机械化工职称范文浅析微差爆破技术的应用

　　摘 要：本文介绍了广州某项目深基坑采用微差爆破技术拆除钢筋混凝土内支撑梁，微差爆破基本原理、各种技术参数的计算与确定以及施工工艺的控制要点。

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　　1. 项目概况

　　某工程位于广州市珠江新城，项目东面为在建工程，西面、南面是高层建筑，北面是一面为市区主干道。周围居民住宅、商业办公室较多，人流量较大。占地面积约10000，主塔楼高度约150m，地下室深达13m，地下室边线距离用地红线最大距离约为2m。基坑四周采用两层对撑，第一道支撑梁支撑梁，冠梁尺寸为800mm×800mm，第二道支撑梁、腰梁尺寸为800mm×1000mm;连系梁尺寸为600mm×600mm。

　　2. 内支撑拆除方式的选择

　　目前,内支撑拆除方法主要包含以下四种：1、人工拆除;2、机械拆除;3、爆破拆除;4、绳锯无损切割拆除。其中爆破拆除又可分为：浅孔微差爆破，静力爆破方法。上述几种方法优缺点如下表。

　　随着地下室结构的施工，需拆除内支撑梁。传统人工拆除、机械拆除方法施工时间较长，无法满足现在项目工期要求;并且持续的扬尘与噪音对周围居民区影响较大，容易被投诉;若采用绳锯切割拆除，现场塔吊运转能力较弱，并且负一层内支撑梁高度较高，需要搭设脚手架，采用绳锯切割方法会影响工期、提高成本;若采用静力爆破法，成本较高，拆除速度较慢;综合工期、成本、环境等因素，于是决定采用微差爆破法对支撑梁进行拆除。

　　3. 微差爆破的原理

　　微差爆破也称微差控制爆破，是运用一种特制的毫秒延时雷管，按照设定顺序以毫秒级时差起爆各组药包的爆破技术。其原理是原有齐发爆破炸药包分成若干小药包，采取合理的填药的结构方式，引爆顺序和最佳的间隔时间，将原有的齐发大量的药包产生的大量能量转换成一系列微小能量。

　　微差爆破对拆除内支撑作用原理主要有：

　　1、增加自由面作用。由于微差爆破存在时间间隔，在先爆破断裂面形成后，对于后爆破的断面来说，增加了新的自由面、改善了爆破效果。

　　2、应力波叠加作用。由于相邻两个药包间隔若干毫秒起爆，先起爆在内支撑梁产生的应力还未消失，与后起爆产生应力相互叠加，从而加强了砼体的破碎效果。

　　3、减少爆破冲击波。由于微差爆破显著减小了单响的药量，相比原来同时齐爆药量在时间上得以分散，由此，爆破冲击波能量也在时间上和空间上得以分散，使冲击波强度大大降低。从而减小了对周围环境的影响，保证了深基坑的安全。

　　4. 微差爆破方案设计

　　4.1 方案的设计原则

　　根据微差爆破的特点，考虑现场施工情况，方案的设计原则主要包括：

　　1、采用多孔、小药量、微差起爆的爆破技术，确定合理的爆破参数;

　　2、严格按照设计的药量、孔距施工，降低爆破振动，支撑爆破严格按照拆除爆破的要求，确保爆破部损坏周围围护结构和坑壁，保证周边建筑物以及基坑的安全;

　　3、按照保护要求，采取近体防护和保护防护的多重手段，将飞石、冲击波控制在基坑范围内，确保周围人员、车辆、建筑物的安全。

　　4.2 爆破参数的确定

　　在实际施工应用中，方案设计会根据支撑梁不同截面不同部位确定不同的爆破参数，并对其进行安全验算，从而保证施工进度、质量和安全的要求。在一般采用微差爆破法时，主要的设计包括最小抵抗线、炮孔间距、炮孔深度、爆破单位体积的用药量(即炸药单及单孔耗)，以及单孔装药量。这些爆破参数设计中的几何参数主要根据结构的尺寸确定。其中孔距、排距、孔深所对应的几何参数如图1所示。支撑梁的单位体积用药量取0.9Kg/m3。支撑梁孔洞为成V型排布，连系梁为直线排布。

　　5. 微差爆破技术在施工中实施要点

　　在方案设计计算的基础上，现场施工可以大致按照下图进行施工。

　　5.1 选择支撑梁拆除顺序

　　支撑梁拆除的顺序原则为：1、随结构施工由下往上拆除; 2、先拆连系梁，后拆支撑梁;3、由围檩一侧向内进行支撑梁拆除;4、由外侧向内侧逐条进行内撑梁拆除。在拆除支撑梁之前，必须保证下层永久性结构以及换撑结构混凝土达到设计要求。以该项目西南角角撑拆除为例来说明拆撑的顺序。在结构及换撑混凝土强度达到要求后，对该角撑进行拆除。如图3所示，先拆除所有连系梁，再进行内撑梁逐条拆除，拆除由外向内进行，具体顺序为：ZCL1→ZCL2→ZCL3→ZCL4→ZCL5→ZCL6。在拆除一条支撑梁时，断开与围檩的连系，最后由外向内侧的顺序实施爆破。

　　5.2 放线与布孔

　　通过方案的设计计算，可以得到药孔的孔径、孔距、孔深、排距等爆破参数。

　　在现场布置孔洞可以选择两种方式。第一种方法为在内支撑梁预留对应的孔洞;其缺点是在内支撑砼浇筑完毕后，土方施工阶段容易将预留的孔洞堵塞，无法使用。第二种方法是在进行爆破前运用钻机打孔;此种方法缺点是采用人工钻孔，需要投入一点的人员以及设备，也将影响后期施工进度;在钻孔的过程中会产生大量粉尘。在实际选择中，由于预埋孔洞的方式大量的孔洞容易堵塞，需要后期补充钻孔，所以施工中一般采用风镐打孔。

　　钻孔前应按照爆破设计标孔，即将孔眼位置通过测量放线的方式准确地标记在爆破体上。标孔前，要清除爆破体表面的积立和破碎层，再用油漆或粉笔标明各个孔眼的位置。考虑到周围有大量的住宅、办公室，在对炮眼钻孔时以及起爆时需对现场进行浇水作业，降低烟尘。钻孔最终效果如图4所示。

　　5.3 填放炸药与堵塞

　　采用药卷直径Ф32mm的乳化炸药装入炮孔内，剩下不装药的部分用黄泥堵塞紧，堵塞时要注意保护好雷管脚线。

　　5.4 起爆网络连接

　　每个药包放入一发1～10段非电导爆管雷管，孔外雷管脚线(不超过20条)采用簇联(大把抓)的形式进行连接，每组“大把抓”内放入2发ms-3非电导爆管雷管，采用接力的方式一段一段往外接，最外侧的两条非电导爆管捆绑2发电雷管，外接爆破母线用起爆器起爆。

　　5.5 飞石防护

　　爆破拆除支撑梁采用梁体覆盖加防护棚的方式。在梁体上用两成砂袋覆盖，在梁的周围用钢管脚手架搭设防护棚。具体做法如下图所示：

　　5.6 基坑及周围环境的监控

　　在爆破前、爆破后需要对基坑以及周围重要建筑的位移、沉降、倾斜的监测。在监测项目达到预警值时，报告负责人，做好应对措施。

　　5.7 试爆

　　为确保设计中所选用参数的准确性，经市公安局同意的前提下，选择一段支撑梁进行试爆，取得相关数据，并按相关数据进行调整，确定最终的单位炸药消耗量等数据。在对爆破参数进行调整，在保证安全的基础上，保证最佳的爆破效果。

　　5.8 警戒与起爆

　　每次爆破前15分钟先进行清场，无关人员撤出爆破现场，警戒人员在基坑四周进行警戒，当爆破基坑边的支撑梁时，警戒人员应在工棚背离爆破点的侧边进行警戒。警戒好后，爆破员操作起爆器进行起爆。爆后10分钟，经技术人员检查全部爆破后，才可解除警戒。

　　6. 总结

　　城市中的深基坑施工一直是建筑施工的一个难点、重点;而在深基坑施工中，作为基坑的前期围护结构一部分的内支撑梁将在地下室结构施工拆除支撑梁阶段影响现场施工的进度。对于内支撑梁拆除施工，选择合理的施工方法将会决定后期施工的进度;而且不同的施工方法对现场的要求和对周围环境的影响也不尽相同。微差爆破是拆除支撑梁的各种方法中的一种。运用微差爆破拆除内支撑具有施工速度快，施工条件要求低，建筑垃圾能及时清除等特点。相比普通爆破，微差爆破能有效的控制爆破冲击波、震动、噪音和飞石;操作简单、安全、迅速;可提高爆破效率和技术经济效益。本文旨在通过对微差爆破技术在内支撑拆除中的应用介绍，让读者对微差爆破技术运用在内支撑拆除施工有更深的了解。