建设工程拆除爆破理论与技术课件.ppt

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1、1、楼房、厂房2、烟囱、水塔、冷却塔3、旧建筑基础、旧设备基础、基坑开挖的岩石、地坪,拆除爆破理论及技术,6.1、楼房、厂房拆除方案,6.1.1原地坍塌方案6.1.2逐跨坍塌方案6.1.3定向倒塌方案（砍树法）6.1.4向中间倒塌方案6.1.5折叠倒塌方案：单向连续折叠/双向交替折叠,6.1.1 原地坍塌方案,矮层楼房、厂房近些年也向高层发展建筑物的高宽比小于1，楼房周边场地的水平距离小于楼房高度的一半（没有开阔的场地）“原地坍塌”方案要注意清空下层空间，减少堆积杂物的缓冲作用。（1）爆破前：需要将楼房的隔断墙进行预拆除，并清运腾空；（2）爆破中：对其所有承重柱、墙体实施爆破。同时对部分楼层的

2、梁柱进行局部爆破松动，（3）爆破后：整座楼房将在自重作用下塌落，达到“原地坍塌”拆除的目的。相邻柱体的爆破部位的高度有差别，可以使上层结构物下落时承受不均匀的反作用力，有利于上层结构受剪破坏。,砖墙+预制楼板结构,爆破最下一层承重墙和构造柱如果有圈梁，则圈梁的关键部位应确保失效；炸高：限于一层,砖墙+现浇楼板结构,楼板的关键部位也需失效,框架结构,爆破最下一层的柱两端及顶部梁（切梁断柱）,合肥17层大楼原地塌落拆除,合肥17层大楼原地塌落拆除,原地坍塌的长处,对周边环境要求低.易将建筑物爆破坍塌后的爆堆控制在较小范围内.爆后楼房解体度高.底部逐层加厚的缓冲堆碴能大大减弱对周边环境的塌落振动影响

3、.,原地坍塌的不足,大量爆前与爆时的施工工作量。大大增加全面防护的经济成本。气浪与高空飞石的极大安全风险。,6.1.2 逐跨坍塌,逐跨坍塌原理,逐跨坍塌较好地运用了剪切破坏原理，通过跨与跨之间的起爆时间差使跨间产生剪切。逐跨起爆的结果不仅使楼板、梁受到剪切破坏，也使上部未经处理的楼层在下部楼层跨坍的过程中不断受到剪切、挤压、冲击而良好解体，同时，逐跨坍塌的最大优点在于触地振动可以减到最小。这是由于先爆跨在坍落过程中，受到未爆跨的牵扯，减小了触地冲击能量，同样由于牵扯作用，减缓了上部建筑下落的速度，而下部楼层的碎渣又成了上部楼层的减振垫渣。因此在触地振动控制要求比较高时，采用逐跨坍塌方式不仅能减

4、小振动，其爆前处理和钻爆工作量仅大于“定向倾倒”，而要小于其他爆破拆除方式。,实例：上海电力医院逐跨坍塌拆除爆破,上海电力医院门诊搂为砖混结构，楼高5层15m，爆破面积2066m2；采用东西向逐跨坍塌爆破方式，由东向西分四段逐段坍塌，相邻两段时间间隔为0.5s。,爆破瞬间,6.1.3 定向倒塌方案,1、不同炸高形成倾覆力矩,2、不同延时间隔形成倾覆力矩,3、炸高与延时结合形成倾覆力矩,定向倾倒示意图,定向倒塌的条件,楼房运动至爆破切口闭合时，楼房的重心移出闭合支点；若切口闭合时重心不能完全外移，则要求切口闭合时楼房的运动速度或冲击力足以使结构整体或部分破坏失稳，形成楼房倒塌、落地；后排有一定的

5、支撑力，使楼房能够形成定轴转动，满足倒塌条件，避免支撑部分破坏形成楼房下座。,定向倾倒坍塌,定向倾倒坍塌的长处,原理简明直观，技术设计可靠。前期施工工作量相对说并不大,防护相对容易。风险小，效果好。,定向倾倒坍塌的不足-1-,拥挤的大中城市中允许倒塌的空间范围往往明显不足。倒塌后解体较差。楼房倾覆后，高楼所具有的巨大位能大部分转化为落地时的冲击动能，导致触地塌落振动剧增，对周边建筑物产生明显的不良影响。能量转化分配比例不甚理想.,中国第一爆：定向倒塌方案,中国第一爆,中国第一爆,中国第一爆,分割后的定向倾倒,北京东直门16号楼拆除爆破,（1）爆前照片,（2）建筑平面图,（3）切割照片,（4）爆

6、后照片,6.1.4 向中间倒塌方案,实例：重庆米兰大厦B楼内向折叠爆破,一幢22层的主楼（A楼）与一幢10层的附楼（B楼）组成；本次爆破B楼，采用内向折叠爆破。A楼待B楼爆破清理完后，再实施定向倾倒。,西,东,北,周围环境,A楼正南11.1m处平行分布住宅小区；正北是城市主干道洋河大道，其中人行道距大厦仅3m，且地下布有通讯、供电、排污等设施；正东距B楼2m外为地下停车场；正西距A楼5m处是城市排污设施。,西,东,北,南,HS3（1.0）；HS5（2.0）；HS8（2.0）,B楼爆后效果,6.1.5 折叠倒塌方案,单向连续折叠,双向交替折叠,案例：温州中银大厦爆破工程,主楼地上22层，高93.

7、05m，钢筋混凝土框架（剪力墙）结构主楼高宽比2.87，南面有90m的场地，设计向南定向折叠倒塌。设计3个爆破切口，由下至上逐次起爆，缩短堆积长范围，减小落地冲击振动。14层，910层和1516层切口角度分别为300，110，110。,单向连续折叠方案,温州中银大厦爆破工程,温州一大厦爆破工程,温州中银大厦爆破工程,温州中银大厦爆破工程,温州中银大厦爆破工程,按建筑结构归纳,砖混结构：框架结构,砖混结构,砖混结构的楼房是指由砖和钢筋混凝土混合结构的建筑物。建筑物的承重构件主要是砖墙，也有部分钢筋混凝土抗震柱。这类建筑是我国城市住宅的早期建筑，一般都在7层以下。砖混结构楼房的爆破大多采用逐跨坍落

8、，也有采用原地坍塌的。,砖混结构施工要点,（1）为使楼房顺利坍塌，影响楼房坍塌的原承重墙和隔断墙应预先拆除。（2）楼梯间和现浇楼梯往往会影响楼房的倒向和解体，爆前应将楼梯逐段切断，并在相关墙体上布孔装药，与楼房一起爆破。（3）砖混结构住宅，要注意卫生间、厨房的具体位置，因其墙多、开间小、整体性较好，爆前应先作弱化处理。否则，若这些结构在倒向前方，则会造成倾倒不彻底；若在倒向后方，则会造成解体不充分。,框架结构,国内早期大量的商住楼都是框架结构，框架结构楼房的承重构件是钢筋混凝土立柱，它们和梁连接构成框架，有的还和楼板浇注为一体。框架结构楼房拆除爆破时必须将立柱一段高度的混凝土进行充分爆破破碎，

9、使它们和钢筋骨架脱离，使柱体上部失去支撑。爆破部位以上的建筑结构物在重力作用下失稳，在重力和重力弯矩作用下，爆破柱体以上的构件将受剪力破坏，同时将向爆破一侧倾斜塌落。如果后排立柱根部和前排柱同时或是延时松动爆破，则建筑物整体将以其支撑点转动塌落。,常用方案,定向倾倒（要求有倾倒空间）内向折叠,框架结构拆除爆破注意事项,框架结构拆除爆破容易发生后坐，应引起足够重视。（1）如后排承重立柱不处理，前排立柱爆后，楼房在重力弯矩作用下，将使立柱在一楼和二楼之间折断造成一楼立柱后仰，产生很大后座；（2）如后排立柱处理过高，则不能形成很好支撑，会造成楼旁整体下座，而失去“爆高差”，影响定向倾倒，许多爆而不倒

10、的事故就是由此而造成的，因此框架结构的楼房爆破一定要注意后排转动铰点的处理，必要时应进行受力验算分析，才能保证这一方法的成功。,6.2 烟囱、水塔、冷却塔拆除方案,多为定向倾倒高的烟囱场地限制，折叠（双向、单向）,6.2.1 定向倾倒,应用较多，费用低，但需要有场地,6.2.2 单向折叠爆破,上口先响，下后延后响；相当于两次爆破，先炸上部，后炸剩余部分；延期时间考虑不破坏下部的起爆网络。,6.2.3 双向折叠爆破,双向折叠上缺口先爆方案,上缺口先形成时烟囱上部缺口处支撑筒壁所受压应力较大，并且如采用上长下短的方案时，上段筒体转动速度相对较慢。若对混凝土材料的抗压强度估计不准，缺口范围较大，则可

11、能发生塌落式后坐，甚至会发生两段筒体分离继而独立运动的情形，甚至可能发生倾倒方向与预定方向相反的事故。国内目前多采用，延时2s4-5s7s。,双向折叠下缺口先爆方案,在下缺口先起爆方案中，上部缺口处支撑筒壁所受压应力较其在上缺口先爆方案中的压应力小，上缺口处筒壁所受的弯矩反而比在上缺口先爆方案中所受的弯矩还大。采用下缺口先起爆方案时有利于防止上部缺口支撑筒壁的塌落式后坐或上段筒体炸而不倒情况的发生。由于各种因素的影响，烟囱整体倾倒过程往往难以精确预测，因此何时起爆上缺口也难以确定。并且现有的烟囱折叠爆破实例没有一例采用下缺口先爆方案的，因此该方案的应用也存在工程经验上的困难。,实例：广州造纸厂

12、100m烟囱三段折叠,分别在60.2m、30.2m、0.5m处开设三个爆破切口，三个爆破切口分别作出爆破设计；烟囱上段40m向东倒塌，中段30m向西倒塌，下段30m向东倒塌。,折叠爆破过程,起爆时差选择：上段0;中段1.35s;下段2.4s。,6.3 旧建筑基础、旧设备基础、基坑开挖的岩石、地坪爆破方案,旧建筑基础、旧设备基础多为浅孔爆破；地坪也多为浅眼爆破；基坑开挖的岩石，视岩石厚度，有浅孔爆破和深孔爆破,6.4 视频介绍建筑物拆除,1、150m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除2、楼房拆除3、冷却塔爆破拆除,6.5 高耸建筑拆除危害及控制,爆破飞石爆破冲击波爆破振动触地飞石触地振动触地气浪钢筋反弹飞

13、溅粉尘,6.5.1 爆破飞石控制,覆盖防护、近体防护、保护性防护,6.5.2 触地飞石及触地振动控制,6.5.3 粉尘来源,楼面、地面的干渣土爆破形成的粉碎物触地解体的粉尘,动力,风流倒塌过程中的冲击气浪,降尘措施,清除建筑内的渣土（减小来源）；淋水、喷洒湿润；水袋幕：粉尘泡沫防尘排栅高压喷水系统形成的水幕墙飞机投水弹；,6.6 烟囱、水塔爆破常见异常及原因,爆而不倒：爆区未炸开单耗、网路 内衬支撑 开口角度过小：180-240,以210-230为多。开口高度 过小：（1.5-5），以（2-3）为多,*倒地飞溅：伤人、损坏建筑物或设施 落地的处理，不要雨后爆破*烟囱头部甩出过远（前冲）提前做个

14、人工挡墙，或挖个沟*方向偏差甚至反向倒塌 开口角度过大或过高，支撑强度不够 烟囱本身有倾斜或裂纹,高耸烟囱倒塌准确性的控制,开口与支撑的对称性 对称挖缺减弱 对称填补增强 定向窗尺寸的准确性和对称性合适的开口角度和高度合适的爆破药量（试爆）风向影响注意预拆除和试爆后结构稳定性影响,开口、定向窗、试爆窗、对称减弱,定向窗：三角形，底角25-35，底边长（2-3）倍壁厚。最底排炮眼离地面0.4-0.5m。,开口实物,楼房的防护及触地处理,6.7 楼房爆破拆除中常见异常及原因,爆而不倒：网络 单耗*三层变二层：炸高不够 延时不合理*局部倒塌，局部不倒：砖混：框架：楼梯,6.8 建筑物爆破拆除技术设计

15、,预拆除问题,内部的隔墙、非承重墙、楼梯、电梯井尽量预先拆除，以减小爆破量；承重结构的预先拆除需确保结构体的稳定；烟囱的内衬,缺口形状,一般认为，爆破缺口的形状在烟囱初始倾倒阶段具有辅助支撑、准确定向、防止折断和控制后坐的作用。在实际工程中，梯形缺口和倒梯形缺口的特点是它的三角形部分在烟囱倾倒过程中可起到一定的支撑作用，使其倾倒过程准确、平稳、有效防止后坐。在烟囱拆除爆破工程中大都采用这种缺口。矩形缺口具有施工简便、布孔规整、工作量小的特点，在普通烟囱的拆除爆破工程中也常被采用。人字形缺口、斜形缺口等由于施工复杂的原因，除少数情况使用外，一般很少采用。,钻孔的方向问题,楼房：钻孔一般在建筑物内

16、侧向外侧钻（1）外围需要提前做防护；（2）可以在地面或楼层上钻孔烟囱、水塔：多在外侧钻孔，（1）外侧空间大，利于施工；（2）外侧光线好，利于施工；（3）外侧通风好，便于钻孔减小粉尘；（4）相比楼房，烟囱防护工作量小,抵抗线的控制问题,抵抗线,烟囱一般钻水平孔，眼深问题：外侧钻/内侧钻,不同方向钻孔的选择,受钻孔施工的限制；应考虑钻孔少，同时装药方便。,墙体的爆破拆除基本方法,砖墙钢混,墙体的爆破拆除简化方法,墙角拐角或交叉处的处理,柱的布孔（1）,柱的特点：四面临空，,*m减小炮孔增多；*加大m，单孔药量增大，飞石控制难度增大。,l:药包中心在立柱中心,柱的布孔（2）,钢筋混凝土柱的抵抗线应控

17、制在W=2050cm;,钢筋混凝土结构爆破的要求,爆碎并抛离结构体孔不能太稀，块度过大不能抛离结构体,h=k(B+hmin),第六章 装药量计算与爆破参数确认,1.基本公式,Q装药量，kg；C系数；W最小抵抗线，m 第一部分：用于克服岩石内部分子间的凝聚力，使得漏斗内的岩石得以从岩体中分离出来形成爆破漏斗，它的大小与漏斗的表面积成正比；第二部分：使漏斗内的岩石产生破碎，它与破碎漏斗的体积成正比。第三部分：将破碎岩块抛掷一定距离。,忽略第三项,基本公式的演变,忽略第一、三项,伏奥班提出了以 作为标准爆破漏斗的体积公式,2、体积公式,如果集中装药，按前述定义，标准抛掷爆破时，爆破作用指数n=1，即

18、r=w，所以，爆破漏斗体积为,体积公式演变豪赛尔公式,标准爆破时的装药量则为,各种类型集中药包、抛掷爆破的装药量计算公式,豪赛尔公式的扩展（各类抛掷）,集中装药时，松动爆破的经验计算公式,松动爆破体积公式,柱状装药的装药量计算公式 抛掷爆破时的装药量 松动爆破时的装药量,柱状装药计算公式,1、根据经验公式确定 岩石的种类、胶结、风化程度、节理裂隙；爆破的类型（松动、抛掷）炸药的威力/猛度,单耗q的确定,2、参考有关资料和经验 拆除的单耗还与钢筋的直径、疏密、混凝土标号、混凝土完好程度等有关 3、试爆,体积公式应用,露天深孔、浅孔爆破露天/井巷掘进的光面爆破建筑物拆除爆破二次爆破,爆破参数与药量

19、计算的协调,采用体积公式，计算单孔药量，需要满足布孔的常规要求，同时要满足装药要求。1、手工调整2、EXCEL自动计算：实例1：露天深孔台阶爆破 实例2：烟囱筒壁爆破,其他药量计算方法,掏槽眼一般也不用体积公式算药量，但辅助眼、光爆眼、整个断面可用体积公式计算药量。预裂爆破不用体积公式 理论计算法：实际使用比较少 经验公式计算法 经验数值法,经验公式法,在装药量计算中，不耦合系数可以不纳入计算式中，不耦合系数建议选取下列数据，地下隧道及巷道开挖：取：1.54；明挖及大型洞库中的深孔爆破；取24。在以上不耦合系数条件下，药量计算建议采用以下公式：用于地下隧道爆破：Q线=0.034压0.6a0.6 用于深孔爆破 Q线=0.042压0.5a0.6 Q线炮孔线装药密度，kg/m 压岩石极限抗压强度，MPa a炮孔间距，m,中孔径深孔预裂爆破经验数值法,注：药量以号岩石硝铵炸药为标准，间距小者取小值，大者取大值；节理裂隙发育者取小值，反之取大值。,药量与岩石抗压强度、孔距及孔径的关系经验数据,建筑物预裂切割爆破单位用药系数,s-单孔负担预裂面积q-单孔药量（g）a-炮眼间距（m）H-预裂厚度（m）,