一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块的制作方法

本实用新型属于工程爆破技术领域，具体涉及角钢钢结构构件及建构筑物爆破拆除的方法，特别涉及一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块。

背景技术：

目前越来越多的建筑采用钢结构，如厂房、桥梁、航站楼、高铁站、会展中心、大跨度、大空间、可分割使用的轻钢住宅等；但随着钢结构因规划或使用寿命到期等原因需要拆除，传统的爆破拆除技术不能满足钢结构建筑物拆除的需求。

小型钢结构建筑物拆除，采用机械切割拆除法和化学切割拆除法；大型和特大型钢结构建筑物爆破拆除时，由于其结构本身为空心甚至是板型材料，无法打孔装药，一般采用聚能切割装药技术进行爆破拆除，如采用聚能药包、外敷药包爆破的工艺。

聚能药包爆破需采用高猛度高爆速炸药，此类炸药多为管制品，民用难以实现；同时高猛度高爆速炸药加工的聚能药包仅能射流作用于板材爆破切割，即仅能在钢板上切缝而无法产生大开口使整体结构破坏失稳。

外敷药包爆破紧贴待拆除物炸药做功能力局部集中在接触处，未紧贴拆除物炸药能量大部分未直接作用到拆除物上，大部分做无用功，且产生的爆炸冲击波、爆破飞石和噪音都不易防控，无法在环境复杂的居住和生产环境下实施。

发明专利申请号为201410202006.7的专利文献公开了一种筒形钢柱结构建构筑物的爆破拆除方法，具体涉及断面为田字型、日字型和口字型等多种筒形钢柱结构构件及建构筑物的爆破拆除方法，操作步骤是a、在待爆破柱状钢结构内部浇筑混凝土；b、混凝土的养护 ；c、在柱状钢结构的正面氧割钻炮孔；d、在柱状钢结构上预切缝；e、确定爆破参数并装药连线 ；f、防护 ；g、爆破。该技术方案采用筒形內筑混凝土爆破，仅适用于断面面积较大的筒形钢结构，施工现场浇筑混凝土和养护时间长，打孔作业破坏已浇筑混凝土结构，混凝土内部损伤不可知，影响装药量判断且复杂环境下焊接和浇筑操作难度大。

角钢是钢结构中应用比较广泛的类别，目前尚没有针对角钢钢结构进行拆除爆破的工艺。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术存在的技术问题之一，针对角钢结构建构筑物的结构特点，提出一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块。

本实用新型的技术解决方案是：一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块，包括：

长方体型盒形模具，所述长方体型盒形模具底部封口，上端开口，贴着模具内壁竖直固定放入一根吸管做为预留穿线孔；所述长方体型盒形模具内浇注有混凝土，在混凝土内预埋一根预留PVC管；所述吸管内腔中无混凝土；

所述长方体型盒形模具内混凝土养护完成后脱模即为分体装配式预制模块；

所述预留PVC管内填入乳化炸药和导爆管雷管即为分体装配式装药模块。

根据本实用新型实例，所述预制混凝土分体模块还包括空心筒形钢梁，所述空心筒形钢梁由与待爆破拆除角钢相同的附属角钢和待爆破拆除角钢焊接组成，截面为长方形，所述空心筒形钢梁底部使用与角钢相同材质的钢板无缝焊接；所述分体装配式装药模块装入空心筒形钢梁。

根据本实用新型实例，预留PVC管位于长方体型盒形模具正中央。

根据本实用新型实例，预留PVC管沿长方体型模具一个直角处紧贴模具内壁竖直预埋。

根据本实用新型实例，分体装配式装药模块中的预留PVC管管口堵塞炮泥。

根据本实用新型实例，所述分体装配式装药模块装入空心筒形钢梁至少两块，每块分体装配式装药模块之间用炮泥间隔，所述空心筒形钢梁焊接的底部填有炮泥。

根据本实用新型实例，所述空心筒形钢梁自横向切割预裂缝。

根据本实用新型实例，所述分体装配式装药模块中的导爆管从预留吸管口穿过，每块分体装配式装药模块的导爆管到达空心筒形钢梁上端孔口，抓成一束。

一种预制混凝土分体模块爆破拆除角钢结构的方法，包括如下步骤：

步骤1：制作与待爆破拆除角钢相同的附属角钢一块；

步骤2：将此附属角钢长边与待爆破拆除角钢焊接组成为一个截面为长方形的空心筒形钢梁；

步骤3：使用与角钢相同材质的钢板将空心筒形钢梁底部无缝焊接；

步骤4：以爆破拆除角钢的两个边数据为长与宽制作塑料长方体型盒形模具，此盒形模具底部封口，上端开口；

步骤5：将此长方体型盒形模具置于水平地面上，贴着模具内壁竖直固定放入一根吸管，沿着模具上端开口浇灌入混凝土，保持吸管内腔中无混凝土；浇筑到1/3~1/4高度后，待混凝土自然沉降完成，在长方体型盒形模具已浇灌混凝土上面竖直预埋入一根预留PVC管，此预留PVC管至少有1cm插入到已浇灌混凝土内；

步骤6：沿着PVC管外壁与长方体型盒形模具内壁之间继续浇灌混凝土，直至混凝土自然沉降完成与长方体型盒形模具上端开口平齐；

步骤7：对浇灌的混凝土进行养护，待养护完成后进行脱模，就得到一块分体装配式预制模块；

步骤8：按上述方法再制作两块相同的分体装配式预制模块，沿着预留PVC管先将三个分体装配式装药模块中分别填入2#岩石乳化炸药和导爆管雷管，再用炮泥沿着预留PVC管堵塞至PVC管管口，得到三个分体装配式已装药模块，分别命名为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号分体装配式已装药模块；

步骤9：在空心筒形钢梁自横向切割预裂缝；

步骤10：开始装药操作，首先从开口处向空心筒形钢梁中填入炮泥于空心筒形钢梁焊接的底部，压实后装入Ⅰ号分体装配式装药模块；然后继续沿开口处向空心筒形钢梁中填入炮泥于Ⅰ号分体装配式装药模块顶部，拉出Ⅰ号分体装配式装药模块中的导爆管，使该导爆管从Ⅱ号分体装配式装药模块中预留吸管口穿过，再放入Ⅱ号分体装配式装药模块；沿开口处向空心筒形钢梁中填入炮泥于Ⅱ号分体装配式装药模块顶部，拉出Ⅱ号分体装配式装药模块中的导爆管和已穿过Ⅱ号分体装配式装药模块中预留吸管口的Ⅰ号分体装配式装药模块中的导爆管，使这两根导爆管从Ⅲ号分体装配式装药模块中预留吸管口穿过，再放入Ⅲ号分体装配式已装药模块；最后沿开口处向空心筒形钢梁中填入炮泥，正好到达空心筒形钢梁上端孔口；

步骤11：将三个分体装配式装药模块中的三根导爆管抓成一束，待警戒、防护爆破前准备工作完成后起爆。

本实用新型通过四个关键技术点来实现预制模块装配式爆破拆除钢结构：1、根据待拆除钢结构尺寸制作模具，预制分体装配式装药模块；2、装药模块可直接装配到待拆钢结构上；3、预制分体装配式装药模块侧边预留穿线孔，用来引导导爆管的走向；4、模具可反复使用。

采用上述技术方案，本实用新型相较既有方法的优点有：1、使用2#岩石乳化炸药，较管制炸药更容易获得；2、炸药利用率高，节省炸药成本，较小的药量达到预期目标；3、可选择多种装药方式和间隔方式，更充分利用炸药做功能力；4、炸药装入角钢内部，爆炸产生飞石和冲击波危害小，容易防护；5、预制件制作方法简单，且可在施工前提前制作预制件，大幅度节约时间成本，减少工期；6、预制件安装简单，易操作。

附图说明

图1为空心筒形钢梁模具示意图。

图2为分体装配式装药模块刨面图示意图。

图3为预制装药模块装配完成刨面图示意图。

图4为图3中A-A横截面图示意图。

图5为偏心分体装配式装药模块刨面图示意图。

图6为偏心预制装药模块装配完成刨面图示意图。

图7为图6中A-A横截面图示意图。

图中：1-待爆破拆除角钢；2-空心筒形钢梁；3-分体装配式装药模块；4-混凝土；5-堵塞炮泥；6-预留穿线孔；7-乳化炸药；8-导爆管雷管；9-导爆管；10-预留PVC管；11-炮泥。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步描述，并非对其保护范围的限制。

如图1-4，一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块，包括：

长方体型盒形模具，所述长方体型盒形模具底部封口，上端开口，贴着模具内壁竖直固定放入一根吸管做为预留穿线孔6；所述长方体型盒形模具内浇注有混凝土4，在混凝土4内预埋一根预留PVC管10；预留PVC管10位于长方体型盒形模具正中央。

所述吸管内腔中无混凝土；

所述长方体型盒形模具内混凝土4养护完成后脱模即为分体装配式预制模块；

所述预留PVC管10内填入乳化炸药7和导爆管雷管8即为分体装配式装药模块3。

一种爆破拆除角钢结构的预制混凝土分体模块，还包括空心筒形钢梁2，所述空心筒形钢梁2由与待爆破拆除角钢1相同的附属角钢和待爆破拆除角钢焊接组成，截面为长方形，所述空心筒形钢梁2底部使用与角钢相同材质的钢板无缝焊接；所述分体装配式装药模块3装入空心筒形钢梁。

如图1、图5-7为偏心分体装配式装药模块，预留PVC管10沿长方体型模具一个直角处紧贴模具内壁竖直预埋。

实施例一：如图1-4

待爆破拆除角钢1尺寸为80mm*80mm*8mm，用与待爆破拆除角钢1相同材质的钢材制作与待爆破拆除角钢1相同边尺寸数据的附属角钢一块，长度150cm；将此附属角钢长边对应待爆破拆除角钢1长边、短边对应短边固定到待爆破拆除角钢1上组成空心筒形钢梁2。

使用与待爆破拆除角钢1相同材质的钢板将空心筒形钢梁2底部无缝焊接。

定制一个底边长80mm、高150mm、厚度3mm的塑料正方体型盒形模具，贴着模具内壁竖直固定放入一根长15cm、直接1cm的吸管作为预留穿线孔6，沿着模具上端开口浇灌入混凝土4（标号300），浇筑高度为5cm，保持预留穿线孔6内腔中无混凝土4；待混凝土4自然沉降完成后在正方体形模具正中央竖直预埋入一根长度为11cm的预留PVC管10（直接40cm），预留PVC管10有1cm插入到已浇灌混凝土4内。

沿着预留PVC管10外壁与正方体形模具内壁之间继续浇灌混凝土4，直至混凝土4自然沉降完成并高度正好与正方体形模具上端开口高度相同。

对浇灌的混凝土进行养护，待养护完成后进行脱模，就得到一块分体装配式装药模块3。

按照爆破安全规程沿着预留PVC管10先将三个分体装配式装药模块3中分别填入50g乳化炸药7和一发导爆管雷管8，再用堵塞炮泥5沿着预留PVC管10堵塞至PVC管管口，得到三个分体装配式已装药模块，分别命名为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号分体装配式装药模块3。

在空心筒形钢梁2自上往下每隔25cm在待爆破拆除角钢1背部每隔5cm横向切割长度为角钢边长一半、宽度为5mm的预裂缝，每处共三条预裂缝，总三处。

开始装药操作，首先从开口处向空心筒形钢梁2中填入30cm厚炮泥11于空心筒形钢梁2焊接的底部，压实后装入Ⅰ号分体装配式装药模块3；然后继续沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚11炮泥于Ⅰ号分体装配式已装药模块顶部，拉出Ⅰ号分体装配式装药模块中的导爆管9，使该导爆管9从Ⅱ号分体装配式装药模块3中预留穿线孔6穿过，再放入Ⅱ号分体装配式装药模块3；沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚炮泥11于Ⅱ号分体装配式装药模块3顶部，拉出Ⅱ号分体装配式装药模块3中的导爆管9和已穿过Ⅱ号分体装配式装药模块3中预留穿线孔6的Ⅰ号分体装配式装药模块3中的导爆管9，使这两根导爆管9从Ⅲ号分体装配式装药模块3中预留穿线孔6穿过，再放入Ⅲ号分体装配式装药模块3；最后沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚炮泥11，正好到达空心筒形钢梁2上端孔口。

将三个分体装配式装药模块3中的三根导爆管9抓成一束，待警戒、防护等爆破前准备工作完成后即可起爆。

实施例一中附属角钢尺寸为80mm*80mm*8mm，长150cm；封底钢板尺寸为10cm*10cm*1cm；正方体盒形模具材质为聚乙烯，底部边长为8cm、高15cm、壁厚3mm；预留穿线孔6的材质为聚丙烯，长15cm，外径1cm，壁厚2mm；浇筑混凝土4中水泥标号300，水、砂、水泥比例为1：3：1；预埋PVC管10尺寸为长11cm、直径40cm、壁厚3mm；预切缝长40mm、宽5mm，沿着待拆除角钢1直角脊背，每分体装配式装药模块3内装药50g，装入1发雷管，三个模块总共使用150g2#岩石乳化炸药7，3发ms-3导爆管雷管8，每个装药模块之间用炮泥11间隔。最终试验效果切断长度52cm，破坏长度71cm。

实施例二：如图1、图5-7

待爆破拆除角钢1尺寸为80mm*80mm*8mm，用与待爆破拆除角钢1相同材质的钢材制作与待爆破拆除角钢1相同边尺寸数据的附属角钢一块，长度150cm；将此附属角钢长边对应1待爆破拆除角钢1长边、短边对应短边固定到待爆破拆除角钢1上组成空心筒形钢梁2。使用与待爆破拆除角钢1相同材质的钢板将空心筒形钢梁2底部无缝焊接。定制一个底边长80mm、高150mm、厚度3mm的塑料正方体型盒形模具，贴着模具内壁竖直固定放入一根长15cm、直接1cm的吸管作为预留穿线孔6，沿着模具上端开口浇灌入混凝土4（标号300），浇筑高度为5cm，保持预留穿线孔6内腔中无混凝土4；待混凝土4自然沉降完成后在正方体形模具一个内直角处紧贴正方形模具内壁竖直预埋入一根长度为11cm的预留PVC管10（直径40cm），预留PVC管10有1cm插入到已浇灌混凝土内4。沿着预留PVC管10外壁与正方体形模具内壁之间继续浇灌混凝土4，直至混凝土4自然沉降完成并高度正好与正方体形模具上端开口高度相同。对浇灌的混凝土4进行养护。待养护完成后进行脱模，就得到一块偏心分体装配式装药模块3。

按照爆破安全规程沿着预留PVC管10先将三个偏心分体装配式装药模块3中分别填入50g乳化炸药7和一发导爆管雷管8，再用堵塞炮泥5沿着预留PVC管10堵塞至PVC管管口，得到三个分体装配式已装药模块，分别命名为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号号偏心分体装配式装药模块3。

在空心筒形钢梁2自上往下每隔25cm在待爆破拆除角钢1背部每隔5cm横向切割长度为角钢边长一半、宽度为5mm的预裂缝，每处共三条预裂缝，总三处。

开始装药操作，首先从开口处向空心筒形钢梁2中填入30cm厚11炮泥于空心筒形钢梁2焊接的底部，压实后装入Ⅰ号偏心分体装配式装药模块3；然后继续沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚炮泥11于Ⅰ号偏心分体装配式装药模块3顶部，拉出Ⅰ号偏心分体装配式装药模块3中的导爆管9，使该导爆管9从Ⅱ号偏心分体装配式装药模块3中预留穿线孔6穿过，再放入Ⅱ号偏心分体装配式装药模块；沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚炮泥11于Ⅱ号偏心分体装配式装药模块3顶部，拉出Ⅱ号偏心分体装配式装药模块3中的导爆管9和已穿过Ⅱ号偏心分体装配式装药模块3中预留穿线孔6的Ⅰ号偏心分体装配式装药模块3中的导爆管9，使这两根导爆管9从Ⅲ号偏心分体装配式装药模块3中预留穿线孔6穿过，再放入Ⅲ号偏心分体装配式装药模块；最后沿开口处向空心筒形钢梁2中填入25cm厚炮泥11，正好到达空心筒形钢梁2上端孔口。将三个分体装配式装药模块3中的三根导爆管9抓成一束，待警戒、防护等爆破前准备工作完成后即可起爆。

附属角钢尺寸为80mm*80mm*8mm，长150cm；封底钢板尺寸为10cm*10cm*1cm；正方体型盒形模具材质为聚乙烯，底部边长为8cm、高15cm、壁厚3mm；预留穿线孔6的材质为聚丙烯，长15cm，外径1cm，壁厚2mm；浇筑混凝土4中水泥标号300，水、砂、水泥比例为1：3：1；预埋PVC管10尺寸为长11cm、直径40cm、壁厚3mm；预切缝长40mm、宽5mm，沿着待拆除角钢1直角脊背。每块分体装配式装药模块3内装药50g，装入1发雷管，三个模块总共使用150g2#岩石乳化炸药7，3发ms-3导爆管雷管8，每个装药模块之间用炮泥11间隔。最终试验效果切断长度54cm，破坏长度73cm。