徐州某电厂冷水塔爆破拆除施工方案.docx

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徐州某电厂冷水塔爆破拆除施工方案

徐州＊＊发电有限公司

4×137.5MW+2×220MW燃煤发电机组等拆除工程

冷水塔拆除专项施工方案

＊＊爆破技术工程联合有限公司

2007年10月29日

一、编制依据2

二、工程概况2

三、爆破方案选择4

3.1工程特点与设计要求4

3.2爆破拆除方案5

3.3倒塌方向的确定5

四、爆破缺口的设计5

4.1爆破缺口的设计5

4.2爆破参数6

五、爆破安全计算11

5.1爆破引起的震动速度计算8

5.2冷水塔倒塌触地震动速度计算8

5.3爆破飞石和倒塌着地的碎石飞溅距离9

5.4空气冲击波10

六、安全技术措施10

七、附图18

7.1冷水塔环境及倒向图

7.2冷水塔爆破设计图

徐州＊＊发电有限公司

4×137.5MW+2×220MW燃煤发电机组等拆除工程

冷水塔爆破拆除专项施工方案

一、编制依据：

（1）招标文件提供的建筑物平面分布图纸等资料。

（2）现场勘察资料、现场建筑物及管线布置、周边环境对拆除工程的要求。

（3）中华人民共和国《民用爆破管理条例》

（4）《爆破安全规程》（GB6722-2003）

（5）《中国爆破新技术》（2004年）

（6）《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）

（7）特殊作业人员安全技术考核管理规定（GB5306—85）

二、工程概况：

徐州＊＊发电有限公司为响应国家“上大压小、节能减排”的号召，适应国民经济快速发展的需要，促进企业实现可持续发展，现决定拆除“4×137.5MW+2×220MW燃煤发电机组等拆除工程”中的6座双曲线冷水塔。

双曲线冷水塔自20世纪30年代以来在各国广泛应用，我国在抚顺电厂、阜新电厂、大唐电厂等电厂建成了大量的双曲线型冷水塔群。

冷水塔由集水池、支柱、塔身和淋水装置组成。

集水池多为在地面下约2米深的圆形水池。

塔身为有利于自然通风的双曲线形无肋无梁柱的薄壁空间结构，多用钢筋混凝土制造，塔高一般为75～110米，底边直径65～100米。

塔内上部为风筒，标高10米以下为配水槽和淋水装置。

淋水装置是使水蒸发散热的主要设备。

运行时，水从配水槽向下流淋滴溅，空气从塔底侧面进入，与水充分接触后带着热量向上排出。

冷却过程以蒸发散热为主，一小部分为对流散热。

本次徐州＊＊发电有限公司需拆除的6座冷水塔的高度分为110米和90米两种。

东侧4座冷水塔自南向北分布，高度均为90米，淋水面积3500m2，编号自北向南设为1号、2号、3号、4号；西侧2座冷水塔也自南向北分布，高度均为110米，淋水面积5000m2，编号自北向南设为5号、6号。

6座冷水塔的爆破体积总量为13136m3。

图1冷水塔示意图

东侧4座3500m2/90m的冷水塔和西侧2座5000m2/110m的冷水塔的爆破环境如下：

1号冷水塔距周边建筑最近的距离为11.4m；2号冷水塔距周边建筑最近的距离为23.1m;3号冷水塔距周边建筑最近的距离为16.2m；4号冷水塔距周边建筑的最近距离为17.7m；5号冷水塔距周边建筑的最近距离为27.1m；6号冷水塔周边建筑的最近距离为19.3m。

1号、2号冷水塔间距28.3m，2号、3号冷水塔间距27.8m，3号、4号冷水塔间距27.7m，5号、6号冷水塔间距39.5m。

从整体爆破环境来看，1-6号冷水塔均有倒塌方向，可实施爆破作业。

图21-6号冷水塔四周环境图示意图

三、爆破方案选择

3.1工程特点与设计要求

（1）周围环境较复杂，有倒塌方向，必须严格控制倒塌方向。

（2）冷水塔底部直径大，高宽比小，3500m2/90m的冷水塔底部直径为72m，高宽比为1.25；5000m2/110m的冷水塔底部直径87m，高宽比为1.26，爆破难度较大，爆破时应防止出现坐而不倒、塌而不碎和爆堆过高的现象。

（3）冷水塔为薄壁结构，钻孔数量多，装药填塞难，易产生飞石，必须加强防护。

（4）起爆网路复杂，宜采用非电毫秒延时起爆技术。

（5）必须控制单响药量，确保爆破振动对周边建筑不产生任何危害，同时要控制塔身落地振动的影响。

3.2爆破拆除方案

采用先“开窗口、断钢筋、预留支撑板块”定向控制爆破，然后采用液压破碎锤（镐头机）破碎，挖掘机装车、汽车运输至厂方指定的弃渣点。

考虑到爆后机械化施工，东侧冷水塔和西侧冷水塔可独立平行施工，爆破一个清理一个。

东侧冷水塔爆破顺序为4号→3号→2号→1号。

西侧冷水塔爆破顺序5号→6号。

两处冷水塔可根据清理情况安排爆破的先后顺序。

（如图2所示）

2.3倒塌方向的确定

由于冷水塔结构沿周边对称布设，结构本身对倒塌方向无任何影响，主要根据周围环境条件来确定倒塌方向。

1号-6号的冷水塔设计的倒塌方向参见图2。

四、爆破缺口的设计

4.1爆破缺口的设计

4.1.1缺口设计原则

爆破缺口大小、高低、位置是冷水塔能否按设计方向顺利倒塌的重要条件，因此应按下列原则设计：

（1）缺口大小应满足爆破后塔身能在重力作用下，顺利按设计方向倒塌。

（2）缺口必须保证爆破后冷水塔塔身全部落地，即倒塌而不是坐塌。

（3）缺口范围大，要创造良好的防护条件，塔身落地后，堆积高度要小，以利于爆后清渣。

4.1.2缺口选择

（1）缺口形式：

采用正梯形缺口；

（2）缺口高度：

根据本公司20多年在＊＊及全国各地从事城市控制爆破拆除的经验并参考同类冷水塔爆破拆除的有关资料,确定3500m2/90m的冷水塔缺口高度为20米。

5000m2/110m的冷水塔采用双缺口，下缺口高度为20米，上缺口高度为3米，上下缺口间距20米。

（3）缺口长度：

根据缺口各组成部分的作用不同取不同长度，其中下缺口，人字支柱长度取其1/2，底圈梁取其环长度0.61（圆心角为220°），塔身底部取环长度的0.67（圆心角为240°），塔身中部取环长度的0.61（圆心角为220°），塔身顶部取环长度的0.58（圆心角为210°）；上缺口，塔身取环长度的0.58（圆心角为210°）。

图3冷却塔爆破设计图

4.2爆破参数

（1）支柱：

截面尺寸40cm×40cm

最小抵抗线：

W=1/2B=20cm

孔距：

a=1.5-2W=30-40cm取30cm

单排孔，线型布置。

孔深：

L=2δ/3=27cm。

单孔药量：

Q=qV=800×0.4×0.4×0.3=38.5g（取40g）

（2）支柱环：

截面尺寸40cm×50cm

最小抵抗线：

W=1/2B=20cm

孔距：

a=1.5-2W=30-40cm取30cm

单排孔，线型布置。

孔深：

L=2δ/3=27cm。

单孔药量：

Q=qV=1000×0.4×0.4×0.4=48g（取50g）

（3）塔身：

壁厚40cm。

最小抵抗线：

W=1/2×δ=1/2×40=20cm

孔距a=1.5-2W=30-40cm取40cm

排距b=30cm

孔深L=2δ/3=27cm。

开导向窗试爆时的单孔药量（2#岩石硝铵炸药）：

50g（炸药单耗K取1000g/m3）

正式爆破根据试爆结果再调整单孔药量；

（4）爆破统计:

预测5000m2/110m的冷水塔需凿孔5500个；2#岩石硝铵炸药300kg。

预测3500m2/90m的冷水塔需凿孔4000个；2#岩石硝铵炸药200kg。

炸药、雷管要求近期生产的，炸药要求未受潮未变硬的炸药，且生产批号、出厂日期、检验合格证齐全。

中标后给出详细火工品统计。

五、爆破安全计算

城市爆破拆除建（构）筑物时，对周围环境的影响因素主要有：

爆破震动、塌落震动、空气冲击波、飞石、噪声和灰尘。

安全技术措施应以防飞石、防振动为主。

1、爆破引起的震动速度计算：

根据公式：

V=K（Q1/3/R）式中:

V——介质质点振动速度[cm/s]；

Q——最大一段起爆的炸药量[kg]

R—爆破中心到计算震动速度的距离[m]

K—介质振动系数，与地质条件有关，土壤中K=200，岩石中K=30—70，本次取K=50，

—爆破振动衰减系数，取=1.57，

当最大一段药量（瞬发）为Qmax=21kg时，爆破中心至周边最近建筑47米即（36+11，即1号冷水塔处），经计算得：

V=0.58cm/s；

均远小于爆破安全规程2003版允许值。

从上述爆破震动速度计算可看出，当最大一段药量控制在21Kg起爆时，属安全震动范围以内。

因此爆破震动不会影响到最近距离的建筑物的安全。

2、冷水塔倒塌触地震动速度计算：

按倒塌震动速度公式[1]:

V2=K2[R/（MgH/σ）1/3]β

V2——倒塌震动速度cm/s

M——切口以上质量4000t

H——重心高度45m

g——重力加速度9.8m/s2

σ——倒塌地面素混凝土的破坏强度，取5Mpa

R——重心至保护对象距离

K2——3.86（实测系数）

β=-3.22

用上式计算结果:

5000m2/110冷水塔倒塌触地震动速度：

距最近建筑（等效距离47m），经计算V为0.2cm/s；远小于爆破安全规程的允许值。

上述估算的震速只是一种参考。

一是未考虑减震沟、缓冲层的减震作用；二是因筒体触地为扇形接触，不是一个点，各点又不是同时触地，触地速度各部位都不同。

故以总质量、重心高度为基本参数估算震速与冷水塔触地的实际物理过程相差很大。

但爆破不会影响周边建筑的安全。

3爆破飞石和倒塌着地的碎石飞溅距离

（1）爆破飞石计算：

无覆盖条件下飞石距离与单耗的关系（经验公式）

R飞=70K0.57（m）K=2.5kg/m3时

计算得无覆盖条件下飞石距离R=118m，在爆破部位用钢网、麻袋、竹笆等近体遮挡后，飞石可控制在30米以内。

能确保警戒区以外人员和附近建筑物的安全。

（2）倒塌着地碎石飞溅距离

目前尚无冷水塔倒塌着地碎石飞溅距离的实用公式,只能根据实践经验和参考国内同类爆破的实测距离作为参考。

为了控制水塔倒塌着地引起二次飞溅，必须采取有效措施。

可在倒塌方向上铺设袋装土，设置缓冲带。

这样避免钢性水塔直接砸向较硬地表引起二次飞溅，可控制在30m以内，然后在需保护处搭设钢管排架，搭设方法同烟囱，可参考其搭设图。

4、空气冲击波

由于控制爆破的设计原理是以最大内部作用药包和减弱松动药包原理为基础，因而炸药能量绝大部分都消耗于砼的破碎，加上爆体上方、侧面的竹笆防护棚遮盖后其实际数值远低于计算值，故不会产生冲击波的危害。

六、安全技术措施

参见烟囱专项施工方案。

冷水塔周围环境及倒塌方向图