城市核心地段钢筋混凝土内支撑爆破降尘措施.pdf

第3 3 卷第3 期 2 0 1 6 年9 月 爆破 B L A S T 矾G V 0 1 ．3 3N o ．3 S e p ．2 0 1 6 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 2 6 城市核心地段钢筋混凝土内支撑爆破降尘措施 杜宗，杜华彬，段义明，司彬娜，李桓，程吉 中建三局第一建设工程有限责任公司，武汉4 3 0 0 0 0 摘要粉尘污染是城市中爆破拆除的一大危害，它直接影响爆破拆除在城市建设中的推广应用。在帝斯 曼国际中心项目深基坑支撑梁爆破拆除施工中，采用现场试验的方法，在深基坑内支撑爆破工程中利用粉尘 浓度仪分别测试了不采用降尘措施和采用多种不同降尘措施后1 5m i n 内爆破粉尘浓度，共进行3 次试验， 第一次采取铺设水袋，开启降尘喷雾系统，1 5m i n 后粉尘浓度降为8 ．9m s ／m 3 ；第二次在第一次的基础上增 加风送式喷雾降尘机，1 5m i n 后粉尘浓度降为4 ．1m s ／m 3 ；第三次将在第二次的基础上增加洒水车，1 5m i n 后粉尘浓度降为1 ．2 7m s ／m 3 。爆破完成后，对测试结果进行了比较和分析，结果表明采取设置水袋、降尘 喷雾系统及风送式降尘炮及洒水车综合作用，降尘速度快，降尘效果最好，对于城市闹市中心深基坑钢筋混 凝土爆破工程。适宜采取此种综合方式降尘。 关键词爆破粉尘；水袋；雾炮；喷雾系统 中图分类号T D 2 3 5 ．3文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 6 0 3 0 1 3 2 0 4 D u s t - r e d u c t i o nM e a s u r e so fE x p l o s i v eD e m o l i t i o no fR e i n f o r c e d C o n c r e t eI n n e rS u p p o r t i n gi nU r b a nC o r eA r e a D U 历昭，D UH u a - b i n ，D U A NY i m i n g ，S IB i n l t a ，L IH u a n ，C H E N GJ i C h i n aC o n s t r u c t i o nT h i r dB u r e a uF i r s tE n g i n e e r i n gC oL t d ，W u h a n4 3 0 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t D u s tp o l l u t i o ni so n eo ft h em a j o rh a z a r d so fe x p l o s i v ed e m o l i t i o ni nc i t y ，w h i c hd i r e c t l yi n f l u e n c e si t s e x t e n d i n ga p p l i c a t i o ni nu r b a nc o n s t r u c t i o n ．I nD S Mi n t e r n a t i o n a lc e n t e rp r o j e c t ．f i e l dt e s t i n gm e t h o dw i t hd u s tC O U - e e n t r a t i o nd e t e r m i n a t o rw a sa p p l i e dt om e a s u r et h ed u s tc o n c e n t r a t i o no fb l a s t i n gd e m o l i t i o ni n1 5m i n u t e sa f t e ra p - p l y i n gd i f f e r e n tm e a s u r e m e n t sf o rd u s tr e d u c t i o n ．F o rt h ef i r s tt i m e ，1 5m i n u t e sa f t e rt h ew a t e rb a g sb r e a k i n g ，t h ed u s t c o n c e n t r a t i o nr e d u c e dt o8 ．9m s ／m 3 ．F o rt h es e c o n dt i m e ，w i n ds p r a yd u s tm a c h i n eW a sa p p l i e do nt h eb a s i so fw a t e r s p r a y ，1 5m i n u t e sl a t e r ，t h ed u s tc o n c e n t r a t i o nr e d u c e dt o4 ．1m s ／m ’．F o rt h et h i r dt i m e ，w a t e r i n gc a r tw a sa p p l i e d o nt h eb a s i so fw i n ds p r a y ，t h ed u s tc o n c e n t r a t i o nr e d u c e dt o1 ．2 7m s ／m 3 ．T h et e s t i n gr e s u l t ss h o wt h a tt h eb e s t e f f e c to nd u s ts u p p r e s s i n gc a nb eo b t a i n e db yu s i n gc o m p o u n dm e t h o dw i t hw a t e rb a g s ，l o w e r i n gd u s ts p r a ys y s t e m ， w i n ds p r a yd u s tm a c h i n e a n dw a t e r i n gc a r t t o g e t h e r ．T h e r e f o r e ，f o rt h er e i n f o r c e d c o n c r e t ee x p l o s i v ed e m o l i t i o n p r o c e s so ft h ed o w n t o w nf o u n d a t i o np i t ，i t ’ss u i t a b l et os u p p r e s sd u s tb ya p p l y i n gs u c ha l li n t e g r a t e da p p r o a c h ． K e yw o r d s b l a s t i n gd u s t ；w a t e rb a g ；f o gg u n ；s p r a ys y s t e m 爆破粉尘为爆破的五大危害之一‘1 捌。爆破拆 除在城市发展中的作用越来越大，由于爆破拆除产 尘量大，严重影响人们生活，爆破粉尘治理问题日益 收稿日期2 0 1 6 一0 6 1 9 作者简介杜宗 1 9 8 8 一 ，男，助理工程师、工学学士，主要从事建 筑工地技术管理工作， E - m a i l c a y _ 2 7 2 7 q q ．c o r n 。 受到人们关注。较常见的降尘方式有预先淋水、铺 设水袋⋯、喷淋系统降尘[ 3 ’4 ’5 ] 、雾炮降尘、洒水车降 尘等[ 2 ’6 ] 。针对城市闹市中心超深基坑大面积爆 破，采用何种或几种降尘方式降尘效果显著且经济， 值得探讨。 本文旨在探讨帝斯曼国际中心项目爆破降尘的 万方数据 第3 3 卷第3 期杜宗，杜华彬，段义明，等城市核心地段钢筋混凝土内支撑爆破降尘措施 1 3 3 成功案例，供同类爆破拆除工程施工参考。 1工程概况 1 ．1 工程概况 本项目位于武汉市武昌区武珞路与中南路交汇 处，是一处集住宅、商业、办公、休闲娱乐为一体的综 合体项目，由三栋塔楼、一栋商场、5 层地下室组成。 基坑呈“凸”字型，占地面积约1 ．8 5 万m 2 ，基坑周长 约6 3 5m ，东西长2 1 1m ，南北宽7 3 1 1 9m 见 图1 。基坑平均开挖深度2 3m ，局部达2 8 ．2m 。 采用支护桩排桩作为支护结构。共设置三道水平钢 筋混凝土支撑，第一层为栈桥梁板，面标高为 一2 ．2 5n l ，板厚为2 5 0n l l T l ，梁截面尺寸为8 0 0n l n lx 1 0 0 0m m ～1 2 0 0m i l l 1 2 0 0m m ；第二层为内支撑 梁，内支撑中心水平轴线标高为一1 2 ．0m ，梁截面尺 寸范围为8 0 0n l l nx 9 0 0m m 一1 7 0 0n 吼X1 1 0 0m m ； 第三层为内支撑梁，内支撑中心水平轴线标高为 一1 7 ．8m ，梁截面尺寸范围为7 0 0X8 0 0 1 6 0 0 1 0 0 0m m ，混凝土等级均为G 4 0 。 ． 图1 内支撑效果图 F i g ．1 E f f e c td i a g r a mo ft h ei n t e r n a ls u p p o r t 1 ．2 支撑爆破情况 由于本工程周边建筑物及管线条件复杂，综合 考虑振动、工期、成本等因素，第三道与第二道内支 撑采取爆破拆除，第一道采取爆破与机械相结合的 方式拆除。支撑爆破顺序为从下到上，共需爆破1 3 次，单次爆破量最多达2 0 0 0m 3 。 1 ．3 基坑与周边环境关系 基坑处于闹市中心，被建筑物包围，东侧距建设 银行2 层裙楼约1 0m ；东北侧距武汉小学5 层办公楼 约3 ．8m ；北侧距武珞路中学4 层教学楼约2m ；西北 侧距省石化招待所5 层宿舍楼约4m ，南侧紧邻城市 主干道武珞路，道路另一边为长途汽车客运站。 2 降尘试验方案 第一道栈桥采用减弱炸药方式爆破，产生的粉 尘相对较少，第二道撑与第三道撑采用正常装药方 式，产生的粉尘量最大。针对帝斯曼国际中心超深 基坑内支撑爆破，共进行了3 次降尘试验。 主要爆破参数如下 以第二层支撑爆破为试验对象，第二层支撑距 基坑面相差9 ．2 5m ；梁截面尺寸为梁高为 1 1 0 0l n l l l ，梁宽为1 0 0 0 、1 2 0 0 、1 3 0 0 、1 5 0 0 、1 7 0 0m m 不等，其中1 7 0 0n l m 宽梁为腰梁。爆孔直径4 0m m ， 药径3 2m i l l ，孔距1 0 0 0m m ，孔深8 0 0m m ，排距 2 4 0 ～3 0 0m m ；采用非电导爆管雷管起爆网路，3 4 孔一响。单次爆破混凝土量约1 8 0 0m 3 左右。见 图2 。 F 图2 爆破分区图 F i g ．2M a po ft h eb l a s t i n gd i s t r i c t s 试验前先采用粉尘测试仪对未采用降尘措施的 爆后空气粉尘浓度进行测量。然后分三次进行降尘 试验。第一次试验，在支撑梁上间隔2 ．5 ～3m 布置 一个1 ．2m X0 ．6m 的水袋，同时，打开栈桥洞口上 喷射半径1 0m 、覆盖长度1 8 0m 的喷雾系统进行喷 雾降尘。第二次试验，水袋铺设及喷雾系统设置情 况同第一次，再在栈桥上方使用一台射程为5 0m 的 可移动式风送式喷雾降尘机，爆破完约5m i n 后开 启，进行喷雾降尘。第三次试验，在第二次的基础上 增加洒水车降尘。降尘措施详见图3 。 分别在三次试验后在栈桥上方取3 个点处使用 粉尘测试仪对爆破后5m i n 、1 5m i n 空气粉尘浓度进 行测量 见图4 。 通过测量，爆破前工地粉尘浓度为0 ．2 3m g ／m 3 ， 未采用降尘措施爆破后5 r a i n 粉尘浓度达4 0 一 5 0m g ／m 3 ，1 5r a i n 后粉尘浓度仍有1 7m g ／i n 3 左右。 见图5 。 三次降尘试验爆破后基坑附近的粉尘浓度测试 结果，如图6 所示。 万方数据 1 3 4 爆破 2 0 1 6 年9 月 3 各种方案降尘效果 第一种方案爆破后5m i n 粉尘浓度达 1 4 ．9m g ／m 3 ，爆破1 5m i n 后粉尘浓度为8 ．9m g ／m 3 ， 降低速度较慢，水袋及喷雾系统起到了较好的初始降 尘效果，但受喷雾系统射程限制，后续降尘效果较差。 a 铺设水袋 a T h el a y i n go fw a t e rb a g s j ％ 扛 ‰舱 壁 l i l t S li j 备I l f t ．点3．号 ‘ 舅量点4 ● 舅量点6 爿量点5 b 喷雾系统 b S p r a ys y s t e m c 可移动式风送式喷雾降尘机 e P o r t a b l ea i r a s s i s t e dm i s tb l o w e r s 图3 降尘措施 F i g ．3 M e a s u r e so fd u s tc o n t r o 萝i 蒜 ，。酉 笺争t 点。 图4 测量点平面布置图 蔫量点8 ● F i g ．4 D i s t r i b u t i o no ft h em e a s u r e m e n tp o i n t s a 第一次试验爆后5m i n a A f t e rt h ef i r s tt e s te x p l o s i o n5r a i n l 塑i ■■■■■■i j ■‘j ■■■■■；■■■‘■■■* ■■●■d ■■●■■■■■■‘■o ■ ■■■■■■自■‘一 d 第二次试验爆后1 5m i n d A f t e rt h es e c o n dt e s le x p l o s i o n15 m i n d 洒水车降尘 d D u s tr e d u c t i o nb y w a t e r i n gc a r t a 爆后5 m i n a A f t e rt h ee x p l o s i o n5m i n b 爆后1 5 m i n b A f t e rt h ee x p l o s i o n15m i n 图5无降尘措施爆破后基坑附件粉尘浓度 F i g ．5 D u s tc o n c e n t r a t i o no ff o u n d a t i o np i ta c c e s s o r i e s a f t e rb l a s t i n gw i t h o u td u s tr e m o v a l b 第一次试验爆后1 5m i n b A f t e rt h ef i r s tt e s te x p l o s i o n15m i n e 第三次试验爆后5m i n e A f t e rt h et h i r dt e s te x p l o s i o n5m i n ㈦第二次试验爆后5m i n C A f t e rt h es e c o n dt e s te x p l o s i o n5m i n f 第三次试验爆后1 5m i n DA f t e rt h et h i r dt e s te x p l o s i o n15m i n 图6 爆破后基坑附近粉尘浓度图 F i g ．6 D u s tc o n c e n t r a t i o nm a pn e a rt h ef o u n d a t i o np i ta f t e rb l a s t i n g 万方数据 第3 3 卷第3 期杜宗，杜华彬，段义明，等城市核心地段钢筋混凝土内支撑爆破降尘措施 1 3 5 上接第1 0 9 页 [ 3 ] C H U N GK i m ，Y U E NS ．E x p e r i m e n t a la n dn u m e r i c a ls t u d - i e so nt h er e s p o n s eo fq u a d r a n g u l a rs t i f f e n e dp l a t e s [ J ] ． I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f I m p a c tE n g i n e e r i n g ，2 0 0 5 ， 3 l 1 5 5 - 8 3 ． [ 4 ] 胡功笠，刘荣忠，李斌，等．复合式鱼雷战斗部威力 试验研究[ J ] ．南京理工大学学报，2 0 0 5 ，2 9 1 6 - 8 ． [ 4 ] H UG o n g l i ，L I UR o n g z h o n g ，L IB i n ，e ta 1 ．P o w e re x p e r i - m e n t so nc o m p o u n dt o r p e d ow a r h e a da s s e m b l y [ J ] ．J o u r - h a lo fN a n j i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， 2 0 0 5 ，2 9 1 6 - 8 ． i nC h i n e s e [ 5 ] 宗智，赵延杰，邹丽，等．水下爆炸结构毁伤的数 值计算[ M ] ．北京科学出版社，2 0 1 4 6 0 - 1 0 1 ． [ 6 ] 汪 玉，华宏星．舰船现代冲击理论及应用[ M ] ．北 京科学出版社，2 0 0 5 2 0 ．3 7 ． [ 7 ] 李建光，施琪，曹结东．J o h n s o n ．C o o k 本构方程的参 数标定[ J ] ．兰州理工大学学报，2 0 1 2 ，3 8 2 1 6 4 - 1 6 7 ． [ 7 ] L IJ i a n - g u a n g ，S H IQ i ，C A OJ i e - d o n g ．P a r a m e t e r sc a l i b r a t i o nf o rJ o h n s o n - C o o kc o n s t i t u t i v ee q u a t i o n [ J ] ．J o u r n a lo f I a n z h o uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，2 0 1 2 ，3 8 2 1 6 4 - 1 6 7 ． i nC h i n e s e [ 8 ] 刘云龙，张阿漫，田昭丽，等．圆柱壳附近水下爆炸气 泡动态特性研究[ J ] ．舰船科学技术，2 0 1 3 ，3 5 8 1 8 ． 2 3 ． [ 8 ] L I UY u n - l o n g ，Z H A N GA - m a n ，T I A NZ h a o ．1 i ，e ta 1 ．R e ． s e a r c ho nu n d e r w a t e re x p l o s i o nb u b b l ed y n a m i c s n e a r b y c y l i n d r i c a ls t r u c t u r e [ J ] ．S h i pS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ， 2 0 1 3 ，3 5 8 1 8 - 2 3 ． i nC h i n e s e 万方数据