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1、深基坑支撐微差控制分階段爆破拆除施工工法1 前言1.0.1 隨著城市地下空間的開發和利用，地下工程日益增多,圍護樁加鋼筋混凝土內支撐的深基坑支護方式，憑借其穩定性的優點，在很多深度較深、周邊環境安全要求較高的工程中被普遍應用。在鋼筋混凝土內支撐拆除時，采用的拆除方式有機械配合人工拆除、一次性爆破拆除、靜態破碎法等，目前常規的拆除方法是先行施工地下結構，完成換撐后進行本層支撐拆除，這種拆除方式在底板或樓板混凝土澆筑完成到支撐拆除清渣結束前這段時間內，施工人員只能停滯，等待作業面，期間會形成較長時間的技術間歇，影響了地下結構的施工速度，造成施工人員窩工，同時也延長了支護體系的使用時間，增加了基坑坍2、塌的危險性。因此如果能夠解決拆撐技術間歇和爆破對周邊環境的影響，將會大大加快施工進度，避免人員窩工。1.0.2 公司對承建的幾個深基坑工程開展創新研究，從支撐設計、支撐安全、拆撐設計、爆破控制等方面均進行了認真研究，通過精心設計、精心施工和精心防護，嚴格控制爆破危害，形成了“深基坑支撐微差控制分階段爆破拆除施工工法”。2 特點2.0.1 分階段控制爆破拆除法,是根據拆除工程的要求、周圍環境、拆除對象(鋼筋混凝土支撐)和現場具體施工條件,通過控制爆破、分階段爆破等技術措施,嚴格地控制炸藥爆炸時能量的釋放過程和介質的破碎過程,既可達到頂期的爆破效果,又能將破壞范圍嚴格地控制在設計的安全范圍內。 23、.0.2 通過控制爆破破壞的范圍；控制爆破時產生的碎塊飛出距離，空氣沖擊波強度和音響的強度；控制爆破所引起的地基震動及其對附近建筑物的震動影響。將爆破對基坑、周邊建構筑物及人員車輛的影響減少到最小。2.0.3 爆破炮孔采用PVC管預埋施工，預埋炮孔爆破法的成孔率高,成本低,預埋管可多次重復使用,可與澆注混凝土同時進行,大大縮短爆破作業的時間周期,在地面上作業,安全性高,不存在高空作業的危險,作業時間相對集中,無噪音、粉塵影響,減少了爆破負面效應。2.0.4 與人工拆除相比, 分階段控制爆破拆除法大大地降低了勞動強度,縮短了工期,為施工單位贏得了寶貴的施工時間,綜合經濟效益極佳。3 適用范圍本工4、法適用于深基坑鋼筋混凝土內支撐系統的拆除，尤其適用于支撐混凝土強度等級高、方量大、工期緊的市區內項目基坑圍護鋼筋混凝土水平支撐的拆除。4 工藝原理4.0.1 毫秒延期起爆技術控制爆破震動采用毫秒延期起爆技術，雷管內裝入適當的緩燃劑，以實現延期的時間間隔，以1325毫秒為一段。通過不同時差組成的爆破網絡，一次起爆后，使各炮孔內的藥包依次起爆，減小一次起爆藥量,控制爆破震動，獲得良好的爆破效果。4.0.2 爆破炮孔采用PVC管預埋施工預先埋設炮孔用的成孔材料選用外徑40的中空PVC管。在鋼筋籠做好后,支模板和澆注混凝土前,按設計要求的孔位、孔深和傾角,將成孔材料預先放置在鋼筋籠內,然后再用細鐵絲將5、成孔材料綁扎固定在鋼筋籠中。4.0.3 區域、分階段段爆破、換撐在底板和換撐結構達到強度要求后,從最下層支撐開始逐層拆除;爆破時分區域、逐段爆破,從而使換撐在相對較長的時間完成,具體區域劃分和分次爆破情況應視現場情況確定。5 工藝流程及操作要點5.1 工藝流程5.1.1 深基坑支撐微差控制分階段爆破拆除施工工法施工工藝流程（如圖5.1.1所示）預埋孔或鉆孔補孔清孔爆前準備爆破清理評估、協調會、審批爆后檢查防護搭設用具黃砂爆前復查爆破警戒氣割清渣甲 方 緊 密 配 合圖5.1.1 爆破施工工藝流程圖5.2 操作要點5.2.1 預埋孔或鉆孔為縮短爆前人工鑿孔的工期，采用預埋孔方式：在支撐、圍檁澆注6、水泥的同時，按爆破設計的孔距、排距、孔深用PVC管進行預埋孔；預埋孔孔深要比設計孔深深5，來不及預埋孔的，爆前鉆孔。5.2.2 安全防護爆破時采用鋼管、竹笆、綠網組成安全防護架，確保爆破的安全。5.2.3 炮孔設計分階段控制爆破拆除是將很多的小藥包分散填埋于按預先設計好的孔中，運用微差爆破技術，分段延時起爆，使爆破后既能達到預期的爆破效果，又能把爆破震動、沖擊波、飛石、噪音和粉塵等對環境危害程度控制在規定的范圍之內的爆破技術。1 分部位采用不同爆破強度等級和炸藥等級 根據周圍環境，針對不同層次支撐系統和同一層支撐系統中所處位置的不同，選擇不同爆破等級，確保周邊環境的安全，同時又要盡量縮短施工工7、期。爆破等級炸藥單耗施 工 部 位松動爆破700800g/m3第一道支撐系統的圍檁強松動爆破7001000g/m3第一道支撐及第二道支撐系統中剩余的圍檁分離爆破9001200g/m3第二道支撐系統的支撐2 一次齊爆藥量針對不同的爆破區域采用不同的一次齊爆藥量，以控制爆破作業誘發的地表震動，確?；雍退闹芙嬛锖凸芫€的安全。其中：一般支撐、圍檁爆破拆除：一次齊爆藥量控制在3公斤以內基坑南北兩側圍檁爆破拆除：一次齊爆藥量控制在2公斤以內3 爆破幾何參數根據支撐的具體尺寸、配筋情況、混凝土強度等級、炸藥種類、最小抵抗線方向以及周圍環境情況等確定爆破參數為：最小抵抗線： w取200300mm左右,孔8、距:a取850mm左右, 排距:b取200300mm左右,孔徑:40mm,孔深:取支撐梁高的三分之二，孔底留高以最小抵抗線為準。藥量參數：單孔藥量Q=，其中：為炸藥單耗，依據支撐粱的配筋、爆破等級以及所需的爆破效果來選定，單位為Kg/m3。4 裝藥一般情況下，孔內采用連續裝藥結構，藥包位于炮孔底部，起爆雷管位于裝藥全長下部的1/31/2處，如下圖所示：5 填塞填塞材料一般采用帶有部分粘土的黃沙，也可采用現場合適的填塞材料，分層裝入，分層用木棍搗實，確保填塞質量和填塞長度。6 網路設計網路設計：爆破網路采用孔外毫秒延時傳爆網路，網路主線采用雙雷管傳爆。網路設計如下：a支撐網路設計：孔內采用HS-9、5或HS-4段非電雷管，孔外采用MS-3段非電雷管，一般8孔一段位。b圍檁網路設計：孔內采用HS-5或HS-4段，孔外采用MS-3段非電雷管簇聯，一般8孔一段位。c支撐節點網路設計：孔內采用HS-5或HS-4段非電雷管，孔外采用MS-3、MS-4、MS-5段非電雷管簇聯，一般8孔一段位。網路聯接示意圖25252575508075750750支撐布孔示意圖6 預埋孔示意圖7 爆破主要設計指標單次爆破持續時間：裝藥聯網時間：約5-8小時，爆破持續時間：約5-6秒鐘，爆后檢查時間：15分鐘左右。爆破延期時間：以15ms、25ms和25ms交錯延期，從而有效地控制最大單段齊爆藥量。5.2.4 爆破拆除10、程序為實現逐步卸截、合理卸載，以確?；幼陨淼陌踩椭苓吔嬛锇踩?，拆除程序應遵循先周邊后中心的原則，即先用小藥量爆破與圍檁相接處的支撐，開出“口子”，再進行基坑中間部分支撐的爆破拆除。這樣就切斷了震動波向基坑邊緣傳遞的主要途徑，以達到逐步卸截、合理卸載，以確保基坑自身的安全和周邊建構筑物安全的目的。5.2.5 圍檁、節點的爆破拆除節點爆破拆除時，采用孔內、外延期相結合的起爆網絡，外圈即時起爆，內圈依次微差分段起爆，既限制每段齊爆藥量，保護了主要節點上的鋼立柱，同時增強爆破效果。圍檁爆破時，采用斜向分段爆破拆除的措施。由于圍檁、頂圈梁和支撐相比少一個臨空面，配筋又較密，故炸藥單耗增大；但它又11、和基坑圍護的圍護樁緊貼，為減少爆破震動，確保圍護的安全，故采用斜向分段、逐段延期爆破法予以拆除。由于斜向分段后爆破作業所產生的反作用力及誘發的爆破震動，其方向指向未爆的圍檁，可有效地保證圍護樁的安全。5.2.6 爆后清渣：每次爆破后由爆破員及時全面檢查，若有啞炮及時排除；在爆破員的監督下進行氣割；對有啞炮未爆部分或爆破不徹底的部分用人工剔除砼渣；做到砼渣全部脫筋，砼渣塊粒徑小于20cm；將鋼筋、砼渣分類歸堆，用塔吊或汽車吊將其吊出基坑外運。6 材料與設備6.1 材料6.1.1 爆破用主要材料以一次爆破工程量1500m3為例，需用火工品計劃如下：乳化炸藥 約1500公斤，具體的使用量應遵守前文章12、節“5.2.3”中的規定。各段非電雷管 15000發，塑料導爆管 2500米。6.1.2 防護用的主要材料搭設防護棚需用的主要材料一覽表序號名稱數量備注1腳手架、扣件若干由搭設防護棚的大小而確定各種材料的數量。2竹笆若干3草袋（或麻袋）若干4綠網（或強力安全網）若干5鐵絲若干6虎鉗、鐵錘等工具若干6.2 爆破及拆除施工機具配置：名 稱單 位數 量長臂挖掘機臺1輕型破碎機臺2載重汽車（大通15噸）輛106m3電動空壓機臺2風動鑿巖機部4氣割設備套10軍用起爆破器套2鎬頭機臺1指揮車輛1保障車輛1對講機部86.3 勞動力安排爆破工：10人普工：10人。防護工：30人清渣工：30人7 質量控制7.013、.1 爆破震動有兩個主要評價指標：震動速度和震動頻率。爆破震動頻率遠大于一般建筑物的自振頻率，爆破震動不會引起建筑物的共振，可認為對建筑物破壞很小，因此主要以質點振動速度來評價。7.0.2 根據爆破震動的特點，爆破震動與以下幾個因素有密切關系：一次齊爆藥量、測點距爆源中心距離和傳播介質情況。而距離和介質不可改變，因此要控制爆破震動，主要是控制一次齊爆藥量，即在爆破過程中，采延時起爆，控制單段齊爆藥量的方法來控制。7.0.3 嚴格控制一次齊爆藥量 V=K*（Q1/3/R）a V：距爆破中心R米處震動速度（CM/S） K：地層介質系數（對支撐，K=40，對圍檁，K=80） Q：一次齊爆藥量（KG）14、，中間支撐爆破取Q=3KG，距基坑10米內支撐及圍檁爆破拆除取Q=1KG。 R：距保護建構物距離（M） a：爆破系數（取1.67）未采取任何措施時,計算結果如下表:與基坑邊距離(M)56789101520震動速度(CM/S)支撐爆破5.013.702.862.291.881.580.800.50圍檁爆破5.444.013.102.482.041.710.870.54通過“切口隔震、割筋降震”以及圍檁爆破時距建筑物較近的地方進一步降低一次齊爆藥量等措施，爆破震動可降到末采取措施前的40-55%，即在R=5M處，V小于3CM/S。中華人民共和國國家標準GB6722-2003爆破安全規程規定的建筑物15、地面質點的安全震動速度一般磚房為2-3CM/S，混凝土框架建筑為3-5CM/S，距離大于10米計算數據遠小于允許范圍，因此可認為爆破震動不會對周邊建筑物造成危害。采取同樣措施，實踐證明對主要管線是安全有效的。7.0.4 切口隔震、割筋降震、對稱爆破。采取“切口隔震、割筋降震、對稱爆破”等措施，以確保對地下圍護樁、周邊管線和建筑物的保護。1 切口隔震：首先采用小藥量爆破方法將圍檁和支撐連接處炸開一個切口，然后毫秒延期爆破內部支撐，這樣支撐的爆破震動在切口處被阻斷，就不會傳遞到圍檁和地下圍護樁上。2 割筋降震：將圍檁外側一層保護砼人工風鎬剝離，露出箍筋，人工氣焊割除。3 割斷箍筋：主筋失去了箍筋的16、牽拉，很容易推開。這樣大大降低炸藥單耗，有效降低爆破強度及爆破震動。4 對稱爆破：鋼格構柱處的支撐點采用從外向內毫秒延時分段形似對稱剝皮爆破作業技術，爆破產生的作用力被對稱抵消，從而達到保護鋼格構柱不受破壞的目的。7.0.5 多布孔、少裝藥、確保準爆。一般爆破孔布設多為45個/M3，為更好地保護周邊環境及已建好的構筑物，本工法采取密孔小藥量爆破原則，每個立方米布設6-7孔，這樣爆破塊度可控制在30CM以下，減少爆破振動的影響，同時采用復式起爆網絡，防止產生啞炮。7.0.6 墻、柱預留筋如距爆破部位較近時，可能有部份被爆破產生的飛石打彎，但不會打壞，爆破后用人工校直后即可以使用。8 安全措施8.17、0.1 飛石防護措施1 近體防護：為減緩爆破時飛石拋出的速度和保護爆體表面上起爆網絡不受飛石的沖擊，需在爆體表面上鋪設兩層或麻袋，鋪設的麻袋）應將爆體上表面全部蓋嚴。2 離體防護：支撐爆破時，在整個支撐爆破區域的頂部和側面臨空部位，分別搭設頂棚和垂直防護墻，形成大防護棚，將整個爆破區遮擋起來，防止爆破時砼碎塊飛出。（1）第一道支撐體系搭設封閉防護架要求： 護架下層高度距支撐上表面不小于2米。 設防護架工作程序：架立桿鋪下層鋼管鋪第一層竹笆鋪第二層竹笆鋪綠網鋪頂層鋼管。防護架立桿立在底板上，立桿一般距支撐大于1米；鋪設下層鋼管的排距行距約為0.5米2米，并且扣件將其固定在立桿上；鋪設竹笆時竹笆與18、竹笆之間需搭接20厘米，并用鐵絲綁牢。鋪設頂層鋼管主要是壓住竹笆層，鋪設排距行距約為1米2米，并用扣件將其固定在立桿上。 頂上第一道覆蓋材料由下而上為：竹笆竹笆綠網；頂上第二道覆蓋材料由下而上為：竹笆；側面的覆蓋材料由里到外為：竹笆綠網。 按以上要求爆前1天進行驗收，驗收未搭好或驗收不合格不能裝藥爆破。鋼管第一道支撐體系搭封閉防護架示意圖腳手架維護墻支撐圍檀竹笆綠網2m竹笆綠網竹笆竹笆立桿草袋（2）第二支撐體系搭設封閉防護架要求防護架搭在第一道鋼砼支撐上。搭設防護架工作程序為：架立桿鋪下層鋼管鋪第一層竹笆鋪第二層竹笆鋪綠網鋪頂層鋼管。防護架立桿立在底板上，立桿一般距支撐大于2米；鋪下層鋼管的排19、距行距約為0.8米2米。頂上的覆蓋材料由下而上為：竹笆竹笆綠網。按以上要求爆前1天進行驗收，防護未搭好或驗收不合格不能裝藥爆破。立桿第二道支撐第一道支撐草袋維護墻第二道支撐體系搭封閉防護架示意圖圍檀圍檀竹笆竹笆綠網8.0.2 啞炮的處理措施1處理啞炮前由爆破領導人定出警戒范圍,并在該區域設置警戒,處理啞炮時,無關人員不準進入警戒區。2 經檢查確認起爆網絡完好時，可重新起爆。3 派有經驗的爆破員處理啞炮。4 用吹風管將堵塞物及炸藥吹出，也可用木、竹或其他不產生火花的材料制成的工具，輕輕地將孔內堵塞物及炸藥掏出。5 啞炮處理后，應由處理者填寫登記卡或提交報告，分析產生啞炮的原因。8.0.3 安全警20、戒措施1 組成爆破安全領導小組，協調有關安全事宜。2 爆破警戒距離100米，在爆破時四周派出安全警戒人員，負責各警戒點的安全警戒任務。3 警戒信號規定：第一次警報：起爆前30分鐘，人員全部撤出，警戒人員到位。第二次警報：起爆前5分鐘，中斷外部的交通.第三次警報：起爆前2分鐘（約1分鐘）倒記時：10,9,8,7,6,5,4,3,2,1.起爆！第四次警報：安全檢查后，解除警戒。8.0.4 火工品管理：現場設臨時炸藥、雷管庫房各一間。庫房應由當地消防主管部門重點處檢查合格后使用；雷管、炸藥分車運輸，分庫存放，并由持證的火工品保管人員進行雙人24小時值班保管。同時做好火工品領用的出入庫簽字交接手續，認21、真填寫火工品使用明細冊，做到帳物相符。圖 火工品倉庫示意圖9 環保措施9.0.1 防止爆破粉塵及爆破噪聲措施1 在以濕麻袋或濕草包覆蓋于待爆體上。2 離體防護層上撒水,讓防護層濕透,以過濾粉塵和爆炸產物。3 選擇合適的天氣進行爆破,避開大風天氣,防止產生大量揚塵。4 在爆后清理碴土過程中，通過撒水防止產生揚塵。5 在裝藥時應將各孔用炮泥堵塞嚴實，防止產生沖炮。6 多重防飛石的防護對爆破噪聲降低也有大的作用。10 效益分析10.0.1 經濟效益鋼筋混凝土支撐圍護系統的鉆眼爆破拆除,一般采用小孔徑( 3442 mm)手風鉆鉆孔,拆除每立方米的支撐梁需要鉆孔58個,因此支撐梁爆破的鉆孔工作量很大。支22、撐梁采而澆注支撐梁的同時進行預埋炮孔，大大提高了拆除效率，降低了工人的勞動強度 ，節約能源，保證整體的施工進度。同傳統的鉆孔爆破撐梁拆除相比，預埋炮孔爆破拆除能節約75%的機械設備費用，節約60%的人工費，縮短近一半的工期。10.0.2 社會效益爆破后，箍筋炸斷，大部分混凝土與鋼筋分離，沒有分離的混凝土也被炸開，用風鎬稍加破碎即可。爆破飛石沒有對樓房的梁柱造成任何影響；爆破震動沒有影響往建樓房的結構、周圍的建筑物及設備；爆破沖擊波控制在設計范圍內，在建樓房結構完好；爆破噪音低，能夠被周圍的居民接受：爆破對在建樓房的正常施工，周圍馬路的正常交通、附近工廠的正常生產也沒有造成影響。11 應用實例123、1.0.1 省人民大會堂地下公共停車庫工程省人民大會堂地下公共停車庫工程，建設地點位于省府路與環城西路東南角，東側環城西路距離基坑邊緣50m，南側市人民法院建筑物距離基坑最近處約15m，西側省人民大會堂地下室邊緣距離本工程基坑邊緣最近處約17m，北側省府路距離基坑邊緣12m。本工程第一道、第二道混凝土支撐梁采用爆破拆除，包括工作布孔（預埋孔或鉆孔）、裝藥、起爆網路敷設、警戒起爆、爆后檢查、進行砼塊大于30cm和鋼筋未炸松脫離部分的破碎。因該工程位于杭州市繁華鬧市區，周邊環境復雜，采用微差控制分階段爆破拆除施工工法，作業時間相對集中,無噪音、粉塵影響，大大地降低了勞動強度,縮短了工期,為施工單位24、贏得了寶貴的施工時間,綜合經濟效益極佳。11.0.2 龍華機場1號地塊商辦樓新建項目工程龍華機場1號地塊商辦樓新建項目工程位于上海市徐匯區云錦路500號，建筑面積134394.6m2，其中地上部分建筑面積為89394.6m2；地下室建筑面積 45000m2，是一個集商業、辦公為一體的新型綜合體。該工程框架結構地下-2層局部-3層，底板厚度0.8米；二道支撐，底板底為-12.1米，基坑開挖深度達到-12.7米，其中最深處為13.55米。支撐采用微差控制分階段爆破拆除：拆除單位為工程兵工程學院南京工程爆破技術服務部（滬），拆除分三次進行，第二道支撐分北、南二次進行，第一道支撐分一次進行，拆除時間每25、道15天，合計30天完成，為整個工程的施工工期贏得了寶貴的施工時間,取得了較好的經濟和社會效益。11.0.3 海建商業大廈項目工程海建商業大廈項目位于?？谑泻Ｐ銝|路與藍天路交匯處，為一棟地下2層、地上22層，建筑面積31873.56m2，其中地上部分建筑面積為22205.52m2；地下室建筑面積9668m2。開工日期2013年9月，竣工日期2016年7月。該工程框架結構地下2層底板厚度0.8米；二道支撐，基坑開挖深度達到-10米。支撐采用微差控制分階段爆破拆除：拆除分二次進行，作業時間相對集中,無噪音、粉塵影響，大大地降低了勞動強度,縮短了工期,為施工單位贏得了寶貴的施工時間,綜合經濟效益極佳。