高级爆破工程技术人员拆除爆破设计参考答案

高级爆破工程技术人员拆除爆破设计参考答案设计一桁架结构厂房房顶聚能切割拆除爆破
（1）项目概述：
某机械厂内铸工车间厂房，经鉴定为c级危房，需拆除后在原址重建一新厂房。

为节
约资金，经过论证认为原厂房的牛腿柱和行车轨道可以继续使用，因此只要求将厂房房顶
拆除，同时要避免原厂房牛腿柱和行车轨道的破坏。

房顶为钢筋混凝土桁架结构，南北长102m，东西宽18m，共19跨，单跨结构如图1所示。

在图1A中：1是要保留的支架柱和走行轨道；
2为天窗；
3.4和5分别为上弦杆、腹杆和下弦杆上的爆破切割点；6是裸装药的起爆点。

图1b为钢筋混凝土桁架上切割点处的断面结构，其尺寸为15cm×15cm，其中
1为φ15mm螺纹钢筋和刀具放置点；2是钢筋混凝土。

桁架结构跨间采用20cm×20cm 钢筋混凝土
土结构梁连接。

（2）设计要求：
试对上述拆除爆破进行技术设计，包括：爆破方案、爆破点的选取及理由、线型聚能
切割器的结构和起爆网路等。

（3）设计技巧：
对于大型桁架结构构筑物的拆除采用聚能爆破切割技术是有效的。

其优点是安全性好、操作方法简单、有良好的经济效益。

聚能切割爆破技术的作用原理是利用切割器(聚能装药)切断构件关键承重部位，形成缺口，使之失去承载能力和结构的整体稳定性，在其自
重的作用下原位坍塌或定向倒塌。

因此，聚能切割器形式、参数的选择就显得极为重要。

桁(heng)架结构厂房房顶聚能切割拆除爆破
设计理念：
1.看清题意，找出本设计特点；
2.根据特点进行爆破方案设计：采用聚能切割爆破；
设计拆除点及保护牛腿柱的技术措施；
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3.介绍聚能切割爆破原理；
4.进行起爆网路设计。

一、爆破方案：在分析桁架结构特点后，认为桁架构件为螺纹钢筋包裹混凝土，截
面尺寸较小，无法进行钻孔爆破，最佳选择为聚能切割爆破。

支撑整个屋顶和天窗的关键
结构是桁架结构的支撑架。

如果支架被切断，失去支架后，屋顶的整体稳定性将被破坏，
并在自身重量的作用下倒塌。

按照上述思路，在支撑架两侧的下弦杆、腹杆和上弦杆上对
称设置三个爆破切割点Z。

为避免房屋倾倒至一侧而损坏走道和牛腿柱，在每个支架下弦
的中点处设置一个爆破点，采用2kg岩爆包进行明爆。

该点起爆时间比两侧爆破切割点早110ms。

同时，该点与其他切割点形成一个倒三角布Z，可确保车顶和支撑梁尽可能向中间塌陷，避免车顶坠落时损坏行车轨道。

为确保完全切割，切割前应剥下包裹的混凝土，使
切割机与钢筋直接接触。

一、爆破方案：聚能爆破切断线距要保留的牛腿柱和行车轨道0.5m，以保护要保留的牛腿柱和行车轨道不受损坏。

聚能爆破切断线应略呈八字形，避免万一下落不十分对称时
塌落体对要保留的牛腿柱和行车轨道的冲撞。

网路设计上要使同跨双侧切割线同时起爆，
保证桁架下弦梁与地面保持平行塌落。

锯齿形切割线
聚能切割爆破技术拆除大型钢结构建(构)筑物是利用聚能切割器(聚能装药)切断钢构
件关键承重部位，形成缺口，使之失去承载能力。

破坏钢结构整体稳定性，使其产生失稳，在其自重的作用下原地坍塌或定向倾倒，达到整体解体的目的。

根据工程需要，本次设计选用了两种尺寸的聚能切割机：直径为Ф40mm的线性聚能
切割机，线电荷密度为1.53g/mm；Ф50mm直径线性聚能装药切割器，线性装药密度为
2.38g/mm。

切割器的外壳材料选用1mm厚的纸壳，药盖采用红铜板，“V”型盖的锥角为90°，厚度为0.9mm（图1）。

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二、线型聚能装药的结构和性能：线型聚能装药的生产没有统一的标准。

要求具有
足够的切割能力，以满足切割部件的要求，不具有太多的残余爆炸能力，同时易于放置。

本项目设计的线型聚能装药切割器为长圆柱形装药结构，带有铸造固体爆炸带“V”型槽。

其特点是：外壳材料多样，不易产生有害飞片（设计选用纸质外壳）；电荷量小，电荷密
度较大；能量相对均匀且集中；它易于制作和使用。

炸药选用高能、高密度、高稳定爆轰
的“三高”炸药，装药成分为PETN的熔铸混合炸药∶ TNT=40∶ 选择60个作为切割机的
主要装料。

采用紫铜金属外壳。

参数：刀具直径40mm，长度100mm；金属盖重13.5克；
有效电荷质量：54G；刀套开度的最佳理论值为80°～101°。

为方便起见，本设计取90°；金属射流密度为9.91g/cm3；喷射长度：12厘米；最大切割深度为46mm。

三、切割器的安放及起爆网路：
在每根裸露的钢筋上分别放置一个切割机，将放置在支撑架下弦、腹杆和上弦上的12个切割机用导爆索作为起爆点连接起来。

两侧共有24个切割机作为一组，形成一个起爆段。

采用复式导爆管接力起爆网路起爆。

利用ms1（虚线）和ms5（实线）导爆管雷管接
力使下弦上裸露药包起爆时比同一跨支撑点切割点起爆提前110ms，确保屋面及支撑梁向
中间倒塌。

19跨药包外总延时2090ms，药包内装ms20（延时2000ms）。

为了有效控制爆破危害，切割点采用四层棉布和两层湿草袋覆盖。

在露天爆破点，露
天装药采用双层沙袋压装保护，提高了露天装药的爆破威力。

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212电雷管起爆点
钢筋混凝土框架-剪力墙结构房屋爆破拆除设计
一、工程概况
拆除对象包括一栋18层高的主楼和一栋裙楼。

主楼为钢筋混凝土框架剪力墙结构，
高64.5m，宽15.0m，长36.0m。

钢筋混凝土外剪力墙厚0.24M，共有18根钢筋混凝土柱。

1~5层柱截面为1.1m×1.0m，柱截面为1.6m×1.0m，7层柱截面为0.9m×0.9m，8层柱截
面为0.8m×0.8m，8层以上柱截面为0.7m×0.8m，建筑面积9720m2：裙楼位于主楼东西
两侧，建筑面积约500平方米。

图2楼房底层平面结构示意图
设计要求：根据提供的条件进行拆除爆破技术设计，包括方案确定、爆破切口高度计算、爆破参数计算、起爆网路设计、爆破震动安全允许距离计算等。

图3楼房南立面示意图
二、爆破设计：
（一）工程概况（略）
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（二）爆破方案：
1.爆破前，主楼东西侧裙房采用机械和人工拆除，只对主楼进行爆破；
2.由于楼房高64.5m，南北长36m，东西宽15m，南北向高宽比为1.8，东西向高宽比
为4.3，故主楼采用向西定向倒塌的方案。

为减少西侧倒塌范围和降低塌落振动强度，采
用单向三折定向倒塌方案：分别在1～3层、8～9层和13～14层布z三个三角形切口（见图）以a轴为铰链点，c轴开口；
3.切口内所有剪力墙应提前拆除。

（3）爆破切口参数（1）切口参数的设计爆破高度：承重柱的破坏高度按以下公式计算：H=K（B+Hmin），假设钢筋直径d=3.2cm，Hmin=（30~50）d=（96~160）cm，K系数，K=1.5~2。

由于立柱截面较大，为了充分拆卸和方便
破碎运输，应适当增加立柱的爆破高度，k=2。

下切口h=k（b+hmin）=2(1.1+1.5)=5.2m，中切口h=2(0.8+1.5)=4.6m，上切口
h=2(0.7+1.5)=4.4m。

采用三角形切口：取下切口高度9m，布孔1至3层；中切口高度6m，布孔8至9层；上切口高度6m，布孔13至14层。

（2）切布
1.下切口：1～3层。

切口高度h1=9m，c排柱子1~3层钻孔，b排柱子1~2层钻孔，a
排立柱在1层底部布孔6个松动爆破成铰。

2.中切口：8~9层。

切割高度H1=6m，C排柱在8~9层钻孔，B排柱仅在8层钻孔；A.
第八层一排立柱底部有三个孔，将其松开并爆破成铰链。

3.上切口：13～14层。

切口高度h1=6m，c排柱子13~14层钻孔，b排柱子仅在13层
钻孔，a排立柱底部布孔3个松动爆破成铰。

（见图）
（四）爆破参数为1.1~3层，柱截面为1.1×1.1m，2排孔。

每排立柱的孔布置参数为：w=40cm，a=50cm，B=30cm，l=70cm；
2.8层，柱子断面尺寸为0.8×0.8m，布孔2排，交叉布z。

布孔参数为：w=35cm，
a=50cm，b=10cm，l=50cm；
3.9层，13~14层，柱截面尺寸为0.7×0.8m，1排孔。

孔布置参数：w=35cm，a=40cm，l=50cm；（见图）
4.1层c、b排柱子单耗q=1200g/m3，单孔装药量q=363g，取360g。

a排柱子单耗
q=400g/m3，单孔装药量q=120g。

5.二、三层C、B列单耗q=1000g/m3，单孔装药q=300g。

6.8层c、b排柱子单耗q=900g/m3，单孔装药量q=300g，a排柱子单耗q=400g/m3，
单孔装药量q=120g；9层、13、14层c、b排柱子单耗q=900g/m3，单孔装药量q=200g。

9层、13层a排立柱单耗q=400g/m3，单孔装药量q=100g。

7.根据切口高度，在每一层上开孔；
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