēng)荷 載，為此，應(yīng)將所有側(cè)向的石棉瓦預(yù)處理掉，盡可能減少迎風(fēng)面積。3每列柱的柱間預(yù)處理由于采用橫向定向倒塌方案， 每列柱的柱間聯(lián)系橫梁無(wú)需進(jìn)行預(yù)處理， 但為了倒塌可靠，爆破前應(yīng)將通過(guò)每個(gè)沉降縫的管線(xiàn)全部在沉降縫部位切 斷。對(duì)于部分立柱之間的大型加強(qiáng)結(jié)構(gòu)及扶梯全部切除。4加料跨與精煉跨間過(guò)渡跨的預(yù)處理由于過(guò)渡跨的柱列間寬度僅 6 米，而廠房的組成部分全部為鋼材，鋼 材的良好延展性及強(qiáng)度，為降低爆破后的爆堆高度，必須將柱間的所有小

28、車(chē)間辦公室，全部切割掉。根據(jù)設(shè)計(jì)，整幢廠房分別向南北方向傾倒，為 此必須將二排立柱間的連接橫梁切除。5鋼立柱的預(yù)處理由于聚能爆破切割出的縫僅 10 ，而根鋼立柱都是由兩肢以上的工字鋼結(jié)成，必須將下部切口之間每肢工字鋼之間的橫撐與斜撐預(yù)處理掉。 鋼立柱的下柱由兩肢工字鋼結(jié)成，根據(jù)對(duì)鋼立柱強(qiáng)度的安全校核，可以將下柱工字鋼的翼板預(yù)切割掉，對(duì)每一肢工字鋼的兩翼切口成45 ，這樣可以使每肢工字鋼在任何一個(gè)水平切口斷面成 “T”，可以增加鋼立柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)鋼立柱的上柱，只有一個(gè)工字鋼組成，根據(jù)對(duì)其強(qiáng)度校核，可以將 其腹板進(jìn)行預(yù)切割掉，切口成45 ，且切口寬度不超過(guò)100 。五、爆破前的試驗(yàn)1 試驗(yàn)的目

29、的 爆破前的試驗(yàn)有以下目的：檢驗(yàn)線(xiàn)性切割器的切割能力；檢驗(yàn)所有火 工品的性能；以及爆破方案的可行性；試驗(yàn)降噪措施的效果。2 試驗(yàn)的內(nèi)容1.9 對(duì)起爆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行三次1： 1 實(shí)爆試驗(yàn)。1.10 對(duì)線(xiàn)性切割器切割性能實(shí)爆試驗(yàn)。1.11 用導(dǎo)爆索進(jìn)行降噪模擬試驗(yàn)。1.12 利用現(xiàn)場(chǎng)有的小型鋼結(jié)構(gòu)廠房 丁字跨，對(duì)整個(gè)廠房的爆破施工 程序及處理方案進(jìn)行實(shí)爆試驗(yàn)。3試驗(yàn)結(jié)果1.2.8 三次起爆網(wǎng)絡(luò)實(shí)爆試驗(yàn)表明，起爆網(wǎng)絡(luò)方案可行、可靠。1.2.9 切割器性能試驗(yàn) 試驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的線(xiàn)性切割器徹底將 16 厚的 Q235 鋼炸斷。 用該種型號(hào)的切割器對(duì)切，可以將 30 厚的 20# 錳鋼炸斷。炸高 6 時(shí)，切割

30、器的威力最大。用 8# 非電雷管可以穩(wěn)定起爆該切割器。 用單根切割器可以將廠房鋼立柱 Q235 鋼 16 的工字鋼切割出一條寬12 的縫，其中爆炸侵徹深度為 14 ，爆炸震落深度約2 。以上結(jié)論表明：這次設(shè)計(jì)的切割器能夠滿(mǎn)足施工要求。1.3.6 降噪試驗(yàn)試驗(yàn)表明：爆破目標(biāo)上復(fù)蓋材料材質(zhì)密度越大降噪效果越好；有殼裝 藥噪聲小于無(wú)殼裝藥；全封閉箱體比半封閉箱體降噪效果較好。3.4 丁字跨廠房控制爆破方案丁字跨向西定向傾倒，丁字跨由兩排鋼立柱組成。該部分廠房的聚能 切割爆破作為主廠房聚能切割爆破的試爆，其聚能切割形式、延期起爆形 式、降噪方案、預(yù)處理方式等全部與主廠房的處理方式相同。試爆后，廠房徹底

31、倒塌，最大堆高 3M ，立柱與屋頂脫離完全，向前傾 倒 5M，后坐 2M ；機(jī)械清除僅用 1 天時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果表明：這次爆破方案完 全可行。六、施工前召開(kāi)的會(huì)議為了確保施工順利進(jìn)行，在施工前召開(kāi)一次專(zhuān)家論證會(huì)；一次安全協(xié) 調(diào)會(huì)。1專(zhuān)家論證會(huì) 邀請(qǐng)爆破、結(jié)構(gòu)、材料等方面的專(zhuān)家對(duì)施工方案進(jìn)行一次評(píng)審，在會(huì) 上詳細(xì)記錄專(zhuān)家的評(píng)審意見(jiàn)，對(duì)施工方案進(jìn)一步完善。2安全協(xié)調(diào)會(huì) 邀請(qǐng)爆破施工可能影響的單位，特別是南側(cè)的吳淞煤氣廠進(jìn)行安全直 協(xié)調(diào)，確定最佳爆破時(shí)間，把爆破對(duì)環(huán)境的影響降低到最小。七、爆破前的施工準(zhǔn)備1 工地管理網(wǎng)絡(luò)：高效運(yùn)轉(zhuǎn)的施工機(jī)構(gòu)是施工方案實(shí)施的保證，針對(duì)本工程的特點(diǎn)，組 織有經(jīng)驗(yàn)的施工人員

32、組成施工項(xiàng)目經(jīng)理部。如圖4 所示。完美 DOC 格式整理專(zhuān)業(yè)資料分享項(xiàng)目經(jīng)理：施工負(fù)責(zé)人：技術(shù)顧問(wèn)：安全負(fù)責(zé)人質(zhì)量負(fù)責(zé)技術(shù)負(fù)責(zé)安全員爆破作業(yè)組： 20 人人工配合組 6 人配套組： 氣割工 30 人電工： 3 人圖 4、項(xiàng)目經(jīng)理部組成示意圖2 施工步驟第一步 進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備 拿到爆破委托書(shū)后，即著手進(jìn)行聚能切割裝藥的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、加工等 工作，確保滿(mǎn)足工程要求。同業(yè)主簽訂合同后，立即組織有關(guān)專(zhuān)家，對(duì)施工方案進(jìn)行可行性論證 工作，根據(jù)專(zhuān)家的論證意見(jiàn)，對(duì)施工方案進(jìn)行進(jìn)一步完善，并將施工方案 上報(bào)主管部門(mén)，待方案獲得批準(zhǔn)后，辦理有關(guān)開(kāi)工手續(xù)。在接到業(yè)主的開(kāi) 工指令后，將本工程所需的員工及機(jī)械、設(shè)備調(diào)集、檢修

33、完畢，在第三天 完成進(jìn)場(chǎng)工作。第二步 施工展開(kāi) 進(jìn)場(chǎng)后，首先進(jìn)行爆破預(yù)處理和爆破防護(hù)。用割槍割斷各跨之間主要 的連接，為爆破創(chuàng)造條件。第三步 按照設(shè)計(jì)方案對(duì)爆破切割部位進(jìn)行預(yù)處理。3、安全管理1.13 工程開(kāi)工前，項(xiàng)目經(jīng)理組織管理人員和作業(yè)人員進(jìn)行安全和技術(shù) （包括施工方案）的交底；工程開(kāi)工后 , 每天每個(gè)作業(yè)面首先由安全員、技 術(shù)員向施工人員根據(jù)當(dāng)天的作業(yè)進(jìn)程進(jìn)行安全、 技術(shù)交底 , 使施工人員清楚 完美 DOC 格式整理專(zhuān)業(yè)資料分享地知道所拆除的部位和必須做好的安全措施；施工中，管理人員隨時(shí)糾正 施工人員的違章、冒險(xiǎn)行為。3.2 施工區(qū)域與非施工區(qū)域之間設(shè)立醒目安全標(biāo)志 , 派員負(fù)責(zé)安全警

34、戒 工作，嚴(yán)禁不相關(guān)人員（包括回收材料人員）進(jìn)入施工區(qū)域；材料的回收、 交接必須在作業(yè)結(jié)束后在指定的安全區(qū)域（材料臨時(shí)堆放點(diǎn)）進(jìn)行。3.3 人工拆除少量局部的特殊構(gòu)件和進(jìn)行爆破預(yù)處理施工時(shí)， 要遵守技 術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，特別是有登高作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員必須系好安全帶并與 可靠點(diǎn)相連接，必要時(shí)局部搭設(shè)腳手架，以保證作業(yè)人員的安全。3.4 機(jī)械作業(yè)有專(zhuān)人指揮；作業(yè)時(shí)，作業(yè)區(qū)內(nèi)不得有人從事其它作業(yè)， 除機(jī)械施工人員和指揮人員外，其他人員必須距作業(yè)點(diǎn) 10M 以外中的有3.5 拆除現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)用電， 遵守施工現(xiàn)場(chǎng)電氣安全管理規(guī)定關(guān)規(guī)定；拆除施工機(jī)械設(shè)備的安全防護(hù)裝置，嚴(yán)格按照有關(guān)的安全技術(shù)規(guī) 程配置，并做到

35、定機(jī)、定人、定崗位3.6 氣割施工時(shí)氣割所用的氧氣瓶、 乙炔瓶分開(kāi)放置， 并配備足夠數(shù)量 水桶和滅火器；派人經(jīng)常巡視、檢查氣割等有明火處的周?chē)闆r，及時(shí)消 除可能存在的隱患，防止發(fā)生火災(zāi)。3.7 拆除施工中，及時(shí)整理建筑垃圾，保持拆除區(qū)內(nèi)道路暢通。3.8 施工組織設(shè)計(jì) , 在得到有關(guān)部門(mén)審批批準(zhǔn)以后，將在施工中嚴(yán)格執(zhí) 行；在施工中遇到新問(wèn)題時(shí) , 施工方案將作修改時(shí)，為確保施工安全 , 書(shū)面 上報(bào)區(qū)有關(guān)部門(mén)審核。3.9 加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理，在施工現(xiàn)場(chǎng)掛設(shè)安全標(biāo)志。爆破時(shí)間油 料、炸藥、雷管庫(kù)房掛示警牌，炸藥、火工品的購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)輸、保管、使用 嚴(yán)格執(zhí)行中華人民共和國(guó)民用爆炸物品管理?xiàng)l例 。4施工

36、機(jī)具 由于本次工程工期要求較緊，必須配置充足的機(jī)械設(shè)備，才能保證工 程的順利進(jìn)行，為此配備以下機(jī)具：鎬頭機(jī)（挖機(jī)） 6 臺(tái)氣割設(shè)備 20 套6m 3 電動(dòng)空壓機(jī) 4 臺(tái) 風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī) 15 部 風(fēng)鎬 5 部 運(yùn)輸車(chē)輛 20 輛 八爆破1爆破參數(shù)14 厚的 Q235 工字鋼采用單側(cè)切割。16 厚的 Q235 工字鋼采用單側(cè)切割。30 厚的 20# 錳工字鋼采用兩側(cè)對(duì)切。 單次最大起爆藥量： 16 。前排鋼立柱下部切兩刀共四個(gè)切割器，上部切一刀共兩個(gè)切器。 下部切割器長(zhǎng) 1000 ，上部切割器長(zhǎng) 600 。下部切割器成 45 設(shè)置，上部切割器成30 設(shè)置（設(shè)置位置不夠） 。2起爆網(wǎng)絡(luò) 為確保起爆網(wǎng)絡(luò)

37、的安全可靠，采用復(fù)式多級(jí)延期非電起爆網(wǎng)絡(luò)。即： 采用半秒差裝藥內(nèi)延期，每個(gè)切割器裝 2 發(fā)雷管，在聯(lián)接起爆網(wǎng)絡(luò)時(shí)，兩 個(gè)雷管分別聯(lián)到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，用兩套起爆器分別進(jìn)行起爆每個(gè)網(wǎng)絡(luò)，以確 保整個(gè)系統(tǒng)的可靠準(zhǔn)爆。3安全措施3.1 爆破震動(dòng)危害的控制 控制一次齊爆最大藥量，從而把爆破震動(dòng)引起的地面震動(dòng)速度控制在 周?chē)璞Ｗo(hù)建筑所允許的振動(dòng)速度（即安全振動(dòng)速度）以下：一次齊爆藥量用下式計(jì)算： Cma=x（ V/K ） 3/ *R3 式中： Cma -x- 次齊的最大藥量V 被保護(hù)目標(biāo)的安全震動(dòng)速度（ CM/S ），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為 2.5CM/S ； K 與裝藥形式有關(guān)的系數(shù)，控制爆破取K=150 ；與地質(zhì)有

38、關(guān)的爆破震動(dòng)衰減系數(shù)，取 =1.5 ；R 爆炸幾何中心至被保護(hù)目標(biāo)的距離（M），取 100M 。則 Cmax=278K 。g 在施工中，為確保周?chē)ㄖ募氨Ｗo(hù)目標(biāo)的安全，一次齊爆藥量控制 在 16Kg 以?xún)?nèi)。3.2 減振措施 為減少爆破震動(dòng)及廠房塌落振動(dòng)對(duì)周?chē)暗叵鹿芫€(xiàn)的影響， 在爆破前， 沿待爆廠房的南側(cè)及北側(cè)挖一條深 2 米，寬 1 米，各長(zhǎng)約 400 米的減振溝。3.3 降噪聲措施 由于本次爆破是在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行的為降低爆破噪聲對(duì)周?chē)挠绊?，爆?時(shí)在每個(gè)裝藥外側(cè)加一個(gè)降噪箱，來(lái)降低爆破產(chǎn)生的爆破噪聲，降噪箱的 設(shè)計(jì)如圖 5 所示。木質(zhì)殼體A-A 剖面 B-B 剖面圖 5 、降噪箱結(jié)構(gòu)示意圖

39、3.4 防切割震落飛片措施 由于在前期試爆試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有切割震落破片，為防止破片傷人，在切 割設(shè)置的反面，在設(shè)置切割器的同時(shí)，設(shè)一條寬 50 ，厚 40 ，長(zhǎng)度大于切割目標(biāo)的木條，這可大降低爆破時(shí)破片的飛散距離4安全警戒起爆前 30 分鐘， 第一次警報(bào)：警報(bào)三長(zhǎng)音，時(shí)間人員開(kāi)始撤離至警戒線(xiàn)以外；起爆前 5 分鐘，第二次警報(bào)：警報(bào)長(zhǎng)、短音間隔，時(shí)間1 分鐘，施工區(qū)內(nèi)的無(wú)關(guān)1 分鐘，中斷警戒區(qū)起爆前 1 分鐘，第三次警報(bào)：警報(bào)連續(xù)短音，時(shí)間1 分鐘，各警戒點(diǎn)向副總內(nèi)的道路交通，所有無(wú)關(guān)人員撤離警戒區(qū)，各警戒點(diǎn)向指揮部報(bào)告警戒情況。完美 DOC 格式整理指揮部報(bào)告警戒情況，確認(rèn)警戒完畢后，副總指揮發(fā)令：起爆點(diǎn)注