某框架结构楼房定向倒塌控制爆破拆除

刘 军，李本平，张 晁

（1.第二炮兵指挥学院工程系，湖北武汉430012；2.湖北省发改委培训中心，湖北武汉430000)

某框架结构楼房定向倒塌控制爆破拆除

刘 军*1，李本平1，张 晁2

（1.第二炮兵指挥学院工程系，湖北武汉430012；2.湖北省发改委培训中心，湖北武汉430000)

介绍了某“凸”型高层框架结构建筑物定向倾倒爆破拆除的设计与施工，通过选取合理的爆高、爆破部位和起爆顺序及安全可靠的起爆网路等一系列技术措施，保证了该建筑物爆破成功。

定向爆破；框架结构；安全与防护；网路

1 工程概况

湖北省某市综合楼是一栋“凸”型7层框架结构楼房，主楼高24.6 m，总建筑面积约12950m2。该楼主体长度呈东西走向，前半部楼体东西向为8跨，长度64m；南北向3跨，宽度为19.3m，多数框架柱间距为8m，个别3.3m。框架后半部楼体东西长32m，南北宽19.3m，进深为8m。前后楼连接处有一现浇楼梯间，楼梯间立柱30cm×40cm，楼梯间跨度为3.3m；主体立柱分布为3排(见图1)，其截面尺寸为50cm×60cm；横梁截面尺寸为40cm×50cm。

图1 楼房平面结构与倒塌方向示意图

2 周边环境

拟爆框架楼房周边环境较为复杂，其中楼房西侧15m为通往城区大道的院内道路；北侧16m为4层住宿楼；东侧21m为民房，前楼东侧6m处有地下排污管道；南侧为在建工地，距最近的临时施工用房距离30m(详见图2)。爆破时须确保北、东侧房屋和排污管道安全，楼房倒塌和飞石方向应限定在一定范围内，爆破后应在短期内能恢复院内道路的畅通。

图2 周边爆破环境示意图

3 爆破方案选择

根据待拆除建筑物结构和周围环境及场地条件，项目组确定的备选方案有：（1）“凸”型高层框架结构建筑物整体向南定向倒塌方案；（2）预先人工切断后楼联体一跨，整体预切割分区域毫秒微差向南定向爆破。经评估分析，专家认为以上2种方案均可行，但其中第一方案风险性较大，由于对大楼建造质量均一性不能保证，整体倒塌时不能保证不出现扭转，有可能会出现大楼倾斜，从而达不到向正南方向倾倒的预期效果。经过大量模拟和理论计算，评估专家全部认为第二方案比较优越，虽增加了人工预处理切割的成本，但风险性极大程度地降低，可保证达到预期目的。爆破设计的倾倒方向详见图1。

4 预拆除和预处理

4.1 楼梯间预处理

前后楼连接处东侧有楼梯间，为现浇楼梯结构，现场决策采用风镐和大锤，机械加人工作业，沿楼梯中线破碎切割约30cm宽的切口，从顶层踏步板开始，自上而下实施整体切割，破碎完毕后并火焰切割，割断钢筋，形成两部分楼梯的实际分离，并保持缝隙宽度大于30cm，以避免毫秒微差起爆后楼梯倒塌时的相互影响。

4.2 框架结构预拆除

前后楼连接处平行于楼梯间的一跨，靠近前楼立柱连接处，用爆破法将楼房框架梁切割50cm宽开口（见图3），使楼房分割成前后两栋，其中底部一、二、三合计3层采取割断钢筋的措施，而上部四层只切口钢筋不予割断。其目的一是爆破前保持前后楼的稳定，避免出现倾斜的现象；二是爆破时，当前楼起爆后，其向南倾倒通过钢筋对后楼产生一定拉力，保持后楼的正确倾倒方向。

图3 预处理和爆破切口示意图

5 爆破设计

5.1 炮孔布置

前楼和后楼炮孔分别布设在一、二、三层，采取从南向北柱子逐排逐层减少的布置方式，以形成一个三角形的爆破切口。其中立柱炮孔沿中线左右3cm呈梅花型交错布置，爆破切口炸高和各排立柱孔数具体参数见表1。

表1 承重立柱爆破炸高与孔数

5.2 爆破参数设计

（1）最小抵抗线W：

式中：B——立柱或梁体截面宽度。

（2）炮孔间距a：

a=(1.5～2.0)W=2×0.2=0.4cm

（3）炮孔深度h：

h=0.8H

式中：H——立柱厚度。

截面0.4cm×0.5cm h=0.8×0.5=0.4cm

截面0.5cm×0.6cm h=0.8×0.6=0.48cm

（4）单孔装药量q：

q=kaHw

式中：k——炸药单耗，g/m3。

截面0.4cm×0.5cm q=180g

截面0.5cm×0.6cm q=200g

5.3 起爆网路和延时设计

采用孔外非电导爆管雷管微差起爆、双路非电导爆管系统和电雷管加强网路接力传爆的起爆方式。为确保可靠、准爆，每个爆区采用了多路连通，每层都设立导爆管击点，每层楼组成4组复式起爆网路。两楼各部位起爆延时参数为：前排ms1；中排ms3；后排ms5。

6 安全防护措施

在爆破部位用竹笆包裹，重点防护方向用双竹笆包裹，以防个别飞石。距最近的楼房方向搭设双层高约6m的竹笆墙。爆破振动速度评估：根据设计的分段起爆网路设计，一次齐药量不超过16kg，由公式验算，此次爆破引的地震动不会损坏周围建筑物。

7 爆破效果

2015年1月8日下午4点，一声炮响，大楼分前后2部分按设计要求方向倒塌，定向准确，梁柱结点解体充分，爆堆比较理想，爆体中央部分高度约6m。爆破后爆堆范围为南倾倒方向最大12m，微向东西扩大，其中东部为3～5m，无后坐现象发生，场区道路经除尘、二次破碎后短时间内就恢复了通行能力，距爆区近的楼房完好无损，地下排污管理无破坏，各被保护的建（构）筑物安然无恙；爆破拆除效果达到预期目的。

[1]刘殿忠.工程爆破实用手册[M].北京：冶金工业出社，1999.

[2]何广沂，朱忠节.拆除爆新技术[M].北京：中国铁出版社，1988.

TU746.5

B

1004-5716(2015)12-0165-02

2015-10-22

2015-10-30

刘军（1974-），男（汉族），浙江乐清人，副教授，现从事地下隧道工程设计与施工的教学工作。