地磅坑及基礎的水壓和炮孔同網起爆技術

1　工程概況 淮南市某電廠內一磅坑為高標號鋼筋混凝土容器 矩形 結構 , 總長 16m ,高 2. 3m, 寬 5. 3m, 南北 壁厚 1. 2m m,東西壁厚 0. 25m,內有 12的雙層鋼筋網 ,鋼 筋孔網間距為 0 . 2m。 且池內有斷面不等的 21個高為 1m柱墩 ,其中 ,斷面為 75cm× 85cm 的柱墩 4個、55cm × 60cm的柱墩 2個、65cm× 50cm的柱墩 2個、70cm× 25cm的柱墩 4個和 40cm× 60cm的柱墩 1個。 且該磅 房下部還有大約 3m深的素混凝土也需拆除。因工程改 建需要 ,急需對磅房及基礎進行拆除 ,由于人工拆除極 為困難且工期長 ,決定采用爆破拆除。 磅房及基礎四周環境復雜 ,南部與之相連的是電 廠地下給煤漏斗 ,漏斗上部有雙軌火車道和輕型框架 房子 ,因火車卸煤時間長 ,人員密集度大。西部 8m處有 一磚砌圍墻 ,圍墻內是淮南市鹽庫活動中心 ,其與家屬 樓相距僅 12m ,北部離淮河大堤 100m 處有 380KV 高 壓線及淮河大堤堤壩管理通訊電纜 ,東北部 6m 處是一 部直徑 1. 2m 的打樁機正在日夜施工 ,東部相距 6m是 一排剛剛施工完的混凝土柱子。 爆破現場周圍環境如 圖 1所示。因工程需要 ,除磅房南部和漏斗煤倉相接處 沒有開挖 ,其余三面均開挖至基礎底板的水平面以下。 要求爆破時絕對不能影響到大堤及混凝土樁子 ,不得 有飛石飛出損壞周圍的火車信號燈和家屬樓的玻璃。 2爆破設計 2.1　爆破方案選取利用爆破法拆除工程中有水壓爆破法和鉆眼爆破 ,因水壓爆破不需鉆眼 ,節省了大量的鉆眼作業費用和時間,需要藥包個數少 ,爆破網路簡單 ,水壓均勻平緩作用于水池壁上 ,使介質破碎比較均勻,且不產生粉塵和飛石,有利于爆破后碎塊的清除。本工程上部具有儲水條件,周圍水源豐富 ,具備水壓爆破的條件。 但水池兩頭壁厚為 1. 2m、池內的柱墩 ,如果只采用水壓爆破,藥量太小其可能被沖擊波震裂,藥量較大易對周圍 建筑物破壞 ,故采用在厚壁中間及池內柱墩上打眼,微 量裝藥。底板的鋼筋混凝土底板和混凝土基礎若等水壓爆破清渣后 ,再鉆鑿炮眼爆破,由于水壓爆破產生的 裂隙容易卡釬,爆破時為防止飛石危害需大面積覆蓋,同時也保證按期完工,所以采用炮孔裝藥和水壓爆破相結合的一次同網起爆技術方案。2.2藥量計算 2.2.1水壓爆破藥量計算 根據水池周圍環境,為保證附近建筑物不受損壞,決定采用松動破碎。 即爆破后水池壁形成較大的環向 和縱向裂縫,部分混泥土被崩落,鋼筋外露,整個水池原地塌落 ,經人工敲打后即可搬運。 而要達到這個要求 ,爆破用藥量必須保證在藥包爆破后形成的徑向和 切向應力均超過水池材料的極限抗拉強度。 根據水壓爆破理論和工程實踐中采用的沖量準則 公式 Q1= K×W -1.6×R -1. 4 式中 Q1—— 所需炸藥藥包重量 ,kg;K——藥量系數,根據破碎程度和控制碎塊飛散情況,取 K= 4要求爆破 效果為混凝土局部爆裂 ,剝落。等效壁厚 , m。W= R -{(1+ SW /SR )0. 5 -1} 式中 W -—— 爆破體內容積的橫截面積 SW= 18. 57m2; SR——爆破體容積的橫截面積 SR = 44. 5m2 , R -—— 等 效內半徑 , R -= (SR /π) 0.5= 3.76。 經計算 R -= 3. 25,W -= 0. 56。以上兩式適用于混凝土容器結構物的水壓爆破藥 量的計算 ,對于鋼筋混凝土應根據兩種材料相等的原 理將鋼筋折算成混凝土的厚度。本工程中采用雙層 12圓鋼筋將系數代入得由于需將藥包分散開,乘藥量分散系數得: Q1 = 9. 56× 1 . 2= 11. 5kg 2. 2. 2　水池厚壁及池內柱子的爆破參數及藥量計算 水池 南北兩 頭壁厚 1. 2m ,取W = 600mm, a= 500m m, L= 2000mm,共打眼 14個 ,單孔藥量 Q2= q·a· b· l= 240g 采用導爆索捆綁炸藥的間隔裝藥結構?？傃b藥量 Q2總 = 240×14= 3360g水池內除8個70cm×25cm斷面的柱墩不需打眼 外 ,其余 11根柱墩均打眼 ,炮眼深度 L= 1000mm,單孔藥量Q3=400×0.4×0.5× 1= 80g Q3總 = 80×11= 880g 2.2.3　地板基礎的爆破參數及藥量計算底板基礎的炮眼間距a= 700～ 800mm ,排距 b= 500～600mm炮眼深度 L= 2.5 ～ 3m。施工過程中打眼232個,每孔裝藥根據情況裝藥 300g,裝藥結構分三層裝藥,即孔底150g,中間 100g,上部 50g,實際施工過程中,考慮到裝藥的方便 ,采用導爆索間隔捆綁炸藥的裝藥結構 ,即在每孔中裝藥量減少 20～ 30g,用一發雷管 引爆即可?？傃b藥量Q4總=69.7kg?？傃b藥量 Q= Q1總+ Q2總+ Q3總+ Q4總 = 11. 5+ 3. 36+0.88+69. 7= 85.6kg2.3藥包布置根據水池結構 ,其長寬比和高寬比都大于 1. 2,因 此將總藥包分為若干個藥包,要使水池均勻破碎,必須 在爆破時使池內壁各處受到的荷載相接近。 故采用 14 個藥包單層布置,每個藥包重量 0.8kg,藥包入水深度 1. 6m 處 , 距內壁 1. 3m ,注水深度 1. 8m。 炸藥采用250ml飲料瓶封裝,每兩個瓶為一藥包 ,采用 40g 鈍化 的 TNT粉狀藥在藥包中心作為加強起爆 ,每藥包內采用兩發電雷管起爆。 藥包放置位置如圖。

水池破壞是其壁面承受最大爆破壓力所致 ,按下 式計算最大爆破壓力:

Pm = 0.1k (Q1/3 R )T 式 中: Pm——最大爆破壓力,M Pa;Q—— 裝藥 量; R—— 藥包中心至壁面的距離; k—— 系數 ,使用 TN T 時 k= 533;T ——系數,使用 TN T時T = 1. 13。水池中單個藥包重 1.05kg,使用2號巖石硝銨炸藥,換算成TNT當量為 0.819kg,藥包至壁面的距離R = 1. 3m,代入得到 Pm= 36.75MPa。水池壁用300號水泥,其抗拉強度為1.8MPa,抗壓強度為23MPa,由上面 計算可知 ,當水爆炸沖擊波由藥包中心經衰減到達壁面的峰值壓力遠大于水池壁的強度,足以保證水池破 壞。2.5起爆網路如果水壓爆破和炮眼爆破同段起爆,炮眼爆破破壞可能會影響水壓爆破的作用 ,而如果采用微差起爆,則有利于磅坑的破壞。所以決定磅坑的水壓爆破和炮眼爆破采用毫秒微差雷管一次起爆。其中11個水壓爆破藥包選用1段毫秒雷管、磅坑內的柱墩及兩頭厚壁選用25發2段毫秒雷管,底板基的炮孔根據周邊自由面選用 3 ～ 5段232發毫秒電雷管。 總計用雷管 279發,爆破網路采用4發雷管并聯后整個網路再大串聯 的聯接方式,選用 GM— 2000型高起起爆器起爆。3爆破安全 由于本工程采用了水壓爆破和炮孔爆破同時起爆的技術,一次起爆藥包個數比較多 ,所以爆破地震效應和爆破飛石的危害均應予于重視和控制。 3.1爆破地震效應根據薩道夫斯基經驗公式的修正式,離爆源最近的四層住宅樓振動速度 V為0.95cm/s,其值遠小于爆破安全規程規定的建筑物振速安全值,所以爆破地震 不會產生危害作用。3.2爆破飛石本工程爆破飛石主要產生于厚壁及池內柱墩上的 眼爆破 ,我們選用礦用內含鋼筋網的輸送機皮帶進行交叉覆蓋。底板基礎因有上部的水墊層作為防護層,可以不考慮防護。4　爆破效果 爆破后周圍建筑物、構筑物及信號燈無一受損破 壞。爆破時水注高度約 5m左右 ,水池壁被炸裂鼓出,混凝土與鋼筋剝離,達到控制爆破拆除的目的。經大型挖掘機兩天就清理完畢,整個工程共用8天,廠方十分滿意。