CN113152928B - 一种超高层建筑物的拆除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高层建筑物的拆除方法，包括如下步骤：步骤1、搭设建筑物外围作业平台；步骤2、预拆除；步骤3、穿孔装药；步骤4、安全防护；步骤5、降尘、降噪防护；步骤6、炸药起爆；步骤7、爆破完成后，清渣队伍进场清理渣土；步骤8、清渣结束后，搭设本层临时支撑，对第一拆除单元的顶板结构进行切割和吊运下放；步骤9、对静力切割区进行静力切割拆除和吊运下放；步骤10、施工循环模式施工，直至地面一层，完工。本发明提供一种爆破拆除和静力切割拆除相结合的超高层建筑物的拆除方法，不仅结合了爆破和静切的优点，而且切割数量大大减少，在工程安全性、技术先进性和投资等方面具有综合最大优势。

Description

一种超高层建筑物的拆除方法
技术领域
本发明涉及一种超高层建筑物的拆除方法，属于建筑物拆除技术领域。
背景技术
近年来，随着市政和交通改造工程的增加，拆除爆破工程越来越多， 拆除爆破应根据工程要求和周围环境特点，考虑建筑物的结构特点，确定 拆除爆破的总体方案。
随着城市的房展超高层建筑物的拆除需求越来越大，而传统的拆除方 法一般为整体性爆破拆除和静力切割拆除。整体性爆破拆除有很大的缺陷， 整体性爆破拆除选择建筑物部分楼层承重构件进行爆破，使结构破坏失稳， 形成原地或定向倒塌；并且需要严格控制爆破各类危害效应，稍有不慎， 易形成各类爆破事故，对周围环境造成不可逆转风险。楼房高度越高，周 围环境越复杂，其技术风险越高。另外整体爆破拆除影响范围巨大，难以控制，而且需要征收附近房屋才具有整体爆破的可能性。
另外静力切割拆除需通过对混凝土结构分块，由于超高层建筑物的体 量大，并且楼层超高，出于对安全性的考虑，将每栋楼单层混凝土构件拆 分为很多块方可满足超高层吊装安全性的要求；此工艺严重依赖大型垂直 运输机械，因此针对其切割量及各项机械的使用费用将大大增加，无论从 工艺角度、各项设备的时间占用以及各项措施的配备，都会使其费用的增 加，造价较高。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种爆破拆 除和静力切割拆除相结合的超高层建筑物的拆除方法，不仅结合了爆破和 静切的优点，通过科学设计和创新性安全环保技术措施，将危害控制在限 定范围内，而且切割数量大大减少，在工程安全性、技术先进性和投资等 方面具有综合最大优势。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种超高层建筑物的拆除方 法，包括如下步骤：
步骤1、搭设建筑物外围作业平台：在超高层建筑物的外围搭建高度为 四层且可上下移动的便捷安全防护架，主要由钢管、挡板、防护网、起重 设备等组成；
步骤2、预拆除：以每两个楼层为一个拆除单元，自上而下分为第一拆 除单元、第二拆除单位，以此类推直至到达建筑物一层；然后对第一拆除 单元进行预拆除，按照井字形原则，对称预留框架内层的部分立柱不进行 爆破以保证楼体在爆破过程的整体稳定性。
步骤3、穿孔装药：将第一拆除单位分为爆破区和静力切割区，所述爆 破区分为内部核心筒区域和框架内层立柱区域；所述框架内层立柱区域包 括承重立柱和支撑立柱；所述内部核心筒区域和框架内层立柱区域内的立 柱分为混凝土立柱和劲性柱，墙体分为普通墙体和剪力墙；以内部核心筒 区域的横轴线和纵轴线为分隔线，将内部核心筒区域划分为一组起爆区域， 选择位于核心筒主体的全部立柱和框架内层的支撑立柱为爆破对象，根据 其为混凝土立柱和劲性柱，普通墙体和剪力墙进行区分，在其上进行炮孔 钻凿并放置炸药包；
步骤4、安全防护：在爆破区域敷设防尘和降噪管道和材料设备，在爆 破区域和楼体外侧及周边布设防护装置，主要包括：
(1)覆盖防护：所述覆盖防护包括利用覆盖保护层对建筑物楼板和被 爆体进行覆盖保护，防止飞石及粉尘从核心筒顶部空洞飞散；
(2)近体防护：所述近体防护包括利用安全防护装置封闭非爆破区域 的门和窗户，阻挡飞石和烟尘；
(3)保守防护：所述保守防护包括在建筑物楼体外侧设置减震沟，并 在爬架作业平台外围安装两层钢丝网进行防护，隔绝飞石。
根据安全防护要求及楼体尺寸，考虑标准构件的普适性，专用安全防 护装置设计高宽尺寸为2.8×1.5m，厚度11cm，重约35kg。构件由5层防护 材料组成，安全防护装置上设置有炸药孔道和压力传感器。主要包括：
第1层为钢筋网层，采用Φ6mm钢筋横竖间隔10cm制成，重约17.6kg；
第2层为高密度阻燃泡沫板层，泡沫板材料为阻燃酚醛泡沫，容重 40kg/m3，厚度为5cm，重约8.4kg；
第3层为钢丝网层，尺寸为10×10×0.6mm；
第4层为玻璃棉层，选用容重为40kg/m3的玻璃棉，厚度5cm，重约 8.4kg；
第5层为薄钢板层，选用0.6mm厚钢板。
专用安全防护标准构件两边预留10cm宽的拼接口，拼接口位于第三层 安全层的两条竖边处，拼接口上设置有至少5个拼接孔，拼接孔之间通过 固定装置固定。拼接口的设计可在安装与连接过程中对防护构件进行无损 化拆装，易于连接与拆卸，可实现本发明的重复利用。拼接口由3层防护 材料组成.拼接处一侧组成材料为第1～3层，另一侧组成材料为第3～5层。 两侧拼接口预留5个直径15mm孔洞以便后续拼接固定，孔间距65cm。当 拼接完成后，拼接处由6层材料组成(两层钢丝网层)。安装与连接过程对 防护构件无损化，易于连接与拆卸，可实现防护构件重复利用。
在爆破区域周围1～2m位置，布设可拼接防护装置围挡阻击冲击波作 用，防护飞石飞散。单个可拼接防护装置尺寸为60×60cm，结构块材料由5 层防护材料组成，包括0.6cm防护网，5cm厚高密度阻燃泡沫板层，0.6cm 防护网，5cm厚玻璃棉层，0.6cm彩钢板间隔组成。单个防护构件块上安装 炸药和压力传感器，当防护块传感器所受压力超过一定值之后，防护块上 的炸药发生自爆，以抵抗建筑物爆破时产生的冲击波和飞石飞散。
可拼接防护装置由可拼接防护块铰接连接而成，在拼接完成后，添加 交叉支撑装置，保证防护装置的整体结构刚度。防护装置顶层和侧边的防 护块可通过铰链与环境墙体固定，底层防护块可与万向轮连接，实现防护 构件整体移动。
在爆破构件外侧直接包覆2层高纤维幕网，并用铁丝绑扎，作为飞石 防护的第一道防护网。
步骤5、降尘、降噪防护：在爆破区和静力切割区敷设降尘和降噪装置； 为降低爆破过程中粉尘量过大，开始爆破前在爆破区域结构物内部洒水。 在周边爬架上设置喷淋装置，喷淋水管网按照横纵垂直交叉布置，间距均 为10m。喷淋管网上方覆盖一层帆布。喷淋管网安装5个灰尘浓度参数检 测模块，采用光感应原理进行灰尘浓度检测，根据实时灰尘浓度调整喷淋 水量，最大化节约喷淋用水。
步骤6、炸药起爆：将步骤3中划分的起爆区域，在起爆区域内设置 电子雷管，将所有电子雷管以并联的方式连接到爆破母线上，母线连至专 用起爆器上，通过专业起爆器按照起爆顺序起爆；
步骤7、爆破完成后，清渣队伍进场清理渣土：将电梯井道洞口改造成 活动式垃圾投料口，清渣队伍通过施工电梯从未爆破区域进入，利用电梯 井道作为渣土垂直运输通道，其它楼层核心筒电梯口全部使用砌块封闭， 避免渣土掉落产生的大量灰尘和噪声并保护施工人员安全，同时在楼层内 湿润建筑垃圾，避免将干燥的垃圾直接投入井道内。在一层出料口处设置 减震钢板斜坡进行减震，减震钢板上铺设橡胶板，能有效释放重力势能、缓冲物料落点处的冲击力，也可达到安全、环保的功能。
步骤8、清渣结束后，搭设本层临时支撑，对第一拆除单元的顶板结构 进行切割和吊运下放；具体的为首先切除楼板，再切割次梁和主梁。在切 割梁结构时，需根据梁体结构、切割面位置和吊点位置，验算该层梁体荷 载、支撑结构荷载、下层梁体和楼板的稳定性，合理布局支撑。切割时， 支撑点需紧贴梁体下底面，保证梁体分离后能平稳落在支撑上，切割后的 块体必须及时吊出支撑架，禁止块体长时间放置于支撑架上。根据塔吊的 可承受荷载，控制拆分构件质量，以确保吊运安全。梁构件吊装孔不少于4 个，距梁板两端距离为梁长的1/6处且不小于600mm。
步骤9、对静力切割区进行静力切割拆除和吊运下放；切割墙体时，周 边需要搭设防止墙体倾斜的支撑脚手架。为防止切割块发生偏移影响切割， 在切割前需预先钻好穿绳孔，并通过穿绳孔安装钢管与其它未拆除的墙体 进行连接固定，起到拆除块平衡的作用。吊装时，剪力墙构件吊装孔不少 于两个，吊装孔直径为108mm，距顶端自由面不小于800mm，距侧向自由 面水平长度的1/6处且不小于400mm。
切割柱体时，需要先对柱体结构单元进行划分，分块后单块重量必须 小于塔吊的额定起重量。框架柱切割时，在柱的侧向布置钢管支撑防止倾 覆，然后进行切割施工。切割完成后，使用金刚石薄壁钻孔机钻设吊装孔， 框架柱两侧打孔插钢棒，柱体切割之后每块混凝土板需钻4个直径108mm 的吊装孔，使用吊装钢丝绳穿过柱体进行吊装作业。
步骤10、完成清渣工序交接，转入第二拆除单元，按照上述施工循环模 式施工，直至地面一层，完工。
进一步地，步骤2中的预拆除包括爆破区域全部非承重蒸汽加压混凝土 墙体、门窗拆除，水电气、供暖、通信管线及金属垃圾通道切断。
进一步地，步骤3中的混凝土立柱的穿孔装药包括如下步骤：
(1)在混凝土立柱的纵断面上设置两纵排穿孔，两纵排穿孔的中轴线 距离为40cm，两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，穿孔的孔道深 度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长；
(2)孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道 出口处从内到外依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净 堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取35mm。
进一步地，步骤3中的劲性柱的穿孔装药包括如下步骤：
S1、在劲性柱的纵断面上设置两纵排穿孔，两纵排穿孔的中轴线距离 为40cm，两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，穿孔的孔道深度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长。
S2、孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道出 口处依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取劲性柱短边长度的一半；
S3、劲性柱内含有内型钢，在相邻内型钢的地方设置倾斜孔道，倾斜 孔道内设置有线性聚能切割器；倾斜孔道由两条孔道组成，两条孔道的纵 切面呈“V”形，“V”形孔道的尖端在内型钢处，“V”形孔道的入口和出 口均在劲性柱的外表面；“V”形孔道的两条孔道之间具有夹角，夹角范围 为30°～45°。
进一步地，步骤3中的剪力墙的穿孔装药包括如下步骤：
①在剪力墙上开凿拱形墙洞；
②在剪力墙的顶部和底部设置两条贯穿的孔道，顶部孔道距离上楼板 0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，顶部孔道和底部孔道内均安装有X形 聚能切割器；
③顶部孔道和底部孔道之间设置有一组水平孔道，一部分水平孔道从 左侧墙体进入，每相邻两个左侧进入的水平孔道之间有一条从右侧墙体进 入的水平孔道；
④水平孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道 出口处由内至外依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净 堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取剪力墙断面壁厚的一半。
进一步地，步骤3中的普通墙体的穿孔装药包括如下步骤：
A、在普通墙体的顶部和底部设置两条贯穿的孔道，顶部孔道距离上楼 板0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，所述顶部孔道和底部孔道内均安装 有X形聚能切割器；
B、在普通墙体两面上分别安装W形双层聚能切割器，W形双层聚能 切割器通过限位板固定；爆破拆除时，下层聚能切割器先产生“刀片”状射流， 首先作用于普通墙体混凝土，破碎结构混凝土表面，随后上层切割器产生 “刀片”状射流，对普通墙体内部钢筋进行进一步切割。
进一步地，步骤6中的起爆顺序为将起爆区域划分为12个起爆单元, 其中8个起爆单元组成内部区域，分为两排，第一排单元编号从左至右分 别为5号、3号、1号和8号，第二排单元编号从左至右分别为7号、2号、4号和6号；另外4个起爆单元分别位于内部区域的左上角、右上角、左下 角和右下角，左上角编号为9号，右上角编号为11号，左下角编号为12号，右下角编号为10号；起爆顺序按照1号～12号的顺序，依次延时起爆； 当上层的起爆单元起爆结束，进入下层的起爆单元开始起爆，直至所有起 爆单元结束；延时起爆的方法为每个起爆单元比上一个起爆单位延时0.5s 起爆，上下楼层起爆间隔时间为2s。延时起爆的方法为每个起爆单元比上 一个起爆单位延时0.5s起爆，上下楼层起爆间隔时间为2s。
进一步地，步骤3中的炸药量的计算方法为根据萨道夫斯基公式，变 形后得到允许的最大单起爆单元的爆药量计算公式为：
Qmax＝(Vc/K)3/α×R3
式中，Qmax——最大单段爆药量，kg；
Vc——保护对象安全允许质点振速，cm/s。
R——爆破中心点至被保护目标的距离，m；
K、α——与爆破地形、地质条件等有关的系数和地震波衰减指 数。K、α的具体数值可以通过查表得到。
进一步地，步骤4中的安全防护分为(1)覆盖防护：覆盖防护包括利 用覆盖保护层对建筑物楼板和被爆体进行覆盖保护，防止飞石及粉尘从核 心筒顶部空洞飞散；(2)近体防护：近体防护包括利用安全防护装置封闭 非爆破区域的门和窗户，阻挡飞石和烟尘；(3)保守防护：保守防护包括 在建筑物楼体外侧设置减震沟，并在爬架作业平台外围安装两层钢丝网进 行防护，隔绝飞石。
进一步地，步骤8中的静力切割方法为：
a、待建筑物爆破及清渣结束后，搭设临时支撑架，对拆除单元层需要 进行切割的部分进行划分，分为顶板结构、墙体结构和柱体结构；
b、顶板结构的切割按照先切割楼板，再切割次梁，随后切割主梁的顺 序；
c、在切割主梁和次梁时，根据梁体结构、切割面位置和吊点位置，根 据力学公式，验算该层的梁体荷载、支撑架荷载，保证下层梁体和楼板的 稳定性；
d、将支撑架紧贴主梁梁体和次梁梁体的下表面，保证梁体分离后能够 落在支撑架上；切割后的块体及时吊离支撑架，运出建筑物；
e、墙体结构在切割之前，为防止墙体倾斜在其周围搭设支撑脚手架， 并在墙体上钻有穿绳孔，穿绳孔上通过固定结构与其他未拆除的墙体进行 固定连接；
f、在切割后将块体吊装时，块体上设置有至少两个吊装孔；
g、柱体结构的切割先对柱体进行分块，分块的单块重量必须小于塔吊 的额定起重量。
有益效果：(1)本发明采用“内爆外切”的手段，实现了两种作业方式功 效和安全性的优势互补，内层爆破具有良好的功效，外层切割兼有双重安 全作用。(2)爆破作业时预留部分核心筒内剪力墙、框架层立柱作为支撑， 爆破后楼板和联系梁不塌落，单元层整体结构不变，保护外墙体安全，并 利用其作为爆破飞石、冲击波、噪声及粉尘的防护屏障。(3)选用先进爆 破器材，运用微差控制爆破技术，精确设计炮孔药量和起爆时差，实现精 准爆破效果，控制爆破振动、冲击波对楼房自身结构和周围环境影响，通 过科学的技术设计和新型防护设计实现了爆破安全、高效和绿色环保。(4) 采用水袋填塞炮孔，减少爆破后的粉尘量；(5)爆破前在结构物内部提前 进行洒水，避免产生扬尘；(6)在周边脚手架顶部设置喷淋装置，设置电 子开关阀，爆破后立即实施喷淋降尘。喷淋数量、水压、时间设定在试验基础上进一步改良、优化。
附图说明
图1为本发明实施例中一个拆除单元的平面示意图；
图2为本发明实施例中外围作业平台的结构示意图；
图3为本发明实施例中劲性柱倾斜孔道的示意图；
图4为本发明实施例中混凝土立柱、劲性柱和剪力墙中的孔道示意图；
图5为本发明实施例中安全防护综合示意图；
图6为本发明实施例中覆盖防护示意图；
图7为本发明实施例中近体防护示意图；
图8为本发明实施例中保守防护示意图；
图9为本发明实施例中安全防护标准构件块的结构示意图；
图10为本发明实施例中降尘喷淋装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
实施例
如图1所示，某超高层建筑平面尺寸为48.2m×49.6m，内层核心筒尺寸 为18.9m×19.6m，外层框架布置两排立柱，进深13.75m，四角设计为纵横 向剪力墙结构。内部核心筒内布置有22个电梯井、2个消防楼及4个水电 气管道井，框架立柱共48根，其中内层20根，外层28根。
地上1～22层为钢筋混凝土劲性柱加强层结构，采用“工”及“工组合”型 钢，规格HRB400，厚度35～30mm。底层L立柱截面尺寸1.9m×2.7m，顶 层1.3m×1.6m；底层独立柱截面1.2m×1.6m，顶层1.0m×0.8m；剪力墙厚度 1m～30cm；混凝土C60～C30。立柱主筋配筋32～25，箍筋16～12。
以该超高层建筑56层为例，该楼层立柱结构尺寸为1m×0.8m，核心筒 其它各构件尺寸表如下：
表1核心筒各构件尺寸表
Figure BDA0002941250980000121
Figure BDA0002941250980000131
工程特点及难点：待拆超高层建筑地处闹市，周边距离居民、商业楼较 近，距离某居民楼为36米，距离该楼旁的变压站仅为27米，距离路边最 近的某公馆为19米，因此无法采用整体倒塌技术，只能采取自上而下逐层 或逐段拆除；工程体量大，受周边环境条件和空间限制，不具备一次性爆 破拆除条件；待拆高楼为框架-核心筒结构，整体刚度大，构件强度高，内 部钢筋较密，施工技术要求高，施工作业难度大。
以上述超高层建筑物为例，本发明提供的一种超高层建筑物的拆除方 法，包括如下步骤：
步骤1、搭设建筑物外围作业平台：在超高层建筑物的外围搭建高度为 四层且可上下移动的便捷安全防护架，主要由钢管、挡板、防护网、起重 设备等组成；
步骤2、预拆除：以每两个楼层为一个拆除单元，自上而下分为第一拆 除单元、第二拆除单位，以此类推直至到达建筑物一层；然后对第一拆除 单元进行预拆除，按照井字形原则，对称预留框架内层的部分立柱不进行 爆破以保证楼体在爆破过程的整体稳定性。步骤2中的预拆除包括爆破区 域全部非承重蒸汽加压混凝土墙体、门窗拆除，水电气、供暖、通信管线 及金属垃圾通道切断。
步骤3、穿孔装药：将第一拆除单位分为爆破区和静力切割区，所述爆 破区分为内部核心筒区域和框架内层立柱区域；所述框架内层立柱区域包 括承重立柱1和支撑立柱2；所述内部核心筒区域和框架内层立柱区域内的 立柱分为混凝土立柱和劲性柱，墙体分为普通墙体和剪力墙；以内部核心 筒区域的横轴线和纵轴线为分隔线，将内部核心筒区域划分为一组起爆区 域，选择位于核心筒主体的全部立柱和框架内层的支撑立柱为爆破对象，根据其为混凝土立柱和劲性柱，普通墙体和剪力墙进行区分，在其上进行 炮孔钻凿并放置炸药包；
步骤3中的混凝土立柱的穿孔装药包括如下步骤：
(1)在混凝土立柱的纵断面上设置两纵排穿孔，两纵排穿孔的中轴线 距离为40cm，两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，穿孔的孔道6-2 深度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长；
(2)孔道内间隔布设炸药包6-6和导爆索6-8，炸药包间隔距离为0.3 米，孔道出口处从内到外依次安装数码雷管6-5和水袋6-4，并进行填塞6-3； 炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取35mm。
步骤3中的劲性柱的穿孔装药包括如下步骤：
S1、在劲性柱的纵断面上设置两纵排穿孔，两纵排穿孔的中轴线距离 为40cm，两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，穿孔的孔道深度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长。
S2、孔道内间隔布设炸药包6-6和导爆索6-8，炸药包6-6间隔距离为 0.3米，孔道出口处依次安装数码雷管6-5和水袋，并进行填塞；炮孔装药 后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取劲性柱短边长度的一半；
S3、劲性柱内含有内型钢6-7，在相邻内型钢的地方设置倾斜孔道6-9， 倾斜孔道内设置有线性聚能切割器；倾斜孔道由两条孔道组成，两条孔道 的纵切面呈“V”形，“V”形孔道的尖端在内型钢处，“V”形孔道的入口 和出口均在劲性柱的外表面；“V”形孔道的两条孔道之间具有夹角，夹角 范围为30°～45°。
步骤3中的剪力墙的穿孔装药包括如下步骤：
②在剪力墙上开凿拱形墙洞；
②在剪力墙的顶部和底部设置两条贯穿的孔道6-2，顶部孔道距离上楼 板0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，顶部孔道和底部孔道内均安装有X 形聚能切割器；
③顶部孔道和底部孔道之间设置有一组水平孔道，一部分水平孔道从 左侧墙体进入，每相邻两个左侧进入的水平孔道之间有一条从右侧墙体进 入的水平孔道；
④水平孔道内间隔布设炸药包6-6和导爆索6-8，炸药包间隔距离为0.3 米，孔道出口处由内至外依次安装数码雷管6-5和水袋6-4，并进行填塞6-3； 炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取剪力墙断面壁厚的一半。
步骤3中的普通墙体的穿孔装药包括如下步骤：
A、在普通墙体的顶部和底部设置两条贯穿的孔道，顶部孔道距离上楼 板0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，顶部孔道和底部孔道内均安装有X 形聚能切割器；X形聚能切割器的药型罩位于X形切割器左右两侧，爆破 时聚能切割器同时向两侧发射金属射流，实现普通墙体的整体破碎和内部 钢筋的切割。
B、在普通墙体两面上分别安装W形双层聚能切割器，W形双层聚能 切割器通过限位板固定；爆破拆除时，下层聚能切割器先产生“刀片”状射流， 首先作用于普通墙体混凝土，破碎结构混凝土表面，随后上层切割器产生 “刀片”状射流，对普通墙体内部钢筋进行进一步切割。
步骤4、安全防护：在爆破区域敷设防尘和降噪管道和材料设备，在爆 破区域和楼体外侧及周边布设防护装置，主要包括：
(1)覆盖防护：所述覆盖防护包括利用覆盖保护层对建筑物楼板和被 爆体进行覆盖保护，防止飞石及粉尘从核心筒顶部空洞飞散；
(2)近体防护：所述近体防护包括利用安全防护装置封闭非爆破区域 的门和窗户，阻挡飞石和烟尘；
(3)保守防护：所述保守防护包括在建筑物楼体外侧设置减震沟，并 在爬架作业平台外围安装两层钢丝网进行防护，隔绝飞石。
根据安全防护要求及楼体尺寸，考虑标准构件的普适性，专用安全防 护装置设计高宽尺寸为2.8×1.5m，厚度11cm，重约35kg。构件由5层防护 材料组成，安全防护装置上设置有炸药孔道和压力传感器。如图9所示， 主要包括：
第1层为钢筋网层1，采用Φ6mm钢筋横竖间隔10cm制成，重约17.6kg；
第2层为高密度阻燃泡沫板层2，泡沫板材料为阻燃酚醛泡沫，容重 40kg/m3，厚度为5cm，重约8.4kg；
第3层为钢丝网层3，尺寸为10×10×0.6mm；
第4层为玻璃棉层4，选用容重为40kg/m3的玻璃棉，厚度5cm，重约 8.4kg；
第5层为薄钢板层5，选用0.6mm厚钢板。
专用安全防护标准构件两边预留10cm宽的拼接口，拼接口位于第三层 安全层的两条竖边处，拼接口上设置有至少5个拼接孔，拼接孔之间通过 固定装置固定。拼接口的设计可在安装与连接过程中对防护构件进行无损 化拆装，易于连接与拆卸，可实现本发明的重复利用。拼接口由3层防护 材料组成.拼接处一侧组成材料为第1～3层，另一侧组成材料为第3～5层。 两侧拼接口预留5个直径15mm孔洞以便后续拼接固定，孔间距65cm。当 拼接完成后，拼接处由6层材料组成(两层钢丝网层)。安装与连接过程对 防护构件无损化，易于连接与拆卸，可实现防护构件重复利用。
在爆破区域周围1～2m位置，布设可拼接防护装置围挡阻击冲击波作 用，防护飞石飞散。单个可拼接防护装置尺寸为60×60cm，结构块材料由5 层防护材料组成，包括0.6cm防护网，5cm厚高密度阻燃泡沫板层，0.6cm 防护网，5cm厚玻璃棉层，0.6cm彩钢板间隔组成。单个防护构件块上安装 炸药和压力传感器，当防护块传感器所受压力超过一定值之后，防护块上 的炸药发生自爆，以抵抗建筑物爆破时产生的冲击波和飞石飞散。
可拼接防护装置由可拼接防护块铰接连接而成，在拼接完成后，添加 交叉支撑装置，保证防护装置的整体结构刚度。防护装置顶层和侧边的防 护块可通过铰链与环境墙体固定，底层防护块可与万向轮连接，实现防护 构件整体移动。
在爆破构件外侧直接包覆2层高纤维幕网，并用铁丝绑扎，作为飞石 防护的第一道防护网。
步骤5、降尘、降噪防护：在爆破区和静力切割区敷设降尘和降噪装置； 为降低爆破过程中粉尘量过大，开始爆破前在爆破区域结构物内部洒水。 在周边爬架上设置喷淋装置，喷淋水管网按照横纵垂直交叉布置，间距均 为10m。喷淋管网上方覆盖一层帆布。喷淋管网安装5个灰尘浓度参数检 测模块，采用光感应原理进行灰尘浓度检测，根据实时灰尘浓度调整喷淋 水量，最大化节约喷淋用水。
步骤6、炸药起爆：将步骤3中划分的起爆区域，在起爆区域内设置 电子雷管，将所有电子雷管以并联的方式连接到爆破母线上，母线连至专 用起爆器上，通过专业起爆器按照起爆顺序起爆；
步骤6中的起爆顺序为将起爆区域划分为12个起爆单元,其中8个起爆 单元组成内部区域，分为两排，第一排单元编号从左至右分别为5号、3号、 1号和8号，第二排单元编号从左至右分别为7号、2号、4号和6号；另 外4个起爆单元分别位于内部区域的左上角、右上角、左下角和右下角， 左上角编号为9号，右上角编号为11号，左下角编号为12号，右下角编 号为10号；起爆顺序按照1号～12号的顺序，依次延时起爆；当上层的起 爆单元起爆结束，进入下层的起爆单元开始起爆，直至所有起爆单元结束； 延时起爆的方法为每个起爆单元比上一个起爆单位延时0.5s起爆，上下楼 层起爆间隔时间为2s。延时起爆的方法为每个起爆单元比上一个起爆单位 延时0.5s起爆，上下楼层起爆间隔时间为2s。
步骤3中的炸药量的计算方法为根据萨道夫斯基公式，变形后得到允 许的最大单起爆单元的爆药量计算公式为：
Qmax＝(Vc/K)3/α×R3
式中，Qmax——最大单段爆药量，kg；
Vc——保护对象安全允许质点振速，cm/s。
R——爆破中心点至被保护目标的距离，m；
K、α——与爆破地形、地质条件等有关的系数和地震波衰减指 数。K、α的具体数值可以通过查表得到。
步骤7、爆破完成后，清渣队伍进场清理渣土：将电梯井道洞口改造成 活动式垃圾投料口，清渣队伍通过施工电梯从未爆破区域进入，利用电梯 井道作为渣土垂直运输通道，其它楼层核心筒电梯口全部使用砌块封闭， 避免渣土掉落产生的大量灰尘和噪声并保护施工人员安全，同时在楼层内 湿润建筑垃圾，避免将干燥的垃圾直接投入井道内。在一层出料口处设置 减震钢板斜坡进行减震，减震钢板上铺设橡胶板，能有效释放重力势能、缓冲物料落点处的冲击力，也可达到安全、环保的功能。
步骤8、清渣结束后，搭设本层临时支撑，对第一拆除单元的顶板结构 进行切割和吊运下放；
a、待建筑物爆破及清渣结束后，搭设临时支撑架，对拆除单元层需要 进行切割的部分进行划分，分为顶板结构、墙体结构和柱体结构；
b、顶板结构的切割按照先切割楼板，再切割次梁，随后切割主梁的顺 序；
c、在切割主梁和次梁时，根据梁体结构、切割面位置和吊点位置，验 算该层的梁体荷载、支撑架荷载、保证下层梁体和楼板的稳定性；
d、将支撑架紧贴主梁梁体和次梁梁体的下表面，保证梁体分离后能够 落在支撑架上；切割后的块体及时吊离支撑架，运出建筑物；
e、墙体结构在切割之前，为防止墙体倾斜在其周围搭设支撑脚手架， 并在墙体上钻有穿绳孔，穿绳孔上通过固定结构与其他未拆除的墙体进行 固定连接；
f、在切割后将块体吊装时，块体上设置有至少两个吊装孔；
g、柱体结构的切割先对柱体进行分块，分块的单块重量必须小于塔吊 的额定起重量。
具体的为首先切除楼板，再切割次梁和主梁。在切割梁结构时，需根 据梁体结构、切割面位置和吊点位置，验算该层梁体荷载、支撑结构荷载、 下层梁体和楼板的稳定性，合理布局支撑。切割时，支撑点需紧贴梁体下 底面，保证梁体分离后能平稳落在支撑上，切割后的块体必须及时吊出支 撑架，禁止块体长时间放置于支撑架上。根据塔吊的可承受荷载，控制拆 分构件质量，以确保吊运安全。梁构件吊装孔不少于4个，距梁板两端距 离为梁长的1/6处且不小于600mm。
步骤9、对静力切割区进行静力切割拆除和吊运下放；切割墙体时，周 边需要搭设防止墙体倾斜的支撑脚手架。为防止切割块发生偏移影响切割， 在切割前需预先钻好穿绳孔，并通过穿绳孔安装钢管与其它未拆除的墙体 进行连接固定，起到拆除块平衡的作用。吊装时，剪力墙构件吊装孔不少 于两个，吊装孔直径为108mm，距顶端自由面不小于800mm，距侧向自由 面水平长度的1/6处且不小于400mm。
切割柱体时，需要先对柱体结构单元进行划分，分块后单块重量必须 小于塔吊的额定起重量。框架柱切割时，在柱的侧向布置钢管支撑防止倾 覆，然后进行切割施工。切割完成后，使用金刚石薄壁钻孔机钻设吊装孔， 框架柱两侧打孔插钢棒，柱体切割之后每块混凝土板需钻4个直径108mm 的吊装孔，使用吊装钢丝绳穿过柱体进行吊装作业。
步骤10、完成清渣工序交接，转入第二拆除单元，按照上述施工循环模 式施工，直至地面一层，完工。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技 术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换 或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超高层建筑物的拆除方法,其特征在于包括如下步骤:
步骤1、搭设建筑物外围作业平台：在超高层建筑物的外围搭建高度为四层且可上下移动的便捷安全防护架；
步骤2、预拆除：以每两个楼层为一个拆除单元，自上而下分为第一拆除单元、第二拆除单元，以此类推直至到达建筑物一层；然后对所述第一拆除单元进行预拆除；
步骤3、穿孔装药：将第一拆除单位分为爆破区和静力切割区，所述爆破区分为内部核心筒区域和框架内层立柱区域；所述框架内层立柱区域包括承重立柱和支撑立柱；所述内部核心筒区域和框架内层立柱区域内的立柱分为混凝土立柱和劲性柱，墙体分为普通墙体和剪力墙；以内部核心筒区域的横轴线和纵轴线为分隔线，将内部核心筒区域划分为一组起爆区域，选择位于核心筒主体的全部立柱和框架内层的支撑立柱为爆破对象，根据其为混凝土立柱和劲性柱，普通墙体和剪力墙进行区分，在其上进行炮孔钻凿并放置炸药包；
步骤4、安全防护：在爆破区和楼梯外侧及周边布设安全防护装置；
步骤5、降尘、降噪防护：在爆破区和静力切割区敷设降尘和降噪装置；
步骤6、炸药起爆：将步骤3中划分的起爆区域，在起爆区域内设置电子雷管，将所有电子雷管以并联的方式连接到爆破母线上，母线连至专用起爆器上，通过专业起爆器按照起爆顺序起爆；
步骤7、爆破完成后，清渣队伍进场清理渣土：将电梯井道洞口改造成活动式垃圾投料口，清渣队伍通过施工电梯从未爆破区域进入，利用电梯井道作为渣土垂直运输通道；
步骤8、清渣结束后，搭设本层临时支撑，对第一拆除单元的顶板结构进行静力切割和吊运下放；
步骤9、对静力切割区进行静力切割拆除和吊运下放；
步骤10、完成清渣工序交接，转入第二拆除单元，按照上述施工循环模式施工，直至地面一层，完工。
2.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤2中的预拆除包括爆破区域全部非承重蒸汽加压混凝土墙体、门窗拆除，水电气、供暖、通信管线及金属垃圾通道切断。
3.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤3中的混凝土立柱的穿孔装药包括如下步骤：
(1)在混凝土立柱的纵断面上设置两纵排穿孔，所述两纵排穿孔的中轴线距离为40cm，所述两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，所述穿孔的孔道深度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长；
(2)孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道出口处从内到外依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取35mm。
4.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤3中的劲性柱的穿孔装药包括如下步骤：
S1、在劲性柱的纵断面上设置两纵排穿孔，所述两纵排穿孔的中轴线距离为40cm，所述两纵排上互相对应的穿孔的高度差为50cm，所述穿孔的孔道深度为：
L＝B-δ/2
其中，δ为立柱厚度；B为立柱的最大边长；
S2、孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道出口处依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取劲性柱短边长度的一半；
S3、劲性柱内含有内型钢，在相邻所述内型钢的地方设置倾斜孔道，所述倾斜孔道内设置有线性聚能切割器；所述倾斜孔道由两条孔道组成，两条孔道的纵切面呈“V”形，“V”形孔道的尖端在内型钢处，“V”形孔道的入口和出口均在劲性柱的外表面；所述“V”形孔道的两条孔道之间具有夹角，所述夹角范围为30°～45°。
5.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤3中的剪力墙的穿孔装药包括如下步骤：
①在剪力墙上开凿拱形墙洞；
②在剪力墙的顶部和底部设置两条贯穿的孔道，顶部孔道距离上楼板0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，所述顶部孔道和底部孔道内均安装有X形聚能切割器；
③所述顶部孔道和底部孔道之间设置有一组水平孔道，一部分水平孔道从左侧墙体进入，每相邻两个左侧进入的水平孔道之间有一条从右侧墙体进入的水平孔道；
④水平孔道内间隔布设炸药包和导爆索，药包间隔距离为0.3米，孔道出口处由内至外依次安装数码雷管和水袋，并进行填塞；炮孔装药后的净堵塞长度L1需满足：
L1≥(1.1～1.2)W
其中，W为最小抵抗线，取剪力墙断面壁厚的一半。
6.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤3中的普通墙体的穿孔装药包括如下步骤：
A、在普通墙体的顶部和底部设置两条贯穿的孔道，顶部孔道距离上楼板0.5m，底部孔道距离下楼板0.5m，所述顶部孔道和底部孔道内均安装有X形聚能切割器；
B、在普通墙体两面上分别安装W形双层聚能切割器，W形双层聚能切割器通过限位板固定；爆破拆除时，下层聚能切割器先产生“刀片”状射流，首先作用于普通墙体混凝土，破碎结构混凝土表面，随后上层切割器产生“刀片”状射流，对普通墙体内部钢筋进行进一步切割。
7.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤6中的起爆顺序为将起爆区域划分为12个起爆单元,其中8个起爆单元组成内部区域，分为两排，第一排单元编号从左至右分别为5号、3号、1号和8号，第二排单元编号从左至右分别为7号、2号、4号和6号；另外4个起爆单元分别位于所述内部区域的左上角、右上角、左下角和右下角，所述左上角编号为9号，右上角编号为11号，左下角编号为12号，右下角编号为10号；起爆顺序按照1号～12号的顺序，依次延时起爆；当上层的起爆单元起爆结束，进入下层的起爆单元开始起爆，直至所有起爆单元结束；延时起爆的方法为每个起爆单元比上一个起爆单位延时0.5s起爆，上下楼层起爆间隔时间为2s。
8.根据权利要求2所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：所述步骤3中的炸药量的计算方法为根据萨道夫斯基公式，变形后得到允许的最大单起爆单元的爆药量计算公式为：
Qmax＝(Vc/K)3/α×R3
式中，Qmax——最大单段爆药量，kg；
Vc——保护对象安全允许质点振速，cm/s；
R——爆破中心点至被保护目标的距离，m；
K、α——与爆破地形、地质条件有关的系数和地震波衰减指数。
9.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：步骤4中的安全防护分为(1)覆盖防护：所述覆盖防护包括利用覆盖保护层对建筑物楼板和被爆体进行覆盖保护，防止飞石及粉尘从核心筒顶部空洞飞散；(2)近体防护：所述近体防护包括利用安全防护装置封闭非爆破区域的门和窗户，阻挡飞石和烟尘；(3)保守防护：所述保守防护包括在建筑物楼体外侧设置减震沟，并在爬架作业平台外围安装两层钢丝网进行防护，隔绝飞石。
10.根据权利要求1所述的一种超高层建筑物的拆除方法，其特征在于：步骤8中的静力切割方法为：
a、待建筑物爆破及清渣结束后，搭设临时支撑架，对拆除单元层需要进行切割的部分进行划分，分为顶板结构、墙体结构和柱体结构；
b、所述顶板结构的切割按照先切割楼板，再切割次梁，随后切割主梁的顺序；
c、在切割主梁和次梁时，根据梁体结构、切割面位置和吊点位置，验算该层的梁体荷载、支撑架荷载、保证下层梁体和楼板的稳定性；
d、将支撑架紧贴主梁梁体和次梁梁体的下表面，保证梁体分离后能够落在支撑架上；切割后的块体及时吊离支撑架，运出建筑物；
e、所述墙体结构在切割之前，为防止墙体倾斜在其周围搭设支撑脚手架，并在墙体上钻有穿绳孔，所述穿绳孔上通过固定结构与其他未拆除的墙体进行固定连接；
f、在切割后将块体吊装时，块体上设置有至少两个吊装孔；
g、所述柱体结构的切割先对柱体进行分块，所述分块的单块重量必须小于塔吊的额定起重量。
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