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摘要:近年来城市控制爆破的安全控制一直是市政工程施工中备受关注的课题。并且随着城市的发展,城市建筑物拆除的环境日益复杂,就为这些高层建筑物的控制爆破拆除增加了难度。为确保高楼控制爆破工程的质量和安全,更好地促进爆破工程项目的健康发展,加快推行爆破工程的安全管理及控制机制就显得十分必要。本文介绍了在复杂环境下的高层建筑物爆破拆除施工中,采用严密的施工技术控制和施工组织控制,达到了在特殊环境条件下爆破施工安全要求和进度要求。文中介绍了爆前安全准备工作和其他安全防护措施等,重点阐述爆破方案确定、综合控制措施、施爆技术参数与安全施工组织措施。
关键词:高层建筑;爆破拆除;防护措施;安全控制
Abstract: in recent years, the city controlled blasting safety control in municipal engineering construction is always pay close attention to. Moreover, with the development of the city, city building demolition of the environment is increasingly complex, for those high buildings controlled blasting to increase difficulty, to ensure high quality and safety control of blasting engineering, to better promote the healthy development of blasting engineering projects, speed up the implementation of safety management of blasting engineering and control is very necessary. This article introduced in the complex environment of the blasting demolition of a highrise building construction, strict construction technology and construction control of organizational control, achieved in special environment conditions blasting safety requirements and schedule requirements. This paper introduces the safety preparation work before blasting and other security measures, focusing on the blasting scheme, comprehensive control measures, technical parameters of blasting and safety construction organization measures.
Key words: high-rise building; blasting demolition; protective measures; safety control
中圖分类号: [X947]文献标识码:A 文章编号
一、工程概况:
泰安华易青年城(原长城小区)由泰安华易置业开发建设,本小区位于泰安市西部104国道及长城路东侧,临长城中学和泰山学院附属医院,总占地110余亩。其9号住宅楼建于1994年,楼高62.10m。因重新规划需要将其拆除,待拆除楼房位于改造中的华易青年城内,四周环境较为复杂。北侧37.5m处有一条地下电缆沟,40m为小区道路,65m为民房,西北侧17.5m为小区变电室,东侧26.4、42.5m、60m分别为小区车库、7#、8#楼,东南侧33.3m为泵房,西侧26m为10#楼,南侧114m处为小区办公室,之间为一个可做为倒塌场地的小广场。
待拆除楼房为现浇钢筋混凝土剪力墙结构高层建筑,整体呈“十”字型。地上主体十八层,电梯机房及水箱间两层,地下二层,施工内容包括楼房主体、地下室以及基础的爆破、二次破碎、清运工作,要求在80日内完成。
二、工程总体要求与安全控制难点:
本工程要求在拆除时必须保护周边环境不受到影响,保护附近建筑物不能受到破坏。
施工人员在拆除施工作业前要熟悉掌握现场情况,与甲方及有关方面了解待拆建筑物周边各种电力、管道、通讯、地下光缆等各种管网设施的分布情况,以及转移情况,做到心中有数,措施得力。
所有拆除施工人员必须经过岗前培训、安全教育,树立安全第一的思想,进入施工现场必须按规定着装,戴好安全帽及劳保用品。施工现场负责人要掌握全局情况,指挥现场拆除。对现场钻孔的作业人员,挖机、镐头机操作司机必须要有作业证。要协调好与有关各方的关系,提高应变能力,处理好突发事件,保证拆除施工作业顺利进行。
本工程由于工期较紧,施工环境比较复杂,安全控制难度大。该工程的安全控制难点有以下几点:
1、待拆除楼房所处的环境比较复杂,场地狭小。只有南侧有较大倒塌空间,北侧倒塌空间小于楼房高度,东西侧都有需要保护的建筑,需要精心设计倒塌方向;
2、该楼整体为 “十”字型结构,稳定性强,高宽比小,不利于定向倒塌;
3、该楼为剪力墙结构,结构整体性好,不利于倒塌后解体,爆前预处理工作量大,爆破工艺复杂;
4、待拆除楼房地处居民小区内,周围居民和建筑物较多,在这种环境下爆破施工,需要采取严格的技术措施控制爆破震动、个别飞散物、空气冲击波、爆破噪声和粉尘等爆破危害效应;
5、住宅楼周围有小区内使用的热力、电力、自来水管线,这些管线虽埋于地下,但需要考虑爆破拆除对这些管线的危害。
三、拆除方案的选择
待拆除楼房高度大,混凝土结构坚固,如采用人工拆除方案,施工安全性和工期都不能达到要求,施工机械也无法完成如此高度楼房的拆除,因此决定采用安全性和施工速度都比较好的爆破拆除方法进行施工。
采取爆破方式拆除高层建筑,需要根据爆破对象的结构特点和环境情况,选择最适宜的爆破方案。考虑到该工程的工程特点、周边环境以及安全控制难点,决定采用定向倒塌的爆破方式。根据周围环境条件,有两种爆破方案可供选择,第一种是整体定向倒塌方案,第二种是将楼房纵向切割成两个独立部分,南边部分向南定向倒塌,北边部分双向交替折叠倒塌的方案。
考虑到第二种方案的优点是楼体切割后,可增大楼房高宽比,有利于楼房顺利倒塌;爆破缺口范围减少,可降低钻孔、装药、连线、防护等工作量;把楼房整体切割,有利于倒塌后破碎解体;楼房各部分分别倒塌,可降低塌落振动对周围建筑物的影响。其缺点是爆破方案需要考虑两个倒塌方向,楼体切割工作量较大,北侧倒塌距离较小,爆破设计技术要求高,网络布置复杂。经过对上述两个方案的对比分析论证,决定采取第二种爆破方案。
四、爆破拆除技术设计
(一)、楼体切割预处理
根据楼房的结构,利用人工方法将待拆除楼体自上而下切割成两个相对独立的部分。楼体切割缝宽度不小于0.2m。将楼房整体切割后,高宽比增大为4.22,非常有利于楼房的定向倒塌,也可以明显降低爆堆高度。
(二)、爆破缺口设计
1、一区爆破缺口
一区南侧倒塌空间较大,故采用在底部布置一个爆破缺口、向南定向倒塌的爆破方式。
即爆破缺口高度达到4层即可使楼房倒塌。为了保证倒塌和破碎效果,决定采取14m的爆破缺口,即炸到楼房5层。
2、 二区爆破缺口
二区北侧距离小区道路只有40m,电缆管道37.5m,小于楼房高度。为了降低倒塌长度,采取双向交替折叠倒塌方式,在楼体上布置三个爆破缺口。爆破缺口位置为:下部缺口布置在1-4层,中间缺口布置在8-10层,上部缺口布置在14-15层。
3、爆破缺口预处理
爆破前对楼房进行预处理,削弱楼房的整体刚度,减少爆破时一次起爆药量,以便取得良好的爆破效果并有效降低爆破危害。楼房一区1-5层,二区1-4层、8-10层、14-15层为爆破缺口,爆破前对爆破缺口范围内的剪力墙、楼梯、垃圾通道、非承重隔墙等进行必要的预处理。一区1-5层、二区1-4层外侧阳台预先用机械拆除。预处理后爆破缺口范围内的剪力墙全部钻孔、装药爆破。非爆破层不做预处理。
(1)剪力墙预处理
预处理后的墙面剩下的是具有一定宽度的“一”型、“T”型扁柱,剪力墙的预处理高度为1.8~2.2m。将剪力墙结构楼房变为框架结构楼房,削弱楼房的刚度可以降低楼房的倒塌长度,同时可以降低楼房的落地冲击振动,保证建筑物周围设施的安全。
(2)非承重墙预处理
爆破缺口范围内的卫生间、厨房、房间内非承重的隔墙,在爆破前全部进行拆除。
(3)楼梯
楼梯均为现浇钢筋混凝土,所有楼梯间墙体均为剪力墙,为利于冲击解体,在爆破拆除前将缺口内各层楼梯从上下两端采用人工或机械方法切断,并在缺口的基础上增加一层。 一层、二层的楼梯转角平台进行破坏处理。
图1剪力墙预处理示意图
(4)电梯井预处理
电梯井壁的处理方法与其他位置的剪力墙相同。需要处理的电梯井位于待拆除楼房二区,其中4号缺口和2号缺口的电梯井壁作为保留支撑,不进行预处理。3号缺口(8~10层)电梯井在爆破缺口范围内,需要进行预处理。只保留四边和中间支撑柱,其余墙体进行充分的预拆除。保留部分进行钻孔,在正式爆破时进行拆除。
4、爆破网络
鉴于本次爆破炮孔数量多,网络的可靠性非常重要,在正式连线前对本次网络进行模拟试验,验证本网络的可靠性。
5、试爆
本设计的数据根据现场勘测和实践经验计算得出,建筑物的实际情况与设计者掌握的情况可能会有些出入。为确保爆破安全,需通过爆破前的现场试爆来确定合理的装药量。试爆时,对于不同部位、不同爆破参数的区域进行充分的试爆,最后确定出最合理、爆破效果最好的装药参数。
五、爆破危害与爆破安全控制
(一)、爆破塌落物:
在本工程中爆破塌落是安全控制的难点,需采取一定措施降低塌落振动。大楼空中解体时的相互牵引作用转化了相当部分坍塌体势能大大消减了塌落冲量;另一方面坍塌大楼为薄壁剪力墙结构,在触地冲击过程中不是整体刚性作用,而是边触地边压剪解体,所以其真正触地冲量比将比上述估算值小。
为了降低建筑物塌落振动,在预计倒塌范围周边开挖1.5m宽,2.0m深的减震沟。在楼体倒塌方向上,每隔十米开挖一条2.0m宽,1.5m深减震沟,把挖上来的土堆积在减震沟后,筑起底宽2.5m,顶宽1.0m,高度1.5~3.0m的缓冲减震坝,以降低楼体塌落振动。减震坝高度随着与楼房距离的增大逐渐增高,最远处达到3m,起到防止楼房倒塌后顶部前冲和落地后石渣飞溅的作用。
图2减震沟、减震坝开挖示意图
鉴于本次爆破工程规模较大,环境复杂,在居民楼、配电房、水泵房等处设置爆破振动监测点,测量现场爆破振动情况。
(二)、爆破冲击波及噪音
本次爆破采用多点分散装药,单孔药量不大,周边空间比较有利于空气冲击波和噪音的衰减,为了降低冲击波和噪音对周边居民和环境的影响,采取孔口严密堵塞,加强防护,孔内分段起爆,控制单次起爆药量,降低空气冲击波和爆破噪声,达到爆破安全规程对噪声的要求。
(三)、爆破飞石
本次爆破在小区内进行,且爆破缺口较高,爆破体为薄壁钢筋混凝土,对爆破飞石的防护是重中之重。本次爆破拟采取以下防护措施:炮孔部位覆盖防护采用3~4层湿草帘覆盖,直接缠绕在各个装药板块上,用铁丝绑牢;对于高层的2号缺口和3号缺口,在爆破区域内层覆盖两层草帘,中间层覆盖一层竹笆或铁丝网,外层再覆盖两层草帘;爆破缺口朝外的门窗、走廊,包括外墙全部用竹排或竹胶板密封;爆破区域整体用两层建筑用尼龙安全密目网覆盖;对重点防护区域和建筑物采用近体防护措施,掛竹胶板或草帘封闭窗户,配电室、水泵房、居民平房房顶覆盖草帘子,防止个别飞石影响;北侧电缆沟盖板上堆积土墙,防止飞石落入电缆沟砸坏电缆。
(四)、爆破扬尘控制
在居住区附近进行爆破施工,必须采取一定措施,尽量降低爆破扬尘对周围环境的影响。拟采取以下技术措施:在确定爆破日期以前,先了解气象情况,尽量选择在刮东南风的日期进行爆破,使爆破扬尘随风向西北方向飘散,减小对东侧居民区的影响;围蔽施工场地,把粉尘的扩散范围尽量减少;将防护用的草帘子进行喷水,作为第一层降尘帷幕;爆破前,清理建筑物和建筑倒塌场地上的积尘,往建筑物上洒水,冲洗建筑物上的浮尘,并尽量让建筑物多吸水,减少扬尘源;爆破当日,安排洒水降尘和冲洗地面,爆破后立即用水枪喷水降尘。
(五)、爆破安全保证措施
本次拆除爆破工程按如下施工顺序进行:①清除现场预拆除②布孔钻孔验收③装药堵塞④防护联网⑤实施警戒⑥起爆及爆后检查⑦解除警戒⑧清渣、钢筋回收、回填⑨竣工验收。同时要做好发布安民告示、准备抢险队伍、制定警戒方案。
根据工程特点、施工工艺等需做好以下安全保证措施:
1、为了保证定向准确,安全倒塌,布孔前要标出炮眼位置,经由技术人员校验后方可进行下一道工序。严格执行炮孔验收制度,确保爆破工程质量。
2、爆破器材的运输、存放与保管
严格执行《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》对爆破器材的运输、存放与保管的相关规定。
3、装药、连线、放炮严格按照《爆破安全规程》操作。
4、防护
①工程部部长带领本部施工人员,接防护分解图到材料供应部领取防护材料。
②按防护设计的由里往外程序逐层施工,由技术部验收合格才进入下一层覆盖工作。
③防护时要派专人查看和保护网络管线,严禁碰、刮网络管线。
5、试爆
(六)、安全警戒与爆后检查
安全工作是很重要的一环工作,尤其装炸药的当天直到爆破完毕,确保爆破成功的重要环节。具体程序为:
1、确定爆破时间后,提前三天在附近居民区张贴安民告示。
2、火工品运到现场后,仓管员负责看守和保管。
3、装炸药和雷管后,装药现场要警戒,严禁无关人员入内。爆区附近无关人员在起爆前一个小时开始撤离,在发出第一次信号前,必须撤离完。
4、装好炸药连好线和安全防护后,引出的导爆管要专人看守。
5、爆破警戒,爆破前派人到岗位上进行警戒,爆破时暂时切断周围交通。警戒范围原则上为待爆建筑周围200m。在爆区周围主要道路路口设立八个警戒小组,警戒详细范围在起爆前与公安部门协商后确定。与公安和业主配合,要撤离小区内6#、7#、8#楼及北侧居民平房内人员。警戒点应选在在安全距离以外、视线较好且有遮蔽物的场所。
6、警戒信号:爆破时必须同时发出音响和视觉信号,音响信号为警报器发出警报,视觉信号设置为红旗竖起。警戒信号应使危险区的人员都能清楚地听到和看到,全体作业人员和附近居民,事先应明确了解警戒范围、警戒标志和音响信号的意义,以及了解信号的方法和时间。
7、起爆后由技术人员负责到现场检查,确认建筑已平稳倒塌无危险后,才能解除警戒。
由于本工程楼层高,拆除面积大,预处理、钻孔、装药、连线、防护工作多,环境复杂,难度较大,为了保证施工进度和施工安全,采取联合施工的组织形式,成立专门的施工项目部,投入充足的机械设备和人员,保障充足的材料。充分发挥联合施工的技术优势,使本工程安全顺利的完成。
(七)、安全生产保证措施
1、安全保证机构
为了保证本工程安全目标的实现,特成立泰安市华易青年城9号楼爆破拆除工程安全小组,项目经理为组长,各单项负责人为组员。统一制定、研究、部署、推行、检查各项安全措施,抓好安全工作。
领导小组职责:针对工程施工和作业条件,找出不安全因素,有针对性的制定安全措施,组织实施。定期巡视检查,发现问题及时解决。
2、安全生产保证制度
(1)严格贯彻执行国家“安全第一,预防为主”的方针及有关安全生产的政策、法律、法规。
(2)严格按照上级单位和业主的各项安全生产规章制度去做。
(3)落实项目部各级人员安全生产责任制度,坚持生产和安全同时管的原则,严格实施安全奖惩制度。
(4)签订各级人员安全生产责任状,作到安全管理“横到边、纵到底”,实施全员、全过程动态控制。
(5)坚持管理人员安全责任考核制度,做到责任落实到人、管理到位。
3、安全防护措施
根据作业工种配备个人防护用品,施工人员必须戴安全帽,穿工作鞋,戴口罩;在作业区域设置降尘措施;用电设置漏电保护器;高空作业人员配备安全带;运输车辆的制动装置定期检查。
4、事故预防
(1)健全安全保障体系,成立专门的安全保障机构。
(2)施工前,对作业人员进行安全强化教育。
(3)作业人员配齐安全保护用品。作业人员佩戴安全帽和劳保防护用品,要熟悉工作环境,以防万一。
(4)派专职安全员专门观察、监督安全工作,出现异常情况及时通知作业人员,采取措施。
(5)专门设置应急通道,万一出现不稳定征兆,所有人员应立即从应急通道撤离。
(6)预拆除时,附近派安全员观察,按照现场工程师的指挥进行预拆除,不可多拆,按公安机关审批的方案进行施工。
5、应急救援机构
建立华易青年城9#楼爆破工程安全事故应急救援指挥机构:
(1)施工现场设立安全应急救援小组,相关人员应能掌握并且具备现场救援救护的基本技能并熟悉事故报告及应急处理程序。
(2)生产安全事故应急救援程序:
本工程现场指挥部建立安全值班制度,并有专人值班或者能够及时取得联系。
六、文明施工保证措施
(一)、文明施工管理措施
建立文明施工小组,设立兼职的文明施工管理员,对施工现场的文明施工进行检查、监督、指导,对违反文明施工的行为,有权责令限期整改直至处罚。
文明施工责任区必须做到:物品堆放有序,施工机械整洁,施工现场平整,无垃圾,不乱堆石渣,道路畅通。
(二)、文明施工技術措施
施工现场设置相应的安全防护设施和安全标志。材料物料分类堆放,状态标识清晰,符合消防要求。现场使用的机械设备,按平面布置规划固定存放,遵守机械安全使用规程,经常保持设备及周围环境的清洁;机械的标记、编号明显,安全装置可靠。在各个明显路口张贴安民告示,明确标示爆破时间和警戒信号。文明礼貌,不野蛮施工,注意环保,控制噪声。各类车辆停放划定专车专位,不在现场乱停乱放。
结束语
由于工程项目部决策得力,在各方支持下,安排得当,组织有序,拆除工作得以顺利进行。2010年3月31日下午15时整,待拆除楼房随着起爆声轰然倒地,爆破震动微弱,周围建筑物及人员安然无恙。爆渣清理工作顺利。爆破拆除工作取得圆满成功。本次爆破拆除工作受到了当地政府、公安、业主及周围居民的高度关注和赞扬。这种定向与折叠相结合的倒塌方式的成功应用,为城市爆破拆除积累了宝贵的经验。
参考文献
[1] 汪旭光,于亚伦拆除爆破理论与工程实例[M] 人民交通出版社,2008
[2] 刘殿中工程爆破实用手册[M] 冶金工业出版社,1999
[3] 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程 冶金工业出版社, 1996
[4] 冯叔瑜爆破工程 冶金工业出版社,1980
[5] 史家堉,程贵海,郑长青建筑物爆破拆除理论与实践 中国建筑工业出版社,2010
[6] 张继春工程控制爆破 西南交通大学出版社, 2001
第一作者
石坚1978年出生2001年毕业于吉首大学工商管理专业
中级工程师 中级爆破工程师 注册安全工程师
第二作者
李博1983年出生 2010年毕业于沈阳农业大学水利水电工程专业 二级建造师
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:高层建筑;爆破拆除;防护措施;安全控制
Abstract: in recent years, the city controlled blasting safety control in municipal engineering construction is always pay close attention to. Moreover, with the development of the city, city building demolition of the environment is increasingly complex, for those high buildings controlled blasting to increase difficulty, to ensure high quality and safety control of blasting engineering, to better promote the healthy development of blasting engineering projects, speed up the implementation of safety management of blasting engineering and control is very necessary. This article introduced in the complex environment of the blasting demolition of a highrise building construction, strict construction technology and construction control of organizational control, achieved in special environment conditions blasting safety requirements and schedule requirements. This paper introduces the safety preparation work before blasting and other security measures, focusing on the blasting scheme, comprehensive control measures, technical parameters of blasting and safety construction organization measures.
Key words: high-rise building; blasting demolition; protective measures; safety control
中圖分类号: [X947]文献标识码:A 文章编号
一、工程概况:
泰安华易青年城(原长城小区)由泰安华易置业开发建设,本小区位于泰安市西部104国道及长城路东侧,临长城中学和泰山学院附属医院,总占地110余亩。其9号住宅楼建于1994年,楼高62.10m。因重新规划需要将其拆除,待拆除楼房位于改造中的华易青年城内,四周环境较为复杂。北侧37.5m处有一条地下电缆沟,40m为小区道路,65m为民房,西北侧17.5m为小区变电室,东侧26.4、42.5m、60m分别为小区车库、7#、8#楼,东南侧33.3m为泵房,西侧26m为10#楼,南侧114m处为小区办公室,之间为一个可做为倒塌场地的小广场。
待拆除楼房为现浇钢筋混凝土剪力墙结构高层建筑,整体呈“十”字型。地上主体十八层,电梯机房及水箱间两层,地下二层,施工内容包括楼房主体、地下室以及基础的爆破、二次破碎、清运工作,要求在80日内完成。
二、工程总体要求与安全控制难点:
本工程要求在拆除时必须保护周边环境不受到影响,保护附近建筑物不能受到破坏。
施工人员在拆除施工作业前要熟悉掌握现场情况,与甲方及有关方面了解待拆建筑物周边各种电力、管道、通讯、地下光缆等各种管网设施的分布情况,以及转移情况,做到心中有数,措施得力。
所有拆除施工人员必须经过岗前培训、安全教育,树立安全第一的思想,进入施工现场必须按规定着装,戴好安全帽及劳保用品。施工现场负责人要掌握全局情况,指挥现场拆除。对现场钻孔的作业人员,挖机、镐头机操作司机必须要有作业证。要协调好与有关各方的关系,提高应变能力,处理好突发事件,保证拆除施工作业顺利进行。
本工程由于工期较紧,施工环境比较复杂,安全控制难度大。该工程的安全控制难点有以下几点:
1、待拆除楼房所处的环境比较复杂,场地狭小。只有南侧有较大倒塌空间,北侧倒塌空间小于楼房高度,东西侧都有需要保护的建筑,需要精心设计倒塌方向;
2、该楼整体为 “十”字型结构,稳定性强,高宽比小,不利于定向倒塌;
3、该楼为剪力墙结构,结构整体性好,不利于倒塌后解体,爆前预处理工作量大,爆破工艺复杂;
4、待拆除楼房地处居民小区内,周围居民和建筑物较多,在这种环境下爆破施工,需要采取严格的技术措施控制爆破震动、个别飞散物、空气冲击波、爆破噪声和粉尘等爆破危害效应;
5、住宅楼周围有小区内使用的热力、电力、自来水管线,这些管线虽埋于地下,但需要考虑爆破拆除对这些管线的危害。
三、拆除方案的选择
待拆除楼房高度大,混凝土结构坚固,如采用人工拆除方案,施工安全性和工期都不能达到要求,施工机械也无法完成如此高度楼房的拆除,因此决定采用安全性和施工速度都比较好的爆破拆除方法进行施工。
采取爆破方式拆除高层建筑,需要根据爆破对象的结构特点和环境情况,选择最适宜的爆破方案。考虑到该工程的工程特点、周边环境以及安全控制难点,决定采用定向倒塌的爆破方式。根据周围环境条件,有两种爆破方案可供选择,第一种是整体定向倒塌方案,第二种是将楼房纵向切割成两个独立部分,南边部分向南定向倒塌,北边部分双向交替折叠倒塌的方案。
考虑到第二种方案的优点是楼体切割后,可增大楼房高宽比,有利于楼房顺利倒塌;爆破缺口范围减少,可降低钻孔、装药、连线、防护等工作量;把楼房整体切割,有利于倒塌后破碎解体;楼房各部分分别倒塌,可降低塌落振动对周围建筑物的影响。其缺点是爆破方案需要考虑两个倒塌方向,楼体切割工作量较大,北侧倒塌距离较小,爆破设计技术要求高,网络布置复杂。经过对上述两个方案的对比分析论证,决定采取第二种爆破方案。
四、爆破拆除技术设计
(一)、楼体切割预处理
根据楼房的结构,利用人工方法将待拆除楼体自上而下切割成两个相对独立的部分。楼体切割缝宽度不小于0.2m。将楼房整体切割后,高宽比增大为4.22,非常有利于楼房的定向倒塌,也可以明显降低爆堆高度。
(二)、爆破缺口设计
1、一区爆破缺口
一区南侧倒塌空间较大,故采用在底部布置一个爆破缺口、向南定向倒塌的爆破方式。
即爆破缺口高度达到4层即可使楼房倒塌。为了保证倒塌和破碎效果,决定采取14m的爆破缺口,即炸到楼房5层。
2、 二区爆破缺口
二区北侧距离小区道路只有40m,电缆管道37.5m,小于楼房高度。为了降低倒塌长度,采取双向交替折叠倒塌方式,在楼体上布置三个爆破缺口。爆破缺口位置为:下部缺口布置在1-4层,中间缺口布置在8-10层,上部缺口布置在14-15层。
3、爆破缺口预处理
爆破前对楼房进行预处理,削弱楼房的整体刚度,减少爆破时一次起爆药量,以便取得良好的爆破效果并有效降低爆破危害。楼房一区1-5层,二区1-4层、8-10层、14-15层为爆破缺口,爆破前对爆破缺口范围内的剪力墙、楼梯、垃圾通道、非承重隔墙等进行必要的预处理。一区1-5层、二区1-4层外侧阳台预先用机械拆除。预处理后爆破缺口范围内的剪力墙全部钻孔、装药爆破。非爆破层不做预处理。
(1)剪力墙预处理
预处理后的墙面剩下的是具有一定宽度的“一”型、“T”型扁柱,剪力墙的预处理高度为1.8~2.2m。将剪力墙结构楼房变为框架结构楼房,削弱楼房的刚度可以降低楼房的倒塌长度,同时可以降低楼房的落地冲击振动,保证建筑物周围设施的安全。
(2)非承重墙预处理
爆破缺口范围内的卫生间、厨房、房间内非承重的隔墙,在爆破前全部进行拆除。
(3)楼梯
楼梯均为现浇钢筋混凝土,所有楼梯间墙体均为剪力墙,为利于冲击解体,在爆破拆除前将缺口内各层楼梯从上下两端采用人工或机械方法切断,并在缺口的基础上增加一层。 一层、二层的楼梯转角平台进行破坏处理。
图1剪力墙预处理示意图
(4)电梯井预处理
电梯井壁的处理方法与其他位置的剪力墙相同。需要处理的电梯井位于待拆除楼房二区,其中4号缺口和2号缺口的电梯井壁作为保留支撑,不进行预处理。3号缺口(8~10层)电梯井在爆破缺口范围内,需要进行预处理。只保留四边和中间支撑柱,其余墙体进行充分的预拆除。保留部分进行钻孔,在正式爆破时进行拆除。
4、爆破网络
鉴于本次爆破炮孔数量多,网络的可靠性非常重要,在正式连线前对本次网络进行模拟试验,验证本网络的可靠性。
5、试爆
本设计的数据根据现场勘测和实践经验计算得出,建筑物的实际情况与设计者掌握的情况可能会有些出入。为确保爆破安全,需通过爆破前的现场试爆来确定合理的装药量。试爆时,对于不同部位、不同爆破参数的区域进行充分的试爆,最后确定出最合理、爆破效果最好的装药参数。
五、爆破危害与爆破安全控制
(一)、爆破塌落物:
在本工程中爆破塌落是安全控制的难点,需采取一定措施降低塌落振动。大楼空中解体时的相互牵引作用转化了相当部分坍塌体势能大大消减了塌落冲量;另一方面坍塌大楼为薄壁剪力墙结构,在触地冲击过程中不是整体刚性作用,而是边触地边压剪解体,所以其真正触地冲量比将比上述估算值小。
为了降低建筑物塌落振动,在预计倒塌范围周边开挖1.5m宽,2.0m深的减震沟。在楼体倒塌方向上,每隔十米开挖一条2.0m宽,1.5m深减震沟,把挖上来的土堆积在减震沟后,筑起底宽2.5m,顶宽1.0m,高度1.5~3.0m的缓冲减震坝,以降低楼体塌落振动。减震坝高度随着与楼房距离的增大逐渐增高,最远处达到3m,起到防止楼房倒塌后顶部前冲和落地后石渣飞溅的作用。
图2减震沟、减震坝开挖示意图
鉴于本次爆破工程规模较大,环境复杂,在居民楼、配电房、水泵房等处设置爆破振动监测点,测量现场爆破振动情况。
(二)、爆破冲击波及噪音
本次爆破采用多点分散装药,单孔药量不大,周边空间比较有利于空气冲击波和噪音的衰减,为了降低冲击波和噪音对周边居民和环境的影响,采取孔口严密堵塞,加强防护,孔内分段起爆,控制单次起爆药量,降低空气冲击波和爆破噪声,达到爆破安全规程对噪声的要求。
(三)、爆破飞石
本次爆破在小区内进行,且爆破缺口较高,爆破体为薄壁钢筋混凝土,对爆破飞石的防护是重中之重。本次爆破拟采取以下防护措施:炮孔部位覆盖防护采用3~4层湿草帘覆盖,直接缠绕在各个装药板块上,用铁丝绑牢;对于高层的2号缺口和3号缺口,在爆破区域内层覆盖两层草帘,中间层覆盖一层竹笆或铁丝网,外层再覆盖两层草帘;爆破缺口朝外的门窗、走廊,包括外墙全部用竹排或竹胶板密封;爆破区域整体用两层建筑用尼龙安全密目网覆盖;对重点防护区域和建筑物采用近体防护措施,掛竹胶板或草帘封闭窗户,配电室、水泵房、居民平房房顶覆盖草帘子,防止个别飞石影响;北侧电缆沟盖板上堆积土墙,防止飞石落入电缆沟砸坏电缆。
(四)、爆破扬尘控制
在居住区附近进行爆破施工,必须采取一定措施,尽量降低爆破扬尘对周围环境的影响。拟采取以下技术措施:在确定爆破日期以前,先了解气象情况,尽量选择在刮东南风的日期进行爆破,使爆破扬尘随风向西北方向飘散,减小对东侧居民区的影响;围蔽施工场地,把粉尘的扩散范围尽量减少;将防护用的草帘子进行喷水,作为第一层降尘帷幕;爆破前,清理建筑物和建筑倒塌场地上的积尘,往建筑物上洒水,冲洗建筑物上的浮尘,并尽量让建筑物多吸水,减少扬尘源;爆破当日,安排洒水降尘和冲洗地面,爆破后立即用水枪喷水降尘。
(五)、爆破安全保证措施
本次拆除爆破工程按如下施工顺序进行:①清除现场预拆除②布孔钻孔验收③装药堵塞④防护联网⑤实施警戒⑥起爆及爆后检查⑦解除警戒⑧清渣、钢筋回收、回填⑨竣工验收。同时要做好发布安民告示、准备抢险队伍、制定警戒方案。
根据工程特点、施工工艺等需做好以下安全保证措施:
1、为了保证定向准确,安全倒塌,布孔前要标出炮眼位置,经由技术人员校验后方可进行下一道工序。严格执行炮孔验收制度,确保爆破工程质量。
2、爆破器材的运输、存放与保管
严格执行《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》对爆破器材的运输、存放与保管的相关规定。
3、装药、连线、放炮严格按照《爆破安全规程》操作。
4、防护
①工程部部长带领本部施工人员,接防护分解图到材料供应部领取防护材料。
②按防护设计的由里往外程序逐层施工,由技术部验收合格才进入下一层覆盖工作。
③防护时要派专人查看和保护网络管线,严禁碰、刮网络管线。
5、试爆
(六)、安全警戒与爆后检查
安全工作是很重要的一环工作,尤其装炸药的当天直到爆破完毕,确保爆破成功的重要环节。具体程序为:
1、确定爆破时间后,提前三天在附近居民区张贴安民告示。
2、火工品运到现场后,仓管员负责看守和保管。
3、装炸药和雷管后,装药现场要警戒,严禁无关人员入内。爆区附近无关人员在起爆前一个小时开始撤离,在发出第一次信号前,必须撤离完。
4、装好炸药连好线和安全防护后,引出的导爆管要专人看守。
5、爆破警戒,爆破前派人到岗位上进行警戒,爆破时暂时切断周围交通。警戒范围原则上为待爆建筑周围200m。在爆区周围主要道路路口设立八个警戒小组,警戒详细范围在起爆前与公安部门协商后确定。与公安和业主配合,要撤离小区内6#、7#、8#楼及北侧居民平房内人员。警戒点应选在在安全距离以外、视线较好且有遮蔽物的场所。
6、警戒信号:爆破时必须同时发出音响和视觉信号,音响信号为警报器发出警报,视觉信号设置为红旗竖起。警戒信号应使危险区的人员都能清楚地听到和看到,全体作业人员和附近居民,事先应明确了解警戒范围、警戒标志和音响信号的意义,以及了解信号的方法和时间。
7、起爆后由技术人员负责到现场检查,确认建筑已平稳倒塌无危险后,才能解除警戒。
由于本工程楼层高,拆除面积大,预处理、钻孔、装药、连线、防护工作多,环境复杂,难度较大,为了保证施工进度和施工安全,采取联合施工的组织形式,成立专门的施工项目部,投入充足的机械设备和人员,保障充足的材料。充分发挥联合施工的技术优势,使本工程安全顺利的完成。
(七)、安全生产保证措施
1、安全保证机构
为了保证本工程安全目标的实现,特成立泰安市华易青年城9号楼爆破拆除工程安全小组,项目经理为组长,各单项负责人为组员。统一制定、研究、部署、推行、检查各项安全措施,抓好安全工作。
领导小组职责:针对工程施工和作业条件,找出不安全因素,有针对性的制定安全措施,组织实施。定期巡视检查,发现问题及时解决。
2、安全生产保证制度
(1)严格贯彻执行国家“安全第一,预防为主”的方针及有关安全生产的政策、法律、法规。
(2)严格按照上级单位和业主的各项安全生产规章制度去做。
(3)落实项目部各级人员安全生产责任制度,坚持生产和安全同时管的原则,严格实施安全奖惩制度。
(4)签订各级人员安全生产责任状,作到安全管理“横到边、纵到底”,实施全员、全过程动态控制。
(5)坚持管理人员安全责任考核制度,做到责任落实到人、管理到位。
3、安全防护措施
根据作业工种配备个人防护用品,施工人员必须戴安全帽,穿工作鞋,戴口罩;在作业区域设置降尘措施;用电设置漏电保护器;高空作业人员配备安全带;运输车辆的制动装置定期检查。
4、事故预防
(1)健全安全保障体系,成立专门的安全保障机构。
(2)施工前,对作业人员进行安全强化教育。
(3)作业人员配齐安全保护用品。作业人员佩戴安全帽和劳保防护用品,要熟悉工作环境,以防万一。
(4)派专职安全员专门观察、监督安全工作,出现异常情况及时通知作业人员,采取措施。
(5)专门设置应急通道,万一出现不稳定征兆,所有人员应立即从应急通道撤离。
(6)预拆除时,附近派安全员观察,按照现场工程师的指挥进行预拆除,不可多拆,按公安机关审批的方案进行施工。
5、应急救援机构
建立华易青年城9#楼爆破工程安全事故应急救援指挥机构:
(1)施工现场设立安全应急救援小组,相关人员应能掌握并且具备现场救援救护的基本技能并熟悉事故报告及应急处理程序。
(2)生产安全事故应急救援程序:
本工程现场指挥部建立安全值班制度,并有专人值班或者能够及时取得联系。
六、文明施工保证措施
(一)、文明施工管理措施
建立文明施工小组,设立兼职的文明施工管理员,对施工现场的文明施工进行检查、监督、指导,对违反文明施工的行为,有权责令限期整改直至处罚。
文明施工责任区必须做到:物品堆放有序,施工机械整洁,施工现场平整,无垃圾,不乱堆石渣,道路畅通。
(二)、文明施工技術措施
施工现场设置相应的安全防护设施和安全标志。材料物料分类堆放,状态标识清晰,符合消防要求。现场使用的机械设备,按平面布置规划固定存放,遵守机械安全使用规程,经常保持设备及周围环境的清洁;机械的标记、编号明显,安全装置可靠。在各个明显路口张贴安民告示,明确标示爆破时间和警戒信号。文明礼貌,不野蛮施工,注意环保,控制噪声。各类车辆停放划定专车专位,不在现场乱停乱放。
结束语
由于工程项目部决策得力,在各方支持下,安排得当,组织有序,拆除工作得以顺利进行。2010年3月31日下午15时整,待拆除楼房随着起爆声轰然倒地,爆破震动微弱,周围建筑物及人员安然无恙。爆渣清理工作顺利。爆破拆除工作取得圆满成功。本次爆破拆除工作受到了当地政府、公安、业主及周围居民的高度关注和赞扬。这种定向与折叠相结合的倒塌方式的成功应用,为城市爆破拆除积累了宝贵的经验。
参考文献
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[2] 刘殿中工程爆破实用手册[M] 冶金工业出版社,1999
[3] 中国力学学会工程爆破专业委员会爆破工程 冶金工业出版社, 1996
[4] 冯叔瑜爆破工程 冶金工业出版社,1980
[5] 史家堉,程贵海,郑长青建筑物爆破拆除理论与实践 中国建筑工业出版社,2010
[6] 张继春工程控制爆破 西南交通大学出版社, 2001
第一作者
石坚1978年出生2001年毕业于吉首大学工商管理专业
中级工程师 中级爆破工程师 注册安全工程师
第二作者
李博1983年出生 2010年毕业于沈阳农业大学水利水电工程专业 二级建造师
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。