用控制爆破拆除22米高钢筋混凝土排洪塔.pdf

用控制爆破拆除2 2 米高钢筋混凝土排洪塔 _ _ { ， ⋯⋯司 7 [ 擅 蜜 ] l 本 文 卉 绍 了 采 用 压 杆 失 稳 理 论 韶 几 何 作 图 j 盍 确 定 欲 爆 粗 暂 布 筋 钢 筋 混 凝 土 排 供 潜 的铰 I J 支柱和倾饼帕承重立拄的爆破畦碎高度阻厦为其选取的爆破参数等． 关键 阔 1 高大建筑 物。 计由竖并和并塔两部分组成， 栗西 沟尾矿库是一 座大型设施 ，总库容 设计 竖井 部分 5 7 ． 5 m，井塔4 8 m 事故前仅建 1 ． 6 5 亿m。 。该库排洪 系统是 由排洪井 、排 洪 成井塔 2 2 m ，内 径 3 ． 0 1 1 1 ，外 径 5 ． 2 ， 同 涵洞和隧道组成。1 9 8 8 年 4 月1 3 日，排洪隧 样尺寸的塔柱 8 根，每根柱断面 为0 ． 4 m。 道突然塌陷，造成 了严重的污染，直接损失0 ． 0 6 m }每隔2 m有钢筋混凝土圈 梁，断 面 3 2 0 0 万元 ， 同时破 坏 了尾矿 库 的排洪系统， 尺 寸为9 ． 5 r a9 ． 8 m 见 图 1。 每根柱 有 其中的新 l 号排洪塔失去作用。 竖筋 2 2 和4 ， l 6 各 6 根}外箍 筋 为2 5 1 o ，内 事故处理后，尾 库又使用多年，因而 箍筋为2 4 ， l 0 。每根圈粱横断面有 竖 筋 l o 2 坝面增高，水 位上 升，新 1号排 洪塔将被尾 和 s 41 s ,箍筋 双肢 为4 1 0 、 1 1 0 见 图 2、 矿水淹没需拆除。为拆除粗密布筋的钢筋混 图 3 。整 个井塔属粗密布筋筒式框架结构 ， 凝土排洪塔 ， 回收1 O 余吨钢 筋，经公 司领导 其强度是很 高的。设 计欲爆体钢 筋 混 凝 土 同意．于 1 9 9 3 年 8月 1 0 日，采 用控制爆破拄 1 1 6 m ，钢 筋构 件1 5 t 。 十十十 十十十 十十十 十 十 十十十 十十十 十十十 十十十 十十十 十十 切 为原则 。 3漏斗 口有效 断面 当漏斗 口尺寸 大于 标准块度尺 寸 3～ 4倍 时，卡 漏现象几 乎消除。目前有色矿山崩落法放矿漏日宽度 一 般为1 ． 8 ～2 ． 0 ～2 ． 5 m，有效 高度 为0 ． 5 ～ 1． 0～ 1 ． 4m 。 4 当崩 落矿块具 有垂直壁条件下放 矿时，应尽可能增加崩落矿石层高度，可提 高纯矿石的回收率和降低贫化率。倾斜矿体 增加阶段 分段高度时，应结合矿体厚度 和倾角等因素同时考虑。在任何条件下，当 崩落矿蛱的有效崩落矿石层高度约太于两相 邻精斗的放出椭球体相切时的椭球体高度的 O ． 6 ～O ． 7 倍 时，必须采取均匀放矿 工艺 ，才 能 保证较 高的矿石回收和较低 的矿石贫 化。 4 2 放出椭球体形态的影 响因素 1 放出矿石层高度 与放出 口尺寸的 比值 比值 愈小，放 出椭球体 愈肥短，反 之 则瘦长o 2 放出矿 石层高度不 变，放 出口愈 大则放 出椭球体愈肥短。 3崩落矿 石块 度细小， 湿度大，含 有粉矿而易粘结时 放矿口尺寸小，放出层 高度 大，则 放 出椭 球体 瘦长。 4 崩落矿石块度大面松散。放矿口 尺寸大，放出矿石层高度／ J 、 ，则放出椭球体 肥短 。 参考文献 略 责 任编辑王 家骧 一 2 8 一 有色矿山1 9 9 3 ． 6 维普资讯 圈 图 1 排 洪塔 平 面 圈 图2堪柱 布筋圈 } ． - I 图3圈粱 布筋 圈 该井塔 西侧 因隧道塌 陷， 因而濒水 、东 侧为山 坡， 坡度4 0 。 ，爆 破环境十分 险恶 见 图 1 。但根据设计图纸和现场岩石分析判 断，该井塔险而 稳定。爆破 达到的 目的是 采 用控制爆破技术 使其 爆后 倾倒 在山坡一侧 。 2 爆破方案及其参数选 择 2 l 爆 破方案的选择 为使排 洪塔完全倾 倒， 首先 要确 定使 其 失稳的最小破 碎高度 h t J其次 计 算 完 全 倾倒需要的破碎高度，制定毫秒延时起爆技 术， 来达到定向倒塌 的目的。 2 2 爆破破 碎高度 的确 定 2 2 - l 排洪塔失稳的最小破碎高度 在钢筋混凝土框架结梅的爆破拆除中， 计算框架承重立柱的爆破高度时，通常把裸 露锕筋骨架的失稳看作是单根主筋压杆失稳 的简单 的数 学上的选 加。对 于 主筋 压 杆 失 稳， 国内一 些文 献有不 同。l 9 8 4 年存 人把主 筋看作两端固定的压杆J l 9 8 5 年时，有把主 筋看作是下端固定，上端自由的压杆}到了 1 9 8 9 年，又有人认为主筋是下端固定，上端 不船转动但可以侧向自由移动的压杆J l 9 9 2 年在 爆破 这本杂志中，卢文波认为上述 三种模 型代表 了压杆 失稳的两个极端 和一种 中间状况，认为钢筋 骨架失稳模型应该是有 侧向弹性约束的钢架失稳，提出了基于钢筋 骨架的钢架失稳模型和基于压杆失稳的临界 炸毁高 度设 计。 由于 我们 的条 件，采 用卢文 波推荐 的压杆失 稳的临界炸毁高度 来寻求最 甩控制爆牧拆豫2 2 米高钢箭谒壤土排洪 塔一叶有生 2 9 1 』 一 一 一 旦 [旦●L 维普资讯 小爆炸高度，其公式为 √ _ 1 式 中 h 压杆失 稳的最小爆 炸高度 ， cm ’ E 承重立 柱钢筋 弹性模 量 ， N／ m z ； J 、 J 分 别 为承重立柱受压 和受拉 侧配筋惯 性矩，c m } 压杆 的 长度系数 ，无量纲 量} P。 承重立柱所 受轴 向力 ，N 结 台欲爆排洪塔 的实际 ，上 式 各 数 据 为。 2 tE 2 i 0 9．8 0 6 6 5 】 0 N／ m。 1 dE 2．1 x1 0 x 9 ． 8 0 6 6 51 0 N ／ m 2 J 1 J 2 7 0 ． 6 3 e ra‘P。 2 6 4 0 0 0 9． 8 06 65 N 代入数据 得； b ⋯堡 c m 由于该排洪塔属筒式框架结构，布筋粗 密，选 1 ． 0 ，求 得h 为7 3 c m，考 虑 列 该塔欲爆 柱横 断面尺寸， 其边 长 为1 ． i m， 实 际选用排 洪塔 失稳 的最 小爆 炸高 度为1 ． 1 m， 该值 又是 铰支柱所 需的爆炸高度。 2 2 - 2 失稳 后完全倾倒所需 破碎高度 由于排 洪塔布 筋粗 密，按 压杆失稳 原理 计算 了最小破碎高度后，为避免爆破后出现 “ 倾 丽不 倒 ，还 必须用 几何作图 法求倾 倒 侧 承重立柱 的破碎高度 。 根据设 计结构尺 寸计算 ，该塔重心位于 已建2 2 m塔高的 1 ／ 2 G 点处 详见图 4 。 先作水平线O 0 代表铰支柱的爆破缺口 的 上 部水平，用三角板佑图，可求得展小炸毁高 度 。因 为立柱炸毁后，塔架倾倒，a c 线落 于地 平，此时 的质心与地坪 的铅垂 线落 到立 柱a 的左 倒，可确保塔顺 利倾倒。通 过 作 图 为1 ． 6 m，丽为0 ． 8 m。 它们分 别 是 1， 2 ， 8号柱 和 3、 7 号 柱 柱号见 图 6在失 稳 后达 到完 全倾倒所需 的破 碎高度。 图4 炸毁 离度 几何 作图 2 2 - 3 爆破破碎高度 的确 定 根 据压杆失 稳的最小破碎高度 和使排 洪 塔 完全倾 倒所 需的破碎高度， 我们选取 在倾 倒侧 的 l， 2、 8号 柱 见图 6 的破 碎高 度 为2 ． 7 m，中间 3、 7 号 柱为 1 ． 9 m，铰 支 4、 5、 6号柱 为1 ． 1 m。这 样选择承 重 立 柱破 碎高度hK Bb m， 铰 支柱 破 碎 高度h 。 11 ． 5 B 的结论}这样选 择不 仅符 合用 欧拉公式 进行压杆失 稳 计 算 的 条 件， 同时 也造 成在控制倾 倒方 向上 各立 柱 的 破坏高度不 同，从而在爆破过程中形成倾复 力矩 。这 样，不 仅能确保 排洪塔在重力作 用 下失 稳，而 且能保证排洪塔按预定 的方向完 全倾 倒。 2 - 3 爆破方案的参数设计 最小 抵抗线 w； W B ／ 2 m 2 式 中w 最 小抵抗 线， } B 柱，梁断面塌小 边 长或厚 度 ， m。 因欲爆柱 ，圈梁宽 为0 ． 5 m，因而 w 0． 2 5m 。 一 3 O 一 有色 I 9 0 3 ． 6 一 ● ● 0 J 叮 咖 叩 叩 肿 凹 叩 叩 叩 叩 皿 ． 宦詈口_啪咖咖咖 晰龊 Ⅱ口r] n ] 口0口n 口 n l一 ～ r 。 ． ． ． ． ． ． ． ． ， ． ， ； ， 0 ． -二 ．JL 维普资讯 孔间距 a aKa W m 3 式 中 Ka 孔距系数。 对于一般 钢筋混凝 土来 说，Ka 为1 ． 5 ～ 2 ． 5 ， 为减少凿孔工作量，K8 选 为1 ． 8 ， 从 而a 0． 4 5m 。 为确保爆碎高度， 倾倒侧 l， 2、 8号 柱各布 6 孔，中间 3， 7号柱各布 4孔，铰 支 4、 5 6号柱备 布 3孔 见图 5o为 破坏圈梁与柱的联系剐度，以利框 架 的 失 稳， 我们 在各柱 间第一 层 圈梁上布置 了 8孔 见 图 6 。 】 、 8 号柱3 、 7 号拄 d 、 5 、 6 母强 图5 各柱 布孔圈 囤6 翻粱布 孔囤 钻孔深度 1 1 K。 H m 4 式 中K 边界条件 系 数 ，0 ． 6 0 ． 7 5 * } L ～爆体厚度 ，m。 由于爆体 四面 临空，K 选取 为 0 ． 7 ，故 柱炮孔深0 ． 8 m， 圈梁 孔 深 0 ． 5 5 m 见 图6 。 2 4 单 孔装药量 Q Qq L V 5 式中 q 单位炸药消耗量，k g ／m 。 I y 单孔爆破体积，m 。 由于爆体布筋粗密，且孔距大，为此我 们选 用q 。 0 ． 4 5 k g ／m。 ，从而每孔 装 药 量 为l Q柱0 ． 4 50 ． 2 0 7 ≈0 ． 1 k g Q圈粱 O ． 4 5 x 0 ． 2 4 ． 1 k g 2 5 装药结构 我们采用两层装药，每层 为5 0 g ，层 间 药包用 l根导爆索 相联 ，间断装药处 和孔 日 用 黄泥堵塞 。 3 起爆方法及 网路 该次爆破孔内采用塑料导爆管非电毫秒 雷管和导爆索混合起爆，孔外采用塑料导爆 管一次 起爆。 为 了造 成倾复力矩，该次爆破采用 徽差 起爆技术，由于我们爆破器材限制， 选用3 、 5、 6段毫秒雷管， 昏倾倒侧 1、 2、 8号 柱 8 孔装 5 段管，铰支 4、 5 、 6 号柱 9孔 装 6 段管。各段间微差闯隔时 间 为5 0 m s 。 为确保准爆，孔内装 2发毫秒管，孔外网路 联接采 用 加强复式 见 图 7起爆。 梁I 6 发3 段譬 三旦0 4 ， 5 ， 6 柱l 8 靛6 跆 管 三 垦 3 段 圈T 起 爆网路图 用控铽爆破拆除 2 2 米高钢筋混凝土摊l } } 塔一叶有生 ～ 3 l ～ 维普资讯 争∞ * ∞ ∞ ∽ 0 ；选 矿l } 岫 t岍 t 岍 浮选金精矿充氧氰化浸出研究 张 家 日 金 矿 俊张 全 贞 弓 、 。 f 巩 溶 ⋯⋯ 啾 ， 正 比 1 理 论 基 础 及 研 究 现 状 萎 ； ～ ⋯ 4 爆破安全 防护 爆 破时，要求人 员撤 离 爆 区l O O m，起 爆人员在离爆医3 0 m 处 临时搭起 的 树 枝 栅 内，即 可起爆。 5 爆破 效果及体会 5 1 爆破效果 该次 爆破，共凿4 3 孔 ，耗 炸 药4 ． 3 k g ， 雷管1 2 0 发。起爆后，欲 爆混 凝土垒部炸出 ， 钢 筋全部暴 露，变形I 飞石 飞出仅 2 8 m，设 施 、人 员安垒} 排洪塔按 预定的方 向准确 地 倒在 山坡上， 爆破效 果十分理想 。 5 2 体会 该 次爆 破采用 的技术 路线正确 ，设 计精 心，参 数选取 合理 ，施工组织 严密，排洪塔 倒塌 方向准确 。 其爆破成功的关键在于确定的各柱破 碎 高度合理 ，并配台使用 了毫秒 起爆技术。 如 此密实布筋筒式框架结构倾倒侧承重立柱爆 破破碎高度 不仅要满足失 稳要求 ，而 且要 满 足完全倾倒的要求I铰支柱破碎高度要满足 失 稳要求， 还要满足本 身断面尺 寸要求 。 爆后从备柱钢筋变形形状观察分析，起 爆后，排洪塔首先是失稳，之后沿铰支柱旋 转倾倒。 该次爆破成功，达到了用控制爆破拆除 高层密布筋筒式框架结构的钢筋混凝土排洪 塔科学 实验 的 目的，取 得了宝贵的经 验，对 今后类似爆破起到参考作用。 责任编辑肖泽铭 一 3 2 一 有色矿 l 9 3 ． 维普资讯