摘 要: 通过对砖质水塔所处环境的分析和相关参数的计算,确定了爆破方案———定向爆破,安全地拆除了该水塔,并对爆破结果进行了分析,得出有一定价值的结论。
关键词: 定向爆破; 砖质水塔; 方案
1 工程概况
华北工学院南校区有一水塔需要爆破拆除。水塔高约32 m,塔身为圆筒形,下部直径约7 m,壁厚约0.76 m,水箱高4.5 m,外径9.3 m。水塔西南方向有一入口,高1.6 m,宽1.0 m。水塔筒体系水泥砂浆青砖砌筑,水塔水箱系钢筋混凝土结构。水塔整体结构完整坚固,无风化裂缝和偏移等现象。水塔周围的环境如图1所示,水塔东面25 m处有一围墙,距围墙15 m处为居民区,北面30 m为2层办公楼,15 m远处有通讯线路,南面正在施工,西面50 m处为高压线路,建筑物相距较远。爆破要求:定向准确、解体充分,确保行人和周围建筑物的安全。
2 爆破方案及爆破参数的确定
2.1 爆破方案
筒体高耸建筑物爆破拆除是利用炸药爆炸作用,在构筑物的倾倒方向上,破坏一定高度和长度的支撑体,并以保留部分作为倾倒绞支,使整个构筑物的重心偏移,在重力的作用下发生倒塌触地解体。根据水塔周围的环境,在其西面有一定长度和宽度的场地,可供水塔着地坍塌,故该水塔可向西实施定向爆破倾倒。
2.2 爆破参数
1)炮孔深度:l =0.68δ,取l=0.52 m。
2)炮孔间距:a =0.95l,取a=0.5 m。
3)炮孔排距:b =0.85a,取b=0.45 m。
4)爆破切口:爆破切口采用矩形切口[1,2]。这
种切口设计和施工简便,如果预留支撑部分强度适当,在不影响倾倒方向的情况下会发生少量后坐,有利于水塔筒体的解体。切口的高度h >2.0δ,取h=1.6 m。可以利用水塔原有的入口开设成切口大窗。
图1 水塔周围环境图
根据孔网参数,在水塔倾倒中心线两侧,将炮孔对称地布置,在距地面高(0.3~1.5)m,长不小于水塔周长的2/3,即14.7 m的范围内。按设计需要布孔3排,共88个,因开设定向窗,实际布孔80个,呈梅花型布置,用风枪打眼,注意打眼务必要吹干净炮眼内的粉尘,经检查验收后,方可装药。
5)装药量
单孔装药量计算式为[3]:q =0.35k1k2k3ah3式中,q为单孔装药量,g;k1为破坏程度系数,要求碎块散离原位时,取2~3,这里取2.0;k2为临空面修正系数,这里取为1;k3为爆破厚度修正系数0.9/δ;a为材料抵抗力系数,取1.2;h为最小抵抗线,m;即为孔深值。把各值带入公式得q=80 g,总药量q=6.4kg。装药完毕,炮眼用湿粘土堵塞、压实,以保证爆破效果。
3 起爆网路及安全防护措施
3.1 起爆网路
1)采用同厂同批生产的电雷管,雷管的电阻值之差不超过0.2ω。
2)采用6段毫秒微差串联电爆网路一次起爆。连接网路时,剪除雷管脚线多余的长度部分,降低网路总电阻。
3)采用辽宁省营口防爆器件厂生产的mfd-200型发爆器,该发爆器在充电时进行自检,若峰值
电压不够,或外接负荷超限时会予以提示并闭锁(不放电),从而进一步提高起爆网路可靠性。
3.2 安全防护措施
1)炸药爆炸会产生冲击波,如果将炮孔认真堵好,加强炮孔部位的覆盖,一般用湿草袋或木板等进行覆盖,将大大减轻空气冲击波对周围环境的影响,对离爆破区特别近的建筑物,在施爆时可将玻璃窗打开,以减轻冲击波的影响;
2)根据安全距离计算公式r =20kn2h,计算出安全距离为35 m。爆破时所有工作人员撤到100
m以外,统一指挥,有序作业;
3)围墙外的马路南北100 m不得有人,居民区院子里不得有人。
4 爆破效果
起爆后,水塔先是少许后坐,然后按预定的方向缓缓倒塌,塔身触地时冲击地面大部分解体,顶部水罐也因冲击地面出现多处开裂,大部分可人工处理。爆破过程中震动小,周围建筑物完好无损,人员无一损伤,达到了预期效果。
5 结 论
a•对于周围环境复杂的定向拆除爆破,只要设计合理,计算准确,安全防护得当,就可以达到预期的效果;
b•布眼要均匀,炮眼呈梅花形布置,深度为所爆破厚度的2/3为好;
c•设计时应对被拆的水塔作模拟实验,以便合理的选用爆破参数,只要计算和设计准确,防护严密可以保证爆破安全及其可靠性。
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