完成时间：2005年5月

工程地点：浙江省宁波市

完成单位：浙江京安爆破工程有限公司

项目主持人及参加人员：王霞明、程才林、顾平、王海潮

撰稿人：程才林

 

1   工程概况

鄞县物资大厦位于宁波市江东北路，始建于1988年，该楼系框剪结构，大楼地面以上15层，高55m；建筑面积约9000m2，截面呈六边形；中心偏东部分为芯筒，亦呈六边形筒壁为钢筋混凝土剪力墙结构，内设有两个电梯井、上下楼梯等。剪力墙厚度为25cm，承重立柱规格多样，形状不一，有方形、楔形、梯形、草莓形、Y形等，各层楼面均为现浇钢筋混凝土楼板。大楼截面见图1。

图1大楼截面示意图

大楼四周环境如下：大楼西侧即为江东北路上街沿，宽约5m，主干道宽约20m，路对面为五星中信国际大酒店；北侧15m处为两层商业用房，南侧50m处为百丈路；东侧150m范围内为已拆除空地。

江东北路上街沿地面上有路灯、交通指示牌、电话亭等设施。地面下距大楼3m处为10kV地下电缆沟，5m处为ф500mm水泥供水管，埋深50cm，6m处为通信电缆沟。爆破大楼周边环境见图2。

图2大楼环境平面图

2   工程特点和难点

(1)由于大楼为框剪结构，十分坚固，因此爆前处理工作量很大，要求很高，尤其是大楼内部的芯筒剪力墙(电梯井加楼梯)异常坚固，对大楼的顺利倒塌影响很大，因此必须充分予以削弱，才能避免大楼炸而不倒。

(2)由于大楼西侧35m处的大酒店的玻璃装饰幕墙均为进口玻璃，因此必须严格控制爆破飞石，确保玻璃幕墙的安全。

(3)由于江东北路上街沿的地下埋有各种市政管线，尤其是ф500mm的水泥供水管，系插入式连接，埋深浅，要求爆破不得损坏各种管线。

(4)由于大楼承重构件的多样性，立柱形状及截面的多变性，尺寸繁多，配筋不一，钻爆施工困难很大。

 

3   拆除方案的选择

根据大楼的结构特点及现场周边环境，决定对大楼实施向东定向爆破方案，以保证周围环境的安全。具体方案考虑了以下几个条件：

(1)大楼重心偏东侧；

(2)大楼东侧较大范围为空地，有足够的倾倒空间；

(3)大楼的西侧(倾倒方向的背侧)为江东北路及中信国际大酒店，安全防护措施相对易于实施。

 

4   主要爆破技术参数

4.1 倾倒方向前排立柱最大炸高

由于大楼前半部分结构复杂，为确保大楼顺利倒塌，前排立柱最大炸高根据经验公式计算：

H = Btanф

式中B——大楼东西宽度，m；B=24.25m；

ф——缺口仰角，ф=15°～40°，取ф=34°。

计算得：最大炸高H =16.35m。

大楼第四层顶处标高16.0m，故决定前排立柱炸到第五层，前排立柱最大炸高为17m。

由于该楼立柱的截面形状多样，布孔参数及最小抵抗线难以掌握，为确保立柱炸透，除采用合适的炸药单耗外，适当缩小孔距也是一个重要手段，故取孔距为35cm，一、二层前三排立柱布孔7个，确保爆破高度为1.8～2.0m之间，次两排立柱爆破高度为1.0～1.5m；后一排立柱作为支撑铰链，爆破高度为0.3～0.5m，如图3所示。

图3下缺口爆高示意图

4.2 布孔参数

由于立柱和剪力墙截面复杂、多变，厚度较薄，为使药包布置柱墙中心，使各临空面方向最小抵抗线相同，保证爆破部位炸碎炸透，确保楼房倒塌，采用长向钻孔，分层分段装药(见图4)。

图4草莓形立柱的布孔方式及药包布置

由于对不同立柱采用了不同的布孔方式，精心施工，确保炮孔位置的准确性，从而确保了爆破效果和大楼的顺利倾倒。

4.3 上爆破缺口的处理

为实现大楼的定向折叠倾倒，以减少塌落振动，在大楼的九、十两层也布设上爆破缺口。考虑到高空爆破作业时飞石防护比较困难，大楼外墙及周边立柱不再进行钻爆作业，仅对前排立柱和外墙作弱化处理。这样大楼在倾倒过程中，由于九、十层内部芯筒及立柱已炸断，前排立柱的外墙已弱化，故将出现层间移动错位，实现大楼的“弯腰”折叠。

4.4 各排立柱及上下缺口的分段延期爆破

在对大楼各排承重立柱实行不同爆高差的同时，对各排立柱依次延期起爆。考虑到大楼的重心偏前且后半部分承重立柱较少，为确保爆破瞬间后半部分立柱仍能保持短暂的支撑作用，以利于定向的准确性，防止后排立柱折断后坐的可能，后三排立柱采用同段雷管起爆。因此，大楼下缺口前后六排立柱共分成三个时段起爆，分别采用MS2、HS2、HS3段雷管起爆，上缺口的爆破采用了HS5段雷管起爆。

4.5 炸药单耗的选择

炸药单耗与爆体的形状、尺寸、布筋情况及药包分布等许多因素有关，本工程中，考虑到剪力墙系薄壁结构，炸药单耗宜较大，约为1400～1500g／m3。由于立柱截面形状的不规则及多样性，为确保药包均匀分布，立柱彻底炸透，采取了多药包分散装药的措施，装药量比单个药包要适当加大些；加之布筋密集、箍筋多，因此对草莓形立柱及梯形立柱的炸药单耗定为950～1150g／m3，楔形立柱定为800g／m3，方形立柱定为700g／m3，上缺口做松动爆破。经过试爆，证明上述单耗是合理的。

 

5 爆破作业的安全措施及评估

5.1 飞石的防护

为了预防和控制飞石产生的危害，对立柱爆破部分采用橡胶输送带及两层以上竹笆麻袋包扎，同时在爆破缺口范围内，搭设脱离式全封闭防护棚，有效地控制了爆破飞石，确保大酒店的玻璃幕墙安然无恙。

5.2 塌落振动的控制

由于大楼前后分三段起爆，因此爆后大楼在空中的解体、撕裂十分明显，并依次分三部分先后触地倾倒。大楼冲击地面时激发的最大地表振动速度按经验公式计算：

式中I—一建筑物的触地冲量，I=M(2gh)1/2；

M——每次触地的楼体质量，kg；

M=3000 m2×1000kg／m2

h——重心高度，取大楼高度的1／2，即27.5m；

R——建筑物触地中心至待保护建筑物的等效距离，R=35m。

计算得                     ve = 4.88cm／s＜5cm／s

考虑落地振动的影响，在大楼前方触地部位铺设两条宽1.5m、高1.0～1.2m的缓冲带，有效地降低了塌落振动。根据实时监测，大酒店处地表振动速度仅为0.56cm／s。

5.3 地下管线的防护

由于大楼倾倒背侧的江东北路上街沿下的水、电、通信等市政管线与市民的生活休戚相关，必须采取可靠的措施予以保护。大楼在前倾的同时，后侧必然有部分外挑构件后坠，同时极有可能产生立柱后坐。因此，在上街沿路面上铺设厚2cm的钢板，再在钢板上铺设厚0.5～1.Om的沙袋。由于设计方案合理，爆后大楼未产生后坐，虽然有部分外挑构件后坠在路面上，但由于防护措施到位，地下管线完整无损，特别是地表以下0.5m深的水泥供水管完好无损。

 

6   结语

本工程主楼爆前施工及防护，历时20天，装药连线2天，于2004年5月15日早晨6时正式实施爆破。大楼按预定设计方案向东折叠倾倒在两条缓冲带上，除楼顶上的水箱结构未完全解体外，大楼梁、柱均充分断裂，各楼面相互层叠，爆堆高度不超过8m，后排立柱未产生后坐，周围环境及地下管线完整无损，爆破作业获得圆满成功。

摘自《中国典型爆破工程与技术》