第２４卷第１期 ２０１４年２月 天津建设科技 建筑工程 微差爆破技术在工程中的应用 口文／毕江寰 摘要：以天津恒隆广场１Ａ区支护水平支撑拆除工程为例，介绍微差爆破技术的应用，特别 是采用了隔离爆破、分段微差剥离爆破来控制在地下室结构全部完成以后的爆破安 全｝生，确保爆破不影响地下结构。 关键词：微差；爆破；隔离；分段；剥离；地下室结构；安全 １工程概况 １．１支护概况 天津恒隆广场工程占地面积４４ ２７７ ｒｎ。，建筑面积 ２５９ ６００ ｍ 。基坑支护按照一个整体考虑，分为３个区域 １．１．３基坑支护水平结构 基坑内共设３道钢筋混凝土结构水平支撑体系， 第１道水平支撑下皮标高一４．５０ ｉｎ，第２道水平支撑下 皮标高一８．６０ ｍ，第３道水平支撑下皮标高一１３．６０ ｉｎ。 先后施工，其中第１个施工区域为１Ａ期，其余２个区 域（二期、１Ｂ期）的施工在１Ａ期完成后开始。ｌＡ期为 ３５ ｋＶ变电站，地下３层，建筑面积３ ０００ Ｉ１１ 。 １Ａ期地下变电站工程的基坑支护临近原３５ ｋＶ变 １．１．４止水帷幕 高压旋喷桩用于地连墙槽段接缝外侧，采用４，６５０ Ｉｎｍ高压旋喷桩咬合２５０ ａｒｉｎ。设计桩长３２．５ ｒｎ，桩长顶 标高一１．５ ｍ，桩底标高一３４ ｍ。 １Ａ与二期分界线处支护桩外、地连墙与水泥搅拌 桩交接处采用４，６５０ ｍｉｎ高压旋喷桩止水，桩长顶标高 电站，ｌＡ期地下变电站完成后原有变电站才能拆除并 迁至ｌＡ期。此时，其余２个区域的施工才能完全展开。 此外西南侧还有１座未搬迁的邮局。因此，施工期间保 护原３５ ｋＶ变电站及邮局的安全和正常运行是工程的 重点和难点。 ４．５ ｍ，桩底标高－３４ ｍ，桩长２９．５ ｍ。 １．２爆破工程概况 １．２．１爆破工程量 需爆破拆除地下３道钢筋混凝土支撑，总方量约 为２ ０００ ｍ。。 支护工程采用地下连续墙与钢筋混凝土水平内支 撑联合支挡体系，见图１。 １．２．２周围环境 基坑北侧临近张自忠路，南侧靠近和平路步行街， 东侧靠近哈密道，西侧临近长春道。 １．２．３工程特点 口 待地下结构全部完成以后，在地下室内部进行钢 筋混凝土支撑的爆破拆除工作，这样可以大大减小因 爆破产生的负效应对周边环境的影响。由于是在地下 井ｌ口 口 图１支护平面 室结构全部完成以后爆破，因此在爆破技术上要考虑 严格控制爆破震动，采取相应的技术措施，确保爆破不 影响地下结构。 １．１．１基坑支护竖向结构 ｌＡ区哈密路、兴安路一侧采用８００ Ｉｎｏ厚地下连续 ｔ墙共１５片，深３２．５０ ｒｎ，墙顶标高一１．５０ ｍ，墙底标高 一２爆破方案设计 ２．１爆破拆除的控制目标 １）采用预裂爆破、毫秒微差起爆系统等技术措施， 通过严格控制一段起爆药量，来控制爆破震动，确保地 下结构的安全。 ３４．Ｏ０ ｍ。原则上每６ ｍ分为一槽段，由于邮局及现场 管线的影响槽段进行调整。 １．１．２基坑支护竖向结构 ｌＡ区与二期分界处采用４，１ ０００ ｍｌｉｌ灌注桩，桩长 ２８．０５ ｉｎ，桩顶标高一４．５ ｍ，桩底标高一３２．２５ ｍ。 ２）通过选择合理的爆破参数以及复式非电传爆网 ９ 第２４卷第ｌ期 络，确保爆破顺利进行。 ３）控制爆破破碎效果，即主筋与混凝土剥离，混凝 土块径不超过３０ ｃｍ。 ２．２爆破拆除顺序 支撑爆破与结构施工相配合，按照施工组织先破 除第２道支撑，在主体施工完成后，支撑爆破由下往 上，先爆破第３道支撑，再爆破第一道支撑。 ２．３爆破拆除设计 ２．３．１参数设计原则 １）钢筋混凝±支撑采用完全粉碎性爆破，要求严 格控制爆破震动、噪音及爆破飞石，效果要求混凝土与 钢筋笼完全脱离。 ２）边梁因为钢筋多且密，因此药量集中，单耗取值 偏大，为１ ２００ １ ５００ ｇ／ｍ。。也可采取爆破前剥出钢筋 并气割，减小单孔药量的做法。 ３）第２～３道支撑炸药单耗取值８００￣９００ ｇ／ｍ。。 ４）由于支撑内钢筋数量、箍筋数量、箍筋分布、混 凝土强度各有差异。为达到爆破参数最优化，可以利用 第３道支撑第１块区域为试爆点，既要保证爆破后钢 筋与混凝土的脱离，又要避免药量过大，震动过大。 ５）支撑与边梁节点处布置密集预裂孔，阻断支撑 爆破震动继续向边梁方向的传播。支撑爆破控制最大 一段起爆药量在４ ｋｇ以内，边梁爆破控制最大一段起 爆药量在２ ｋｇ以内。 ２．３．２火工品数量 火工品数量总量根据图纸，按爆破设计进行估算。 实际使用量由爆前清点单次爆破的具体炮孔数量，按 照单孔药量，计算出具体火工品数量。 ２．３．３爆破设计原则 １）由于整个钢筋混凝土支撑体系内钢筋的数量、分 布和混凝土的强度各有差异。为使支撑的应力按要求 逐步均衡释放，采用先爆破连系撑、角撑、对撑，再爆破 边梁的爆破顺序。 ２）支撑爆破采用由外向内、分层分段及孔内孔外 联合延期的方法，控制炸药能量有序释放，爆破将支撑 箍筋炸开，中部和下部的混凝土炸空，顶部和两侧的混 凝土碎而不飞，以控制爆破飞石的主方向向下运动。 ３）起爆网设计。支撑爆破全部采用新式、安全的非 电导爆管传爆毫秒微差起爆系统。起爆网络通过延期 雷管能够使炮孔中的炸药按预定的顺序安全可靠地起 爆。采用孔内ＴＵ＇ｔ－联合延期的方法降低一段起爆药量。 ４）严格控制飞石、响声、冲击波。采用多层麻袋直 接覆盖及竹笆多层隔空遮护，达到减少声响及冲击波， １ ０ 建筑工程 确保飞石基本在基坑内。 ３爆破施工 预埋孔（或钻孔）一火工品运输一现场临时警戒一 装药、堵塞、连线（分区）一爆破周边警戒一爆破一爆后 检查一解除警戒一爆后清理。 支撑爆破由下往上，先爆破第３道支撑，再爆破第 ２道支撑，最后爆破第１道支撑。 ３．１预埋孑Ｌ 为缩短爆前人工钻孔的时间，使钻孔工作不占建 筑施工工期并减小因钻孔带来的噪音、粉尘等影响，采 用预埋孔方式。在支撑浇筑混凝土的同时，按照爆破设 计的参数要求，在流态混凝土中插入定制的纸管（直径 ４０ ｍｍ）。若由于其他原因不能预埋的，采用凿岩机在爆 前钻孔。 ３．２补孑Ｌ和清孔 所有炮孔在爆前都由技术人员现场验证，对不合 格的炮孔，进行补钻或是重新设计布置并在爆前采用 皮管对所有炮孔用压缩空气清理炮孔内的杂物。 ３．３爆破当天的工作 １）拉药。凌晨５点左右分２辆车从公司出发到火 工品仓库领取炸药、雷管等爆破所需物品，上午９点左 右达到支撑爆破工地。 ２）装药。由爆破员按设计要求将药包做好后放入 炮孔。将火工品搬上支撑作业面后，其他人员不得在爆 破装药区域进行其他工作。 ３）堵塞。由爆破员按设计要求用黄砂等将放好药 包的炮孔堵塞好。 ４）连线。支撑爆破全部采用新式、安全的非电导爆 管传爆毫秒微差起爆系统。起爆网络能够使炮孔中的 炸药按预定的顺序安全可靠地起爆。采用孔内：ＥＬ￣＇Ｉ－联 合延期的方法降低一次起爆药量。例如：一天爆破 ｌ ０００ ｉｎ。支撑，计算需要８００ ｋｇ炸药，施工时在炮－ＴＬ￣＇Ｉ－ 平均分成４００段，段与段之间间隔０．０５ Ｓ，然后将这 ４００段逐一串联，从一端起爆就获得４００次间隔０．０５ Ｓ，２ ｋｇ炸药为单元的爆破序列，避免了８００ ｋｇ炸药一 次起爆所形成的强大的危害效应。同时为保证一次起 爆的可靠性，段与段的网络之间采用双雷管桥式连接 延期传爆，单段内排排相连，首尾相接，排排之间相互 桥接，形成最可靠的导爆管复式传爆网络。 ５）覆盖。整个网络在支撑面上，局部采用一层麻袋 覆盖，防止网络被飞石砸断而中止传爆。 ６）起爆。爆前０．５ ｈ进行爆破警戒，警戒完毕后爆 破指挥员发布起爆命令，爆破持续时间由爆破量和分 建筑工程 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 毕江寰：微差爆破技术在工程中的应用 第２４卷第１期 段情况而定，一般会持续数十秒。爆后检查没有问题即 解除警戒，恢复交通。 ７）哑炮检查。爆破后立即进行哑炮检查工作，发现 的哑炮现场处理销毁。 ３．４爆后清凿 目前支撑爆破技术比较成熟，爆破效果能够保证。 局部炸不透主要是由于哑炮造成的，对于这些部位用 风镐人工凿除，工作量一般较小，爆后ｌ～２ ｄ即可完 成。 ３．５渣土清理 爆后防护架拆除后，要进行钢筋气割、渣土清理集 中、提升和外运工作。其中需要注意的安全问题，由于 爆破后的支撑及渣土内很可能尚有未爆炸的炸药、雷 管，处理不当会带来安全事故。这就要求一方面爆破公 司派人严格监督检查，另一方面教育所有参与此项工 作的人员按规定作业，注意安全，发现炸药、雷管及时 上交爆破公司人员处理，严禁携出工地，造成社会安全 隐患。气割工要切实做爆破工程现场六不割，即：未经 爆炸物品知识安全教育的不上岗切割；未经爆破员查 验过的区、段不割；没有清渣工配合或无爆破员监护的 不割；切割点四周无临空面的不割；切割点四周５０ ｃｍ 范围内有爆炸残留物的不割；照明不好，情况不明的不 割。 ３．６爆破范围 根据支撑体系的特点和现场的实际情况，单层支 撑一次性爆破拆除。 ４对地下室整体结构的保护措施 ４．１针对性的保护原则 爆破施工中，在达到预期工程目的同时，也会产生 爆破震动、爆破噪音、爆破飞石等危害。 爆破负效应中的影响主要是爆破震动，在计算振 动速度时都是把一次起爆药量看作一个集团药包，而 实际的这些药包是分散在几十个药孔当中，是散形装 药，不是集团型药包。所以对于振动速度的理论计算值 是偏于保守的，完全能够确保基坑周边建筑物的安全， 这在以往类似地下室内支撑爆破中，得到验证。 对于爆破飞石，由于是在室内进行，爆破飞石是不 会影响到周边环境的。为保护地下室的楼板，采用的加 强松动爆破，通过控制单个炮孔的起爆药量及一段起 爆药量，控制总体药量分布。爆破瞬间在解除了箍筋的 束缚力后，针对混凝土破碎的作用已经产生，混凝土的 碎度很小。这些小的飞石，对楼板的损失基本上可以忽 略不计。 ４＿２合理安排拆除顺序 每道支撑爆破拆除时分块进行，合理安排爆破顺 序，先拆除地墙变形较小的角部支撑及次要桁架，保留 井子架支撑受力体系。对支撑进行爆破时，必须按对称 的原则进行，以避免结构受力不平衡产生影响。 ４．３减少爆破震动影响 爆破时产生的应力波通过混凝土边梁向地墙传 播，造成振动。为尽量减小爆破震动对结构的影响，在 爆破方案设计中将采用下述控制爆破技术。 １）隔离爆破。在支撑与基坑边梁结合处采用小药 量预裂爆破，分割支撑和边梁，对特殊区域还将采取人 工风镐的方式予以分割支撑和边梁，以减小随后支撑 爆破时对周围介质的震动影响。 ２）分段微差剥离爆破。基坑边梁将采取间隔０．０５ Ｓ的逐段纵向推进，由一端向另一端逐段（每段约２ ｍ） 剥离的微差起爆技术。这种改进后的爆破技术与以前 采用的逐排、逐段向基坑内侧推出的爆破方式，最大不 同就是能使爆破方向与边梁中主筋布筋方向一致。这 就达到２个目的：一是不需要消耗大量的爆破能量来 克服钢筋的束缚力；二是使以前横向推出时对基坑围 护桩收到的较大反向作用力改变成让后一段爆破的边 梁来承受，从而大大减轻了围护系统的震动影响。在边 梁爆破前，先将边梁箍筋剥出割断，可减少爆破用药 量，随之进一步减小爆破震动。 ５实施效果 本次爆破取得了成功，实施效果良好。每道支撑分 １次爆破，单次爆破工期为２个工作日；每道支撑爆破 后钢筋清理回收和爆破清理渣土协调工作，需７个工 作日，共计缩短工期１Ｏ个工作日。安全预控措施有效， 基坑支护变形在有效控制范围内，保证了原３５ ｋＶ变电 站及邮局的安全和正常运行。 口■ 口中图分类号：ＴＵ７５１．９ 口文献标识码：Ｃ 口文章编号：１ ００８—３１ ９７（２０１ ４）０１—０９—０３ 口ＤＯｌ编码：１ ０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１ ００８—３１ ９７．２０１ ４．０１．００４ 口收稿日期：２０１３—１１—２７ 口作者简介：毕江寰／男，１９７１年出生，高级工程师，天津一建建 筑工程有限公司，从事工程技术管理工作。 １ １