CN212227894U

CN212227894U - 坝体外电梯井一次性爆破拆除装置

Info

Publication number: CN212227894U
Application number: CN202020872401.7U
Authority: CN
Inventors: 罗瑞; 陈祖荣; 蒋亨强; 孟继慧; 黄财有; 刘振宇; 赖建文; 苗国权; 林立
Original assignee: Sinohydro Bureau 16 Co Ltd
Current assignee: Sinohydro Bureau 16 Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2030-05-22

Abstract

一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其要点为：在电梯井表面制作垂直到底的炮孔，炮孔孔径d为75mm～100mm；孔深为H₁=H+h，H为坝体外电梯井实际高度，炮孔超深h，坝体外电梯井与坝体连接部位：1‑2排炮孔，每排2‑6个，坝体外电梯井墙体：D₂≤0.6m则不考虑布置炮孔，0.6m＜D₂≤2.5m,在墙体中心部位打1‑2个炮孔；炸药柱由药卷、固定件和雷管构成，药卷和雷管固定在固定件上，上、下两端为雷管，中间药卷等间隔固定，雷管与导爆索复式连接，导爆索的尾端与击发枪连接。本实用新型避免了多次炮孔造孔作业，炮孔装药和连接爆破网络等工序，提高了效率。爆破效果佳，有利于墙体破碎，便于后期清渣运输。

Description

坝体外电梯井一次性爆破拆除装置

技术领域

本实用新型涉及混凝土爆破拆除领域，尤其适用于大坝坝体外电梯井控制爆破拆除施工。

背景技术

爆破拆除技术是拆除大型建筑物的主要手段，在社会建设和经济发展中起到了重要的作用。

在混凝土重力坝拆除施工中，坝体外电梯井在重力坝的外侧要先拆除，坝体外电梯井离地面较高，三面临空，而且电梯井所用混凝土为钢筋混凝土，强度较高，目前对坝体外电梯井多采用分层拆除的方法，存在以下问题：

(1)需多次进行炮孔造孔作业，炮孔装药和连接爆破网络等施工工序，分层越多，耗费的人力物力越多，安全风险越大，可能导致工期滞后。

(2)每一层爆破结束后需进行爆破面清渣，然后再进行下一层爆破作业，增加了爆破面清渣的工序，费时费力，施工成本增加。

(3)坝体外电梯井墙体由于建筑时间久远，强度等无法预控，前一层爆破拆除后，爆破冲击对下一层混凝土的影响是不确定的，极有可能影响下一层混凝土的完整性，导致无法继续下一层爆破，而要通过人工机械拆除，这样将大大增加拆除的时间和工人的劳动强度。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有坝体外电梯井分层拆除存在的缺陷，提供一种安全高效的坝体外电梯井一次性爆破拆除装置。

本实用新型所采用的技术方案是一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其要点在于,在电梯井表面制作垂直到底的炮孔，矩形电梯井的四面墙分成二个不同爆破单元，分别为坝体外电梯井与坝体连接部位、坝体外电梯井三面墙体，坝体外电梯井与坝体连接部位：1-2排炮孔，每排2-6个，炮孔孔径d为75mm～100mm；钻孔深度为H₁＝H+h，H为坝体外电梯井实际高度，炮孔超深h，h＝(0.2～0.3)W,W为最小抵抗线；坝体外电梯井墙体：电梯井墙体厚度为D₂，D₂≤0.6m则不考虑布置炮孔，0.6m＜D₂≤2.5m,在墙体中心部位打1-2个炮孔，当为2个炮孔时，以中心对称分布两个炮孔；炸药柱由药卷、固定件和雷管构成，药卷和雷管固定在固定件上，上、下两端为雷管，中间药卷等间隔固定，雷管与导爆索复式连接，导爆索的尾端与击发枪连接。

坝体外电梯井为矩形，本实用新型将之分为坝体外电梯井与坝体连接部位及坝体外电梯井墙体(三面)两个不同的爆破单元进行设计。当电梯井墙体厚度较薄时，考虑到钻孔精度，太高的电梯井，可能穿孔等因素，本实用新型只适用于H≤20m电梯井拆除，本实用新型一次性钻孔、装药、起爆，所花的时间短，无需多次进行炮孔造孔作业、爆破面清渣，安全高效。爆破力是向四周散开，在坝体外电梯井与坝体连接部位本实用新型在计算单孔装药量Q_n时以炮孔与临空边的距离为依据，而在坝体外电梯井墙体内布孔时，由于墙体厚度远小于墙体的长度，在计算单孔装药量Q_n时以墙体的厚度为依据。

当坝体外电梯井与坝体连接部位的厚度M小于等于1.5m时，电梯井连接部位布置单排炮孔，炮孔的中心与临空边的距离为排距a为0.5-0.8M，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置；当1.5m＜M＜3.5m时，炮孔电梯井连接部位布置两排炮孔，前排炮孔中心与临空边的距离排距a₁为1.2-1.5m，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a₁相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置；第二排与第一排的排距a₂为1.2-1.5m，第二排与第一排成垂直列分布。

本实用新型的炮孔孔径d为76mm或90mm。从爆破经济效果和装药施工来说，炮孔孔径越大装药越多，单孔爆破方量越多，炮孔直径越大装药也越方便，且不宜发生堵孔现象。从爆破效果来看，炮孔孔径越小，炸药在炮孔内分布更均匀，爆破效果更好。

W等于炸药到临空面的最小值，也就是孔距、排距和堵塞这三者中的最小值。

炮孔超深根据经验公式计算：h＝(0.2-0.3)W,W为最小抵抗线，对于钢筋混凝土系数取较大值，取0.3。

炸药柱的上端具有堵塞柱，堵塞柱的长度与炮孔孔径成正比，与炸药单耗成反比。

上、下两个雷管为ms15段雷管，延时880ms，雷管脚线引出与主线连接，至同段相邻孔。孔间接力雷管选用ms2段(均为2个)，延时25ms。

本实用新型的优点：是对坝体外电梯井整体一次性爆破拆除，避免了多次炮孔造孔作业，炮孔装药和连接爆破网络等工序，提高了效率。在孔内底部和顶部各安装1个ms15段雷管，延时880ms，安装两个ms15段雷管是为了(防止其中一个损坏)，孔间接力雷管选用ms2段(均为2个)，延时25ms，能更好的利用爆破所产生的动能，爆破效果最佳。绘制爆破网格图，能更精确的计算所需药量。我们在外侧的三面墙体内也布置了炸药，爆破使墙体内部松动，电梯井掉落后会碎成小块，便于后期清渣运输。

附图说明

图1为本实用新型爆破孔位布置图

图2为坝体外电梯井与坝体连接部位爆破装药结构图

图3为坝体外电梯井墙体内爆破装药结构图

图4为坝体外电梯井爆破起爆网络布置图

其中：1坝体外电梯井与坝体连接部位、2坝体外电梯井墙体、3炮孔、4药卷、5导爆索、6竹片、7导爆雷管、8炮孔堵塞。

具体实施方式

下面结合视图对本实用新型进行详细描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。

实施例1，如图1所示，坝体外电梯井的尺寸(单位为米)为：高为16，坝体外电梯井与坝体连接部位的厚度为2.28，坝体外电梯井三面墙体的厚度分别为0.9、1.5、1.5，中间矩形电梯井的尺寸为：5.05*6，要对其进行拆除，本实用新型对坝体外电梯井进行整体一次性爆破拆除，在电梯井表面制作垂直到底的炮孔，矩形电梯井的四面墙分成二个不同爆破单元，分别为坝体外电梯井与坝体连接部位1、三面坝体外电梯井墙体2，坝体外电梯井与坝体连接部位：2排炮孔，每排4个，炮孔孔径d为75mm～100mm，在现有钻头的尺寸中进行选择，采用液压钻机进行钻孔，本实用新型炮孔3直径d选择90mm；钻孔深度为H₁＝H+h＝16.3米，H为坝体外电梯井实际高度，一般是指电梯井上方电梯机房使用机械拆除完成后，从坝面到底部的距离，h—炮孔超深，其作用在于克服底盘阻力，使炸出的底盘比较平整，防止根底的产生，h＝(0.2-0.3)W,对于钢筋混凝土系数取0.3，W等于炸药到临空面的最小值，也就是孔距排距和堵塞这三者中的最小值，Z类孔W＝0.45m-0.75m，本实用新型为了方便钻孔操作Z类孔的h统一取0.1m,T类孔W＝1.2m,为了方便钻孔操作T类孔的h取0.3m。

坝体外电梯井墙体：电梯井墙体厚度为D₂，D₂≤0.6m则不考虑布置炮孔，0.6m＜D₂≤2.5m,在墙体中心部位打1-2个炮孔，当为2个炮孔时，以中心对称分布两个炮孔；炸药柱由药卷、固定件和雷管构成，药卷和雷管固定在固定件上，上、下两端为雷管，中间药卷等间隔固定，雷管与导爆索复式连接，导爆索的尾端与击发枪连接。

单孔耗药量K的确定：首先确定混凝土强度等级，并对应岩石类别，然后查《爆破工地确定单位耗药量K值的方法》(《爆破工地确定单位耗药量值的方法》(《公路》1965年10期))中表2《单位用药量K值表》所对应的松动药包K值，电梯井钢筋混凝土强度等级为R28300D300，该强度对于岩石级别为Ⅸ左右，查《爆破工地确定单位耗药量K值的方法》中表2《单位用药量K值表》中所对应的松动药包K值在0.60kg/m³左右爆破效果最好、T₁排炮孔的单耗药量K取0.60kg/m³，T₂排炮孔K值应比T₁排炮孔K值大0.1kg/m³-0.3kg/m³，为了产生比松动爆破更大的爆破推力，最终达到电梯井与坝体爆破分离的目的，T₂排炮孔K值取0.8kg/m³；

当坝体外电梯井与坝体连接部位的厚度D₁小于等于1.5m时，电梯井连接部位布置单排炮孔，炮孔的中心与临空边的距离为排距a，a＝(0.5-0.8)D₁，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置，b/a＝1.0-1.3；当1.5m＜D₁＜3.5m时，炮孔电梯井连接部位布置两排炮孔，前排炮孔中心与临空边的距离排距a₁为1.2-1.5m，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a₁相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置，当布置多排炮孔时b/a＝1.5-2.0；第二排与第一排的排距a₂为1.2-1.5m，第二排与第一排成垂直列分布；本实用新型D₁厚度为2.28，爆破孔成矩形形式布置，设置2排，图中编号T类的爆破孔为坝体外电梯井与坝体连接部位的爆破孔，初步拟定孔排距a在1.1m-1.2m范围，共8个爆破孔。由于坝体外电梯井与坝体连接部位有大量插筋，排距a选择1.2m，这样第二排孔位于坝体内，有利于破坏连接钢筋，使电梯井与坝体分离。列间距选择：整体宽8.4米，两侧的第一孔，即图中的第1、4列孔与临空边的距离临空边的距离等于排距a，1.2m，剩下中间6米等间隔分布其余的2个炮孔，间距b＝2m。

单孔装药量Qn计算：绘制爆破网格图，爆破网格为矩形，单排炮孔的一排孔的中心连线为矩形的一条直边，相邻两个孔的中心线为矩形的另一条直边，两侧炮孔的另两条直边分别为临空面，中间孔另两条直边分别为临空面和另一侧相邻两个孔的中心线；双排炮孔的第一排孔的网格图与单排炮孔的相同，第二排与第一排呈直线列，爆破网格以第二排与第一排中心连线分别为矩形的一条直边垂直的两边与第一排孔相同，以此爆破矩形网格为单孔爆破方量V_n的计算依据，V_n＝S_n*H,计算单孔爆破方量Q_n值时，满足Q_n/V_n最大限度的接近K值，V_n为相对应网格的体积。具体数据见表1。

坝体外电梯井墙体2内布孔、装药：电梯井墙体厚度为D₂，D₂≤0.6m则不考虑布置炮孔，0.6m＜D₂≤2.5m,在墙体中心部位打1-2个炮孔，当为2个炮孔时，以中心对称分布两个炮孔，单孔爆破方量V_n＝D₂ ²*H，计算单孔爆破方量Q_n值时，满足Q_n/V_n最大限度的接近K值。钻孔深度、钻孔孔径、单耗药量K值和堵塞长度确定同上；

本例的坝体外电梯井三面墙体的厚度分别为0.9、1.5、1.5，中间矩形电梯井的尺寸为：5.05*6，编号为Z类的爆破孔为电梯井墙体内的爆破孔，每面墙体中部的位置布置1到2个炮孔，共4个。

如图2、3所示，本实用新型所提供的方法方案中装药结构图。由于坝体外电梯井与坝体连接部位有大量插筋，T2-1-4排在T1-1-4排的基础上爆破孔设计单耗应增加0.1kg/m³-0.3kg/m³，为了产生比松动爆破更大的爆破推力，最终达到电梯井与坝体爆破分离的目的。单孔装药量计算公式如下：

单孔炸药量(kg)＝K(kg/m³)*H(m)*V_单孔(m³)

爆破孔装药情况如表1：

表1爆破孔装药情况表

孔号	孔距(m)	间距(m)	H(m)	单耗(kg/m<sup>3</sup>)	炸药量(kg)
						T1-1	1.2	2.2	16.0	0.60	25.5
T1-2	1.2	2.0	16.0	0.63	24.0
						T1-3	1.2	2.0	16.0	0.63	24.0
T1-4	1.2	2.2	16.0	0.60	25.5
						T2-1	1.2	2.2	16.0	0.78	33.0
T2-2	1.2	2.0	16.0	0.78	30.0
						T2-3	1.2	2.0	16.0	0.78	30.0
T2-4	1.2	2.2	16.0	0.78	33.0
						Z1-1	0.45	0.45	16.0	0.62	2
Z1-2	0.75	0.75	16.0	0.56	5
						Z1-3	0.75	0.75	16.0	0.56	5
Z1-4	0.75	0.75	16.0	0.56	5

选用黄泥作为炮孔堵塞物，堵塞长度与炮孔孔径成正比，与炸药单耗成反比，参考《炮孔堵塞长度的计算》(《矿冶工程》第19券第4期1999年12月)；中表1的值，松动炮孔堵塞长度L_s理论范围在1.5m-2.0m，若计算出的单孔药量长度加堵塞长度大于H时，则需重新选择爆破孔间的间距a和b；

炸药可选用φ60(单管炸药量1.5kg，单管长度46.5cm)和φ32(单管炸药量0.2kg，单管长度24.5cm)的胶状乳化炸药药卷4，采用不耦合装药，可降低爆炸初压，减小过粉碎和增大抛掷功的比例。本实用新型电梯井与坝体连接部位的炮孔选择φ60，按上表最大的装药量的炸药柱长度为22*0.465m＝10.23m，加上堵塞长度L_s＝2m小于16.0m，满足要求。坝体外电梯井三面墙体的炮孔选用φ32的胶状乳化炸药药卷。均为双股导爆索5，药卷采用竹片6绑扎，间隔装药，并在炮孔上部和下部各安装一发ms15段导爆雷管7。为了使炸药产生良好的爆破效果选用黄泥作为堵塞材料，堵塞炮孔，炮孔堵塞8长度Ls取2m。

如图4所示，本实用新型所提供的方法方案中起爆网络布置图。起爆网络选用较为经济实用的非电毫秒雷管起爆网络，导爆索起爆，导爆索采用复式连接(相当于U型连接)。连接起爆网络方式为孔间毫秒微差爆破，在孔内底部和顶部各安装1个ms15段雷管(防止其中一个损坏)，延时880ms，雷管脚线引出与主线连接，至同段相邻孔。孔间接力雷管选用ms2段(均为2个)，延时25ms，采用击发枪起爆。起爆顺序为：先同时起爆墙体内炸药(击发枪击发后，905ms时Z1-1--Z1-4同时起爆)，然后在从右到左依次起爆连接部位炸药，且同时只起爆两个孔的炸药(930ms时T1-4和T2-4起爆，955ms时T1-3和T2-3起爆，980ms时T1-2和T2-2起爆，1005ms时T1-1和T2-1起爆)。该起爆网络的最大单响药量Q₁为63.0kg，周围保护建筑物的类别有开关站、厂房、水电站及中控室等，离爆破点的距离大约为120m，确定允许振速最小为0.5cm/s，计算出允许最大单响药量Q_S＝139kg，满足Q₁＜Q_S。

Claims

1.一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，在电梯井表面制作垂直到底的炮孔，矩形电梯井的四面墙分成二个不同爆破单元，分别为坝体外电梯井与坝体连接部位、坝体外电梯井三面墙体，坝体外电梯井与坝体连接部位：1-2排炮孔，每排2-6个，炮孔孔径d为75mm～100mm；钻孔深度为H₁=H+h，H为坝体外电梯井实际高度，炮孔超深h， h=(0.2～0.3)W,W为最小抵抗线；坝体外电梯井墙体：电梯井墙体厚度为D₂，D₂≤0.6m则不考虑布置炮孔，0.6m＜D₂≤2.5m, 在墙体中心部位打1-2个炮孔，当为2个炮孔时，以中心对称分布两个炮孔；炸药柱由药卷、固定件和雷管构成，药卷和雷管固定在固定件上，上、下两端为雷管，中间药卷等间隔固定，雷管与导爆索复式连接，导爆索的尾端与击发枪连接。

2.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，当坝体外电梯井与坝体连接部位的厚度M小于等于1.5m时，电梯井连接部位布置单排炮孔，炮孔的中心与临空边的距离为排距a为0.5-0.8M，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置；当1.5m＜ M＜3.5m时，炮孔电梯井连接部位布置两排炮孔，前排炮孔中心与临空边的距离排距a₁为1.2-1.5m，两侧炮孔中心与两侧临空边的距离与排距a₁相等，确定两个边孔后，中间的炮孔等间距b布置；第二排与第一排的排距a₂为1.2-1.5m，第二排与第一排成垂直列分布。

3.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，炮孔孔径d为76mm或90mm。

4.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于， W等于炸药到临空面的最小值，是孔距、排距和堵塞长度这三者中的最小值。

5.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，对于钢筋混凝土系数取0.3，炮孔超深：h=0.3W。

6.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，炸药柱的上端具有堵塞柱，堵塞柱的长度与炮孔孔径成正比，与炸药单耗成反比。

7.根据权利要求1所述的一种坝体外电梯井一次性爆破拆除装置，其特征在于，上、下两个雷管为ms15段雷管，延时880ms，孔间接力雷管选用ms2段，延时25ms。