论文部分内容阅读
【摘 要】 静态爆破技术可用于混凝土和岩石等的破碎拆除，其无公害，操作简便，尤其适宜于一些特殊部位或有特殊要求的拆除，相比人工凿除，省时、省力，经济实用。静态爆破技术在王快水库除险加固工程泄洪洞、发电洞的闸门门槽二期混凝土拆除中，取得了良好的效果。
【关键词】 混凝土；拆除；静态爆破技术
【中图分类号】 TU744 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）01-008-01
王快水库是以防洪为主结合灌溉、发电的大型水利枢纽工程。主要建筑物有拦河坝、溢洪道、泄洪洞及电站。因水库存在防洪保坝标准偏低、大坝下游坡过陡及泄洪洞和发电洞的闸门、启闭设备、管理设施老化的问题，王快水库大坝鉴定为“三类坝”，需对其进行除险加固。本工程混凝土拆除是断面较小的局部拆除，并有一定的几何尺寸要求，且在建筑物内部进行，拆除施工不能对原有混凝土建筑物造成破坏。经过方案比选，选用静态爆破，辅以人工风镐凿除的施工方法。
1静态爆破设计
1.1静态爆破原理。静态爆破是采用粉末状破碎剂，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生体积膨胀，并缓慢地将此膨胀压力施加于孔壁，因受孔壁约束，膨胀压力转化为径向压应力和切向拉应力，当产生的拉应力大于岩石或混凝土的抗拉强度时，使被破碎物在无振动、无噪声、无飞石和无毒气的情况下安全破碎。静态爆破用于某些不宜使用炸药爆破的特殊场合，对破碎体可实现定向破碎或切割。
1.2静态爆破设计及钻孔参数的确定。①孔径d d＝38～42mm。②抵抗线w w＝20cm（抵抗线指排孔到临空面的垂直距离）。③药孔间距a a＝kd 含筋率100～150kg/m3,k＝5～7。a=kd＝19～29 取a＝25cm。④排距b b＝(0.6～0.9)孔距，取b＝20cm。⑤孔深L L=1.1H，H为破碎部位高度。⑥单位炮孔长度装药量q q＝2.0kg/m。
2静态爆破施工
2.1施工工艺。施工准备、爆破设计、测量放线、布孔、钻孔作业、钻孔质量检查、破碎剂拌制、灌注、养生、混凝土解体、清渣 混凝土拆除后基面验收。
2.2施工设备（机具）及材料。①施工机具：W-2.6/5柴油空压机，Y-30型手持式风钻，G-10型风镐及钻钎。②施工材料：本工程采用北京宇冀特种水泥厂生产的高效无声破碎剂（HSCA-Ⅱ），使用温度10～25℃, 水灰比0.3～0.35。
2.3炮孔布置。炮孔布置根据自由面而定，门槽二期混凝土拆除，首先用风稿垂直混凝土凿出先锋槽，即芯部开沟形成自由面。沟槽深度不小于需要开凿混凝土深度，然后用风钻水平钻孔，按次序装药破碎。拦污栅门槽及墩头混凝土拆除，采用竖直劈裂法分段施工。每段高0.5m，先用风镐局部凿开钢筋保护层，利用气割将露出的钢筋切断，解除箍筋的约束后，再垂直钻孔装药破碎。
2.4破碎剂拌制、灌注、养生。
2.4.1拌制：本工程采用HSCA-Ⅱ型破碎剂，水灰比0.3～0.35。拌制时，称取定量的破碎剂倒入塑料容器内，然后人工缓慢加入定量的水，同时时行搅拌，拌合成均匀的浆体，拌合时间不超过3分钟。
2.4.2灌注：门槽二期混凝土钻孔为水平孔或斜孔，采用将破碎剂胶体搓成条塞入孔中，用木棍捣实。拦污栅墩头为竖直孔，直接浆体灌入，并用木棍捣实。所有灌入浆体的钻孔最后全部用快凝砂浆迅速堵住孔口。
2.4.3养生：灌注浆体完成后，其开裂时间随工作环境温度不同而异，一般在10～24h产生裂缝，裂缝出现后，用水浇缝，裂缝随时间增长而变大。泄洪洞内的工作门槽二期混凝土拆除时，正值用气割拆除金属构件，因而洞内温度达24℃，促使混凝土开裂时间比预期提前。混凝土开裂到一定程度，即可用人工风镐清除。
2.5施工注意事项。①按照施工环境温度选择合适的破碎剂型号，避免错用，不得随意互用。②破碎剂要随配随用，一次不宜拌制过多，拌制好的浆体宜在10分钟内用完。除冬季外切勿用热水拌合。③装填钻孔时，施工人员应戴防护眼镜，有裂缝出现前，不得近距离直视钻孔，以免药剂喷出伤人。④上下层施工作业，做好安全防护工作。⑤对于钢筋混凝土，应预先切割外围钢筋，再装药破碎。
3经济效益分析及优缺点
静态爆破拆除混凝土实际用工528个工日，同等条件下，若用人工风镐凿除，需用工2928个工日，对保证工期起到了关键作用。可见静态爆破技术省时、省力、效率高。静态爆破同炸药爆破相比，优点是破碎剂使用安全、操作简便、容易施工、无需特殊工种作业；缺点是破碎剂能量不如炸药威力大、钻孔多、破碎效果受气温影响大，开裂时间不易准确控制，成本稍高。
静态爆破技术在拆除施工中能较好的控制拆除边界，不产生飞石，不会在保留的建筑物内产生裂隙，质量容易保证，安全可靠。从本次混凝土拆除效果看，断面几何尺寸规矩，切割面平整，无裂隙，对洞内的其它构筑物未产生任何影响，达到安全拆除，保证质量的目的。这对于目前水利工程除险加固中有类似要求或特殊部位混凝土拆除有一定参考价值。
【关键词】 混凝土；拆除；静态爆破技术
【中图分类号】 TU744 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123（2011）01-008-01
王快水库是以防洪为主结合灌溉、发电的大型水利枢纽工程。主要建筑物有拦河坝、溢洪道、泄洪洞及电站。因水库存在防洪保坝标准偏低、大坝下游坡过陡及泄洪洞和发电洞的闸门、启闭设备、管理设施老化的问题，王快水库大坝鉴定为“三类坝”，需对其进行除险加固。本工程混凝土拆除是断面较小的局部拆除，并有一定的几何尺寸要求，且在建筑物内部进行，拆除施工不能对原有混凝土建筑物造成破坏。经过方案比选，选用静态爆破，辅以人工风镐凿除的施工方法。
1静态爆破设计
1.1静态爆破原理。静态爆破是采用粉末状破碎剂，用适量水调成流动浆体，直接装入炮孔中，经水化后，产生体积膨胀，并缓慢地将此膨胀压力施加于孔壁，因受孔壁约束，膨胀压力转化为径向压应力和切向拉应力，当产生的拉应力大于岩石或混凝土的抗拉强度时，使被破碎物在无振动、无噪声、无飞石和无毒气的情况下安全破碎。静态爆破用于某些不宜使用炸药爆破的特殊场合，对破碎体可实现定向破碎或切割。
1.2静态爆破设计及钻孔参数的确定。①孔径d d＝38～42mm。②抵抗线w w＝20cm（抵抗线指排孔到临空面的垂直距离）。③药孔间距a a＝kd 含筋率100～150kg/m3,k＝5～7。a=kd＝19～29 取a＝25cm。④排距b b＝(0.6～0.9)孔距，取b＝20cm。⑤孔深L L=1.1H，H为破碎部位高度。⑥单位炮孔长度装药量q q＝2.0kg/m。
2静态爆破施工
2.1施工工艺。施工准备、爆破设计、测量放线、布孔、钻孔作业、钻孔质量检查、破碎剂拌制、灌注、养生、混凝土解体、清渣 混凝土拆除后基面验收。
2.2施工设备（机具）及材料。①施工机具：W-2.6/5柴油空压机，Y-30型手持式风钻，G-10型风镐及钻钎。②施工材料：本工程采用北京宇冀特种水泥厂生产的高效无声破碎剂（HSCA-Ⅱ），使用温度10～25℃, 水灰比0.3～0.35。
2.3炮孔布置。炮孔布置根据自由面而定，门槽二期混凝土拆除，首先用风稿垂直混凝土凿出先锋槽，即芯部开沟形成自由面。沟槽深度不小于需要开凿混凝土深度，然后用风钻水平钻孔，按次序装药破碎。拦污栅门槽及墩头混凝土拆除，采用竖直劈裂法分段施工。每段高0.5m，先用风镐局部凿开钢筋保护层，利用气割将露出的钢筋切断，解除箍筋的约束后，再垂直钻孔装药破碎。
2.4破碎剂拌制、灌注、养生。
2.4.1拌制：本工程采用HSCA-Ⅱ型破碎剂，水灰比0.3～0.35。拌制时，称取定量的破碎剂倒入塑料容器内，然后人工缓慢加入定量的水，同时时行搅拌，拌合成均匀的浆体，拌合时间不超过3分钟。
2.4.2灌注：门槽二期混凝土钻孔为水平孔或斜孔，采用将破碎剂胶体搓成条塞入孔中，用木棍捣实。拦污栅墩头为竖直孔，直接浆体灌入，并用木棍捣实。所有灌入浆体的钻孔最后全部用快凝砂浆迅速堵住孔口。
2.4.3养生：灌注浆体完成后，其开裂时间随工作环境温度不同而异，一般在10～24h产生裂缝，裂缝出现后，用水浇缝，裂缝随时间增长而变大。泄洪洞内的工作门槽二期混凝土拆除时，正值用气割拆除金属构件，因而洞内温度达24℃，促使混凝土开裂时间比预期提前。混凝土开裂到一定程度，即可用人工风镐清除。
2.5施工注意事项。①按照施工环境温度选择合适的破碎剂型号，避免错用，不得随意互用。②破碎剂要随配随用，一次不宜拌制过多，拌制好的浆体宜在10分钟内用完。除冬季外切勿用热水拌合。③装填钻孔时，施工人员应戴防护眼镜，有裂缝出现前，不得近距离直视钻孔，以免药剂喷出伤人。④上下层施工作业，做好安全防护工作。⑤对于钢筋混凝土，应预先切割外围钢筋，再装药破碎。
3经济效益分析及优缺点
静态爆破拆除混凝土实际用工528个工日，同等条件下，若用人工风镐凿除，需用工2928个工日，对保证工期起到了关键作用。可见静态爆破技术省时、省力、效率高。静态爆破同炸药爆破相比，优点是破碎剂使用安全、操作简便、容易施工、无需特殊工种作业；缺点是破碎剂能量不如炸药威力大、钻孔多、破碎效果受气温影响大，开裂时间不易准确控制，成本稍高。
静态爆破技术在拆除施工中能较好的控制拆除边界，不产生飞石，不会在保留的建筑物内产生裂隙，质量容易保证，安全可靠。从本次混凝土拆除效果看，断面几何尺寸规矩，切割面平整，无裂隙，对洞内的其它构筑物未产生任何影响，达到安全拆除，保证质量的目的。这对于目前水利工程除险加固中有类似要求或特殊部位混凝土拆除有一定参考价值。