南京理工大学南区宿舍楼爆破拆除
设 计:___________ 审 核:___________ 批 准:___________
1. 工程概况
南京理工大学29、30、31舍在江苏省南京市南京理工大学南区宿舍,北邻胜利村路,在29舍东侧50米为星苑美食广场(三层建筑,有地下建筑),31舍西面100米为一机械工厂,后面为农田。在东西两侧各有一地下通道,30和31舍之间有通连,地下有防空建筑一层。
三座楼结构基本一致,以30舍作为主要介绍。13楼房层,总高度43.5m。主楼系全剪力墙结构,以“工”字形剪力墙为主承重构件,联系梁为搭接构件,东西跨度加上电梯井为七列,南北跨度加走廊为三跨,主楼内中间有三电梯井和内楼梯,大楼东西两侧结构对称,系框架结构。大楼周围环境如下图所示。
2. 拆除工程的特点和难点
(1)待拆大楼为全剪力墙结构,大楼东西两侧结构对称,高度一样,重心居中。
(2)大楼所处地段,周边有较多建(构)筑物需要保护,距大楼西面
100m为工厂及建筑物、东50m为星苑美食广场,北面胜利村路上有架
空的电力、通讯等管线,距大楼仅55m;东侧12m处有南北走向的地下通信光缆、军用光缆、地下电缆等多种重要管线设施,东侧17m位置有600mm的水泥供水管道,东西两侧各有一地下通道。
3. 爆破拆除方案选择
根据现场环境条件及大楼的结构特点,采用多缺口定向倒塌的爆破拆除方案。
倒塌方向,31、30舍倒向西面,29舍倒向东面。爆破顺序一次为30、29、31舍。 3.1 爆破缺口
下缺口最大炸高,计算公式:HBtan
式中B——大楼宽,B16.2m;——缺口仰角,取41,
tan0.87。
代人数值,计算得H14.1m。
大楼第四层楼的顶面板的高度恰好为14.1m,即前排最大炸高至第四层即可。为使大楼倒塌顺利,电梯井及楼梯间炸高比前排立柱炸高提高一层。
在大楼的8~9层一个辅助缺口,对内部工字形剪力墙也进行预处理和钻孔爆破,爆破缺口及布孔见图3。
3.2 剪力墙的预处理
主楼分为前后两跨工字形剪力墙,即南北两跨,为减小钻爆工作量,中间预处理后可形成两端T形的四排承重立柱,此立柱变为主体大楼的承重主要构件,然后对此进行钻孔爆破。剪力墙预切割三原则为:1)确保大楼爆前安全稳定的原则;2)剪力墙节点保留的原则;3)力求解体后剪力墙柱规格化的原则。 3.3钻爆参数
待爆大楼主要由工字形剪力墙承载,剪力墙上的炮孔布置有两种方式,即垂直浅孔,为了保证爆破效果,控制飞石,决定采用平行于剪力墙的纵向钻孔。
爆破参数计算:孔径3840mm,最小抵抗线为剪力墙厚度的
1/2,即W0.125m,炮孔间距(1.52.0)W(m),取2025cm,孔
深L为剪力墙墙面宽度减去25cm,如墙面宽度超过1.5m,可以从剪力墙断面两侧进孔。电梯井处,剪力墙上最大孔深达1.6m,炮孔中心线与剪力墙平行偏斜不超过2cm。剪力墙柱上共布纵深孔1720个,约
2095m。
剪力墙系薄壁结构,底层炸药单耗为10001200g/m3。2层以上炸药单耗为800g/m3,上两个爆破缺口剪力墙的炸药单耗控制在600g/m3左右。
4.施工工艺
4.1 延期分段及起爆网路
大楼下缺口1~4排剪力墙孔内分别采用MS2、HS2、HS3、HS4段非电雷管起爆,八至九层缺口采用HS5段雷管起爆,孔内传爆网路由双发非电雷管、导爆索组成;孔外传爆网路由传爆雷管及复式闭合四通导爆管传爆网路组成。上下楼层之间的网路,1~3层有8条通路,四层以上有4条通路,最后汇集成两条起爆总线。
4.2 起爆药包加工
孔内起爆药包由多个药包、导爆索、起爆雷管组成。为便于装药,事先将药包和导爆索一并绑扎在细竹条上,每隔40cm将药包裹在导爆索四周并固定;距导爆索端头15cm处,用两发起爆雷管绑紧。将加工好的药包徐徐推人炮孔,孔口堵塞20cm左右,分数次堵塞,确保堵塞质量。整个大楼爆破耗用各段非电雷管4200发,其中孔内3440发,孔外接力760发,乳化炸药115kg,导爆索1930m。
5.振动校核及测试
5.1 爆破振动的评估
本次爆破最大单响药量为48kg;最近距离为25m时,经计算,v=1.06cm/s。所以,爆破振动不会对周围25m外的建筑物造成任何损害。
5.2 塌落振动的评估
大楼(重达数千吨)倾倒触地时产生的振动对周围环境具有一定的威胁性。我们采用多缺口定向爆破,分段逐跨倒塌的技术措施,使大楼分块分段依次触地。有效地减少了落地振动对周围建筑的影响。对30舍先进行爆破,利用29和31舍楼体,抵挡一部分爆破能量和飞石。
6.其他安全技术措施
为确保大楼完全倾倒及倒塌方向准确,还采取了以下几项措施: (1)爆前预处理和爆破缺口的开设力求对称,确保大楼倒向准确。 (2)对爆破飞石的防护,采用覆盖防护和脱离防护两种方式。覆盖防护采用三层竹笆和三层草包直接覆盖在爆体上,并用铁丝绑扎固定;脱离防护是在距主楼1.5m处利用竹笆搭设全封闭防护排架,其高度大于爆破缺口高度1.0m。
(3)在大楼东侧、西侧开挖防振沟,沟宽1.5m、深2.0m,同时在大楼倒塌前方距大楼20m、30m、45m处用渣土堆设三条缓冲带,缓冲带底宽1.5m、顶宽1.0m、高1.5m,并在缓冲带表面铺设沙袋,以防止二次飞溅物。
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