特殊环境下钢筋混凝土结构拆除爆破方案

谭铭

摘 要：通过选取合理的爆破参数、装药结构及有效的安全防护措施，在特殊环境下爆破拆除钢筋混凝土结构，并且很好地控制了爆破振动和爆破飞石，取得了预期的爆破效果。

关键词：钢筋混凝土结构；爆破拆除；安全防护

1 工程概况

武钢乌龙泉矿在对车间上料系统通廊进行改造，安装皮带机工程施工中，皮带机设计安装在地下混凝土通廊段，在混凝土通廊原底板下降800mm的地坑内。因此需要对地下混凝土通廊底板进行破除。

1.1 拆除区域结构

拆除区域为长15m、宽1.6m、厚600mm的双层φ16螺纹钢筋混凝土结构，水泥强度为C30，爆区底部为岩土层。

1.2 爆区环境

爆破周边环境较为复杂，紧挨爆区一侧为运输皮带及支架，另一侧为人行踏步，爆区上方2米处为电缆桥，要求在破除作业中必须对通廊内的人行踏步，皮带运输机支架、及其底板进行保护。

2 爆破方案确定

2.1 工程技术要求

本工程在施工过程中，不影响正常生产，工期4天。要求爆后混凝土构筑物要破碎较充分，严格控制爆破振动和爆破飞石，确保厂房和内部设施、各种管线的安全。

2.2 爆破总体方案

穿孔设备为气腿式凿岩机，钻孔直径为38mm，采用垂直打孔、矩形布孔形式。选用2号岩石乳化炸药，其药卷直径为32mm，长度为200mm，每卷质量为0.15kg。

1）分次爆破。根据现场环境和单次允许施工时间，决定分2天，共6次对待爆区进行爆破。第1天进行爆破实验，然后根据实验效果再实施后续爆破。

2）加密布孔。在初步设计孔距和排距后，根据实验爆破效果，可以在孔间补穿空孔，增加爆破自由面，为破碎岩石提供补偿空间。

3）毫秒延时起爆。严格控制单段最大起爆药量和爆破振动，加强飞石防护措施，严格控制爆破飞石，确保通廊内部设施的安全。

2.3 爆破参数

1）孔径：d=38mm。

2）底盘抵抗线：WB=0.2～0.4m，取0.35m。

3）孔深：L=2/3H+σ=420～470mm，取450 mm。

4）孔距及排距：钢筋混凝土结构中，孔距a=（1.0～1.3）W=

0.35～0.455m，在此取a=0.4m。排距b=（0.6～0.9）a=0.24～0.36m，在此取b=0.35m。

5）炸药单耗：根据经验，钢筋混凝土基础炸药单耗为300g/m3，加密钢筋砼炸药单耗为480g/m3，本次爆破中，含有上下两层钢筋网（平面间距为200×200），且施工过程前，无法先对钢筋进行切割，因此炸药单耗取q=450g/m3。

6）单孔装药量：Q=qawh=450×0.4×0.35×0.6=37.8g，取37.5g。

7）装药高度：L1=200÷（150÷37.5）=50mm。

8）填塞高度：L2=L-L1=400mm。

2.4 装药结构

装药时采用孔底装药，正向起爆，装药量为1/4药卷，装药结构见图：

在填塞过程中，采用边装湿石粉，边用粗木棍进行压实。

2.5 起爆网络

将整个爆区分为六块，分六次起爆，每块区域内起爆网络相同，起爆顺序为：由电雷管起爆，然后导爆管孔内延时引爆。

2.6 安全技术措施

1）爆破震动。采用多段多区起爆技术控制爆破震动效应，目的是降低最大一次起爆药量Qmax，爆破震动用下式校核：

Qmax=R3[v/（k1·k）]a/3

式中：Qmax为一次起爆药量，kg；

R为保护目标至爆点距离，m；

v为允许振动速度，cm/s；

k为与地质条件有关系数，取k=150；

a为地震波衰减系数，取a=2.0；

k1为修正系数，取k1=0.5。

若以加油站为保护目标进行震动校核，取v=5cm/s、R=30m，经计算Qmax=464kg；而爆破时最大一响爆药量不超过1kg，所以爆破震动对建筑物而言是安全的。

2）控制飞石。在装填完的炮孔上方覆盖2层带钢丝的废皮带，然后用沙袋将皮带压实。

3）保护电缆桥。由于电缆桥正处于爆区上方2m处，所以必须加以保护，用竹跳板和废皮带将电缆桥下方包住，防止飞石的破坏。

4）在通廊入口处用木板将门封住，防止飞石飞出隔离体。

5）爆破施工前停止设备运行，并将皮带通廊内断电，清除易然物品。

6）加强爆破警戒。爆区周边50m范围派专人警戒。

3 爆破效果

在实验爆破时，由于只有一个自由面，选用的单孔装药量偏小，只出现细数裂痕。在孔间补穿空孔，并将单孔装药量调整为50g后，效果明显，形成了明显的爆破漏斗。在两个自由面形成后，单孔装药量减少到设计标准，后续5次爆破过程，每次爆后钢筋混凝土破碎较好，钢筋完全脱离混凝土结构，切割钢筋后基本不用进行二次破碎，很快就完成了清碴工作。通廊内及周围设施未受任何影响，电缆线完好，未见飞石飞出隔离体。

参考文献：

[1] 汪旭光.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2] 王玉杰.爆破工程[M].湖北：武汉理工大学出版社，2007.

[3] 谢承煜，罗俊，李新星等.复杂环境条件下生料库定向爆破拆除[J].采矿技术，2011.