复杂环境下基坑支撑体系爆破拆除技术

复杂环境下基坑支撑体系爆破拆除技术

李志伟

广东锡源爆破工程有限公司广东惠州516000

摘要：本文结合工程实例，详细分析了该工程爆破拆除基坑支撑体系的爆破拆除技术，通过选择最佳的爆破方案及合理的爆破参数，取得了良好的爆破效果。为同类结构和地形条件下的城市控制爆破提供了经验。

关键词：基坑工程；支撑体系；爆破拆除

0引言

随着城市化进程的不断加快，爆破拆除因其快捷简便的优点越来越受重视，并逐渐在拆除市场中占据重要地位。而基坑支撑体系结构的日趋复杂，也使得爆破拆除运用到基坑支撑体系拆除工程当中。但由于爆破拆除的威力巨大，一旦出现事故则会对周围的建筑以及民众的安全造成巨大危害。因此，要对爆破工程进行严密的设计，避免对周围的建筑以及民众造成危害。

1工程概况

某工程爆区东侧距一大路八米；南侧距一宿舍建筑八米、据一大街十六米、距一酒店九十五米；西侧距最近电线路十五米、距一住宅小区七十五米；北侧距项目部板房十米。该工程地下室为2层，框架结构，基坑占地面积约六万二千平方米，基坑支护采用圆环体系，竖向设置2道钢筋砼支撑。钢筋混凝土支撑梁的混凝土标号均为C30。

2爆破技术设计

2.1总体方案

本爆破工程采用小药量、延时起爆的爆破技术，运用露天爆破法，分2期按照由上到下的顺序对2道钢筋砼支撑进行爆破拆除。每道钢筋砼支撑分3次爆破，每次爆破装药分6片。爆破爆破区域划分与分片如图1所示。

在整个爆破拆除过程中，采用全封闭防护棚的方法进行飞石防护，并针对一些特殊位置的建筑及设备加以保护，精心设计，严格施工，确保基坑结构和周围环境的安全。

2.2施工工艺

考虑到支撑梁强度大、位置特殊，不便于展开大规模的机械作业，为了保证工期，同时，为了减少钻孔施工时噪音对周围居民的影响，决定采用预埋孔方法施工。

2.2.1预埋炮孔

采用外径4cm的PVC管为预埋管，在砼浇筑后按设计要求的孔网参数，将预埋管插入刚浇捣完毕的湿砼并固定。这样既节约了钻孔时间、降低了钻孔难度、避免了噪声与粉尘污梁，还解决了拆除时交叉施工带来的复杂难题。

图1区域划分与分片示意图

2.2.2爆前准备

（1）进场：完成施工准备及生活安排。

（2）验孔：对预埋孔进行疏通检查与验收，对缺孔的地方补孔。

（3）备填塞料：炮孔填塞材料采用黄沙。

（4）防护塔设：在换撑结构进入养护期后。按设计要求搭设防护棚，防止爆破时飞石飞离基坑。

（5）张贴爆破告知：爆破前在工地内、周边办公楼张贴爆破告知，告知爆破时间和爆破注意事项。

2.2.3爆破实施

当地下室结构砼强度值达到要求时，开始组织爆破。单次爆破作业流程如下。

（1）作业编组：将作业人员按时间段分为装药填塞组和起爆网路联接组，每组可分为若干小组。

（2）炸药、火工品进场：炸药、火工品运输按照公安局的有关规定执行，进场后在监理监督下进行点验。

（3）装药与填塞：根据装药结构与装药量逐孔进行药包制作、入孔与填塞。

（4）起爆网路联接与保护：本工程采用孔外延期接力起爆技术，单段起爆药量按不同位置控制在允许的范围内。对孔外延时雷管用橡胶套管进行保护，预防雷管破片对后续起爆网路的破坏。

（5）爆破警戒：爆破前必须进行清场，将人员及车辆撤离危险区，警戒人员对指点区域进行警戒，交警部门对危险区域道路临时中断交通。

（6）起爆：在安全措施落实与警戒就位后，起爆站按照指令起爆。

（7）爆后检查：起爆15min后，安检组对爆破效果与周围环境安全情况进行检查。检查有无拒爆药包，周围保护目标是否损坏。对发生的情况及时报告指挥部，在指挥部统一安排下进行处置。

（8）解除警戒：爆后检查确认安全后，指挥部下达解除警戒命令。

2.2.4爆破效果分析与爆渣清理

对不同爆破部位、不同爆破参数下的爆破效果进行分析，对爆破危害效应监测结果进行评价，以进一步优化爆破参数与完善爆破安全措施。

对解体不够充分的围檩和支撑，进行用人工或破碎机械使其解体。在后期的破碎与爆清渣理过程中，爆破人员须留守现场，随时检查、发现并回收残留的炸药、火工品，并按规定集中销毁。

2.3爆破参数

2.3.1围护结构

第一道支撑梁规格为：压顶梁800mm×1200mm；支撑环梁1000mm×1800mm、1000mm×1500mm；支撑梁900mm×1200mm、800mm×800mm；栈桥梁1000mm×1200mm、1000mm×900mm。第二道支撑梁规格为：围檩1000mm×1400mm、1000mm×1600mm；支撑梁1000mm×2000mm、1000mm×1600mm、900mm×1300mm、800mm×800mm。

2.3.2炮孔布置

布孔成一线或梅花形方式。为保证格构柱安全，格构柱内砼不放药。平均布孔数约为4～5孔/m3。围檩与支撑爆破参数如表1所示。

表1围檩与支撑爆破参数

爆破总工程量：约19000m3（其中栈桥板大部分采用机械拆除），使用乳化炸药12.5t，导爆管雷管90000发，导爆管100000m。

2.4起爆网络

为改善爆破效果，减小一次齐爆药量，同时保证整个爆破网络的稳定可靠传爆，拟采用非电雷管延期起爆：即孔内装HS－10段高段位雷管，孔外以MS－1—MS－15段，根据单段装药量数量采用“一把抓”方式联接分段，每把用4发雷管，绑扎5～15个孔内伸出的雷管脚线；再以同样方式用MS－2雷管将同片的雷管联接起来；最后，片与片用Hs－3雷管（4发）联成起爆网路。起爆时，采用起爆器击发导爆管雷管，从而引爆延期雷管和孔内炸药。同片网路联接方法和总起爆网络见图2所示。

图2起爆网络示意图

3爆破安全设计

为确保周围建筑、地下电缆、临近在建工程基坑及基坑自身结构的安全，须严格控制爆破震动、爆破飞石的危害效应。

3.1爆破震动控制

根据萨道夫斯基爆破震动计算公式：

式中：Q齐一次齐爆的最大药量，kg；R保护目标到爆点之间的距离，m；V质点震动速度，cm/s，管线取1.0cm/s，构筑物取2.5cm/s；K、K'、α与不同结构、不同爆破方法有关的系数。

式中参数按照有关标准取值，KK'=7.06，α=1.6，Ｒ取爆源中心距现地最近重点保护目标的距离（地下管线），即R=15m，代入上式，得到允许的一次齐爆药量为Q=86.4kg；污水提升泵房距离为10m，代入上式，得到允许的一次齐爆药量为Q=142.7kg。实际爆破时，支撑最大单段装药量≯60kg，围檩≯10kg。

爆破时，先爆破围檩，使支撑与维护桩断开，改变震动传播途径，有利减小爆破震动。

3.2飞石控制

为使爆破飞石全部限制在基坑范围内，须搭设防护棚。在第二道支撑爆破时，依托其上一道支撑体搭设防护棚；第一道支撑爆破时，需要搭设立体防护棚。同时，使用废旧模板或者竹笆对基坑内立柱、楼板及大底板、楼梯口及电梯井等部位进行必要的保护性防护。

4爆破效果

（1）全部爆破上下2层支护结构分两期进行，每层爆破3次，每次爆破体量为2000～3000m3。爆破声不大，只有少量粉尘影响周边且很快散去。

（2）爆破网路设计科学，非电雷管及导爆管性能优良，起爆过程没有出现网路传爆中断现象，雷管炸药全部可靠起爆。爆后检查与清渣过程中未发现残留炸药与雷管。

（3）虽然支护结构为加密的钢筋砼结构，由于爆前配筋清楚，布孔均匀，爆破参数使用合理，砼破碎无大块，且基本脱离钢筋，为后期清理创造了很好的条件。爆破效果如图3所示。

图3围檩与支撑爆破效果照片

（4）由于采用的是加强松动与弱抛掷爆破的单耗，钢筋砼解体充分并有飞石飞散。在全封闭的防护措施下，虽有部分钢管架受冲击变形，但没有飞石冲破竹笆与绿网的综合防护，防护结构安全可靠。

（5）监测爆破震动强度弱小于计算值。围檩爆破震感明显，支撑爆破震感弱，与震动波传播衰减规律一致。测得距离最近35m处厂房的震动强度为1.2cm/s，10m处工房无玻璃损坏，表明爆破产生的震动对周边保护的建筑与设施不构成损伤。

5结语

综上所述，爆破拆除作为一种快捷简便的拆除技术，应该推广应用到基坑支撑体系拆除中。在基坑工程支撑体系爆破施工前要精心设计单孔装药量，严格控制爆破震动、爆破飞石的危害，保证爆破拆除在不危及周围民众及建筑的条件下顺利进行。

参考文献：

[1]冷熠.大型钢筋混凝土支撑的爆破拆除技术浅析[J].采矿技术.2014（05）

[2]蒋成荣，唐春海，蒙少明，覃翔.复杂环境下基坑支撑梁爆破拆除[J].爆破.2014（02）