金文法

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦, 江西德興市 334224)

原富家塢礦汽修庫(kù)的定向爆破拆除

金文法

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司德興銅礦, 江西德興市 334224)

介紹了原富家塢礦汽修庫(kù)定向爆破拆除設(shè)計(jì)和施工方案,分析總結(jié)了定向爆破的效果和經(jīng)驗(yàn)。

定向爆破;起爆網(wǎng)絡(luò);預(yù)拆除

1 工程概況

1.1 周圍環(huán)境

隨著德興銅礦富家塢采礦場(chǎng)基建剝離工程的快速進(jìn)展以及 456,440 m排土場(chǎng)的投入使用,原富家塢礦汽車修理庫(kù)的拆除工作已迫在眉睫,待拆汽修庫(kù)位于富家塢采礦場(chǎng)南部的 410 m水平上,西面距510 m工業(yè)場(chǎng)地 300多 m,東面為長(zhǎng)滿茂密樹(shù)林的山脊地形;與汽修庫(kù)相隔 300～400 m的北面和南面山坡上有花橋林場(chǎng)的職工從事林木的砍伐工作。溝底 (約 300 m標(biāo)高)有汽車在運(yùn)輸木材。待拆汽修庫(kù)與在 440 m臺(tái)階作業(yè)的 4#電鏟相距 200多 m。

1.2 汽修庫(kù)結(jié)構(gòu)

待拆汽修庫(kù)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),東西長(zhǎng)61.5 m,南北寬 12.5 m,高 12 m,在汽修庫(kù)的北面還建有一排磚混結(jié)構(gòu)的工具間,整個(gè)工具間長(zhǎng) 61.5 m,寬 4.1 m,高 5 m。汽修庫(kù)建筑總面積 1020.9 m2。汽修庫(kù)基本上為 2排立柱,前排 (南面)立柱 11根,后排 (北面)立柱 11根,此外,在東、西兩端墻體的中部各有 1根立柱,總共 24根承重立柱,屋頂為鋼筋混凝土預(yù)制板,汽修庫(kù)四周為漿砌墻體。前、后排立柱截面均為 0.4 m×0.6 m,配筋為 14根Φ22A3螺紋鋼豎筋,間距 a=10～15 cm;橫筋為Φ8 mm圓鋼,間距 a=30 cm,混凝土標(biāo)號(hào)高,汽修庫(kù)原安裝有行車設(shè)備,所以汽修庫(kù)整個(gè)結(jié)構(gòu)十分堅(jiān)固,承重立柱屬粗密鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

1.3 工程要求

在確保安全的前提下,將汽修庫(kù)徹底炸倒,為富家塢采礦場(chǎng)以后的安全排土創(chuàng)造條件。

2 爆破拆除

根據(jù)汽修庫(kù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工程要求,汽修庫(kù)的南面又有一塊寬 20多 m的空地,有足夠的倒塌空間。綜合考慮爆區(qū)的周圍環(huán)境后,決定采用向南定向傾倒的定向爆破拆除方案,即通過(guò)鉆孔爆破,在南面和北面立柱的底部破壞不同的高度并結(jié)合微差爆破,使汽修庫(kù)失穩(wěn),產(chǎn)生傾覆力矩,依靠自重而倒塌解體 (見(jiàn)圖1)。

圖1 爆破拆除方案

2.1 承重立柱破壞高度的確定

定向傾倒爆破設(shè)計(jì)時(shí),正確選擇立柱的破壞高度,對(duì)取得理想的爆破效果至關(guān)重要。根據(jù)理論計(jì)算和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),鋼筋混凝土承重立柱的破壞高度為:

式中:H——承重立柱的破壞高度,m;

K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),K=1.5～3.0,本工程取K=3;

B——立柱截面的長(zhǎng)邊,B=0.6 m;

hmin——立柱最小破壞高度,hmin=12.5d,d為鋼筋直徑,此處 d=0.022 m。

根據(jù)計(jì)算,倒向側(cè)立柱 (南面立柱)的破壞高度H1=2.64 m,非倒向側(cè)立柱 (北面立柱)的破壞高度H3=2.0B=1.20 m。按實(shí)際的孔距倍數(shù)考慮,取H1=2.80m,H3=1.40 m,中間 2根立柱 H2=2.45 m。

2.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

(1)最小抵抗線:W=b/2=0.4/2=0.2 m,式中 b為立柱寬度 (短邊)。

(2)孔間距:爆破鋼筋混凝土立柱、梁時(shí),孔間距 a=(1～2)W,此處取 a=1.75W=0.35 m。

(3)炮孔深度:L=2B/3=2/3×0.6=0.4 m,對(duì)中間立柱 L=2/3×0.7=0.45 m。

(4)單位用藥量:按主筋膨脹,向外彎曲,箍筋拉斷,混凝土炸碎并清出籠外的爆破效果考慮,并結(jié)合以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),取 q=1600 g/m3。

(5)單孔裝藥量:Q=qabB=1600×0.35×0.4×0.6=135 g,對(duì)中間的 2根立柱,因其截面為 0.44 m ×0.7 m,故取 Q=160 g。

2.3 炮孔布置

距地面 0.35 m處往上沿立柱寬度中心線布水平炮孔,孔間距 0.35 m,倒向側(cè) (南側(cè))每根立柱布孔 8個(gè),背向側(cè)每根立柱布孔 4個(gè),中間立柱每根布孔 7個(gè),總共布孔 146個(gè) (見(jiàn)圖1)。

2.4 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

本次爆破采用電雷管與導(dǎo)爆管混合起爆網(wǎng)路,汽修庫(kù)內(nèi)所有炮孔每孔裝 2發(fā) 4段非電毫秒雷管,每根立柱的 8～16根導(dǎo)爆管集成一束捆于 2發(fā)電雷管上 (電雷管并聯(lián)),然后將 24根立柱的電雷管串聯(lián),形成一個(gè)電雷管和導(dǎo)爆管毫秒雷管組成的起爆網(wǎng)路。起爆順序先南后北,具體為:南面立柱～中間立柱～北面立柱 (見(jiàn)表1)。本次爆破使用的電雷管和導(dǎo)爆管均為贛州冶金化工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。

表1 起爆破器材消耗

2.5 預(yù)拆除

爆破拆除建筑物時(shí)一般都有預(yù)拆除,這樣做的好處是:確保爆破效果;減少裝藥炮孔的個(gè)數(shù),簡(jiǎn)化施工;減少整個(gè)拆除爆破的用藥量,從而減低爆破危害。為了使汽修庫(kù)按設(shè)計(jì)的預(yù)定方向朝南定向倒塌,本次工程預(yù)拆除的原則是:

(1)爆破切口范圍內(nèi)的南、東、西三面磚墻必須預(yù)拆除,用人工或機(jī)械方法拆除均可。本工程計(jì)劃使用挖機(jī)進(jìn)行預(yù)拆除,施工時(shí),為了確保挖機(jī)作業(yè)的安全,應(yīng)該從爆破切口范圍的上部往下拆,預(yù)防墻體突然垮下造成安全事故。

(2)庫(kù)房后面的工具間采用挖機(jī)拆除。

(3)在確保汽修庫(kù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全的前提下,能預(yù)拆除的盡量預(yù)拆除,拆到只剩下立柱為止。

2.6 爆破安全距離

根據(jù)周圍環(huán)境,本次汽修庫(kù)爆破拆除的最大危險(xiǎn)來(lái)自飛石,爆破地震波和空氣沖擊波可以不計(jì)安全距離?？紤]到本次爆破的特點(diǎn),飛石居高臨下將會(huì)飛得更遠(yuǎn),再加上飛石崩跳距離因素的影響,所以飛石的飛散距離取 300 m。

2.7 安全和防護(hù)措施

雖然本次拆除爆破汽修庫(kù)周圍沒(méi)有其它建筑物,離聯(lián)絡(luò)公路和 510 m工業(yè)場(chǎng)地也較遠(yuǎn),但是,為了使此次爆破做到安全準(zhǔn)爆,取得設(shè)計(jì)預(yù)期效果,特采取以下安全措施。

(1)本次拆除爆破的最大危險(xiǎn)來(lái)自飛石飛散造成的危害,為此,臨起爆前 30 min,汽修庫(kù)東面山脊、北面和南面山坡上所有從事林木砍伐工作的人員以及溝底運(yùn)木材的人員必須撤至 300 m以外的安全區(qū)(最好撤至溝口外);510 m工業(yè)場(chǎng)地富家塢采礦場(chǎng)的人員可以不撤離,但必須躲進(jìn)屋內(nèi)或機(jī)臺(tái)內(nèi),不準(zhǔn)在外面休息或從事其它工作。

(2)由富家塢采礦場(chǎng)負(fù)責(zé)從 440 m排土場(chǎng)的西側(cè)～410 m水平推 1條施工措施道,以便挖機(jī)及早進(jìn)駐場(chǎng)地,開(kāi)始預(yù)拆除工作,此施工措施道要保留至爆破拆除工作結(jié)束。

(3)在爆破的前一天,對(duì)所有炮孔進(jìn)行驗(yàn)收,對(duì)不合格孔要套打或重打,超深孔用炮泥回填。

(4)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行鉆眼、裝藥、堵塞,裝藥完后,炮眼一定要用炮泥堵塞好。

(5)中間柱以及后排立柱爆破部位采用茅草和草袋防護(hù),并用 10#～12#鐵絲牢固地捆扎在爆破部位上,既防飛石,又對(duì)起爆網(wǎng)路起到保護(hù)作用。

(6)警戒點(diǎn)的布置:510 m工業(yè)場(chǎng)地、440 m臺(tái)階 4#電鏟、汽修庫(kù)對(duì)面的北面坡與南面坡的溝口各設(shè) 1個(gè)崗哨。

3 爆破效果

原富家塢礦汽修庫(kù)定向拆除爆破由于施工設(shè)計(jì)、組織精細(xì),安全防護(hù)措施到位,起爆后,飛石控制在 200 m范圍內(nèi),周邊未出現(xiàn)任何人員和設(shè)備事故,建筑物按照設(shè)計(jì)的方向倒塌,定向拆除爆破非常成功。

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2010-09-26)

金文法 (1967-),男,江西波陽(yáng)人,采礦工程師,從事采礦管理工作,Email:jinwenfa@163.com。