冷却塔拆除爆破设计案例.docx

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冷却塔拆除爆破设计案例

冷却塔拆除爆破设计案例

一、工程概况

该塔底部直径47.562m,顶部直径25.948m,最小直径22.9m（位于+48m水平）,塔筒壁厚由下向上逐渐缩小,最大45cm，最小12cm。

塔基基础为圆形基础，基础以上均匀分布32对钢筋混凝土人字柱，人字柱垂高5.8m，斜长净长6.236m，横断面为40cm×25cm；128根支撑柱，支撑柱横断面为30cm×25cm。

该冷却塔距北面煤分析室只有20米，西、南面为空地，东面约40米有发电车间煤分析室。

采用定向倒塌爆破，缺口大小是冷却塔能否按设计方向倒塌的关键，若爆破缺口过小，倾倒力矩将会小于结构的极限弯矩，会出现爆而不倒的现象。

经过多次计算和论证，取爆破缺口圆角221°，冷却塔底部周长为128.59m，爆破缺口处的周长78.72m，保留部分长49.87m。

方案选择：

方案

方案一

人工方法拆除

方案二

爆破方法拆除

方案三

机械方法拆除

优缺点

1、成本低

2、工期特别长，满足不了工程进度需要

3、安全隐患多，安全性差。

1、成本较低

2、工程进度快

3、技术措施得当的情况下，安全性好。

1、投入大型设备量特别大，成本高

2、工期较长

3、施工组织难度较大，交叉作业情况多，安全性一般。

二、爆破方案和爆破缺口范围的确定：

该塔为轻型薄壁钢筋混凝土结构，上窄下宽，底部直径大，倾倒难度较大，应防止坐而不倒以及塌而不碎，因此爆破方案采用较大炸高，以获得较大的触地冲能，使薄塔筒触地充分解体。

具体采用“预处理部分塔壁板块，爆破支撑柱的定向倒塌的爆破方案”，方向为正南向。

爆破预先处理缺口为正方形，处理缺口前五个为下3m正方形，上为1.5m宽的长方形，其他缺口为下长3m，宽2m的长方形。

长方形最高5m，最低为2m，梯子形由中心线向后开，爆破缺口圆心角取221°，人字柱爆破20对,留12对。

本次爆破采用雷管段位为，Ms1、Ms3、Ms10、Ms12，除支柱和连接使用Ms1，圈梁预先切割七处，将预处理区分为六块。

内部支柱不承重，所以内部支柱爆破炮孔可以上、中、下各4个，孔距为0.3m。

需打128根。

如图：

三、爆破参数的选择：

在总结分析试爆结结果的基础上，最后确定爆破参数如下：

最小抵抗（w）   W=1/2B

炮孔间距（a）   a=（1.2～1.5）W

钻孔深度（L）   L=H—W（H为梁柱矩形截面的高度或长边尺寸）

钻孔参数表，见表1

                支柱钻孔参数表

名称

截面尺寸（m×m）

抵抗线（m）

孔距a（m）

孔深L（m）

人字柱

0.40×0.25

 0.275

0.4

0.30

支撑柱

0.3×0.25

0.2

0.3

0.20

（1）支柱钻孔要求

①钻孔时，钻机应端平，钻杆中心线应与支柱端面垂直；

②钻孔的中心线应与支柱的中心线重合，误差不得超过1cm；

③钻孔深度为支柱厚度的70%，深度误差不得超过2cm；

④孔内的灰渣清理干净，以方便装药；

⑤底部第一个孔距地面约3cm；

⑥支柱内的钢筋等需调整孔位时，应报告技术人员，由技术人员根据现场情况对孔位进行调整。

炮孔填塞：

（1）所有炮孔，均用炮泥填塞，炮泥用半干的黄泥巴制作。

（2）每截炮泥的长度，不得超过15cm炮泥填入后，用木质或竹质炮杆将炮泥塞紧，绝对禁止使用金属杆作炮杆。

（3）前截炮泥塞紧后，才能填入第二截炮泥，并同样塞紧。

（4）所有炮孔内，需用炮泥全部填满，不留空隙。

（5）填塞炮孔，需将雷管脚线拉直，并轻紧拉住，防止雷管脚线在孔内打折、弯曲、折断。

（6）填塞完毕后，将雷管脚线置于炮孔边，以备连接起爆网路。

起爆网路及起爆点。

装药参数设计

   单孔装药量：

单排布孔 Q单=q×a×B×H

   式中：

Q单——单孔装药量，单位：

g。

q——单位体积介质的炸药消耗，单位g/m3。

 表2              装药参数表

名称

截面尺寸（m×m）

炸药单耗&

（g/m3）

单孔药量

（g）

单孔药包数量

总炮孔数（个）

总药量（kg）

人字柱

0.4×0.25

1.3～1.4

100

1

540

54000

支撑柱

0.3×0.25

1.3～1.4

90

1

1040

93600

需炸药量：

148kg              需雷管数量：

1580发         

1580

147600

四、起爆网路设计

发电厂厂内杂散电流较大，辐射电源较多，为了确保安全和提高准爆破率，决定采用非电毫秒雷管，联接方式选择并、并、并、串联方式起爆。

根据定向倒塌方向要求，起爆点选在爆破缺口中心，导爆管雷管由中心向两侧方向传爆，由左右两路导爆管网路各引爆，导爆管每处8根，共198处左右。

采用毫秒导爆管雷管，共分五段，即1，3，10，12段，本次爆破使用改性铵

油炸药。

五、计算公式：

建筑物在倾倒触地引起的冲击振动波。

③安全振动速度计算方法

根据公式：

式中：

R——爆源距建筑物的距离，单位：

m；

Q——炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量，单位：

kg；

V——保护对象所在地质点振动安全允许速度，单位：

cm/s。

K、a——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数，按表3选取。

岩   性

K

a

坚硬岩石

50～150

1.3～1.5

中硬岩石

150～250

1.5～1.8

软岩石

250～350

1.8～2.0

注：

群药包爆破，各药包至保护目标的距离平均值超过平均距离的10%时，用等效距离Re和等效药量Qe分别代替R值和Q值。

Re和Qe的计算采用加权平均值法。

爆区不同岩性的K、a值（摘自）

（a）最大允许振动速度的确定：

按GB6722-2003（表4）参数：

一般砖房V=2.0cm/S。

本次爆破最大单响药量37kg，R=50，K取150，K′取0.5，a取1.8，经计算V=0.33cm/s。

根据经验，实际爆破震动速度远小于计算值，本次爆破震动对周围建筑是安全的。

六、预防事故的措施

表4                 预防事故的措施

现 象

可能原因

预防措施

预备措施

网

络

问

题

电爆网路不通

起爆线老化、破损

新购大截面起爆线，并在使用前进行检查、测量

采用新起爆线

起爆线受损断裂

起爆线在最后进行联接、检查，其后人员不再进入现场

起爆线接头脱开

按电工操作规程进行连接电线接头、在接头处打结，以防接头被拉断

重新连接电路接头

导线断裂

防止导线受拉、被踩

连接导线

网路电阻值过大

起爆线截面过小、接头松动

使用大截面起爆线，按电工规程连接接头

更换备用起爆线、重新绝缘接头

起爆线破皮、接头点接地漏电

使用新的起爆线、接头处绝缘

换用高能起爆器

电爆网路不响

起爆器起爆能力不足

使用高能起爆器

更换电池

起爆电池电量不足

使用新的高能电池

更换雷管

雷

管

问

题

部分雷管拒爆

雷管失效

选购新出厂的、在保质期内的雷管

检查出原因后排除，重新确认警戒线，重新起爆

雷管性能不稳定、质量不可靠

电雷管在使用前进行检测，非电雷管在使用前进行试爆。

选购国家质检合格厂家的产品

部分网路受损、中断

在起爆前进行认真检查，交叉复查，使用双回路起爆网路

炸

药

问

题

部分炸药拒爆

炸药失效

选购新出厂的、在保质期内的炸药

更换炸药

炸药爆力不足

炸药部分失效

选购新出厂的、在保质期内的炸药

更换炸药

用药量偏小

认真分析建筑结构强度、正确计算炸药量，提前进行试炮

重新补装炸药

倒

塌

效

果

起爆后建筑物未倒或倒塌效果不理想

对建筑物结构分析、判断不准，设计文件有缺陷

专业人员设计、专业人员审查、复核，根据现场情况调整、修改方案，对方案进行反复论证等

一般均可避免此现象。

若有，则用液压破碎锤进行处理拆除，或进行二次爆破。

操作过程有误差

专业工人操用，专业技术人员现场指导、监督、检查

倒塌前方有物支撑

分二次爆破、清理可能的支撑物，提高爆破缺口高度

部分炸药未爆

同“部分炸药、雷管拒爆”

同“炸药、雷管拒爆”

飞

石

危

害

伤人

爆破冲孔、产生飞石

炮孔回填严实，加强被爆体的防护，合理确定炸药消耗量

提前作好与120救护的联系准备工作，120作好抢救准备工作

触地碎渣反弹

场地上铺垫柔性材料缓冲

断裂钢筋反弹

扩大警戒范围

清场不彻底，警戒不严密

多次清场，严密警戒，扩大警戒距离

伤及设备设施

倒塌方向不准确

开设爆破缺口，准确定向

相关部门技术人员、抢险作业人员待命，作好关停设备及抢险工作的准备

倒塌堆渣距离过大

增加爆破的层数及炸高，充分解体

对周围设施了解不彻底

与业主方技术人员共同踏勘，由业主方相关部门人员提供书面保护设施清单及保护要求

震

动

危

害

伤及设备仪器

设施、仪器的抗震性能不详

请精密仪器、设备的产权单位负责人员提供仪器、设备的抗震性能参数，重新复核、调整控爆参数

维修

冲

击

波

损坏玻璃

空气冲击波过大

在近距离的玻璃上挂草袋吸震

维修

七、爆破飞石、灰尘的安全防护问题

装药和堵塞炮孔时，要特别注意保护雷管脚线孔口堵塞物用滋润的黄泥填塞密实,为了更有效防护和控制飞石产生的危害，本次爆破全部采用麻袋和草袋防护，用8号铁丝固定。

进行施工作业时，禁止闲杂人员进入施工现场。

在拆除凉水塔时，在凉水塔北面搭设10米高的双排安全防护架；在脚手架上用10#铁丝绑钢隔板进行全封闭；为保证脚手架的稳定，并用条石压在脚手架的底部。

八、安全警戒

9.1警戒距离

   警戒距离为：

以待爆构筑物的围墙外为起点200m。

9.2警戒标志与信号

（1）警戒标志 用白灰或警示带划出警戒线和警戒点的位置；在警戒点处，立上小旗明示。

起爆前，在公路和通道处用警戒带隔出警戒线。

（2）信号 起爆时，起爆指挥员、警戒员之间分别用无线对讲机进行联系，确认警戒线内无人员后，指挥员下达指令，请各警戒点注意，倒计时“5、4、3、2、1、起爆”。

 （3）警戒撤消 起爆完成后，经技术与安全人员对起爆区进行安全检查并确认无误后，报告指挥点，由指挥长下达。

可发出撤消警戒的命令，开通公路和通道的交通。

但无关人员不得进入爆破区域围观。