爆破工程第九章拆除控制爆破.ppt

安徽工安徽工业经济职业业经济职业技技术术学院学院5/8/20241主要内容主要内容第九章第九章 拆除控制爆破拆除控制爆破 9.1 概述概述 9.2 拆除爆破的拆除爆破的设计设计原原则则与方法与方法 9.3 基基础类础类构筑物拆除爆破构筑物拆除爆破 9.4 高高耸耸构筑物拆除爆破构筑物拆除爆破 9.5 楼房拆除爆破楼房拆除爆破 9.6 水水压压爆破爆破 ：本章思考本章思考题题5/8/20242第一第一节节 概述概述概念：拆除爆破概念：拆除爆破是以爆破的方式爆破的方式拆除地面、地下及水下建筑物或构筑物地面、地下及水下建筑物或构筑物为目的的一种控制爆破技控制爆破技术术。发发展：展：2020世世纪纪60 60 年代，年代，以美国、日本、瑞典等国为代表的世界各国开始将爆破技爆破技术术应用于城市建筑物城市建筑物和构筑物构筑物的拆除。我国1958年，原东北工学院在国内首次爆破拆除120m高烟囱；1976年解放军工程兵学院爆破拆除天安门广场两侧总面积1.2万m2的3座大楼。从此，打开了我国城市拆除控制爆破的历史。技技术术特点：特点：爆破对象多种多样；爆破体周围环境复杂；爆破实施方法较多；重视防护技术；一般要进行一定的爆破审批手续和严密的组织与警戒。分分类类：按照拆除：按照拆除对对象的不同象的不同，拆除爆破一般可划分为：基基础类础类构筑物构筑物拆除爆破；高高耸耸构筑物构筑物拆除爆破；大型建筑物大型建筑物拆除爆破；薄壁容薄壁容器型器型构筑物拆除爆破。原理：根据拆除爆破的特殊性，原理：根据拆除爆破的特殊性，有以下5个基本原理基本原理：等能原理、微分原理、失稳原理、缓冲原理、防护原理。5/8/20243拆除爆破拆除爆破图图片（片（1）桥梁拆除爆破 冷却塔拆除爆破 5/8/20244拆除爆破拆除爆破图图片（片（2）沈阳五里河体育场拆除爆破 5/8/20245拆除爆破拆除爆破图图片（片（3）楼房拆除爆破 高塔拆除爆破 5/8/20246第二第二节节 拆除爆破的拆除爆破的设计设计原原则则与方法与方法1 1 设计设计设计设计原原原原则则则则 a 合理合理选择选择最小抵抗最小抵抗线线：最小抵抗线方向必须避开保避开保护护对对象象，不能单纯以药药包到自由面包到自由面的最小距离最小距离来确定，而应结合所拆除爆破对象的结结构构、材材质质等因素综合考虑。不能避开保护对象时，必须严严格格计计算装算装药药量量，并加加强强防防护护。b 保保证证可靠可靠倾倾倒倒：通过倾倾倒方向倒方向选选定定、缺口高度确定缺口高度确定、缺口形式缺口形式选择和起爆起爆顺顺序序的安排、以及爆破前的预预拆除工拆除工作作实现。c 严严格控制爆破装格控制爆破装药药量：量：选择合适的合适的炸药品种与爆破参数以及合理的合理的装药结构，d 坚坚持多打眼、少装持多打眼、少装药药：分批多段分批多段起爆。e 加加强强防防护护：采用各种减弱爆破有害效减弱爆破有害效应应的方法。5/8/202472 2 设计设计设计设计方法方法方法方法 a 目的、特征：目的、特征：以安全拆除爆破安全拆除爆破对象，控制爆破震爆破震动动、飞飞石石、空气冲空气冲击击波波和有害气体有害气体等爆破危害为特征，其设计主要是对单单个个药药包包药药量量和总总体爆破体爆破规规模模的控制。b 设计设计内容内容：总总体方案控制体方案控制、技技术设计术设计、施工施工设计设计。爆破方案制定爆破方案制定：充分掌握各掌握各类资类资料料的基础，根据爆破任爆破任务务和对安全安全的要求，提出多种爆破多种爆破方案，经过技技术经济术经济比比较较后，最后制定出合理可行的控制爆破方案制定出合理可行的控制爆破方案。拆除爆破技拆除爆破技术设计术设计：主要是爆破孔网参数爆破孔网参数的选择设计。拆除爆破施工拆除爆破施工设计设计：以实现实现爆破技爆破技术术为目的，对施工施工进行的具体内容具体内容、步步骤骤设计。5/8/20248装装药药量量计计算（算（1）3 拆除爆破装拆除爆破装药药量量计计算算 a 爆破目的爆破目的:松松动动、抛抛掷掷 b 影响影响药药量因素量因素 客客观观因素：因素：材质、强度、均质性、临空面。人人为为可控因素：可控因素：最小抵抗线W、炮眼间距a、炮眼排距b、炮眼深度l、装药结构、起爆顺序。5/8/20249装装药药量量计计算（算（2）c c 计计计计算公式算公式算公式算公式采用经验经验公式公式计算装药量。(1)(1)体体体体积积积积公式：公式：公式：公式：对不同的不同的爆破对象，采用不同表达形式不同表达形式。q 的取的取值值原原则则：当W值较值较大大时，q应应取大取大值值；反之，应取较小值。当材材质质等等级较级较高高时，应取大大值值；反之，应取小值。当建造施工施工质质量量较较好好时，应取较较大大值值；相反，当建造施工质质量量较较差差、裂隙裂隙较较多多时，应取小取小值值。(2)(2)剪切破碎公式剪切破碎公式剪切破碎公式剪切破碎公式：炸炸药药能量能量主要用于克服克服介质内层面产生流流变变和剪切剪切变变形形，以及破碎介破碎介质质；并且消耗于介质单位面积上的剪切能量与最小抵抗剪切能量与最小抵抗线线W成反比成反比，消耗于单位体积上的能量基本保持不变。5/8/202410第三第三节节 基基础类础类构筑物拆除爆破构筑物拆除爆破基基础础种种类类繁多繁多，分两种情况：全部拆除全部拆除、部分拆除部分拆除。1 1 基基基基础类础类础类础类构筑物整体拆除爆破参数构筑物整体拆除爆破参数构筑物整体拆除爆破参数构筑物整体拆除爆破参数设计设计设计设计：a 采用浅眼爆破法浅眼爆破法，坚持“多打眼、少装药、强防护”；b 按照等能原理，按“宁裂勿飞”的原则确定药量(1)(1)爆破参数爆破参数爆破参数爆破参数选择选择选择选择 a 最小抵抗最小抵抗线线w方向：方向：选择最小抵抗线方向，应避开保护对象；其次考虑爆破体的顺顺利爆破解体利爆破解体，充分利用临空自由面。大小大小：一般在l m以下以下，见下图。影响因素影响因素：爆破体的材材质质、几何几何形状形状和结结构尺寸构尺寸，钢筋混凝土中的配筋情况配筋情况，要求的爆破爆破块块度度或重量重量，以及清清碴碴方式方式等因素综合确定。5/8/202411b 单单位体位体积积炸炸药药耗耗药药量影响因素量影响因素：爆破器材、装药结构、爆破体的材质等。重要工程中重要工程中，若不能了解爆破体的材材质质、配筋配筋等情况，根据“爆撬爆撬结结合、宁裂勿合、宁裂勿飞飞”的原则采用试爆爆选选取取。c 炮孔炮孔间间距、排拒影响因素距、排拒影响因素：爆破体的材质、几何形状等。炮孔炮孔间间距距与最小抵抗最小抵抗线线密切相关，最小抵抗线确定后，炮孔间距按经验确定。多排炮孔一次起爆多排炮孔一次起爆时时，排距排距b应应小于小于间间距距。d 炮孔深度：炮孔深度：不大于不大于2m，大于，大于。5/8/202412（2 2）单单单单孔装孔装孔装孔装药药药药量量量量计计计计算及分段装算及分段装算及分段装算及分段装药药药药量分配原量分配原量分配原量分配原则则则则 a 按体按体积积公式或剪切破碎公式公式或剪切破碎公式计计算。算。b 分配原分配原则则：根据炮孔深度按照抵抗线趋于一致的原则确定分层数；对材质均匀、强度一致的爆破体按照上少下多的原则分配药量。2 2 基基基基础类础类础类础类构筑物切割拆除爆破参数构筑物切割拆除爆破参数构筑物切割拆除爆破参数构筑物切割拆除爆破参数设计设计设计设计 a 预预裂切割裂切割处处理理：在切割切割线线上上炸出一条裂缝，爆破单孔药量为：Q=kaH b 光面切割光面切割处处理理在分界分界线线爆破切割一条裂缝。爆破单孔药量为：Q=qaWH 3 3 工程工程工程工程实实实实例例例例 基基基基础础础础爆破的参数爆破的参数爆破的参数爆破的参数计计计计算及算及算及算及实际检验实际检验实际检验实际检验5/8/202413第四第四节节 高高耸耸构筑物拆除爆破构筑物拆除爆破高高耸耸构筑物：构筑物：高度与直径比高度与直径比很大，很大，重心高易失稳。如烟囱、水塔等建筑。需重点考虑倒塌方向、坍塌范围、落地振动和飞石问题。特点：烟囱特点：烟囱分为砖、钢筋混凝土结构两种，其形状主要为圆筒形。水塔水塔塔身有砖、钢筋混凝土，顶部有水罐。1 1 爆破拆除方案爆破拆除方案爆破拆除方案爆破拆除方案选择选择选择选择a 定向倒塌定向倒塌 是在烟囱、水塔倾倒方向一侧的下部，用爆爆破的方法破的方法炸开一个具有一定高度一定高度，长长度大于度大于1/2周周长长的缺缺口口，使构筑物整体失稳，而后，在其自身重力自身重力作用下，形成倾倾覆力矩覆力矩，朝预定方向倒塌。要求：要求：有一定一定宽宽度的狭度的狭长长地地带带作为倒塌场地。5/8/202414c 原原地地倒塌没没有有可可供供倾倾倒倒场场地地，只适用于砖砖结结构构的构筑物。图9-3 单向和双向交替 折叠倒塌示意图b 折叠折叠倒塌用于在倒倒塌塌场场地地任意方向的长长度度都不都不满满足整体定向倒塌足整体定向倒塌的情况的情况。分为单单向向和双双向向交替折叠倒塌方式，见图9-3。5/8/2024152 2 爆破拆除技爆破拆除技爆破拆除技爆破拆除技术设计术设计术设计术设计 设计设计内容：内容：缺口形式、缺口高度、缺口长度、爆破孔网参数、爆破施工安全技术。(1)(1)爆破缺口参数爆破缺口参数爆破缺口参数爆破缺口参数选择选择选择选择a 缺口缺口类类型：型：矩形、梯形、反梯形、斜形、反人字形，见图9-4。5/8/202416b 爆破缺口高度确定：爆破缺口高度确定：钢筋失稳，不宜小于爆破部位壁厚 的1.5倍，通常取 c 爆破缺口爆破缺口长长度确定度确定:d 定向窗：定向窗：在爆破缺口的两端用风镐风镐或爆破方法或爆破方法开挖出一个窗口，这个窗口叫做定向窗定向窗。作用作用：一是将筒体保留部分筒体保留部分与爆破缺口部分爆破缺口部分隔开；二是进行试爆进一步确定装确定装药药量量及降低一次起爆降低一次起爆药药量量；三是可增加主爆破的自由面。高度一般为(0.81.0)h，长度为 0.30.5m。5/8/202417(2)(2)爆破参数爆破参数爆破参数爆破参数设计设计设计设计 a 炮眼布置炮眼布置：布置在爆破缺口范爆破缺口范围围内内，炮孔垂直于构筑物表炮孔垂直于构筑物表面面，指向烟囱或水塔中心。一般采用梅花形梅花形布置。b 炮眼深度炮眼深度l：c 炮眼炮眼间间距距a和排距和排距b 炮眼间距a主要与炮眼深度炮眼深度l有关，应使al。对于砖结构：；对于混凝土结构：。d 单单孔装孔装药药量量计计算算单孔装药量可按体积公式计算，即：5/8/2024183 3高高高高耸耸耸耸构筑物的爆破施工安全措施构筑物的爆破施工安全措施构筑物的爆破施工安全措施构筑物的爆破施工安全措施 a 获获取可靠的取可靠的环环境与构筑物境与构筑物现现状状资资料料 获取被拆除对象和周围保护建（构）筑物、设备、管线网路等的空空间间关系关系和水平水平距离数据距离数据；了解拆除对象结构状况、材质、风化程度等基基础础资资料料。b 合理合理选择选择倒塌方向和精确定位。倒塌方向和精确定位。c 合理合理处处理烟道和通道。理烟道和通道。d 内内衬衬和和钢钢筋筋处处理理爆破前爆破前将内衬处理掉，处理长度为周周长长一半一半。将缺口缺口钢钢筋全部切断筋全部切断外，必要时还应将倒塌中心线所对应支撑部位的钢筋对对称切断称切断。e水塔附属水塔附属钢结钢结构构件构构件预预拆除拆除 f技技术术保障安全准爆。保障安全准爆。g加加强强安全防安全防护护工作。工作。h清理倒塌清理倒塌现场现场和做好防震工作。和做好防震工作。4 4 工程工程工程工程实实实实例例例例水塔爆破拆除 烟囱单向折叠爆破拆除5/8/202419第五第五节节 楼房拆除爆破楼房拆除爆破图9-8 定向倾倒示意图h1h4爆破高度b 原地坍塌方案用于原地坍塌方案用于拆除建筑物与周围保护对象的水平距离水平距离均小于12拆除建筑物高度，但具有介于1/31/4拆除建筑物高度拆除建筑物高度的场地。优优点点是设计设计和施工都比和施工都比较简单较简单，坍塌所需所需场场地小地小，钻爆工作量相工作量相对较对较小小拆除效率高。缺点缺点是对拆除钢筋混凝土框架结构建筑物时爆破技爆破技术术要求要求高高。1 1 基本原理基本原理基本原理基本原理破坏支撑结构 失稳 在自重作用下倒塌 解体 需重点考虑可靠倒塌、起爆方法及网路、爆破粉尘和飞石问题。2 2 爆破拆除方案爆破拆除方案爆破拆除方案爆破拆除方案(1)(1)影响建筑物的因素影响建筑物的因素影响建筑物的因素影响建筑物的因素 a 定向定向倾倾倒方案倒方案爆破后整个建筑物绕绕一定一定轴转动轴转动一定角度失一定角度失稳稳，向预预定方向定方向倾倾倒倒，冲击地面解体。5/8/202420图9-9 折叠倒塌示意图a 单向折叠倒塌，b 双向折叠倒塌h1h4爆破高度图9-10 内向折叠倒塌示意图c 单单向向连续连续折叠方案折叠方案 适用于建筑物四周四周场场地狭窄地狭窄，某一方向有稍微开阔的场地时的爆破，见图9-9。d 双向交替折叠方案双向交替折叠方案 适用于建筑物四周场地更更为为狭狭窄窄时时的爆破的爆破，场地水平距离砖结构楼房不小于楼房高度的1/2，钢筋混凝土框架结构不小于H/n(H为建筑物的高度，见图9-9。e 内向折叠坍塌方案内向折叠坍塌方案 适用于钢筋混凝土框架结构或整体性较强的砖结构楼房，四周均无四周均无较为较为开开阔阔的的场场地地供供倾倾倒或折叠倒塌倒或折叠倒塌时时，见图9-10。5/8/2024213 3 建筑物建筑物建筑物建筑物倾倾倾倾倒或倒塌的条件倒或倒塌的条件倒或倒塌的条件倒或倒塌的条件(1)(1)钢钢钢钢筋混凝土框架筋混凝土框架筋混凝土框架筋混凝土框架结结结结构定向构定向构定向构定向倾倾倾倾倒或坍塌的立柱失倒或坍塌的立柱失倒或坍塌的立柱失倒或坍塌的立柱失稳稳稳稳条件条件条件条件 a 压压秆秆失失稳稳：当承重立柱必然失稳倒塌。b 支柱成支柱成铰铰：立柱形成铰链部位的爆破高度(2)(2)钢钢钢钢筋混凝土框架筋混凝土框架筋混凝土框架筋混凝土框架结结结结构构构构倾倾倾倾倒的倒的倒的倒的倾倾倾倾覆力矩条件：覆力矩条件：覆力矩条件：覆力矩条件：(3)(3)砖砖砖砖混楼房混楼房混楼房混楼房倾倾倾倾倒的缺口条件倒的缺口条件倒的缺口条件倒的缺口条件 爆破缺口高度爆破缺口高度h为为：5/8/2024224 4 爆破技爆破技爆破技爆破技术术术术条件条件条件条件 (1)(1)最最小小抵抵抗抗线线：取决于墙墙体体厚厚度度、梁梁柱柱的的材材质质、结结构构特征特征、自由面多少自由面多少、截面尺寸截面尺寸，以及清渣要求清渣要求等。砖结构楼房的墙体和小截面的钢筋混凝土立柱、梁，最小抵抗线一般为：(2)(2)炮眼布置（炮眼布置（炮眼布置（炮眼布置（墙墙墙墙体、拐角、柱）体、拐角、柱）体、拐角、柱）体、拐角、柱）墙墙体体及及墙墙体体拐拐角角炮炮眼眼布布置置间间距距：布置多多排排水水平平炮炮眼眼爆破，炮眼排列一般采用梅梅花花形形。工程实践中，在保证爆破缺口高度不变的前提下，为了减少打眼的数量，采用一种分离式布眼方法分离式布眼方法。柱柱、梁梁的的炮炮眼眼布布置置：柱、梁炮眼布置位置是依据爆破方案而定的，在柱梁连接处或在较长梁的中部布置炮眼，其目的是切梁断柱，保证爆破后建筑物的顺利倒塌。5/8/202423(3)(3)间间间间距：距：距：距：(4)(4)孔深：孔深：孔深：孔深：(5)(5)单单单单孔装孔装孔装孔装药药药药量量量量：单孔装药量可按体积公式计算。(6)(6)网网网网络计络计络计络计算算算算 网路网路设计设计与与连连接接是楼房爆破拆除的一是楼房爆破拆除的一项项重要内容。重要内容。5 5 爆破施工要点爆破施工要点爆破施工要点爆破施工要点包括非承重构件的预拆除；部分承重构建的预拆除；楼梯间、电梯间的预拆除等九个方面 。6 6 工程工程工程工程实实实实例例例例 5/8/202424第六第六节节 水水压压爆破爆破a 概念：概念：在注满水的容器状构筑物中，将药包悬挂于水中适当位置，起爆后，利用水水压缩压缩性极小性极小的特点，均匀地均匀地把炸药爆炸时产生的压压力力传递到构筑物内壁上构筑物内壁上，使构筑物受力受力破碎破碎，并有效控制爆破振动和爆破飞石的爆破方法，称为做水水压压爆破爆破。b 应应用条件：用条件：适用于壁薄壁薄、面面积积大大、内部配筋内部配筋较较密密的水槽、管道、碉堡等能够灌注水的容器状构筑物。c 优优点：点：克服了普通浅眼爆破的缺点，避免了钻孔，药包数量少，爆破网路简单，是一种经济、安全、快速的施工方法。5/8/2024251 1 原理：原理：原理：原理：两种荷载的作用：一是水中冲冲击击波波的作用，二是高高压压气气团团的膨胀作用。2 2 装装装装药药药药量量量量计计计计算算算算 a 薄壁薄壁圆圆筒冲量准筒冲量准则则公式：公式：b 薄壁矩形容器薄壁矩形容器药药量量计计算公式：算公式：c 经验经验公式公式截面为圆形或正方形的短筒形结构物5/8/2024263 3 药药药药包布置包布置包布置包布置(1)(1)药药药药包数量包数量包数量包数量一般要求在同一容器中，药包数量应应尽可能少尽可能少，其数量主要取决于构筑物的几何尺寸和爆破要求几何尺寸和爆破要求(2)(2)药药药药包位置包位置包位置包位置 a 决定因素决定因素：几何形状材质差异药包数爆破要求 b 原原则则入水深度入水深度：单药单药包平面位置包平面位置：对于球形构筑物，药包一般放置在球形容器构筑物的圆心处，对于方形和筒形容器构筑物，药包一般放置在水平截面几何中心处。容器的长宽比大于1.2，或高径比小于0.5时，应同平面布置两个或多个两个或多个药药包包。5/8/202427若容器两侧壁厚不同时，应布置偏心偏心药药包包，使药包偏于厚壁一侧。偏炸距离偏炸距离可按下式计算：4 4 施工要点施工要点施工要点施工要点 a 炸炸药药及起爆网路防水及起爆网路防水处处理理 b 构筑物开口的构筑物开口的处处理理 c 底面基底面基础处础处理（要求破、不要求破）、理（要求破、不要求破）、d 开挖好爆破体开挖好爆破体临临空面空面 e 对对地下工事水地下工事水压压爆破，要及爆破，要及时时排除排除积积水。水。5 5 工程工程工程工程实实实实例例例例5/8/202428本章思考本章思考题题1.什么是控制爆破什么是控制爆破?控制爆破主要从哪几个方面控制爆破主要从哪几个方面进进行控制行控制?2.简简述拆除爆破的特点和基本原理述拆除爆破的特点和基本原理.3.拆除爆破的拆除爆破的设计设计原原则则有哪些？有哪些？4.在拆除爆破中常用的在拆除爆破中常用的药药量量计计算公式有哪些？算公式有哪些？5.楼房和高楼房和高耸耸构筑物爆破拆除可以构筑物爆破拆除可以选择选择的爆破方案有哪些？的爆破方案有哪些？各自的适用条件是什么？各自的适用条件是什么？6.高高耸耸构筑物的缺口形式构筑物的缺口形式类类型有哪些？缺口尺寸如何确定？型有哪些？缺口尺寸如何确定？7.高高耸耸构筑物定向窗的作用是什么？构筑物定向窗的作用是什么？8.水水压压爆破的原理是什么？爆破的原理是什么？药药量量计计算公式有哪些？算公式有哪些？9.水水压压爆破爆破药药包布置的原包布置的原则则有哪些？有哪些？5/8/2024295/8/202430