富春江水力发电厂扩机工程右装配场空压机站周边结构控制爆破设计

摘要：富春江水力发电厂扩建6#机组，拆除厂房内的右装配场的板、梁、柱钢筋砼结构及进出水口的部分结构。尤其+15.8M层上空压机站周边结构拆除，由于周围条件非常复杂，需保护的机械设备多，因此拆除难度大，采用控制爆破加风镐二次破碎方法施工，完全满足了各项要求。

关键词：空压机站保护 控制爆破 二次破碎 毫秒级微差起爆

1 引言

富春江水力发电厂扩建6#机组，为此需拆除厂房内的右装配场的板、梁、柱钢筋砼结构及进出水口的部分结构，待拆除结构周围环境非常复杂。 拆除过程中必须确保1#～5#机的正常生产；确保周边的机械设备的正常运转，确保保留部分结构的安全。本次拆除工程中，在确保+15.8M层面上空压机安全的情况下，进行周边拆除目标的施工，是难度最大的施工部位。为确保安全，采用技术含量较高的控制爆破加风镐二次破碎方法进行施工。

2 +15.8M层上空压机站周边结构爆破方案和措施

2.1 拆除步骤

第一步，搭设密排钢管防护脚手架，对空压机进行保护。为防护层板间结构梁柱爆破冲击及爆破飞石对空压机的影响，在进行该部分爆破时，沿待拆除的空压机左侧三根立柱搭设钢管防护脚手架，脚手架外侧用多层板封闭。

第二步，在拆除右侧面80cm厚墙体时，钻三排垂直孔，采用微差起爆方式，首先爆破最外侧的孔，将外侧的钢筋炸开，后爆破后两排孔时，爆破的最小抵抗线方向向外，而且在无钢筋的砼中进行，爆破后，近空压机一侧余下约20cm厚的钢筋砼采用风镐进行拆除。

第三步，采用风镐拆除空压机上方的板梁。

第四步，对空压机左侧立柱以左的层爆及立柱控制爆破拆除，在爆破前，首先切断与暂时保留的三根立柱相联接的梁。

第五步，用钢丝绳将三根立柱与横梁接向左侧，并用葫芦使其受预拉力，人工将三根立柱下部左侧的钢筋剥出切断，采用松动爆破法，炸出三角形缺口，后用葫芦将三根立柱及梁拉倒，拉倒后，在+15.8M层面上再进行爆破。

在进行+15.8M层板爆破时，空压机的防护保持原样。

如图所示。

2.2 爆破参数的选取及确定

2.2.1 布孔参数

孔径：40㎜；最小抵抗线h=B/2；药孔间距一般取 a=（1.0 ～1.5）h，本工程取0.5m；药孔排距一般取（0.66～1.0）a，本工程取0.4m；药孔深度一般取 L=H-h+装药长度的一半。

2.2.2 装药参数

单孔药量q按下式确定:

式一：q= K·a· B·H

式中: q——单孔药量（kg）

K——单位体积用药量系数（单耗）

a——药孔间距（m）

b——药孔排距（m）

B——构件的宽度（m）

H——构件的破坏高度（m）

式二：Cg=0.35AKBKfKph3

式中：

Cg——药孔内单个装药量（kg）

A——材料抗力系数，砼：A=1.5～1.8；钢筋砼（只破碎砼时）：A=5。

KB——与破坏程度有关的系数，松散爆破： KB=1.0，预裂、切割爆破： KB= 0.8～1.0；破碎并要求碎块散离原来位置：KB=2～3。

Kf——临空面修正系数：一个为1；二个为0.9；三个为0.66；四个为0.5。

Kp——爆破厚度修正系数，当爆破厚度B＜0.8m时，Kp=0.9/B；当B≥0.8m时，Kp=1.0。

h——最小抵抗线（m）

为了保证爆破效果，在正式爆破前，首先进行小范围的试爆，根据试爆的效果，及时调整爆破参数，特别是装药参数。

2.3 炸药：采用防水乳化炸药，单耗0.5～1.5㎏/m3，装药结构为内部装药

2.4 起爆网络设计

（1） 起爆器材的选择

针对爆破物体周围环境， 为避免杂散电流、射频电流和感应电流以及雷电对爆破网络的影响，在本次拆除爆破中使用非电塑料导爆管，起爆多段毫秒延时网络系统。雷采用金属壳雷管。

（2） 起爆网络联结方法及起爆方式: 导爆管雷管用导爆管和四通联成复式网络，最后用电雷管或击发器击发。

2.5 延期时间的设计

延期时间的设计，主要考虑三个因素，一是爆破后产生的震动对周围建筑物的影响; 二是有利于结构物爆破后清理; 三是延期雷管的种类和段别。根据现场的特殊环境及安全要求和国家有关爆破安全的有关规定，采用毫秒延期、分段起爆的延时方法。

安全是爆破施工的关健环节，爆破产生的不安全因素，必须进行严格的控制。

3.1 爆破振动控制

控制爆破产生的振动分为炸药爆炸产生的振动和建筑物塌落产生的振动两种。

炸药爆炸产生的震动控制：采用多打孔、少装药、微差延时起爆等技术来尽量避免能量集中，将能量进行分散，严格控制单孔药量。并控制一次齐爆的最大药量，一次齐爆的最大药量根据环境的具体要求按规范上的公式式计算确定。在施工过程中，为确保发电机组的安全，一次最大齐爆药量，不得超过5Kg。在本次爆破中，不但采用了半秒级延时技术，而且采用了毫秒级微差起爆技术，可以确保电厂正在运行的发电机组的正常运行和一切设施的安全。

塌落振动控制：在控制爆破中，塌落振动常常大于爆破振动。在每一层层板爆破时，为防止层板塌落可能产生的振动危害，利用延期爆破技术，先柱后梁，由下向上进行爆破，下部的立柱首先爆破，不切断爆破振动的传播途径，而上部的柱、梁向下运动，由于原来立柱内的钢筋无法炸断，可以大大缓冲上部结构的塌落过程，减少塌落振动的影响。

3.2 爆破飞石控制

控制爆破个别飞石最大飞散距离S，可按《爆破计算手册》中的经验公式计算，经计算得：S=40M。因此，采用竹笆等进行安全防护；填塞时，要保证填塞长度，防止冲炮。

3.3 冲击波强度校验

爆炸产生的冲击波强度按公式 R=K’*进行校验，本工程经计算，R=2m。由于本工程最近的要保护的目标距离为5M，因此可保证要保护目标的安全。

在每次爆破前，对+15.8层面的空压机停机；并临时中断通向爆破区的所有水、电供给；同时对副厂房内的高压储气罐及供5#机的高压供气管减压至常压，爆破后，由应急检修分队检修后恢复正常工作。

安全是整个工程设计、施工的灵魂。优质是整个工程施工过程的基本要求。工期是业主对工程的重要要求，追求高效是工程各方的共同目标。本方案通过现场实施，采用控制爆破加风镐二次破碎方法施工，完全满足了各项要求。

参考文献：

[1] 《拆除爆破安全规程》 （ GBI3533-92）

[2] 《土石方与爆破工程施工及验收规范》GBJ201—83