聚能切割爆破在拆除特大型钢结构厂房中的施工技术研究680.pdf

聚能切割爆破在拆除特大型钢结构厂房中的 施工技术研究 解放军理工大学工程兵工程学院 零零二年九月2 控制爆破拆除多应用于混合结构、框架结构等建（构）筑物的拆除，而 钢结构的控制爆破拆除是一个全新的课题，目前国内还没有这方面成功实例 及相关经验可供借鉴。聚能装药做为一种特殊的装药形式，多应用于军事领域，它可以将炸药 爆炸时的爆炸能聚集起来，达到对金属穿孔、切割、破坏等目的，如穿甲弹、破障弹、线型反坦克履带雷等。航天工业上利用聚能装药的特性，形成线型 切割器，切割金属结构，实现运载火箭的各级脱离。采用线性聚能装药的爆 炸来快速切割钢结构物，达到拆除钢结构物目的，这在理论上是成立的，实 际上能否成立，还有许多问题有待解决。上海宝钢集团第一钢厂，为建设国内最大的不锈钢基地，需将原第二炼钢车 间厂房拆除，其拆除目标是在安全的前提下达到快速拆除整个车间，为不锈钢基 地建筑节约宝贵的时间。该车间主厂房总计占地 32200M2，东西长 318M，南北宽 110M,其中，钢砼 框架结构厂房占地 14560M2，钢结构厂房占地 17640M2，整幢厂房总建筑面积 69505M2,爆破目标南侧 50M 为上海市重点保护单位吴淞煤气厂制气车间，北侧 100M 为厂内正在生产的高炉锅炉房及化学水处理站。国内该类厂房拆除施工多采用“倒装法”拆除，“倒装法”拆除：一是安全 性差，二是工期较长，三是成本较高，无法满足工程建设需要，迫切需要一种新 的拆除施工方法。结合上钢一厂二炼钢拆除的实际工程，对聚能切割爆破在拆除特大型钢 结构厂房中的施工技术进行如下研究。一、进行工程勘察 1工程概况 1.1 概述：3 工程地点：宝山区长江路 735号，拆除对象为上海一钢厂二炼钢厂房 及厂房内的大型基础。二炼钢厂房由钢结构主厂房和钢筋混凝土结构厂房 组成，其中：钢结构主厂房包括：加料跨、过渡跨、精炼跨，钢筋混凝土 结构的厂房包括过渡跨及出坯跨。建、构筑物分布情况见附图1总平面图 高 炉 南 咼炉锅炉房 r 化学水处理站 1 转 东 路 -二 转 北 dnnjui 钢 路 炉子跨（倒装法拆除）.料 1 S 渡 待爆钢结构厂房 精 炼 跨 切割跨 噪钢 字跨 切割跨 岀坯跨待 勺砼结构厂房 岀坯跨 岀坯跨 A 二 转 南 路 L /X-A-ti t-tf-T 钢 零 路 -5UIVI 吴淞煤气厂制气车间 公辅 图 1、环境平面示意图 1.2拟拆除的建、构筑物结构简况：加料跨厂房 为大型钢结构厂房（钢结构梯型屋架）。长318m跨度19.7m，屋面标 咼最咼+24.6m，天窗屋面咼为+29m屋面为大型砼预制板，山墙为镀 锌瓦围护结构；加料跨厂房与炉子跨厂房共用 G列厂房柱，柱距18m与过 渡跨厂房，共用F列房柱。过渡跨厂房 为单层钢结构厂房，屋面为钢结构梯型屋架，预制砼屋面板。长 240m 跨度6m柱距6m屋面高+20.0m;跨内搭设有各种操作室、仪表室、值 班室、调度室、分析室等建构筑物。精炼跨 为单层钢结构厂房（屋面为钢结构梯型屋架，大型预制砼屋面）长306m,跨距29m柱距一般为6m最大为12m屋面标高+18.8m，天窗屋面标高 +22.13m,山檣为镀锌瓦围护结构。4 （该部分厂房为混凝土立柱结构，不是本篇的重点，略）丁字跨为相对独立的钢结构厂房，两列立柱呈南北向布置，西侧有 5 根 立柱，东列有 4 根立柱，宽 24 米，长 24 米。1.3 拆除区域的周边环境，二转东路东侧约150 M为待拆除区；南为二转南路，南侧 50M是上海 吴淞煤气厂制气车间，爆破区距要保护目标约 100 米，西为钢二路，钢二 路西面为不锈钢项目的建设工地；北面为二转北路，爆破区距要保护的化 学水处理站及高炉锅炉房约 100 米。建筑物与周边的距离见图 1 的平面示 意图。，危险品容器及场所（包括各种化学处理池）已由厂方清理干净、并 在施工前出具相关证明。二、确定技术指标 1.工期要求 1.1 业主计划 不锈钢项目是宝钢集团的重点技改项目，总投资达壹百多亿，建设空 间必须保证；第二炼车间是上钢一厂效益最好的车间，多生产一天就多一 份效益。拆除第二炼钢车间，是为不锈钢建设项目扫除障碍，最短时间内 拆除第二炼钢车间才能实现生产与建设效益的最大化。拆除计划为：3 月 15 日二炼钢停产，6 月 30 日实现全部拆除施工，为后续建设扫除障碍。1.2 我方计划 按照受控有序，安全可行的总体要求，在满足业主要求的前提下，适 当留有余地，我方的工期计划为：3月 20 日开始拆除施工，6月 10 日完成 全部拆除施工，总计 80 日历天。2.安全要求 南侧的吴淞煤气厂，北侧的高炉锅炉房要确保其安全，确保施工人员 的安全。2.1爆破震动 国家爆破安全规程 GB6722-86规定的爆破地震安全距离规定如下：一般建筑物5 和构筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求，主要类型的建(构)筑物地面质点的安全震动速度规定如下：a.土窑洞、土坯房、毛石房屋 1.0cm/s;b.一般砖房、非抗震房的大型砌块建筑物 23cm/s;c.钢筋混凝土框架房屋 5.0cm/s;为确保保护目标的安全，确定本工程的安全爆破振动标准为：2.0cm/s 对于拆除控制爆破，爆破地震安全距离可按下式计算 R=(KK N)1/“Q 式中：R爆破地震安全距离，m由于本工程中的吴淞煤气厂是 不可移动的，必须保证其安全，即爆破的安全距为 R=50m Q炸药量，Kg；齐发爆破取总炸药量；微差爆破或秒差爆 破取最大一段药最；V地震安全速度，cm/s;本工程取V=2.0cm/s;m药量指数，取1/3;K、a 与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数，可按下表一、选取，或试验确定。K系数，K=0.251,近爆源且临空面少时取大值，反之取小值。有资料认为 KK=7.06,a=1.36。表一、爆区不同岩性的 K、a值 岩 性 K a 坚硬岩性 50 150 1.3 1.5 中硬岩性 150 250 1.5 1.8 软岩性 250 350 1.82.0 由于本工程采用的是控制爆破，其装药又是外部装药，为保证安全，取 K=150 a=1.5 则由上式可反求出一次齐爆药量 6 Q=177.8 kg 也可用萨道夫经验公式 V=KK(Q/3/R)a,cm/s 式中各符号代表含义与上式相同。进行被保护目标振动速强度验算。得：V=0.094 cm/s，该值远远小于国家标准，故可以确保安全。2.2爆破空气冲击波超压 表二、空气冲击波对建筑物的破坏等级 破坏等级 建筑物被破坏的程度 超压 Px 105,Pa 1 砖木结构完全破坏 2.0 2 砖墙部分倒塌，土房倒塌 1.0 2.0 3 木结构梁柱倾斜，部分折断，砖结构房顶撕掉，墙 0.5 1.0 部分移动或裂缝，土墙开裂或局部倒塌 4 木板隔墙破坏，木房架折断，顶棚部分破坏 0.3 0.5 5 门窗破坏，屋面瓦大部分掀掉，顶棚部分破坏 0.15 0.3 6 门窗部分破坏，玻璃破坏，屋面瓦部分破坏，0.07 0.15 顶棚抹灰脱落 7 砖墙部分破坏，屋面瓦部分翻动，顶棚抹灰 0.02 0.07 部分脱落 表三、空气冲击波超压对人体的伤害情况 序号 伤害程度 超压 P(x 105,Pa)伤害情况 7 1 轻微 0.2 0.3 轻微挫伤 2 中等 0.3 0.5 听觉、气管损伤、中等挫 伤、骨折 3 严重 0.5 1.0 内脏严重挫伤、可能造成 死亡 4 极严重 1.0 大部分人死亡 由表二、表三确定本工程的安全超压值取 P=0.03 x 105Pa。由于目前的控制爆破及常规爆破中对外部装药控制爆破的空气冲击波 超压没有专门的计算公式，只能借用现有的计算公式进行计算：P=(14*Q/R3+4.3*Q1/2/R2+1.1*Q1/3/R)x 105,Pa 由该公式计算得表四 表四、药量、距离、超压关系表 超压值 距离(M)(105Pa)50 80 100 120 160 200 250 300 5 0.042 0.025 0.020 0.016 0.012 0.010 0.008 0.006 药 8 0.049 0.030 0.023 0.020 0.014 0.011 0.009 0.008 10 0.054 0.032 0.025 0.021 0.015 0.012 0.010 0.008 量 12 0.058 0.034 0.027 0.022 0.017 0.013 0.011 0.009 (14 0.061 0.036 0.028 0.023 0.018 0.014 0.011 0.009 kg 16 0.063 0.038 0.030 0.025 0.018 0.014 0.012 0.010 )18 0.067 0.039 0.031 0.026 0.019 0.015 0.012 0.010 20 0.070 0.041 0.032 0.026 0.020 0.016 0.012 0.010 22 0.072 0.042 0.033 0.027 0.020 0.016 0.013 0.011 24 0.075 0.044 0.034 0.028 0.021 0.017 0.013 0.011 26 0.077 0.045 0.035 0.029 0.022 0.017 0.014 0.011 由表四可以得出在 100M位置，安全超压的最大单次齐爆药量为:kg。2.3爆破噪声 爆破噪声对建筑物的损坏，见表五 表五、爆破噪音对建筑物的损坏 声压级（dB）超压（105Pa）建筑物损坏状况 169 0.06 窗玻璃开始破裂 171174 0.08 0.1 窗玻璃部分损坏 177180 0.15 0.2 窗框和外廊木窗破坏 为确保爆不对周围建筑物，特别是南侧的吴淞煤气厂及北侧高炉锅炉 房及化学水处理站的安全，确定安全声压标准为 169dB。声波强度B B=20*Lg（P/Po）,dB 式中：B声压水平，表示声波强度，dB;P 测点声压，N/m;P。一基准声压（正常听到最小声压）2 X 10-卞/卅 用该公式可以对爆破噪声超压进行安全校核。则一齐爆16 kg炸药时，在100m位置其爆破噪声为163.5dB。该值小 于安全值，爆破不会对保护目标造成破坏。3钢立柱爆破切割指标确定 3.1典型钢立柱结构 本工程中待爆破切割的典型钢立柱结构如图 2所示 16 9 3.2钢立柱待爆破切割部位厚度统计 钢立柱待爆破部位厚度统计如表六所示 表六、钢立柱待爆破部位统计 序号 部位 厚度 数量 1 D E、F轴下柱 16 mm 110*2 2 D E、F轴上柱 14 mm 110 3 G（1&2243）轴上柱 20 mm 15*2 4 G（1&2243）轴上柱 16 mm 15 5 G（921）轴上柱 30 mm 6 6 G（921）轴下柱 16 mm 6 由该表可以得出，16伽是本次爆破切割钢立柱的主体，为方便加工切 割器，确定16伽为本次爆破的主要切割指标。由于待切割的钢立柱所处的 状态与试验要切割的钢板的状态不同，一个为受压态，一个自由态，为确 保证切割器工作可靠，确定切割器的最小切割厚度指标增加 20%即切割 器的最小切割厚度为20伽。三、选择切割器 10 1.聚能切割爆破的原理 在某种特定药包形状的影响下，可以使爆炸的能量在空间重新分配，大大增强对某一个方向的局部破坏作用，装药的这种作用叫做聚能效应。利用装药的聚能效应，将炸药加工成一定的形状，再罩上药型罩（如金属、玻璃等材料），可制成切割器，它使炸药爆炸产生的能量会聚成一条直线或 一个面，形成金属射流以及伴随其后的杵体，这种金属射流和杵体具有很 强的穿透能力，作用在金属等物体上，产生洞或切缝。1、炸药；2、聚能罩；3、杵体；4、射流 图3.聚能切割器作用原理示意图 理论和实验表明，炸药的性质、装填密度、聚能穴的形状、药型罩的 材料和厚度是决定切割器切割能力的主要因素。2.确定切割器 罩材料延展性好的其聚能切割效果好于延展性差的材料，装药密度大 的爆破效果好于装药密度小的切割器。通过试验，最好是选用铜、铅等做罩体，选用压装的法生产的聚能装 药。在压装法生产的装药又分为分体压装法生产和整体压装法生产，这两 种方法同样可以达到设计的装药密度，但分体压装法生产的装药不利于施 工，整体压装法生产的装药可以方便地进行施工安装。只有铅可以实现整 体压装法生产，确定选用铅管整体压装法生产的聚能切割器。3切割器参数 爆破目标：材质：45#钢；厚度：16叫 罩体：角度：90;母线长：15伽；厚度：2伽；装药：炸药类型：R852;密度：1.69g/cm3,线密度：350g/m 11 四、超大型钢结构厂房倒塌设计 1 结构爆破拆除原理 任何类型的建筑物或构筑物在正常条件下其底部结构的支撑力与上部 结构的重力处于平衡的稳定状态。建、构筑物拆除爆破，是在认真分析和研究建筑物或构筑物的结构形 式、构造特点、受力状态、荷载分布和各部位构件承载能力的基础上，运 用控制爆破技术将承重结构的某些关键部位爆松或爆除，使之失去承载能 力，同时破坏结构的刚度，打破建筑物或构筑物原有的平衡的稳定状态，建、构筑物在其重力失衡和整体结构失去稳定性的情况下，依靠自身的重 力作用原地坍塌，或在偏心力矩的作用下定向倾倒。建、构筑物在原地坍 塌或定向倾倒落地过程中，在巨大惯性力作用下，上部结构与地面或下部 结构发生猛烈碰撞，在结构中产生强烈地压缩或剪切作用，使其解体破碎。2.主厂房拆除方案设计 钢结构主厂房拆除步骤：先将地面上的设备基础拆除并进行必要的预 处理，然后用聚能爆破切割装药对钢柱实施切割爆破，使整个结构失稳向 北倒塌，最后在地面上用人工机械将厂房残体切割、吊装运走。2.1 主厂房爆破倾倒方向选择 主厂房东、南、西、北四侧都有可供倒塌的场地，在技术上也可实现 向中心倒塌的方案。由于本次拆除的厂房最高达 24.6 米，而每个立柱间的 柱间距多为 6 米，向西或向中间倾倒时，虽然对于爆破噪声控制有利，倒 塌容易实现，但爆破后，钢立柱相互叠加，增大了爆破后的堆高，清除的 难度非常大，不利于缩短施工工期；向南、向北侧倾倒时，不仅有倾倒的 场地，而且爆破后厂房堆积高度较低，各柱相互不重叠，四周均可展开进 行清除施工，有利于后续施工和缩短工期，单侧倾倒的不利之处是，爆破 后厂房堆积高度不是最低，为最大限度方便后续施工，采用同时向南北两 侧倒塌的爆破控制方案。经过对比，确定向南、北两侧同时倾倒为本次控制爆破的倾倒方向。2.2主厂房爆破倒向方案 在楼房控制爆破施工中，爆破倒向主要靠时间差及高度差的控制。单 独采用时间差方式，爆破塌落振动较小，但爆破塌落效果较差；单独采用 高度差方式，爆破倒塌效果比较好，但爆破振动较大。针对本工程高度大，构件强度大的特点，综合运用高12 度差和时间差对倒向进行控制。主厂房的柱列为：D列有43根钢立柱、E列有46根钢立柱、F列有21 根钢立柱、G列有21根钢立柱和7根砼立柱，如果简单将每列柱一次齐爆，则可能因一次齐爆药量过大及厂房一次塌落振动过大而对周围环境造成影 响，为此在南北方向采用时间差延期的同时，在东西方向也采用时间差延 期。南北方向时间差的划分按柱列进行划分，东西方向的时间差利用厂房 的原有沉降缝进行划分，即从东向西依次划分为5个分段，每段长约60米，每段的时间差控制如表七,表八所示。表七、横向延期时间控制一览表 序号 柱号 列号 雷管段别 延期时间（MS 时间差（MS 备注 1 3343 G MS-3 75 F HS-2 500 425 E HS-3 1000 900 D MS-4 100 2 2432 G HS-2 500 F HS-3 1000 500 E HS-4 1500 1000 13 D HS-2 500 3 823 G HS-3 1000 F HS-4 1500 500 E HS-5 2000 1000 D HS-3 1000 4 17 G HS-4 1500 F HS-5 2000 500 E HS-6 2500 1000 D HS-4 1500 5+7+2 G HS-5 2000 F E HS-7 3000 1000 D HS-5 2000 表八、纵向延期时间控制一览表 序号 列号 柱号 雷管段别 延期时间（MS 时间差（MS 备注 1 G 3343 MS-3 75 2432 HS-2 500 425 823 HS-3 1000 500 17 HS-4 1500 500 +7+2 HS-5 2000 500 2 F 3343 HS-2 500 2432 HS-3 1000 500 823 HS-4 1500 500 17 HS-5 2000 500 14 3 E 3343 HS-3 1000 2432 HS-4 1500 500 823 HS-5 2000 500 17 HS-6 2500 500 +7+2 HS-7 3000 500 4 D 3343 MS-4 100 2432 HS-2 500 500 823 HS-3 1000 500 17 HS-4 1500 500 +7+2 HS-5 2000 500 2.3爆破切口确定 砖木结构或混凝土结构建筑物其结构特点是：材料抗压性好，抗拉性 差，整幢建筑支撑在承重墙或承重柱上，只要承重结构在外力作用下（如 地震、爆炸等）发生倾斜失稳，所有承力构件就会被拉断，整体结构就会 在瞬间失稳倒塌。而且可采用内部装药方式，充分利用炸药的爆炸能量，使承重构件解体，来破坏结构的承重构件，这样实现砖木混合结构及混凝 土结构建筑的控制爆破。钢结构厂房的由于其结构立柱的特殊性，第一，无法实现内部装药，无法充分利用炸药的爆炸能量造成结构承重构件大面积破坏；第二，聚能 切割爆破只能将承重立柱切割一条宽约 10伽小缝；第三，钢铁不但具有较 好的抗压而且具有较好的抗拉延展性，就是结构的局部失稳不会引起整体 倒塌。通过对大型钢结构失稳过程的分析，必须人工形成钢立柱的炸高，产 生结构倒塌所需要的重力势能，必须人工将钢立柱与房屋屋架切断，破坏 其结构方便其倒塌，考虑到施工时的安全性，这些目的必须由爆破法来实 现。前排立柱上部切一刀，下部切两刀，最后一排立柱，仅在下部切两刀。由于每个立柱由两个“工”钢组成，为防止爆破后每个立柱立在原处，在每个立柱内部采用高度差进行控制，倾倒方向前方的“工”字钢切割高 约 3 米，后方的15 “工”字钢切割高度约 2 米。五、预处理 1预处理的原则 在保证结构安全同时保证施工人员的安全的前提下，尽可能将厂房结 构上的附属物及结构处理掉，从而达到降低装药量目的。在进行预处理前，对结构强度进行安全校核，确定出钢立柱最大可处 理的尺寸，在保证安全的前提下确定预处理的程度，为后续的施工设计提 供依据。2车间外部石棉瓦的预处理 厂房钢立柱预处理后，所有钢立柱都成为危柱，为确保爆破施工时人 员安全，应尽量减少外加荷载，特别是水平荷载，最大的突加荷载为风荷 载，为此，应将所有侧向的石棉瓦预处理掉，尽可能减少迎风面积。3每列柱的柱间预处理 由于采用横向定向倒塌方案，每列柱的柱间联系横梁无需进行预处理，但为了倒塌可靠，爆破前应将通过每个沉降缝的管线全部在沉降缝部位切 断。对于部分立柱之间的大型加强结构及扶梯全部切除。4加料跨与精炼跨间过渡跨的预处理 由于过渡跨的柱列间宽度仅 6 米，而厂房的组成部分全部为钢材，钢 材的良好延展性及强度，为降低爆破后的爆堆高度，必须将柱间的所有小 车间办公室，全部切割掉。根据设计，整幢厂房分别向南北方向倾倒，为 此必须将二排立柱间的连接横梁切除。5钢立柱的预处理 由于聚能爆破切割出的缝仅 10伽，而根钢立柱都是由两肢以上的工字 钢结成，必须将下部切口之间每肢工字钢之间的横撑与斜撑预处理掉。钢立柱的下柱由两肢工字钢结成，根据对钢立柱强度的安全校核，可 以将下柱工字钢的翼板预切割掉，对每一肢工字钢的两翼切口成 45，这 样可以使每肢工字钢在任何一个水平切口断面成“T”，可以增加钢立柱结 构的稳定性。对钢立柱的上柱，只有一个工字钢组成，根据对其强度校核，可以将 其腹板进行预切割掉，切口成 45，且切口宽度不超过100伽。五、爆破前的试验 16 1 试验的目的 爆破前的试验有以下目的：检验线性切割器的切割能力；检验所有火 工品的性能；以及爆破方案的可行性；试验降噪措施的效果。2 试验的内容 2.1 对起爆网络进行三次 1：1 实爆试验。2.2 对线性切割器切割性能实爆试验。2.3 用导爆索进行降噪模拟试验。2.4 利用现场有的小型钢结构厂房丁字跨，对整个厂房的爆破施工 程序及处理方案进行实爆试验。3试验结果 3.1 三次起爆网络实爆试验表明，起爆网络方案可行、可靠。3.2 切割器性能试验 试验表明，所设计的线性切割器彻底将 16伽厚的Q235钢炸断。用该种型号的切割器对切，可以将 30伽厚的20#锰钢炸断。炸高6伽时，切割器的威力最大。用 8#非电雷管可以稳定起爆该切割器。用单根切割器可以将厂房钢立柱 Q235钢16伽的工字钢切割出一条宽 12伽的缝，其中爆炸侵彻深度为 14伽，爆炸震落深度约2伽。以上结论表明：这次设计的切割器能够满足施工要求。2.3 降噪试验 试验表明：爆破目标上复盖材料材质密度越大降噪效果越好；有壳装 药噪声小于无壳装药；全封闭箱体比半封闭箱体降噪效果较好。3.4 丁字跨厂房控制爆破方案 丁字跨向西定向倾倒，丁字跨由两排钢立柱组成。该部分厂房的聚能 切割爆破作为主厂房聚能切割爆破的试爆，其聚能切割形式、延期起爆形 式、降噪方案、预处理方式等全部与主厂房的处理方式相同。试爆后，厂房彻底倒塌，最大堆高 3M,立柱与屋顶脱离完全，向前倾 倒5M后坐17 2M机械清除仅用1天时间。试验结果表明：这次爆破方案完 全可行。六、施工前召开的会议 为了确保施工顺利进行，在施工前召开一次专家论证会；一次安全协 调会。1.专家论证会 邀请爆破、结构、材料等方面的专家对施工方案进行一次评审，在会 上详细记录专家的评审意见，对施工方案进一步完善。2.安全协调会 邀请爆破施工可能影响的单位，特别是南侧的吴淞煤气厂进行安全直 协调，确定最佳爆破时间，把爆破对环境的影响降低到最小。七、爆破前的施工准备 1.工地管理网络：高效运转的施工机构是施工方案实施的保证，针对本工程的特点，组 织有经验的施工人员组成施工项目经理部。如图 4所示。项目经理:18 图4、项目经理部组成示意图 2施工步骤 第一步进场准备 拿到爆破委托书后，即着手进行聚能切割装药的设计、试验、加工等 工作，确保满足工程要求。同业主签订合同后，立即组织有关专家，对施工方案进行可行性论证 工作，根据专家的论证意见，对施工方案进行进一步完善，并将施工方案 上报主管部门，待方案获得批准后，办理有关开工手续。在接到业主的开 工指令后，将本工程所需的员工及机械、设备调集、检修完毕，在第三天 完成进场工作。第二步施工展开 进场后，首先进行爆破预处理和爆破防护。用割枪割断各跨之间主要 的连接，为爆破创造条件。第三步按照设计方案对爆破切割部位进行预处理。3、安全管理 3.1 工程开工前，项目经理组织管理人员和作业人员进行安全和技术（包括施工方案）的交底；工程开工后，每天每个作业面首先由安全员、技 术员向施工人员根据当天的作业进程进行安全、技术交底,使施工人员清楚 地知道所拆除的部位和必须做好的安全措施；施工中，管理人员随时纠正 施工人员的违章、冒险行为 19 3.2 施工区域与非施工区域之间设立醒目安全标志,派员负责安全警戒 工作，严禁不相关人员（包括回收材料人员）进入施工区域；材料的回收、交接必须在作业结束后在指定的安全区域（材料临时堆放点）进行。3.3 人工拆除少量局部的特殊构件和进行爆破预处理施工时，要遵守技 术规程的有关规定，特别是有登高作业时，作业人员必须系好安全带并与 可靠点相连接，必要时局部搭设脚手架，以保证作业人员的安全。3.4 机械作业有专人指挥；作业时，作业区内不得有人从事其它作业，除机械施工人员和指挥人员外，其他人员必须距作业点 10M以外。3.5 拆除现场的临时用电，遵守施工现场电气安全管理规定 中的有 关规定；拆除施工机械设备的安全防护装置，严格按照有关的安全技术规 程配置，并做到定机、定人、定岗位。3.6 气割施工时气割所用的氧气瓶、乙炔瓶分开放置，并配备足够数量 水桶和灭火器；派人经常巡视、检查气割等有明火处的周围情况，及时消 除可能存在的隐患，防止发生火灾。3.7 拆除施工中，及时整理建筑垃圾，保持拆除区内道路畅通。3.8 施工组织设计,在得到有关部门审批批准以后，将在施工中严格执 行；在施工中遇到新问题时,施工方案将作修改时，为确保施工安全,书面 上报区有关部门审核。3.9 加强施工现场安全管理，在施工现场挂设安全标志。爆破时间油 料、炸药、雷管库房挂示警牌，炸药、火工品的购买、运输、保管、使用 严格执行中华人民共和国民用爆炸物品管理条例。4施工机具 由于本次工程工期要求较紧，必须配置充足的机械设备，才能保证工 程的顺利进行，为此配备以下机具：镐头机（挖机）6 台 气割设备 20 套 6m 3 电动空压机 4 台 20 八爆破 1爆破参数 14伽厚的Q235工字钢采用单侧切割。16伽厚的Q235工字钢采用单侧切割。30伽厚的20#锰工字钢采用两侧对切。单次最大起爆药量：16 kg。前排钢立柱下部切两刀共四个切割器，上部切一刀共两个切器。下部切割器长1000伽，上部切割器长 600伽。下部切割器成 45设置，上部切割器成 30设置（设置位置不够）。2起爆网络 为确保起爆网络的安全可靠，采用复式多级延期非电起爆网络。即：采用半秒差装药内延期，每个切割器装 2 发雷管，在联接起爆网络时，两 个雷管分别联到两个网络上，用两套起爆器分别进行起爆每个网络，以确 保整个系统的可靠准爆。3安全措施 3.1 爆破震动危害的控制 控制一次齐爆最大药量，从而把爆破震动引起的地面震动速度控制在 周围需保护建筑所允许的振动速度（即安全振动速度）以下：一次齐爆药量用下式计算：Cma=（V/K）3/a*R3 式中：Cma-x-次齐的最大药量 V 被保护目标的安全震动速度（CM/S,国家标准为2.5CM/S;K 与装药形式有关的系数，控制爆破取 K=150；a 与地质有关的爆破震动衰减系数，取 a=1.5；R 爆炸几何中心至被保护目标的距离（M）,取100M。风动凿岩机 风镐 运输车辆 15 20 21 贝U Cmax=278Kg 在施工中，为确保周围建筑的及保护目标的安全，一次齐爆药量控制 在16Kg以内。3.2减振措施 为减少爆破震动及厂房塌落振动对周围及地下管线的影响，在爆破前，沿待爆厂房的南侧及北侧挖一条深 2米，宽1米，各长约400米的减振沟。3.3降噪声措施 由于本次爆破是在厂区内进行的为降低爆破噪声对周围的影响，爆破 时在每个装药外侧加一个降噪箱，来降低爆破产生的爆破噪声，降噪箱的 设计如图5所示。图5、降噪箱结构示意图 3.4防切割震落飞片措施 由于在前期试爆试验时发现有切割震落破片，为防止破片伤人，在切 割设置的反面，在设置切割器的同时，设一条宽 50伽，厚40伽，长度大 于切割目标的木条，这可大降低爆破时破片的飞散距离。4.安全警戒 起爆前30分钟，第一次警报：警报三长音，时间 1 分钟，施工区内的无关 人员B 药室 22 开始撤离至警戒线以外；起爆前 5 分钟，第二次警报：警报长、短音间隔，时间 1 分钟，中断警戒区 内的道路交通，所有无关人员撤离警戒区，各警戒点向指挥部报告警戒情况。起爆前 1 分钟，第三次警报：警报连续短音，时间 1 分钟，各警戒点向副总 指挥部报告警戒情况，确认警戒完毕后，副总指挥发令：起爆点注意！接线！准 备！副总指挥向总指挥报告，爆破准备工作一切就绪，请总指挥发起爆令。总指挥发起爆令：现在准备起爆！5、4、3、2、1 起爆。起爆员听到起爆令 时，按下起爆按钮，起爆。爆破后，待灰尘散去，爆破安全检查小组进入现场进行安全检查，确认无危 险情况后，向指挥部汇报：“爆破现场检查完毕，可以解除警戒”然后由指挥部 决定发出解除警戒令。第四次警报：警报连续长音，安全检查后，解除警戒。5.爆破效果 由于上钢一厂要完成钢产品合同，第二炼钢车间的停产日期向后延期 了 10天，由3月15号停产改为3月25号停产。我方施工计划做了相应的 调整。爆破实际施工时间如图 6所示。318.7M X-1 1 1 1 jf Xtb 2 第一-爆破区！第三爆破 区 L 第二二丿爆破区 5M 域 域 1 1 1 域 1 1 306.7M 1-Jt-*-1-*试爆区 24M 图6、爆破实际施工时间示意图 各爆破区域建筑面积、场地移交时间及爆破时间如表九、所示 表九、各爆破区建筑面积、场地移交时间及爆破时间 试爆区 第一区 第二区 第三区 占地面积（M）576 3630 6444 6990 23 建筑面积（M）1152 6932 12600 18490 场地计划移交时间 4.10 4.20 4.25 4.30 场地实际移交时间 4.16 4.21 4.27 5.11 计划爆破时间 4.25 5.10 5.30 6.21 实际爆破时间 4.21 4.26 5.13 5.21 由于厂房内设备保护性拆除占用了较多时间，厂房无法一次全部交出 来，主厂房只能分三次进行爆破拆除。爆破后，厂房完全倒塌；最大堆高小于 4M;屋架与钢立柱解体充分；向南北方向各倒出12M 20M;所有保护标没有破一块玻璃，没有影响正常 的生产秩序；起爆网络可靠起爆，没有发现哑炮。100M位置的爆破实测噪声为 145dB;爆破震动为0.06cm/s。全部小于 控制指标。由于爆破后，厂房解体充分，大方便了后续的清运施工，5月11日爆 破完成后，到5月28日即清运完毕。九.结论 1、国内类似大型钢结构厂房的拆除过程中多发生伤亡事故，这次采用 了新技术实现的无一人受伤的目标要求。2、在开工时间延期10天的情况下，完工时间提前了 33天，总计节约 工期43天，为不锈钢建设节约了宝贵的时间，创造了较大的间接经济效益。3、为控制爆破开劈新的应用领域进行了有益的探索。4、对分散态的裸露装药爆炸其冲击波及空气噪声衰减规律进行了初步 探索。5、采用爆破切割理论与技术来实现大型钢结构物的快速安全拆除是可 行的。6、为今后钢结构物的爆破拆除施工技术发展进行了有益的探索，似工程施工提供借鉴。为类