《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》是武漢市市政建設集團有限公司完成的建築類施工工法，完成人是謝先啟、賈永勝、羅啟軍、韓傳偉、劉昌邦。適用於臨近重要設施、倒塌場地有限、爆破有害效應需嚴格控制的複雜環境下多高層建築物的爆破拆除。
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》主要的工法特點是在建築物的適當樓層設定相同或不同方向的多個爆破切口；減少了鑽孔、預拆除與防護工作量；有效降低爆破和塌落振動、個別飛散物、噪聲和衝擊波等有害效應對周邊環境的影響。
2011年9月，《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009-2010年度國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：多高層建築摺疊爆破拆除施工工法
- 工法編號：GJEJGF310-2010
- 完成單位：武漢市市政建設集團有限公司
- 主要完成人：謝先啟、賈永勝、羅啟軍、韓傳偉、劉昌邦
- 套用實例：武漢市吳家山違建樓拆除工程
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
隨著中國城市化進程的加快和基礎設施建設的大力推進，大量的多高層建築物需要採用爆破拆除。因受環境條件、工期、投資等方面的制約，傳統的底部單切口定向爆破和原地坍塌爆破已不能滿足安全、高效、環保的要求，需要研發新的爆破拆除方式。
武漢市市政建設集團有限公司在多年從事複雜環境下多高層樓房拆除爆破工程的基礎上，與武漢大學開展科技創新，取得了“雙向三次摺疊爆破框剪結構大樓”的成果，同時，形成了《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》。
工法特點
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的工法特點是：
1.利用在建築物的適當樓層設定相同或不同方向的多個爆破切口，將建築物劃分成多個樓體單元，運用微差起爆技術，實現樓體單元的複合傾倒運動，達到縮短建築物倒塌距離，保護周邊設施的目的。
2.減少了鑽孔、預拆除與防護工作量，提高了施工可靠性，縮短了施工工期，降低了施工成本。
3.有效降低爆破和塌落振動、個別飛散物、噪聲和衝擊波等有害效應對周邊環境的影響，能滿足複雜環境下拆除爆破施工的安全和環保要求。
操作原理
適用範圍
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》適用於臨近重要設施、倒塌場地有限、爆破有害效應需嚴格控制的複雜環境下多高層建築物的爆破拆除。
工藝原理
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的工藝原理敘述如下：
通過設定2個或2個以上的爆破切口，將樓房分成若干個樓體單元；採用室內模型試驗、數值模擬或工程類比等方法，確定爆破切口的位置、大小、數量及切口間起爆時差。利用延時起爆技術，使各樓體單元形成同向或多向複合定向傾倒運動，樓房摺疊坍塌，達到縮短倒塌距離、改善破碎效果、降低塌落振動等有害效應的目的，實現多高層樓房的安全快速拆除。
多高層樓房的摺疊爆破可分為單向摺疊、雙向摺疊、內向摺疊等不同類型。
單向摺疊，即各樓體單元的倒塌方向指向同一方向，見圖1；雙向摺疊，即各樓體單元順序起爆，向不同方向交替連續摺疊倒塌，見圖2；內向摺疊，即自上而下對爆破切口內的承重構件如牆、柱和梁等予以充分破壞，從而在重力作用下形成內向重力矩，在外側上部結構的重力矩作用下，上部構件和外承重牆、柱向內摺疊坍塌，見圖3。
施工工藝
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的施工工藝流程及操作要點敘述如下：
- 工藝流程
施工準備→切口布置→預拆除→布孔→鑽孔→驗孔→安全防護→試爆→裝藥→網路連線→警戒→起爆→爆後檢查。
- 操作要點
一、切口布置
根據樓房結構、環境條件等因素選擇摺疊倒塌的類型；在選定的摺疊倒塌類型基礎之上，確定切口位置和數量。
1.當一側有倒塌場地但距離小於樓房高度，採用單向摺疊，切口的數量由下式1確定：
n=（H-L）/h
式中n——切口數量；
H——樓房高度，米；
L——側最大允許倒塌距離，米；
h——切口的平均高度，米。根據結構類型及高寬比選取，通常底部切口選1~4層，上部切口2~3層。
2.當選用單向摺疊方案切口數量過多，若另一側可提供部分倒塌場地時，選用雙向摺疊，切口數量參照式1確定。
3.當樓房較高，體量、跨度都較大，四周既無定向傾倒條件，也無單向、雙向摺疊坍塌條件的情況下，採用內向摺疊。一般情況下，採用隔1~2層布置1~2層爆破切口，特殊情況下逐層布設。
二、預拆除
根據擬定的爆破方案，按爆高設計要求將部分構件預拆除，其原則是不影響建築物的穩定性。
1.對於承重牆體，採用“化牆為柱”，預拆除的面積不超過40%。
2.對於非承重牆體，原則上全部拆除。
3.對於剪力牆，可採用爆破法、機械切割法或人工風鎬鑿除法，“化牆為柱”，預拆除的面積不超過50%。
4.對於樓梯，處理成上下“兩段餃”。見圖4。
圖4 預處理示意圖
三、布孔
按爆高設計要求在承重牆、立柱或剪力牆上布孔。對於磚混結構，24磚牆按25厘米×25厘米布孔，37磚牆按40厘米×40厘米布孔，爆高較大的牆體可各在上部和下部布2~3排孔，中間部分可不布孔，孔深為磚牆厚度的2/3，拐角處適當加深；鋼筋混凝土立柱可沿中心線或沿中心線左右相切布孔，短邊大於60厘米以上的立柱可布2排以上炮孔，炮孔間距35厘米左右，排距20-30厘米左右，炮孔深度視立柱斷面尺寸及配筋狀況，可按厚度的2/3~3/4控制。
四、鑽孔
鑽孔質量直接關係到爆破作業的成敗安危，必須嚴格按設計要求施工。由主管工程師按設計圖用紅漆標孔，布孔應注意藥量在空間的均勻分布，以加強破碎效果；布孔需標明孔深、藥量及段別，並校核最小抵抗線及結構尺寸。立柱孔一般較高，須搭架施工，打孔順序由上而下，上下孔均要到位，保證孔深和方向；吹淨餘灰，及時驗收，注意保護，並註明廢孔。
為縮短工期開展多作業面施工，每天按進度由工程師和施工隊長下達施工任務並調度人員和機具。
五、驗孔
用帶有刻度的木棍檢查炮孔，孔內無堵塞物，其深度、方向符合設計要求，否則應標明並進行修正；若深度超出或穿透炮孔要回填至設計標準。驗孔完畢後填寫炮孔驗收單。
六、安全防護
採用“覆蓋防護、近體防護和保護性防護相結合”的綜合防護方案。
1.立柱爆破部位用浸水草簾捆綁，有效厚度不小於15厘米，草簾外側捆綁麻袋2層，鋼絲網1層。
2.樓房四周3層以下可用雙層竹笆牆加內側掛草簾封閉，三樓以上也可在室內搭設竹笆牆防護。
3.爆破樓層外圍用帆布或安全網圍裹。
4.需保護的地面以上設施，採用搭設鋼管架或竹排架，掛竹笆和安全網。
5.地下管線等設施可用鋼板加沙袋覆蓋防護。
七、試爆
在具有代表性的部位進行試爆，根據爆破效果，確定合理炸藥單耗和單孔裝藥量。試爆部位的選取以不影響結構的穩定為前提。
八、起爆時差選取
1.切口間時差：單向摺疊0.5~1.5秒，雙向摺疊0.5~2.0秒，內向摺疊0.5~2.5秒；切口起爆順序自上至下，可通過孔內或孔外延時方案實現。
2.切口內時差：排間0.3~0.5秒，層間0~0.5秒；可通過孔內或孔外延時方案實現，須確保先爆炮孔不得破壞後續起爆網路，否則需對網路採取保護措施。
九、裝藥、堵塞
裝藥前按設計要求加工藥卷，註明重量及段別並分類保管。裝藥工作要明確分工，分片包乾，責任到人，由主管工程師監督。裝入炮孔之前要檢查炮孔與藥卷是否相符，所用雷管段別是否正確，然後用炮棍將插入雷管藥卷輕輕推至孔底。用濕度適宜的砂質黏土做成炮泥進行堵塞，注意導爆管和雷管腳線的保護，先輕後重，接近孔口再用力搗實。裝藥完成後填寫驗收單。
十、網路連線與施工
摺疊爆破一般雷管段數多，網路結點多，為了保證連線質量，宜採用分片分區連線法；各片區由專人負責，每3人一組，各小組需嚴格按印發的網路連線圖進行作業。
導爆管起爆網路的連線形式主要有：
1.導爆管“互動有序”接力起爆網路，見圖5。
圖5 導爆管“互動有序”接力起爆網路示意圖
2.導爆管閉合複式起爆網路，見圖6。
起爆網路接好後，立即封閉爆破區，任何人不得再進入。
圖6 導爆管閉合複式連線網路圖
十一、警戒、爆破與爆後檢查
由現場執行指揮作總體檢查，並向現場領導匯報。
爆破前設定安全警戒，清理警戒區人員，按總指揮指令進入起爆準備階段。檢查線路電阻，連線起爆器，在總指揮命令下充電、起爆。
起爆5分鐘後先由有關人員進入現場檢查爆破是否完全、有無拒爆現象，待確信現場完全爆破後再解除警戒。隨後，總指揮和總工程師進行效果分析，指導排除一切可能的隱患，解除警戒。
材料設備
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》所用的材料及設備明細如下：
- 主要材料
1.乳化炸藥：其質量應符合國家《乳化炸藥》GB 18095-2000的規定。
2.導爆管雷管：其質量應符合國家《導爆管雷管》GB 19417-2003的規定。
3.電雷管：其質量應符合國家《工業電雷管》GB 8031-2005的規定。
4.膠布、導線等。
5.草簾、竹笆、安全網、鋼板、沙袋等防護材料。
- 主要機具、設備
1.空氣壓縮機：排氣量大於3立方米/分鐘，台數視工程量及工程進度而定。
2.風動鑿岩機：YT18、YT25或7655型鑿岩機，台數視工程量及工程進度而定。
3.風鎬、風管、大錘、刻度炮棍等。
4.液壓破碎器，台數視需要而定。
質量控制
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的質量控制要求如下：
- 質量控制標準
該工法執行《爆破安全規程》GB 6722-2003中相關的質量控制標準。
- 質量控制措施
1.建立健全質量管理機制，制定完善的質量管理規章及獎懲制度，嚴格按照ISO9002質量體系檔案要求，對施工進行全過程及全員的質量控制管理。
2.所有人員均須持證上崗。在施工前按施工組織設計、質量計畫、作業指導書對施工人員進行層層交底；施工中嚴格施工程式及工藝要求。
3.實行三級質檢制度，對布孔、鑽孔、孔內情況、藥包製作等進行跟蹤檢查，及時清理、整改質量隱患。
4.施工中須認真填寫詳細的施工記錄和驗收簽證記錄單，對施工中發生的任何質量異常情況都要快速及時的向有關部門通報。
5.各種施工用材均須三證齊全，未經檢驗的“三無”材料或產品嚴禁進入施工流程。
安全措施
採用《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，根據《爆破安全規程》GB 6722-2003、《中華人民共和國民用爆炸物品安全管理條例》、《建築拆除工程安全技術規範》JGJ 147-2004等國家有關規定，結合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責人參加的安全生產管理網路，執行安全生產責任制，明確各級人員的職責，抓好工程的安全生產。
2.施工人員應持證上崗，並進行安全施工崗前培訓。
3.施工人員進入施工現場嚴格按勞保著裝，班前進行安全施工技術交底，每日進行安全巡檢，每月進行安全考核，獎懲兌現。對不服從安全人員檢查，拒不執行安全管理制度的施工作業人員進行嚴肅處理，對存在安全隱患的施工部位、工序等應責令整改後施工。
4.嚴格爆炸物品管理，專人看管，隨用隨領，用存記賬，用完歸庫。
5.按公安部門指定的路線運輸爆破器材，在公安部門認可的地方存放，使用爆破器材要登記上賬，剩餘爆破器材要歸庫。
6.隨時監測雜散電流、感應電流情況，若有異常，及時上報；爆破器材經嚴格檢驗，確保100%合格。
7.氧氣瓶與乙妹瓶隔離存放，嚴格保證氧氣瓶不沾染油脂、乙，快發生器有防止回火的安全裝置。
8.施工現場臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。電纜線路應採用“三相五線”連線方式，電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場內架設的電力線路其懸掛高度和線間距除安全規定要求外，將其布置在專用電桿上。室內配電櫃、配電箱前要有絕緣墊，並安裝漏電保護裝置。
9.高空作業嚴格按照《建築施工高處作業安全技術規範》JGJ 80-91的有關規範規定執行。
10.建立完善的施工安全保證體系，加強施工作業中的安全檢查，確定作業標準化、規範化。
環保措施
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的環保措施如下：
1.成立對應的施工環保管理機構。在施工過程中嚴格遵循國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章制度，加強對施工粉塵、設備噪聲、廢水及生產生活垃圾的控制和治理，遵守文明施工、防火及交通管理的規章制度，充分滿足便民要求，隨時接受相關單位的監督檢查。
2.合理的現場平面布置，科學的施工計畫。嚴格完善的材料計畫供應制度。實行材料定額管理，減少現場清理工作。保持整齊、清潔的工作環境。
3.保證施工現場道路平整、交通暢通並適量濕潤使其無大量揚塵。
4.警示及提示標識完備、醒目，重點地段及惡劣天氣，設定專項的安全防護設施。
5.施工設備的使用、停放整齊有序；設備性能安全、可靠；操作人員證照齊全，規範操作。配備完善的設備檢修、保養、清潔設施及制定嚴格的檢修、保養、清潔責任制。
效益分析
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的效益分析是：
1.以武漢市王家墩商務區19層框剪結構大樓爆破拆除為例，採用雙向三次摺疊爆破方案和原地坍塌爆破拆除方案相比，減少鑽孔約1.2萬個，減少炸藥約600千克，減少人工約460個，減少空壓機及鑽機台班約36個，減少了防護器材用量，縮短工期約8天，節約直接成本約26.8萬元。
2.採用摺疊爆破方案減少了火工品使用量，降低了爆破振動、塌落振動、飛石、衝擊波、粉塵、有毒氣體、噪聲等爆破危害效應，減少了對附近居民區的影響，降低了減振措施費及不可預估費用支出。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》的套用實例如下：
- 實例1：武漢市吳家山違建樓拆除工程
2003年9月，吳家山7層違法建築樓需爆破拆除，該樓為磚混結構，地處吳家山中學附近，東側緊鄰吳家山中學圍牆，最近處僅0.5米，西側4米是ф1000毫米供水管，5米處是10千伏架空電線，7米是交通主幹道，南北兩側3米外是需保護的居民樓。採取向西單向摺疊倒塌方案。該方案布置兩個爆破切口：其中底部爆破切口位於1~3層，上部爆破切口位於第5層；採用自上而下的起爆順序，切口間時差1.2秒。起爆後，樓房實現明顯的摺疊倒塌過程，爆堆集中、破碎充分，電線、水管、圍牆和居民樓安然無恙，爆破取得圓滿成功。如圖7。
圖7 吳家山違建樓爆破過程
- 實例2：武漢商場爆破拆除工程圖11.1吳家山違建樓爆破過程
1.工程概況
原武漢商場地處武漢市商業中心，北面距解放大道45米，距解放大道立交橋65米；東面6.9米為2層商業網點，緊靠商業網點之外是停車場和協和廣場，2層商業網點和武漢商場之間的人行道下布有自來水管；東南角7.8米處為4層樓的配電房和一個公共廁所。南面10.3米為二棟6層居民樓；西面隔一條10米寬的人行道就是武廣大樓和電信大樓，人行道下布設有電信電纜、自來水管和排水管，旁邊有電纜、電線桿等，爆區環境極複雜。
該樓房為11層高空間框架結構，長66米，寬29米，最高標高47.55米，建築面積17000平方米。立柱和主梁截面尺寸大，配筋率高達3%。樓板為現澆板，厚12厘米。有樓梯和電梯井各2個。
2.施工情況
根據周圍環境和樓房結構，原武漢商場11層框架結構樓房採用向北單向摺疊倒塌的爆破方案，採用2個爆破切口，1~4層為第1個切口，切口角度28°；6~7層為第2個爆破切口，切口角度14°。2個切口自下而上，間隔1.02秒延期起爆。
工程於2006年3月9日正式開工，2005年4月12日成功實施爆破。見圖8。
圖8 武漢商場爆破過程
- 實例3：武漢市王家墩商務區2棟19層框剪大樓爆破拆除工程
1.工程概況
待拆的2棟大樓東、西向並列排列，東邊一座簡稱A棟，西邊一座簡稱B棟，A、B兩棟之間距離為12米，A棟樓房距北側圍牆最近處是11.4米；B棟西側距圍牆7.2米，西南側距配電房12.8米；南側距待拆7層樓房10.1米，東側為道路及綠化場，距6層居民樓房16.2米。
2棟大樓同為19層，均為框-剪結構，單棟平面呈“工”字形，兩邊對稱。單棟長36.3米，寬30.05米，高63米。橫向有15排立柱，縱向有8排立柱。立柱尺寸為550毫米×550毫米、500毫米×700毫米、700毫米×700毫米，剪力牆大多分布在B～D軸之間和F~I軸之間，剪力牆厚250毫米。剪力牆、梁、柱截面尺寸自底部至頂部無變化，樓板為現澆樓板，板厚12厘米，有電梯井和樓梯各1個，總建築面積約23000平方米。
2.施工情況
採用“切割分離、定向倒塌和雙向摺疊相結合”的總體爆破方案。雙向摺疊的樓體高63米，長22米，寬11.7米。採用三個爆破切口，分別位於1～4層、8~9層和14~15層。採用“雙向交替、自上而下”的起爆方式，切口間時差為1.02秒。
起爆後，框-剪結構大樓按設計在空中實現雙向摺疊，上部樓體把下部樓體摺疊式壓向地面，樓體摺疊倒塌並堆積在原地6米範圍內，且解體破碎充分，爆破效果很好。工程於2007年12月3日正式開工，2007年12月28日成功實施爆破。見圖9。
圖9 爆破過程及爆堆圖片
榮譽表彰
2011年9月，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2009-2010年度國家級工法的通知》建質[2011]154號，《多高層建築摺疊爆破拆除施工工法》被評定為2009-2010年度國家二級工法。
