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复杂结构建筑群爆破拆除工程

复杂结构建筑群爆破拆除工程

  • 分类:技术服务
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  • 发布时间:2019-05-05 16:21
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【概要描述】完成时间:1991年6~7月,1998年7~8月工程地点:北京市琉璃河水泥厂,昌平南口化肥厂完成单位:北京军区工程科研设计所项目主持人及参加人员:左炳和、郑建中、殷怀堂、高新远、苏雨清、刘付哲、魏彦军撰稿人:殷怀堂、左炳和、郑建中1工程概况1.1北京琉璃河水泥厂拆除工程北京琉璃河水泥厂根据技术改造工程的需要,需将原立窑车间整体及配套建筑物拆除。该建筑群总建筑面积11633m。,包括主厂房(长81m

复杂结构建筑群爆破拆除工程

【概要描述】完成时间:1991年6~7月,1998年7~8月工程地点:北京市琉璃河水泥厂,昌平南口化肥厂完成单位:北京军区工程科研设计所项目主持人及参加人员:左炳和、郑建中、殷怀堂、高新远、苏雨清、刘付哲、魏彦军撰稿人:殷怀堂、左炳和、郑建中1工程概况1.1北京琉璃河水泥厂拆除工程北京琉璃河水泥厂根据技术改造工程的需要,需将原立窑车间整体及配套建筑物拆除。该建筑群总建筑面积11633m。,包括主厂房(长81m

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完成时间:1991年6~7月,1998年7~8月

工程地点:北京市琉璃河水泥厂,昌平南口化肥厂

完成单位:北京军区工程科研设计所

项目主持人及参加人员:左炳和、郑建中、殷怀堂、高新远、苏雨清、刘付哲、魏彦军

撰稿人:殷怀堂、左炳和、郑建中

1 工程概况

1.1 北京琉璃河水泥厂拆除工程

北京琉璃河水泥厂根据技术改造工程的需要,需将原立窑车间整体及配套建筑物拆除。该建筑群总建筑面积11633m。,包括主厂房(长81m、宽18.6m、高27m)双跨四层不等高钢筋混凝土框架结构。主厂房内有10座圆锥形钢筋混凝土立窑(直径5.6m,壁厚0.8m)与主厂房连接形成一整体。提升机房长9.96m、宽8.5m、高27.8m,钢筋混凝土框架结构,由天桥(四层高27.8m、长19m)和主厂房相通并与通廊、破碎、熟料间相连。三座圆形附属料仓(直径7.4m、高15m、厚0.3m)和一座方形料仓(长9m、宽8m、高10m)相互连接,坐落在主厂房西北侧。料仓下为熟料破碎间(长20m,宽7.5m)。主厂房北侧为煤料库(长42m、宽16m、高10m)。整个建筑群坐落在厂内生产区,周围环境复杂,东25m为新建生产线窑尾厂房,5m处为给水主管道;西25m为石灰石联合储库;西北18m为35kV变电站,1.5m处为电缆沟;南15m为凉水池;北45m为琉南公路和高压线(图1)。

 

1.2 昌平化肥厂拆除工程

 

北京昌平化肥厂拆除工程,是一幢并列双座复合结构式立窑,该窑是为化肥厂生产石灰的高温窑炉。窑身为直立圆筒形,高22.5m,直径8.Om,每隔2m高置有一圈梁,整体由钢内衬(厚20mm)、耐火砖(厚O.37m)、浆砌块石(厚1.94m)、块石混凝土(厚1.97m)、钢筋混凝土(厚0.24m)、矿渣保温层(厚0.76m)、蛭石保温层(厚0.16m)、砖砌外壳(厚0.62m)等组成,窑体内部空间近似榴弹形,使窑壁成凹弧形变壁厚。窑出口离地高2m,直径1.4m,底层中央四周由块石填充。两座窑身并列,相距5m,由楼梯间和顶层整体浇筑钢筋混凝土楼板及顶盖相连,顶层建有各种类型的房间(见图2)。

 

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  1.2.1结构特点

 

  (1)该窑根基稳,重心低,窑体高大且双座并列整体复合,爆破后不易形成定向坍塌。

 

  (2)整体为多层复合型,且有空间保温隔层,强度不一。

 

  (3)块石充填结构层,孔隙多且不规则,炸药利用率低,爆破效果差。

 

  1.2.2四周环境

 

  东5m处为南口养鸡场围墙和简易平房,需保护。南9m处为10kV高压线,或停电,必须保障安全。西、南50m为南辛公路,北向50m外为厂区车间。

 

  2 爆破设计及施工特点

 

  2.1 结构连接建筑物的爆破拆除

 

  2.1.1按结构差异分割孤立

 

  首先爆破煤料库、通廊、破碎间、熟料间、天桥等外围建筑和交接性建筑,不能改线分割孤立主厂房、提升机房、附属料仓等。使天桥向北倾斜,其他构筑物原地坐塌。

 

  2.1.2辅助爆破

 

  主厂房内10座立窑,不按一般烟囱、水塔的爆破方法处理,为使其与主厂房同步爆倒,而药包量又不太大,在立窑倒向面两侧先用爆破方法开设孔洞,增加倒向部位的临空面,减少主体起爆时总药量。

 

  2.1.3主体爆破

 

  建筑群主体采取错开起爆时间、同步异向爆破。

 

  (1)主厂房与10座立窑同步爆破,为防止10座立窑原地坐塌而支撑主厂房,影响主厂房的倾倒解体,立窑非倒向面不爆。立窑倒向面采用低爆破缺口,与主厂房倒向面同时起爆,利用主厂房形成较大的倾覆力矩带动立窑倾倒。

 

  (2)为确保车间变电站的安全,且不与附属料仓架立,提升机房设计按对角线方向向东北方向倾倒。

 

  (3)盛有大半仓生料的圆形和方形四座连体附属料仓,由于重心低,不容易偏离,难以倾倒解体,为防止坐塌,采用2/3部位为支点最后爆破,迫使其向南倾倒。

 

  2.1.4爆破方式

 

  (1)爆高差与时差相结合。为使复杂结构建筑物定向倾倒解体,必须有一定的塌落高度和塌落差,使其能按预想的方向产生较大的倾覆力矩和落地速度。倾倒时各构件自然会弯曲拉压破坏和落地撞击破坏解体。按以往单一结构物实爆经验,仅用爆破高度差控制倾倒,后坐距离大,直接威胁被保护物的安全,且不易控制一次齐爆药量。如仅用起爆时间差控制倾倒,则建筑物材质不清,时间掌握不准,弄不好会坐塌成整体。只有实施爆破高度差和起爆时间差相结合,才能使复杂交织物定向倾倒解体。

 

  (2)大小药量相结合。为使建筑物定向失稳,在倒塌方向上的墙柱底层需用大药量,使墙柱炸散,而上部只要求松散,采用小药量。

 

  2.2 复合结构体

 

  2.2.1爆破方法

 

  在复合结构窑体底层开设爆破缺口,并在其横截面上分段开口,纵剖窑体,分割底层缺口爆破部位,变厚壁圆筒形窑体分为三个曲面支撑块,使其整体形成缺口,造成失稳而定向倾倒解体。

 

  利用北向窑门实施局部纵剖,在缺口支撑块纵剖面各复合层上钻孔,从室外地平以上5m以内北半部根基部位一次爆破,使其充分破碎,失去支撑窑体的作用,造成整体重心偏移,在窑体上部重心偏移力矩作用下,被保留的转轴支撑块内侧受压,外侧受拉,当偏心矩大于窑体支撑断面边缘抗弯刚度时,则全部失去支撑作用,双座窑体向北定向坍塌倾倒。

 

  2.2.2辅助性施工

 

  可以把窑体看成近似轴对称的均质圆筒体,从下列简单几何关系可知(图3):

 

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  (1)将窑外缘周长分成三等份,使C点在转轴支撑块范围内,A、B两点在缺口支撑

 

  块范围内,A、口、c三个部位具有一定的强度,就能支撑圆筒窑体的平衡和稳定。正面开口和对称开口弦长由缺口支撑块弦长确定,根据机械施工能力确定缺口支撑块弦长,考虑7655凿岩机在该窑复合各层上水平钻孔深度能在2.5~3.Om范围内,药孔参数最小抵抗线取0.7m左右,缺口支撑块弦长取3.2m。

 

  (2)开设高5m、弦长6.1m的正面口,暴露复合窑体结构。以C点为中心开设对称口,保留1/3周长范围的转轴支撑块,两个对称口高5m、弦长6.1m,从而使单窑形成了三足支撑结构。

 

  3 爆破效果

 

  (1)1991年8月11日实施了对结构连接的建筑物的爆破。按原设计方案由东向西、由北往南各建筑物同步异向倾倒解体。全工程使用雷管3674个,炸药247.65kg,爆破时工厂未停工,1m处电缆沟中电缆、35kV变电站及架空高压线照常送电,周围一切安然无恙。

 

  (2)1998年8月,复合结构立窑爆破拆除起爆后,双窑重心向北产生偏移,整体自然下落,在倾覆力矩作用下,双座立窑定向倾倒,缺口上沿着地后,由于爆破动载使窑体发生轴向和横向振动,而轴向上的应力发生变化,产生裂纹,随着倾倒的进行,裂纹扩展,窑体自下而上碎裂,复合结构物全部坍塌解体,整体浇筑楼板和顶盖撕裂,向北定向滑移,置于主体碎渣前沿。

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