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复杂环境下伞形水塔定向爆破拆除

日期:2015-1-14 9:10:21 来源:转载 浏览数:
 
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待爆破拆除的水塔位于金城江区第十一小学内,水塔高约20 m,下部支筒为圆柱型,直径约2 m,壁厚0. 2 m,顶部为一伞形蓄水池,顶部直径约8 m,水塔体积约56 m3。水塔周围环境复杂,东侧约10m 有住宅楼,南侧约15 m 有临时平房,西南侧为一操场,西侧约20 m 有一教学楼,北侧为一在建工地。
1· 爆破设计方案
( 1) 倒塌方向。水塔周围仅西侧和西南侧较开阔,但正西侧有教学楼,设计水塔向南偏西60°方向倒塌。
( 2) 爆破切口。水塔下部有一高约2 m 的门,为了降低水塔倒塌距离,在底部搭设高2 m 的钢管架,然后在2 m 以上布置爆破切口。水塔底部直径D = 2 m,采取梯形切口,一般情况下[1],切口长度为L = ( 1 /2 ~ 3 /4) πD,取L = 0. 618πD≈3. 9 m,根据经验公式H = ( 1. 5 ~ 3. 0) δ = 0. 3 ~ 0. 6 m 计算( δ 为壁厚) [2],切口高为0. 3 ~ 0. 6 m,但考虑到内有钢筋支撑,将切口高度增大至H = 1. 53 m。水塔爆破切口见图1。

( 3) 定向窗的位置。在设计倾倒中心线两侧各布置一个宽0. 3 m、高0. 3 m 的三角形定向窗; 采用风镐预先凿出两个对称的定向窗,保证水塔按预定方向倾倒。
( 4) 爆破参数。炮孔直径d = 0. 04 m。炮孔深度L = ( 0. 6 ~ 0. 68) δ = 0. 12 ~ 0. 136 m,取0. 13 m,δ为壁厚。孔距a = ( 1. 0 ~ 1. 5) L = 0. 13 ~ 0. 2 m,取a = 0. 2 m。排距b = 0. 85 a = 0. 17 m。炮孔排数设计9 排。炮孔总数N = 97 个。单孔装药量Q =q × a × b × δ =34 g = 0. 034 kg,q 为炸药单耗,取5 kg /m3。总药量Q’ = 0. 034 × 97 = 3. 3 kg。装药长度L1 =0. 034 m,堵塞长度L2 =0. 096 m( 即堵塞至炮孔口) 。
( 5) 爆破网路。本次爆破使用2# 岩石乳化炸药,采用瞬发非电毫秒导爆管雷管,每孔装两发1 段导爆管,并串簇联网路,起爆器激发起爆。
2 ·爆破安全
2. 1 爆破振动的安全距离验算[3]

式中: R———爆破振动安全允许距离,m;
Q———同段最大装药量,3. 3 kg;
V———保护对象所在地质点振动安全允许速度,一般民房取3 cm/s;
K、α———与爆破点至保护对象间的地形、地质条件有关的系数和衰减指数,K 取50,α 取1. 3。
计算结果: R = 12. 96 m,爆破中心点位于水塔前部距地面2. 76 m 位置,中心点距离水塔后侧1.33 m,水塔至东侧楼房10 m,则爆破中心点至楼房的传播距离为14. 09 m,大于爆破振动安全允许距离,因此爆破不会对周围造成损伤。
水塔周围均无需保护的建筑物,因此爆破不会对周围造成损伤。
2. 2 塌落振动[4]

计算得Vt = 3. 8 cm/s > 3 cm/s,因此爆破时塌落振动对周围建筑物有一定的影响。爆前在水塔顶部伞形大圆盘水箱倒塌范围内开挖深1. 5 m、宽1 m的减振沟; 在触地中心范围内平铺约1 m 厚的捆扎稻草,以达到减振的目的。
2. 3 个别飞石的防护措施[5]
( 1) 对爆区炮眼全部覆盖遮挡,先用草袋覆盖后,再挂上1 层竹笆,然后在2 层竹笆之间夹1 层草袋,再覆盖1 层草袋,以减阻飞石飞出速度和距离。
( 2) 严格控制炸药量,采用毫秒微差爆破技术,减小一次齐爆药量。
( 3) 在倾倒前方150 m、侧后方各50 m 布设爆破安全警戒线,爆破前10 min 该区域内的所有人员均必须撤出。
3· 爆破效果
2013 年1 月24 日上午10 时对水塔实施了爆破,起爆后约3 s 开始朝南偏西60°方向倾斜,约6 s后整体倒地。经测量,水塔倒地长度约为14. 8 m,整个水塔形状比较完整,塔身有些细裂纹; 有后座发生,塔身背侧钢筋部分断掉; 伞形水箱体刚好落在缓冲区内,塔帽部分陷入地面约0. 7 m,经测振仪测量,产生的振动小于允许的安全值,未对周围建筑物产生不良影响。

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