浅谈水塔控制爆破拆除设计与应用.doc

浅谈水塔控制爆破拆除设计与应用摘要:文章介绍了一个25米高的废I口水塔控制爆破拆除方案的设计、 施工及在复杂环境下所采取的技术措施关键词:控制爆破；水塔；拆除1 •工程概况（1）爆破地点周围的坏境待拆除的废旧水塔位于遂昌县某化工厂生产区内，周用环境较为复 杂根据现场调查和实测：水塔正南面11米为化验楼，化验楼内有重要 仪器；水塔东南13米及东北15米有药剂罐；水塔正东面21米有生产厂 房;水塔西南16米有一条供水管（见爆区周闱环境图1）2）水塔结构概况由于有关水塔的建设,设计资料和图纸均无法找到根据现场实测, 水塔距地面全高约为25米，其中塔身高约19米，塔上水池高约6米水 塔塔身为钢筋混凝土圆筒形，内经约为5.2米，壁厚约为0.26米，外经 约为5. 72米塔身内分三层，第一层离地面4. 36米水塔塔身的配筋情况由试爆获得，然后由配筋资料对爆高进行校核 根据估算，水塔的身重约为249吨根据敲打预测，混凝土的强度估计为 15~20Mpao2. 爆破方案的选择根据水塔的结构和周闱环境条件，按确保安全准爆，水塔按预定方向准确倒塌，达到快速，安全拆除的要求，采取水塔朝西方向定向爆破倒塌 方案。

为了避免出现水塔倒塌后，水塔重心落在岩坎下，产牛塔身底部迅速 撬起、抬高，产生飞石等可能出现的危害，起爆前，在水塔倒塌位置挖一 条宽稍大于水塔外径的斜坡3. 爆破切口形状和长度的确定（1）爆破切口形状根据水塔结构和周围环境，为确保水塔按预定方向准确倒塌，爆破切口的形状为等腰梯形爆破切口两端的定向口顶和为45o（2）爆破切口长度的确定根据现场观察，水塔塔身完整性好，强度高，爆破切口长度原则上为塔身外周长的2/3,根据经验和资料介绍，取爆破切口所对应的圆周角a=230，约为外周长的0. 63倍爆破切口长度＞ jt D/360 X230 =11.47米4. 余留截面受力计算按起爆后，爆破瞬间水塔的总重量全加压在余留截面上（只计算余留的混凝土截面）,余留截面面积为:S二兀（2862-2602）/310X230二16096平 方厘米余留截面上受压力Pe二249000/16096二15. 51公斤力/cn）2~l・ 6MPa0 水塔塔身混凝土的抗压强度达15〜20MPa故能确保不被瞬间压碎5. 爆破切口高度的确定根据结构力学原理求最小爆破切口的高度；即水塔倾倒后，水塔的重心必须移出水塔塔身外部[2]英中，D——水塔塔身的直径；H——水塔的高度；根据试爆揭露，水塔塔身配筋很稀，竖向钢筋间距达0. 2米一根，并 且为*12 mm的细钢筋。

根据经验，在重达200多吨的重力作用下，只要切 口长度达到220以上，余留部分的混凝土就会被压弯折断，故不在做这 方面的计算和校核为了保证可靠，爆破切口高度实际取1.8米6. 爆破参数根据现场实际情况，使用风动气腿钻机钻孔，孔径d =38mm用药 径（1）32mm的2#岩石鞍梯炸药炮孔孔深＞2/3 6 =2/3X0. 26=0. 18m,孔间距（水平方向上的间距） a=0. 2m,排间距（竖直方向上的间距）b二0.25m根据在水塔上进行的试爆所获得的资料，所选取的孔网参数合适，炸 药单耗 K二2. 0kg/m3.每孔药量 q二K X a X b X 5 =2. 0 X 0. 2 X 0. 25 X 0. 26=0. 026kg取30g•总炮孔数N，共分8层，从最底层算起：N 二 54+50+46+42+38+32+26+20 二 308 （个）；总装药量：308X30=9. 24 kg布孔方式：梅花形布孔，由倒塌中心线开始，按设计的孔间距和排间距，对称的向两侧布孔7. 起爆方式和网路木爆区在生产区内，为了确保安全，设计考虑采用1.3.5段毫秒导爆 管雷管进孔，同段(一段)毫秒导爆管雷管孔外联接，最后接两发电雷管,用GM300型高能起爆器起爆。

紧邻水塔倒塌中心线的炮孔为第一段，中间的为第二段，端部为第三 段8. 水塔主爆前的试爆和预处理(1) 水塔主爆前的试爆为了学握水塔塔身的配筋情况及碇的强度情况，最终确定合理的爆破 切口，长度和合适的炸药单耗，主爆前进行了试爆试爆在倒塌中心线处 进行，共爆三排，爆后形成0.6米宽的爆破切口，这个切口就是导向窗2) 主爆前的预处理在最终确定的爆破切口长度内两端开凿两个形状一致的定位导向口，形状为三角形，顶角为45切口宽度为60 cm,高度为60cm 可用爆破法先形成初始轮廓，然后用凿子修整符合设计要求，并在主爆前 割去定位导向口内的钢筋② 在倾倒中心线处开一个左右对称爆开一个0.6X1.8ni2的爆破切 口，为定向窗在主爆前割去定向窗内的钢筋③ 倒塌中心线背部打5个炮孔，使水塔开始倾倒时在这里产生应力集 中，确保水塔在这一水平位置断开④ 预处理后至主爆前的稳定性核算主爆选在无风的天气进行，不考虑风对稳定性的影响，只考虑预处理后水塔塔体截面是否足够支撑剩余部位的面积S二26X (1044-282-60) = 18252cm2,剩余部位单位面积上所受的压力为pe二249000/18252二13. 64kg （力）/cm2^1.4MPa,远小于轻的抗压强度 150 kg （力）/cm2^15MPao 所以水塔在主爆前在稳定的。

9. 爆破安全技术措施（1） 爆破地表安全距离根据计算，本次爆破最大一段起爆药量不超过6 kg （第一段），离最 近建、构物——化验楼为11米，按铁道部铁道出版社出版的《控制爆破》 书中推荐的震速公式：V二7.06 （Q1/3/R） 1.36=0.61 cm/s,远小于《爆破安全规程》规定的 一般砖结构民房安全震速的允许值2~3cm/s,所以爆破震动不会造成周围 建、构物的任何损伤2） 水塔倒地引起的冲击地震计算触地冲量：=249000=3.9X 106牛•秒触地震动速度:v=0. 08 （I2/3/R） 1. 67=2. 31 cm/s未超过《爆破安全规程》安全震速的允许值2〜3cm/s，再加上倒地 的地方是松土，又会大大的降低倒地地震强度，故也不会造成任何损坏3）爆破个别飞石由于采取了严实的覆盖措施，故不会产生大量的爆破个别飞石若按 炮孔爆破计算爆破个别飞石飞散距离R飞：R 0二40d/25. 4二40X38/25. 4二60 cm根据爆破安全规程的有关规定,周围空旷地点，R飞取200m,有高楼遮挡:取到高楼以外4）爆破空气冲击波由于进行了覆盖，同时进行了微差爆破，一且周围空旷，爆破冲击波的 安全距离远小于爆破震动的安全距离，故不再计算。

10. 安全防护措施(1) 除了用炮泥堵塞外，对爆破部位严格覆盖，采用两层厚度不少 于5cm的稻草帘和两层竹跳板竹跳板规格:1.1X1.2 m2,竹跳板Z间用 铁丝牢固连接2) 化验楼的窗户及药罐上覆盖一层竹跳板3) 在爆区南面起爆部位外1米处围起一道高2米的沙袋墙确保 化验室安全11・爆破效果起爆后，约Is后水塔缓慢的向倒塌方向倾斜同时稍微向下坐，约2s后，水塔加速倾斜，约3s后，水塔整体按预定方向倒塌，落在预挖的斜坡沟内倒塌方向准确，与设计倒塌方向偏差仅0.5水塔倾斜的最远 点为23米水塔倒塌中心钱背部齐齐折断，并且在水塔塔身上清楚的看到5个炮孔的半孔水塔水柜落地部位部分被压扁震动小，离爆破点外30米无震感，个别飞石最远 不超过5米化验楼和药罐无损伤，窗户玻璃未损坏一块，完全达到了设 计要求12.结论随着现代化建设的高速发展，众多原有建构筑物势必面临着拆或重建的规划，尤其是大型建构筑物密集的城市，若采用人工拆除已不适应现 代化建设的发展要求，爆破拆除势必成为今后大型建构筑物拆除的首选方 案爆破拆除设计的关键在于爆破参数的选择，而参数的选择与施爆体的 结构及环境等息息相关，这就要求设计时必须对设计体的基础资料进行详 细的分析与研究，另外，施工质量及减震、防护措施的好坏也将对爆破效 果产生直接影响。

参考文献:[1]李文全•爆破原理及应用[M]・大连:大连出版社,1997. 294-296.⑵冯叔瑜，吕毅.城市控制爆破[M]・北京:铁道出版社，1985.[3] 刘殿中•工程爆破使用手册[M] •北京:冶金工业出版社，1999.作者简介：曾平国，浙江省遂昌金矿有限公司采矿工程师。