22层框剪结构楼房爆破拆除
王俊岩 马学霞 张海涛 李高锋 刘冬霞
(河南省现代爆破技术有限公司，河南郑州，450016)
摘要：在繁华的商业区实施1次定向爆破，拆除了1栋高66m的框剪结构楼房。通过精心设计，采用了改进的复式网路，确保了爆破网路的可靠性；采取严格的防护措施减小爆破振动；3级防护措施防护爆破飞石。爆破后，楼房倒向准确，周边建筑物完好无损，可为类似工程实践提供参考。
关键词：框剪结构；爆破拆除；复式网路；爆破振动；爆破安全
1工程概况
1．1工程环境
抚顺大酒店建于1986年，因城市整体规划的需要，该酒店需要爆破拆除。酒店地处抚顺火车站站前繁华商业区，人、车繁多，其北侧26m为市内东西交通干道(东一路)；西侧距中央大街约22m；南侧72m处为待拆的抚顺大药房，114m处为步行街；东侧距民主路最近25m，距抚顺百货大楼89m；东南侧紧邻中房大厦，需要特别保护的是中房大厦西侧约5m、距主楼东侧9m处的配电箱。爆破周围环境如图1所示。
1．2楼房结构
酒店大楼长50．4m，宽20．1m，高66m，由35根柱子支撑而成，建筑面积13607m2，采用框架-剪力墙结构体系。该楼1、2层立柱截面尺寸为90cm×90cm，每个面竖筋均为7根，按4φ40、3φ32布置，箍筋布置为φ10@200；3层以上立柱截面尺寸为60cm×90cm，短边竖筋布置为4φ40，长边为3φ32，箍筋为φ10@200，3层以上增设14根截面尺寸为40cm×60cm的立柱；剪力墙厚250mm，布置双层双片钢筋网，竖筋为φ10@150，横筋为φ12@200；整个楼体布筋相当粗密，整体性强。待拆大楼平面结构如图2所示。
2楼房爆破拆除方案
2．1倒塌方向的选择
根据楼房的周围环境，在E列和F列立柱之间设置宽度约lm的切割缝，将楼体分成两部分，即用风镐由上至下将楼板及横梁全部切断，并割断暴露出的钢筋，使楼体分成相互独立的两栋楼房(主楼和附楼)。分两次爆破：主楼先爆，整体向南倒塌；附楼后爆，借助主楼倒塌后的场地向西倒塌。
2．2爆破切口设计
根据以往类似施工经验[1`4]，主楼爆破时为保护附楼爆破网路，设定主楼爆破切口在4层以下，附楼爆破切口在5～8层。为确保楼房倒塌有足够的倾覆力矩，在不同立柱上设置不同的炸高。主楼：第1行立柱在第1层，切口高度3．5m，第2～4层切口高度均为2m；第2、第3行立柱切口布置在第1、2层，第1层炸高3．5m，第2层炸高2m；第4、第5行立柱在底部布置1．5m的爆破切口；剪力墙在前期进行预拆除处理。附楼：第F列立柱切口布置在第5～8层，每层炸高均为2m；笫G列立柱切口布置在第5、第6层，每层炸高为2m，最终形成如图3所示的爆破切口。
2．3爆破参数
采用水平钻孔，并根据不同截面立柱采用梅花形及矩形相结合的布孔方式，炮孔深度按公式L=(0．6～0．8)B计算，B为立柱断面边长。大截面立柱采用梅花形布孔方式，小截面立柱采用矩形布孔方式或布置单排孔，单耗按文献[5]取1500g／m3。具体爆破参数见表1。
2．4起爆网路
采用非电起爆网路，实施孔内延期。主楼和附楼各设1条主爆网路，以每根立柱为单位，采用“大把抓”形式并用两枚Ms-1传爆雷管连入主爆网路。
为确保传爆的可靠性，通过现场试验，确定了改进的复式连接形式，即在主网路的两条子网路上，同层次的连接四通之间用一段长60cm以上导爆管桥接，从而形成“井”字形的复式连接改进型网路。
3爆破安全与防护
3．1 爆破振动安全校核与防护
(1)爆破振动安全校核。在建筑物拆除爆破中，炸药爆炸引起的地面振动速度按下式
计算[6]：
式中，v为保护对象地面质点振动速度，cm／s；Q为一次齐爆药量，取38．05kg；R为爆源中心至保护对象之间的距离，取30m；K、a为与地震波传播地区地质条件有关的系数和衰减指数，依据文献[6]分别取K=150、a=1．8；K1为折减系数，对于楼房K1=0．25～0．35，本工程取中间值K1=0．3。将以上数据带入公式可得v=0．88cm／s。
(2)爆破塌落振动防护。高耸建(构)筑物倒塌触地时引起的振动较大，是爆破振动危害常见的形式。但本次爆破中由于原始详细资料的缺失，楼体质量难以准确估计，因此无法对塌落振动进行理论预测。根据我们以往施工经验总结：在倒塌场地铺设松散的缓冲垫层以及早倒塌场地与被保护物之间开挖减振沟可以有效地降低塌落振动。在主楼南侧由于前期的施工，存有约1．5m厚的松散建筑碎渣，可以吸收大量冲击能，是一种较为理想的缓冲材料；同时我们在中房大厦的东侧开了1条宽lm、深约2m的减振沟辅助减振，确保楼房倒塌振动为最低。按设计方案，附楼倒塌在主楼的爆堆之上，有爆堆的缓冲作用，可以不对附楼另设专门的防护。
3．2 飞石防护
对爆破飞石采取3级防护措施：
(1)l级本质安全措施。对爆破飞石距离按下式[7]进行预估，确定重点防护对象：
Smax=71q0.58
(2)2级主动防护措施。在混凝土立柱爆破部位覆盖4层草苫和1层钢丝网进行主动防护，主动减少飞石的飞散距离。
(3)3级被动防护措施。在重点防护范围内的建(构)筑物前搭设高约15m的钢管架，上设密目防护网，对少数飞散物做最后的阻挡。
4爆破效果与体会
起爆后l～2s，主楼缓慢倒向预定方向，基本无后坐，飞石在可控范围内；8s左右附楼起爆，准确倒向预定方向。爆破效果如图4所示，（略）未对附近建(构)筑物造成影响，中房大厦东侧配电箱完好无损，保持正常工作。
本次爆破有如下几点体会：
(1)针对闹市区的酒店大楼爆破拆除的设计方案是切实可行的，成功地完成了拆除任务，并保护了附近对振动要求严格的配电箱的安全。
(2)采用“井”字形的复式连接改进型主爆网路是安全可靠的，经过爆后的检查，网路的传爆率为100％。
(3)通过现场的试验证明，桥接两个连接四通间的导爆管长度大于60cm时，才能保证传爆的顺利进行。
参考文献
[1]黄荣强，程贵海，蒙少明．复杂环境下大楼的定向爆破拆除[J]．工程爆破，2008，14(1)： 63～65．
[2]范磊，沈蔚，李裕春，等．复杂环境下两栋框架大楼定向爆破拆除[J]．工程爆破，2008，14(1)： 60～62．
[3]汪旭光．中国典型365体育与技术[M]．北京：冶金工业出版社．2006．
[4]易克，吴克刚，姜洲．16层Y字形全框剪结构楼爆破拆除[J]．工程爆破，2009，15(1)：56～59．
[5]汪旭光，于亚伦．拆除爆破理论与工程实例[M]．北京：人民交通出版社，2008．
[6]中国工程爆破协会．GB 6722—2003爆破安全规程[S]．北京：中国标准出版社，2004．
[7]李守巨．拆除爆破中飞石抛掷距离的研究[J]．爆破，1994，11(4)：10～12．
摘自《中国爆破新进展》