苑茂育  刘桂苹  于  辉  陶永生

(沈阳消应365体育有限公司，辽宁沈阳，110036)

摘要：沈阳市气象局大楼地处繁华闹市区，西侧、南侧均为主要干道，距被保护物过近，且大楼本身结构不规则，楼体西南侧的温度计导致楼体配重靠后，利用定向爆破延时控制和大楼重心位置确保倾倒方向准确，通过有效的防护、开挖多条减振沟、铺设柔性缓冲层的方法对爆破飞石触地振动进行了控制，爆破效果达到了预期目标。

关键词：小规则不对称；楼体质量分布不均；圆筒；预拆除

1工程概况

根据建设规划需要，决定将位于沈阳市沈河区金廊八号地气象局大楼进行拆除，因工期紧，采用爆破拆除方式。

1．1周围环境

大楼地处中心繁华闹市区，东至东电医院，西至青年大街，南至文化路，北至用地界线。大楼东侧距建院街140m，其间建筑物均为待拆建筑，西侧距青年大街28m，距立交桥37m西侧距最近地下煤气管道25m，南侧距文化路32m，距最近的立交桥49m，该楼北侧为空地。爆区附近煤气管道为沿青年大街南北走向，在气象局西侧约25m处靠近路边内侧，自来水泵房在气象局西侧20m处，气象局北侧10m处有地下电缆，以上管线情况及爆区周围所有管线在爆破前已全部切断，周围环境情况如图1所示。

1．2结构概况

大楼东西长40．2m．南北宽18．6m，共17层，总高度69．3m，总建筑面积10080m²。该楼属于框架剪力墙结构建筑．沿其纵向布置七排立柱，横向布置四排立柱，西南角筒形剪力墙内有楼梯和电梯井，其圆形直径8．4m，在东北角半圆形剪力墙内有楼梯间，构成楼房的核心筒，由于剪力墙结构的存在，增加了楼体的刚性和坚固性。气象局主楼首层+0．00m平面如图2所示。

1．3重心位置计算

以大楼西北角为原点建立三维直角坐标系，由于大楼整体竖向倒塌，故只需计算竖轴径向质心位置，不需要计算z轴坐标。

大楼轴向质心位置计算：

经计算可知大楼重心位置距北侧墙体10．25m，距西侧墙体16．4m，以此为基础设计起爆顺序与延期时间。

1．4爆破施工要求及难点

(1)楼体西南角有较大(外直径8．4m)的圆筒剪力墙且内有楼梯和电梯井，具有较大质量，使楼房两侧的重心偏南偏西与倾倒方向相反，必须正确处理此圆筒及内部楼梯和电梯井，要确保在本楼各排立柱起爆前，该圆筒西南侧有足够的支撑能力。

(2)大楼距离底下管线仅25m，距立交桥仅37m，并且距地铁较近，需严格控制爆破振动对它们的影响。

(3)大楼西南角圆筒形结构重量较大，对倒塌方向产生影响，必须严密设计起爆顺序及起爆时差。   

2爆破拆除设计总体方案

气象局主楼为框架剪力墙结构建筑，由于剪力墙的存在，增加了结构的坚固程度，同时也增加了拆除爆破的难度。该建筑物地处闹市区，周围环境较为复杂，倒塌方向受到很大限制。

由于周围环境复杂，仅有距气象局主楼北侧有一块空地，满足倒塌距离要求。根据气象局大楼的结构以及周边场地情况，经过多种方案进行比较，最终选择向北一次定向倾倒方案，此种方案工作量少，解体较好。该方案是由各排立柱不同炸高以及合理的起爆时差来实现定向倾倒的，所以选择科学合理的炸高和各排立柱的起爆时差成为该楼房爆破方案设计的关键。根据相关资料和以往的工程实践经验，选择仰角经验公式确定合理炸高，拟确定爆破楼体1～3层，开设三角形爆破缺口。本次爆破保护的对象是气象局西侧地下煤气管道、立交桥及文化路，南侧文化路和立交桥。为了防止后坐，对楼体最后一排柱子采用细部定向爆破技术(见图3)，同时严密控制起爆时差。对圆筒形结构进行预拆除。(见图4)。

3爆破参数设计

结合工程实际，针对不同结构选取爆破参数，试爆后药量可适当调整，具体见表1。

4起爆顺序及网路连接

  整个起爆网路共分四个段位。G4、G5、G6和G7立柱采用Ms3(50ms)段，G2、F4、F5、F6、F7和F9立柱采用Ms9(310ms)段，F2、E4、E5、E6、E7和E9立柱采用Ms10(380ms)段。为了保护楼体西侧的马路和地下煤气管道，楼体西侧的支柱在楼体塌落过程中应起到一定的支撑作用，因此，G轴的G2支柱采用Ms9段，与F轴立柱同时起爆，F轴的F2支柱采用Ms10段，与E轴立柱同时起爆，这样可以延长楼体西侧支柱在塌落过程中的支撑时间，控制大楼向北偏东方向倾倒。圆筒暗柱r采用Ms9段，q和t采用Msl0段，暗柱m和L采用Msl0+Ms3段(430ms)。毫秒延期起爆顺序平面图如图5所示。

各开口网路汇总在一起，成两路复式闭合网路，用激发笔和高压充电式起爆器起爆。

5安全防护措施

5．1爆破飞石防护

根据省气象局主楼爆破的实际情况，我公司决定采取如下防护措施：

(1)炮孔直接防护。在柱上有炮孔部位包围六层草帘子，每三层草帘子用8号钢丝每隔50cm捆扎一道，要求捆草帘子长度比炮孔上下长50cm，捆紧绑牢。草帘子的搭接长度不少于55cm。前三层草帘子捆好后，外层用铁丝网捆绑一次。捆好后，按照同样方法再捆绑另外三层草帘子，最后覆盖拥绑一层细目尼龙丝防护网，同样捆紧绑牢。

(2)围挡防护。在楼体缺口范围内和楼体南侧有门窗处挂一层草帘子，要挂严密，不留空隙，草帘子挂好后，再挂一层密孔尼龙网，捆紧绑牢。

(3)对楼房塌落溅起飞石的防护。在预计楼房倒塌的范围内铺设两层草帘子，并在其上压沙袋和洒水，铺设草帘子的宽度应超过楼体两侧各5m左右。

(4)在倒塌方向北侧60m处利用拆除石渣填筑挡土墙，高度为2．5m，控制飞石的飞散距离。

5．2降尘措施

(1)将预拆除时堆积于楼内地面的残渣清理干净，爆破前清理各楼层并淋湿地板，减少楼体倒塌过程中产生的粉尘。

(2)起爆前，在倒塌方向上布置的草垫子上洒水，从而有效减少大楼塌落触地时产生的灰尘。

(3)起爆后洒水车洒水降尘。

5．3塌落振动预防

  为了减小在倒塌时产生的振动，根据以往的成功经验，采取以下方法：

(1)在倒塌方向上30m和40m处铺垫沙土(高度1m，宽度1．5m)，在上部再覆盖两层草帘子缓冲材料，并在其上洒水，减小塌落振动。

(2)开挖减振沟。在气象局楼体的西侧10m处和南侧10m处开挖减振沟(深度2m，宽度lm)，有效减小爆破塌落振动对煤气管道及周围的影响。

6爆破效果及体会

爆后大楼按照预定方向倒塌，无后坐，爆体彻底解体，爆堆高度3m左右，倒塌长度55m，飞石在5m以内，周围地下管线及立交桥没有受到损坏，达到很好的爆破效果，大楼爆破过程中及爆破后的照片(略)。

通过本次爆破施工得到了以下几点体会：

(1)电梯井剪力墙经过预处理成柱型，墙体自由面增多，爆破时容易形成爆破缺口，达到很好的爆破效果。

(2)采取铺设细沙、松土、草垫等软性缓冲材料和开挖减振沟技术措施控制，减振效果良好。

(3)本次爆破圆筒形结构重量大，对倾倒方向影响很大，通过合理的预拆除，设计起爆顺序和起爆时差，能有效达到定向效果。

(4)对于不规则大楼定向爆破，其倾倒方向由爆破初期的倾倒趋势和后排倾倒翻转支撑构件的方位决定，本次爆破通过合理的调整后排圆筒预拆除后的支撑方位，使其与设计的倾倒方向一致。

参考文献

[1]崔晓荣，郑灿胜，温健强，等．不规则框剪结构大楼爆破拆除[J]．爆破，2012，29(4)：95～98

[2]冶金部安全技术研究所．GB 6722—2003爆破安全规程[S]．北京：中国标准出版社，2004．

[3]张应力．工程爆破实用技术[M]．北京：冶金工业出版社，2005．

摘自《中国爆破新进展》