《多高层建筑折叠爆破拆除施工工法》适用于临近重要设施、倒塌场地有限、爆破有害效应需严格控制的复杂环境下多高层建筑物的爆破拆除。
《多高层建筑折叠爆破拆除施工工法》的工艺原理叙述如下:
通过设置2个或2个以上的爆破切口,将楼房分成若干个楼体单元;采用室内模型试验、数值模拟或工程类比等方法,确定爆破切口的位置、大小、数量及切口间起爆时差。利用延时起爆技术,使各楼体单元形成同向或多向复合定向倾倒运动,楼房折叠坍塌,达到缩短倒塌距离、改善破碎效果、降低塌落振动等有害效应的目的,实现多高层楼房的安全快速拆除。
多高层楼房的折叠爆破可分为单向折叠、双向折叠、内向折叠等不同类型。
单向折叠,即各楼体单元的倒塌方向指向同一方向,见图1;双向折叠,即各楼体单元顺序起爆,向不同方向交替连续折叠倒塌,见图2;内向折叠,即自上而下对爆破切口内的承重构件如墙、柱和梁等予以充分破坏,从而在重力作用下形成内向重力矩,在外侧上部结构的重力矩作用下,上部构件和外承重墙、柱向内折叠坍塌,见图3。
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《多高层建筑折叠爆破拆除施工工法》的施工工艺流程及操作要点叙述如下:
工艺流程
施工准备→切口布置→预拆除→布孔→钻孔→验孔→安全防护→试爆→装药→网路连接→警戒→起爆→爆后检査。
操作要点
一、切口布置
根据楼房结构、环境条件等因素选择折叠倒塌的类型;在选定的折叠倒塌类型基础之上,确定切口位置和数量。
1.当一侧有倒塌场地但距离小于楼房高度,采用单向折叠,切口的数量由下式1确定:
n=(H-L)/h
式中n——切口数量;
H——楼房高度,米;
L——侧最大允许倒塌距离,米;
h——切口的平均高度,米。根据结构类型及高宽比选取,通常底部切口选1~4层,上部切口2~3层。
2.当选用单向折叠方案切口数量过多,若另一侧可提供部分倒塌场地时,选用双向折叠,切口数量参照式1确定。
3.当楼房较高,体量、跨度都较大,四周既无定向倾倒条件,也无单向、双向折叠坍塌条件的情况下,采用内向折叠。一般情况下,采用隔1~2层布置1~2层爆破切口,特殊情况下逐层布设。
二、预拆除
根据拟定的爆破方案,按爆高设计要求将部分构件预拆除,其原则是不影响建筑物的稳定性。
1.对于承重墙体,采用“化墙为柱”,预拆除的面积不超过40%。
2.对于非承重墙体,原则上全部拆除。
3.对于剪力墙,可采用爆破法、机械切割法或人工风镐凿除法,“化墙为柱”,预拆除的面积不超过50%。
4.对于楼梯,处理成上下“两段饺”。见图4。
三、布孔
按爆高设计要求在承重墙、立柱或剪力墙上布孔。对于砖混结构,24砖墙按25厘米x25厘米布孔,37砖墙按40厘米x40厘米布孔,爆高较大的墙体可各在上部和下部布2~3排孔,中间部分可不布孔’孔深为砖墙厚度的2/3,拐角处适当加深;钢筋混凝土立柱可沿中心线或沿中心线左右相切布孔,短边大于60厘米以上的立柱可布2排以上炮孔,炮孔间距35厘米左右,排距20-30厘米左右,炮孔深度视立柱断面尺寸及配筋状况,可按厚度的2/3~3/4控制。
四、钻孔
钻孔质量直接关系到爆破作业的成败安危,必须严格按设计要求施工。由主管工程师按设计图用红漆标孔,布孔应注意药量在空间的均匀分布,以加强破碎效果;布孔需标明孔深、药量及段别,并校核最小抵抗线及结构尺寸。立柱孔一般较高,须搭架施工,打孔顺序由上而下,上下孔均要到位,保证孔深和方向;吹净余灰,及时验收,注意保护,并注明废孔。
为缩短工期开展多作业面施工,每天按进度由工程师和施工队长下达施工任务并调度人员和机具。
五、验孔
用带有刻度的木棍检查炮孔,孔内无堵塞物,其深度、方向符合设计要求,否则应标明并进行修正;若深度超出或穿透炮孔要回填至设计标准。验孔完毕后填写炮孔验收单。
六、安全防护
采用“覆盖防护、近体防护和保护性防护相结合”的综合防护方案。
1.立柱爆破部位用浸水草帘捆绑,有效厚度不小于15厘米,草帘外侧捆绑麻袋2层,钢丝网1层。
2.楼房四周3层以下可用双层竹笆墙加内侧挂草帘封闭,三楼以上也可在室内搭设竹笆墙防护。
3.爆破楼层外围用帆布或安全网围裹。
4.需保护的地面以上设施,采用搭设钢管架或竹排架,挂竹笆和安全网。
5.地下管线等设施可用钢板加沙袋覆盖防护。
七、试爆
在具有代表性的部位进行试爆,根据爆破效果,确定合理炸药单耗和单孔装药量。试爆部位的选取以不影响结构的稳定为前提。
八、起爆时差选取
1.切口间时差:单向折叠0.5~1.5秒,双向折叠0.5~2.0秒,内向折叠0.5~2.5秒;切口起爆顺序自上至下,可通过孔内或孔外延时方案实现。
2.切口内时差:排间0.3~0.5秒,层间0~0.5秒;可通过孔内或孔外延时方案实现,须确保先爆炮孔不得破坏后续起爆网路,否则需对网路采取保护措施。
九、装药、堵塞
装药前按设计要求加工药卷,注明重量及段别并分类保管。装药工作要明确分工,分片包干,责任到人,由主管工程师监督。装入炮孔之前要检查炮孔与药卷是否相符,所用雷管段别是否正确,然后用炮棍将插入雷管药卷轻轻推至孔底。用湿度适宜的砂质黏土做成炮泥进行堵塞,注意导爆管和雷管脚线的保护,先轻后重,接近孔口再用力捣实。装药完成后填写验收单。
十、网路连接与施工
折叠爆破一般雷管段数多,网路结点多,为了保证连接质量,宜采用分片分区连接法;各片区由专人负责,每3人一组,各小组需严格按印发的网路连接图进行作业。
导爆管起爆网路的连接形式主要有:
1.导爆管“互动有序”接力起爆网路,见图5。
2.导爆管闭合复式起爆网路,见图6。
起爆网路接好后,立即封闭爆破区,任何人不得再进入。
十一、警戒、爆破与爆后检查
由现场执行指挥作总体检查,并向现场领导汇报。
爆破前设置安全警戒,清理警戒区人员,按总指挥指令进入起爆准备阶段。检查线路电阻,连接起爆器,在总指挥命令下充电、起爆。
起爆5分钟后先由有关人员进入现场检查爆破是否完全、有无拒爆现象,待确信现场完全爆破后再解除警戒。随后,总指挥和总工程师进行效果分析,指导排除一切可能的隐患,解除警戒。