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1、十二层砖混结构楼房爆破拆除设计方案 工程爆破课程设计说明书题目: 十二层砖混结构楼房爆破拆除设计方案 院(部): 化学工程学院 专业班级: 学 号: 学生姓名: 指导教师:72014年 1 月 10 日 学生姓名: 夏多马 学号:2010301749专业班级:弹药10-3班 课程设计题目: 十二层砖混结构楼房爆破拆除设计方案 指导教师评语: 成绩: 指导教师: 年 月日安徽理工大学课程设计(论文)成绩评定表 目录1工程概况11.1 周围环境11.2 楼房结构12 爆破方案22.1 确定爆破方案的原则22.2 爆破方案比较和确定23 爆破前预处理34爆破参数设计44.1爆破切口及炸高44.2 爆
2、破参数55爆破网络设计66爆破安全校核87 安全技术措施98 事故预防及应急措施109爆破警戒及起爆信号发布109.1 爆破警戒109.2 信号发布及起爆1110组织机构设置12 十二层砖混结构楼房爆破拆除设计方案1工程概况1.1 周围环境 潘集区田集街道办事处需要拆除滨河小区一栋违建楼房,楼房周围环境十分复杂,北侧10 m有已经建好的12层居民楼房;东侧紧邻道路,4m路东为老旧平房和已经浇注完成的框架;南侧16 m 有正在建设的楼房(已建到2层,准备拆除)和居民区,西北侧与一座4层楼房相距仅1.2 m,距已经建好的8层楼房5m。周围环境平面图如图1 所示。1.2 楼房结构 该楼房东西长30
3、m,南北宽20 m(局部宽25 m),12层高35 m,局部13层高38 m;由于无图纸,仅从外观确定其为砖混结构(按照建筑规范要求,该类型楼房应为框架结构)。墙内柱和圈梁多为0.3 m0.24 m;内隔墙为砖混结构承重墙,厚度0.24 m。楼房平面布置图见图2。 图1 周围环境平面示意图 图2 楼房平面布置图 2 爆破方案2.1 确定爆破方案的原则 (1)保证楼房在实施爆破拆除过程中人员、设施、周边建构筑物、各种管线等安全,尽可能减少对周边建(构)筑物的影响。 (2)倒塌方案在保证“安全”、“准确”条件下尽可能采用简单方案,减少施工作业量,以保证在最短时间内完成拆除爆破任务。 (3)楼体定向
4、倒塌过程中应尽量减少向东侧塌落以及北侧后坐,保证这两侧的建筑物安全。 (4)采用延时爆破以利于结构解体及降低爆破振动,减少对周边建(构筑物)的影响。2.2 爆破方案比较和确定 根据待拆楼房的结构特点和环境条件,可行的爆破方案有“预切割分体定向倒塌”和“整体定向倒塌”两种: (1)预切割分体定向倒塌方案 “预切割分体定向倒塌”爆破方案:因为待拆楼房局部宽度达25 m,高度比较小。为保证楼房顺利倒塌,在爆破前将楼房北侧突出单元采用人工切割分离,利用延期起爆技术实现分区起爆和顺序倒塌。 该方案的优点是:能通过延期起爆网路实现分区倒塌,增加两个独立部分的高宽比,减小楼房的爆破切口高度。 其缺点是: 必
5、须采用人工进行预先切割分离,爆前的人工预处理工作量过大,实现楼房倒塌所需时间较长; 切割后的独立小单元宽度较小,倒塌方向不易控制。 (2)整体向南定向倒塌方案 将待爆破楼房南侧40 m范围内的2层违建楼房及危房首先人工或机械拆除,为大楼整体向南倒塌提供场地。 该方案的优点是:不需要用人工将大楼切割分离,因此,爆破前的人工预处理工作量大大减少,大楼爆破所需时间短,对保证工期有利;主体楼房同步定向倾倒,倒塌方向易于控制。 但此方案的缺点在于:待拆楼房局部宽度达25 m,高度比较小,为保证楼房顺利倒塌,必须适当增大爆破切口高度。 综合考虑待拆楼房的环境条件、结构特点、工期要求等因素及两种爆破方案的优
6、缺点,此次爆破采用“整体向南定向倒塌”的爆破方案。3 爆破前预处理 在保证大楼结构绝对稳定的前提下,对墙体、楼体、电梯井及楼面等进行人工处理来改变楼体的受力状态,以获得比较理想的爆破效果。同时,可以减少钻孔工作量,实现大楼的顺利倒塌: (1)承重墙预处理:将倾倒方向的外承重墙上窗户下方的墙体在爆破前予以人工拆除;楼层内部的纵向承重墙沿每个门框的两侧预拆一缺口;内部横向承重隔墙人工凿出缺口。 (2)非承重墙预处理:将待拆楼房14层中非承重墙全部由人工拆除。 (3)楼面预处理:为了破坏楼房的整体性,使楼体在倾倒过程中充分破碎。爆破前,在垂直于倾倒方向切割一道纵向缝隙,从一楼一直处理到四楼。 (4)
7、楼梯预处理:将待拆楼房的楼梯人工预处理至四楼;人工处理时必须彻底破坏其整体刚性,以免影响整个楼体的倾倒。 (5)电梯井预处理:将待拆楼房14层电梯井中的砖墙全部由人工拆除。4爆破参数设计 4.1爆破切口及炸高 此次待拆楼房的高宽比较小,通过以往的工程案例和理论分析,为保证楼房能够顺利倒塌,决定在待拆楼房的1、2、3、4层各设置一个爆破切口,爆破切口断面形状均为梯形,其切口底部相对标高为楼面以上0.5m。爆破切口高度可分别按下列公式估计。 1墙体的破坏高度 式中 ,?墙体厚度,约为0.24 m。 2立柱爆高 式中,?经验系数,一般取1.02.0; ?立柱截面最大边长,0.3 m; ?立柱最小破坏
8、高度,(3050)d; d?立柱内钢筋直径,待拆除楼房立柱中钢筋直径约为12 mm。 根据上述经验公式,并结合类似工程经验,确定待拆楼房的爆破切口高度详见表1。其中,楼层内部的楼梯间、电梯井及承重墙的切口高度均以各层间前后破坏高度的连线高度为准,见图3。 表1 爆破切口高度一览表 (单位:m) 楼 层部位一 层(切口1)二层(切口2)三 层(切口3)四层(切口4)前纵承重墙及立柱2.32.32.32.3中前纵承重墙及立柱2.32.32.31.8中后纵承重墙及立柱2.32.31.20后纵承重墙及立柱0.5000图3 爆破切口示意图 4.2 爆破参数(1)炮孔布置 所有承重砖墙均采用梅花形布孔方式
9、,墙体炮孔的孔距和排距均为0.3 m;底排炮孔距楼板0.5 m。 钢筋混凝土立柱偏离中心线5cm交错布孔。0.3 m0.24 m立柱上的炮孔间距0.3 m。 为破坏楼房的刚度,在14层的梁和柱结点处布置13个炮孔;在楼面和梁的接合处打1排倾斜炮孔,炮孔间距0.3 m。(2)单孔药量计算 单孔装药量可按下式计算式中,?单位体积炸药消耗量 g/m3; ? 单个炮孔承担的体积 m3。 各部位炮孔单孔装药量如下表2。需要说明的是,表2中的装药量应根据现场试爆结果再进行调整。 (3)装药结构 本次爆破选用乳化炸药,墙体和立柱均采用孔底集中装药结构。表2 炮孔参数及装药量一览表 参数部位孔距cm排距cm孔
10、深cm g/m3实取g0.24 m承重砖墙3030162000550.24 m墙角30202000550.3 m0.24 m立柱30162500700.3 m0.24 m梁30202500705爆破网络设计 由于待拆楼房周围环境复杂,爆破过程中必须控制楼房后坐并防止向东侧倾斜。为严格控制楼房的倒塌方向,将待拆楼房分为如图4所示的A、B、C、D、E、F、G、H共8个爆区。 按照A区B区C区D区E区F区G区H区的顺序进行起爆。其中A区孔内全部采用MS3非电雷管,B区孔内全部采用MS5非电导爆管雷管,C区孔内全部采用MS6非电导爆管雷管,D区孔内全部采用MS7非电导爆管雷管起爆,E区孔内全部采用HS
11、2非电导爆管雷管,F区孔内全部采用HS3非电导爆管雷管,G区孔内全部采用HS4非电导爆管雷管,H区孔内全部采用HS2非电导爆管雷管。孔外全部采用MS2非电毫秒雷管“簇式”连接,主起爆网路由非电雷管引爆,图5为爆破网路示意图。 图4 爆区划分示意图 图5 爆破网路示意图6爆破安全校核 该楼房周围环境由于十分复杂,在爆破设计施工时,除了要重点减少后坐、偏离倒塌方向等现象对周围建筑物等造成的危害外,还应重点防范爆破飞石和爆破震动效应可能造成的危害。 (1)爆破飞石 根据理论计算和以往类似爆破工程中的实践经验,可知采用上述爆破参数产生的个别飞石的飞行距离不远;爆破前对整幢楼房加以防护,则对周围的人员和
12、建构筑物及设施造成危害的可能性也极小。 (2)爆破地震效应 爆破时引起的建筑物地面质点的振动速度可用下式计算: 式中,?爆破振动速度 cm/s;?单段起爆的最大药量 kg,本次爆破中约为20 kg; ?爆区中心离需保护建筑物最近的距离 m,本次爆破中约为20 m; ?衰减系数。一般0.250.7,考虑到楼房拆除爆破时爆破部位在墙体上且单孔药量小,震动波传经墙体后再折向地表水平方向,衰减十分明显,所以取0.3; 、?与地形、地质条件影响的系数,可取150,1.5;计算可得:2.2 cm/s 根据爆破安全规程中规定的砖结构和框架结构所允许的震动速度分别为3 cm/s和5 cm/s,可知通过计算所得
13、到的的震动速度小于允许震动速度,因此本爆破工程的地震效应不会对附近建筑物造成伤害。 (3)触地震动 楼房倾倒后冲击地面而引起的震动大小与被坍塌体质量、重心高度和触地点土层的刚度有关。此次爆破拆除楼房以砖混结构为主,仅有部分楼梯为钢筋混凝土结构,坍塌触地时以散体冲击为主,引起的震动较小。爆破前,在楼房南侧40 m范围内堆积砂土以缓冲楼房触地时的冲击作用。因此,本次爆破的触地震动也不会对附近的建构筑物形成威胁。7 安全技术措施 为了确保此次爆破圆满成功,杜绝安全隐患,预防事故发生;在设计和施工过程中必须遵守爆破安全规程、建筑物拆除工程安全操作规范、民用爆炸物品安全管理条例等法律法规。具体的安全技术
14、措施如下: (1)进场前,组织参与人员进行一次学习,熟悉了解工程环境施工要求和技术要求后方可施工。 (2)在承重墙和其它建筑结构的预处理设计中,必须进行强度校核,避免盲目处理而引起楼层或墙体的危险裂缝。必须做到先打孔,后预处理。 (3)进行预拆除时,必须有工程技术人员在现场监督、指导,严格按照设计要求进行预拆除。 (4)在设计计算的基础上,通过试爆,验证并确定合理的爆破参数。 (5)严格控制最大一段的起爆药量,把爆破震动危害控制在被保护对象允许的安全范围内,保证周围的建构筑物和设施的安全。 (6)对于地下的自来水管道等,采用缓冲材料进行防护,减缓楼房倾倒时引起的冲击震动危害。 (7)各个爆区采
15、用各自独立的覆盖防护体系,避免相互搭接,以免因延期时间过长而使相邻爆区的覆盖防护受到削弱,造成相邻爆区的网路破坏和飞石危险。要求覆盖防护材料的柔韧性要好,有阻止飞石和吸收冲击波能量的特性。 (8)采用符合国家有关生产质量标准的爆破器材,并进行抽样检查,防止因雷管或炸药的质量问题造成拒爆,或者因雷管延期时间误差过大,打乱爆破切口的起爆顺序而影响整个楼体的坍塌效果。 (9)对使用的炸药、雷管进行检验,药卷重量要准确称量。装药时使用木(竹)质炮棍将药包轻轻送至孔底。堵塞用专用炮泥,不得用力击捣和雷管相联的炮泥。 (10)爆破器材进入现场后由专人负责看管,确保爆破器材安全。 火工品操作人员一律持证上岗
16、;未经培训考试合格发证人员不准从事火工品作业。 开始装药作业后,作业区域严禁无关人员进入,严禁烟火。 做好火工品退库工作,并且爆破时现场备用一部应急车辆以备急用。 (14)楼房爆破时,测量需重点保护对象周围的震动速度。 (15)楼房爆破后,若有未完全倒塌的墙体等,需立即处理。 (16)爆破清渣过程中,若发现未起爆的雷管或炸药,不得随意丢弃,须由爆破工程技术人员进行处理。 (17)设立爆破现场突发事件应急处理小组,配备必要人员、车辆。 (18)成立现场爆破指挥部。负责协调公安、交通、电力、通讯、市政等部门,各部门制定详细应急措施,配备必要人员、车辆,保证实爆过程的安全。 (19)爆破总指挥应按爆
17、破信号有关规定指挥爆破。8 事故预防及应急措施 在采取了相应的安全技术措施之后,能有效消除可预见的安全事故隐患,但要做到万无一失、有备无患,还必须采取以下事故预防措施: (1)爆破前,通过爆破危险区域的供电、供水和煤气线路必须停止供给30min,以防爆破震动引起供电线路短路,造成大面积停电或发生电器火灾、供水供气管道泄露事故。 (2)起爆电源、起爆电线和爆破电桥等起爆器具均按两套准备,以免因起爆器具故障而延误起爆时间。准备少量爆破器材,应对起爆回路故障等紧急情况。 (3)爆破现场准备一台大型挖掘机,以处理爆破后未倒塌或倒塌不彻底的部分墙体和立柱等。 (4)起爆前,以书面形式通知供电、通讯、自来
18、水和消防部门,做好处理突发事件的各项准备工作。 (5)请求公安和交警部门配合爆破警戒、交通阻断工作,同时做好应对不测情况的安全保卫工作。 (6)请求医院急救中心配合爆破时的应急救护工作。9爆破警戒及起爆信号发布9.1 爆破警戒 根据估算结果和以往的工程经验分析,此次爆破不会对周围建(构)筑物造成实质性威胁。但是为了确保爆破安全,做到万无一失,决定在待拆楼房周围划定爆破危险区,爆破危险区范围划定为:倾倒前方150 m,两侧及后方100 m为危险区域,图6为爆破警戒范围示意图。 图7 爆破警戒范围示意图9.2 信号发布及起爆 起爆信号采用警报笛声,由总指挥下令发出。 第一次信号为预警信号:在起爆前
19、30min发出,信号发出后,预示爆破危险区的所有人员马上撤离,并停止附近房屋的供电,开始实施交通管制,车辆绕道而行。 起爆人员联接起爆网路并导通后向总指挥报告。各警戒点的负责人和民居内负责疏散人员,在警戒和疏散工作完成后及时向指挥部报告。经确认无误后,进行下一步起爆工作。 第二次信号为起爆信号:在起爆前5min发出,表示一切起爆工作准备就绪。这时起爆站站长再次导通起爆网路,报告总指挥之后才能将起爆主线接上起爆器;经总指挥再次检查确认并通报各警戒点警戒人员后,下达充电命令,待起爆器充电完毕后,起爆站站长马上报告总指挥。 总指挥听到起爆站汇报后,开始倒数“5、4、3、2、1、起爆!”。起爆站站长听到总指挥的“起爆!”口令时,合闸起爆。 第三次信号为解除警戒信号:在有关技术人员对爆破现场和供电系统进行检查并确认无误后,由总指挥下达解除警戒信号命令,交通及供电恢复正常。10组织机构设置 此次违建楼房控制爆破工程组织机构如下: 图8 组织机构设置图 各个小组成员如下: 爆破指挥部: 技术组: 施工组: 安全组: 警戒组: 后勤组: 应急组:
