一座鋼混結(jié)構(gòu)水塔的爆破拆除

孔慶亮,吳瑋璠

(杭州人防工程有限公司,浙江 杭州 310002)

1 工程概況

待拆除水塔高36 m,直徑2.3 m,壁厚0.3 m,結(jié)構(gòu)長徑比大,屬鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),水塔南側(cè)3.2 m處為民房,北側(cè)60 m處為馬路,其他方向無需要保護的建構(gòu)筑物,施工環(huán)境尚屬簡單。

2 水塔爆破方案和爆破缺口范圍的確定

根據(jù)水塔的結(jié)構(gòu)特點和爆破周圍環(huán)境,可供選擇的爆破方案為原地坍塌和定向倒塌。由于水塔已使用多年,四周風(fēng)化程度、堅固程度不對稱,若采用原地坍塌爆破,在坍塌過程中四周破壞不均勻,將會出現(xiàn)任意方向的倒塌,因此決定采用定向倒塌方案[1-3]。

采用定向倒塌爆破時,缺口大小是水塔能否按設(shè)計方向倒塔的關(guān)鍵。若爆破缺口過小,傾倒力矩將小于結(jié)構(gòu)的極限彎矩,會出現(xiàn)爆而不倒的現(xiàn)象[1-6]。經(jīng)過多次計算和論證,設(shè)計取爆破缺口高為1.5 m,取爆破缺口部分圓心角為240°,保留部分圓心角為120°,水塔爆破缺口處的周長7.2 m,取爆破缺口長4.8 m,保留部分長2.4 m。

為了保證定向傾倒的準確性,在爆破缺口兩端預(yù)先用炮機與切割相結(jié)合的方法各開一個0.8 m長的定向缺口,高度與設(shè)計切口高度相同[7-10]。

3 爆破傾倒方向設(shè)計

根據(jù)爆破現(xiàn)場周圍的環(huán)境,選水塔的一面,有一片開闊地的方向,即周圍無任何構(gòu)建物的方位,設(shè)計為水塔的預(yù)定倒塌方向,即北方。水塔倒塌方向見圖1。

圖1 水塔倒塌方向示意圖

4 水塔爆破參數(shù)的確定

水塔爆破部位壁厚δ為0.3 m,爆破參數(shù)如下：

炮眼間距a=(0.8～1.0)δ=0.3 m ；眼排距=b≤a,取b=0.3 m。

炸藥單耗根據(jù)相似工程類比經(jīng)驗,取2.0 kg/m3；

單孔裝藥量Q=a×b×δ×2.0=0.054 kg；

采用三角形布孔,根據(jù)設(shè)計缺口高度,可鉆5排孔。爆破缺口設(shè)計及展開布置見圖2。

圖2 爆破缺口設(shè)計及展開布置圖

5 起爆網(wǎng)路設(shè)計

為了確保安全提高準爆率,決定采用導(dǎo)爆管雷管起爆系統(tǒng)。根據(jù)定向倒塌方向要求,起爆點選在爆破缺口中心,炮孔起爆采用非電導(dǎo)爆ms雷管,一至六段共6個段別,孔內(nèi)延期起爆,5 m腳線,延期雷管延期順序由中心向兩側(cè)方向傳爆,爆破網(wǎng)路形成交叉復(fù)式網(wǎng)路,用起爆器起爆。具體爆破網(wǎng)路見圖3。

圖3 起爆網(wǎng)路示意圖

6 爆破安全防護

1)由于水塔壁厚0.3 m,為了有效防護和控制飛石產(chǎn)生的危害,采用雙層防護排架,排架掛安全網(wǎng)和棉被,確保阻擋爆破飛石[11]。見圖4。

圖4 爆破安全防護截面圖

2)爆破塌落振動[12]。由于拆除爆破裝藥量較小,且為分散藥包,相對于爆破振動,爆破塌落觸地振動要遠大于爆破振動,為了減小水塔拆除爆破塌落時產(chǎn)生觸地振動，用沙袋、炭渣或土堆高0.5 m的防護緩沖層,以減少水塔觸地飛濺,減小落地振動造成的危害[13]。

7 爆破效果及總結(jié)

根據(jù)《爆破安全規(guī)程(GB 6722—2014)》[1]規(guī)定,爆破個別飛石最小安全距離設(shè)計為200 m,有立面防護時,警戒半徑設(shè)計為100 m。爆破前15 min開始清場,必須將警戒半徑內(nèi)人員全部撤離到警戒范圍以外。

水塔起爆后緩慢傾倒,7 s全部落地, 水塔筒體在塌落沖量作用下,筒體基本摔扁、破碎,爆破后的飛石飛濺很少,周圍房屋及道路未受到任何影響,爆破取得了圓滿成功。

本次爆破,業(yè)主單位委托了第三方檢測單位進行了爆破振動檢測,監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,爆破振動在可控范圍內(nèi),并出具了檢測報告。