2座110m高双曲线冷却塔爆破拆除.pdf

第2 8 卷第2 期 爆破 V 0 1 ．2 8N 。．2 2 0 1 1 年6 月B L A S T I N GJ u n ．2 0 1 1 D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 11 ．0 2 ．0 1 9 2 座1 1 0m 高双曲线冷却塔爆破拆除 夏卫国，武双章，唐勇 解放军理T 大学工程兵工程学院，江苏南京2 1 0 0 0 7 摘要介绍了复杂环境下2 座1 1 0m 高冷却塔的爆破拆除。采用预开定向窗、减荷槽、爆破支撑立柱的 定向倒塌方案而使冷却塔定向倾倒。通过精心设计和施工取得了扭曲破碎完全、倾倒落地彻底、爆破危害控 制好的成功经验，可为类似爆破工程提供参考。 关键词爆破拆除；冷却塔；爆破切口；切口参数 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码B 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 2 0 0 6 8 0 4 E x p l o s i v eD e m o l i t i o no fT w o 11 0m H y p e r b o l i cC o o l i n gT o w e r s X I AW e i - g u o ，聊S h u a n g - z h a n g ，T A N Gy 0 昭 E n g i n e e r i n gI n s t i t u t eo fE n g i n e e r i n gC o r p s ，P L AU n i vo fS c i T e c h ，N a n j i n g210 0 0 7 ，C h i n a A b s t r a c t T h ee x p l o s i v ed e m o l i t i o no ft w o11 0mh y p e r b o l i cc o o l i n gt o w e mb yd i r e c t i o n a lb l a s t i n gi nc o m p l e x e n v i r o n m e n tW a si n t r o d u c e d ．T h ed e s i g no ft h ea d v a n c e dd i r e c t i o n a lw i n d o w s ，t h eg r o o v eo fr e d u c e dl o a da n dt h e b l a s t i n go ft h es u p p o r tp i e r sC a nm a k et h ec o o l i n gt o w e rc o l l a p s e dd i r e c t i o n a l l y ．T h r o u s he l a b o r a t ed e s i g na n dc o n - s t r u c t i o n ，t h es u c c e s s f u le x p e r i e n c ew h i c hc o n t a i n st h ec o m p l e t et w i s t i n gf r a g m e n t a t i o n ，a n dt h ed o w n r i g h tc o l l a p s e ， a n dt h ef a v o r a b l eb l a s t i n gh a r mc o n t r o lC a nb ea c h i e v e d ． K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；c o o l i n gt o w e r ；b l a s tc u t ；c u tp a r a m e t e r 1 工程环境 需要拆除的2 座冷却塔位于连云港新海发电有 限公司厂区西侧，按照从北到南的顺序排列依次为 1 2 ’机组和1 1 。机组冷却塔，2 座冷却塔东侧距待拆 2 1 0m 高钢筋混凝土烟囱4 0m ，周围环境如图l 所 示。1 1 。机组冷却塔南侧距组合桁架1 1m ；东南侧 距地下循环水管5m ，距组合桁架约2 0m ，距运行机 组配套设施3 0m ；东侧距暂时保留的机组主厂房 1 5 0m ；北侧距1 2 。机组冷却塔3 0m ；西侧距蓄水池 9m ；西南距配电室1 4n l 。1 2 4 机组冷却塔东北距输 收稿日期2 0 1 0 1 2 1 0 作者简介夏卫国 1 9 6 6 一 ，男，江苏海安人。解放军理工大学工程 兵工程学院破障工程研究室副教授，硕士，主要从事控制 爆破研究， E ．I l l a i l x w g a l b s i n a ．c o r n 。 通讯作者武双章 1 9 7 7 一 ，男，河南修武人，解放军理工大学工程 兵工程学院破障工程研究室讲师，硕士，主要从事控制爆 破研究， E m a i l s h s n a k e 1 6 3 ．e o m o 煤机楼3 1 ．5m ；北侧5 0m 范围内为已拆除空地；西 北侧距干灰库2 4m ；西侧距蓄水池4m ，距厂区围墙 约4 0m ，围墙外为市区道路西太岭路。 2 拆除对象与结构 冷却塔为双曲线钢筋混凝土薄壁结构，塔体地 面以上实际高度为1 1 0 ．2 7m ，地面0 ．0m 处的塔 身外径8 7 ．3m 、周长约2 7 4 ．2m ；共4 8 对人字形立 柱，立柱横截面为圆形，其断面直径为6 0c m ，其顶 部标高7 ．8m 。 3 爆破方案设计 3 ．1 冷却塔结构特点分析 本次爆破的1 1 0m 冷却塔底部直径8 7m 0 ．0m 位置 ，高径比为1 ．2 6 如图2 所示 ，与高耸 薄壁结构的烟囱和水塔相比，冷却塔的高径比很小，在 万方数据 第2 8 卷第2 期夏卫国，武双章，唐勇2 座1 1 0m 高双曲线冷却塔爆破拆除 6 9 爆破时既要防止爆而不倒，又要防止整体倾倒不发生 扭曲破碎，致使爆堆过高，不利于爆后清运m 2 | 。 西 太 岭 路 图1 冷却塔周围环境示意图 单位m 图2 冷却塔结构图 3 ．2 倒塌方案与方向选择 本次爆破采用预开定向窗、减荷槽、爆破支撑立 柱的定向倒塌方案。 冷却塔在结构上完全轴对称，倒塌方向的选择 根据现场的环境条件进行确定1 l 。冷却塔向北定向 倾倒，1 2 ’冷却塔向北偏东3 0 。定向倾倒，按照先 1 2 。、后1 l 。塔的起爆顺序进行爆破。 3 ．3 爆破切口设计 爆破切口形状及大小，直接影响到爆破效果、爆 破安全性和经济性，切口设计的技术要求主要包括 1 确保按设计要求倒塌；2 在确保安全的前提下， 钻孔、装药工作量最小，工程成本最低；3 方便施 工，便于防护，确保安全。 目前，国内爆破拆除冷却塔选用的爆破切口形 状，基本上可分为3 类正梯形、倒梯形、复合型p ’4 J 。 综合分析现场条件，本工程采用复合型切口，如 图3 所示。采用复合型切口形式，爆前预处理工作 量较大，但可以用效率较高的机械来完成。而爆破 部位集中在立柱环和底部的人字形立柱，爆破时使 用的雷管和炸药的数量相对较小，且降低了高空钻 孔和防护作业的施工难度。 h ， h 2 h l 0 ．O 定向窗减荷槽定位窗 图3 冷却塔复合型切口形状图 根据本次爆破冷却塔的结构和受力情况，人字 形立柱、立柱环以及塔身分别选择不同的切口长 度哺】。不同缺口角度条件下，1 1 0m 高冷却塔在不 同标高位置爆破切口长度见表1 。 1 1 0m 高冷却塔实际缺口长度如下底部人字 形立柱爆破2 5 对，立柱环下缺口长度1 6 1m 、上缺 口1 5 9m 。 对钢筋混凝土冷却塔而言，应考虑切口形成后， 切口内裸露的竖向钢筋必须失稳。同时，还应使冷 却塔在倾倒至较大角度时，切口的上下沿才闭合相 撞，防止相撞时使倾倒方向发生偏离。1 1 0m 高冷 却塔爆破时，其中正中间的定向窗最高开设到2 0m 高度处。 4 爆破参数设计 1 最小抵抗线形形 耽 艿为切口位置壁厚 或立柱最小边长 ； 2 药孔间距口口 1 ．5 1 ．8 矽或 口 0 ．9 0 ．9 5 ￡； 3 药孔排距b b 0 ．8 5 0 ．9 口； 4 药孔孔深L L 0 ．6 7 ～0 ．7 占； 5 单孔药量Q 。Q l q a l , 8 式中Q 。为单孔装药量，g ；q 为单位体积耗药量，一 般取7 0 0 一l2 0 0g ／m 3 ，但对于位置较低的人字形立 万方数据 爆破2 0 1 1 年6 月 柱，该单耗可适当增加，以确保使冷却塔内的主筋产口为药孔的孔距，m ；b 为药孔的排距，m 。 生大变形，有利于冷却塔失稳倾倒；6 为筒壁壁厚，m ； 表1 1 1 0m 冷却塔不同部位切口长度计算表 冷却塔的钻孔爆破部位选择在底部缺口范围内 的人字形立柱和开设定向窗、定位窗及减荷槽正下 方的立柱环上，如图4 所示，所有炮孔均采用垂直 钻孔。 缓 定向 ／熬 d 立{ ， 沁举00 黼0 1 00 0 ／i 或 或 柱 I 图4 爆破部位钻孔布置示意图 爆破参数见表2 。表中药量值为经试爆校核后 的实际装药药量，人字形立柱孔数仅指单根立柱的 孔数，立柱环的孔数仅计算一个减荷槽下方所对应 的立柱环长度内 长5 ．4m 的孔数，单座冷却塔的 孔数和炸药量计算结果见表3 。 5 起爆网路 针对电厂特殊环境采用非电塑料导爆管起爆系 统起爆，做到安全、可靠、准爆。 2 个冷却塔爆破共使用炸药约1 5 0k g ，以倾倒 中心线为对称轴，对称分3 段进行爆破，最大一次齐 爆药量控制在3 0k g 以内，相邻段之间采用毫秒延 期雷管延时。 6 爆破结果与分析 1 爆破前3h 开始下小雨，刮东北风，阵风 7 级以上，爆前1 0m i n 停止下雨，风力基本没有变 化，按照爆破安全规程G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 ，当风力超 过6 级时，应当停止爆破作业。考虑到风向与冷却 塔倒塌方向基本平行，方向基本相反，同时冷却塔的 高径比较小。经检查，起爆网路和防护措旅未遭到 损坏。经现场爆破总指挥部协商，同意在风力减弱 期间实施爆破。 2 通过视频资料分析，起爆3 s 后冷却塔切口 闭合，5s 后塔壁扭曲变形，整个爆破倾倒过程持续 8s 。 3 爆后筒体全部摔成扁平状或碎块，基本上 在坑中，在倒塌中心线上的1 l 。冷却塔前倾距离为 8m ，1 2 ’冷却塔前倾距离为1 0m ，堆积体最高为 2 ．8m ，爆堆集中，块度破碎程度较高。未爆人字形 立柱沿地面高度全部破碎拉断。 4 冷却塔爆破时没有采取减震措施，落地时 没有引起飞溅，周围建筑设施特别是输煤栈桥的窗 户玻璃完好无损；经监测爆破地震波和触地塌落振 动均小于允许的安全振动速度，爆破对正在运行的 机组没有产生任何不良的影响，达到了设计要求。 7 结语 1 采用复合型切口形式对控制倾倒方向和坍 塌范围、防止坐而不倒现象的发生起到了关键作用， 这种切口形式对于爆破拆除高耸薄壁结构，尤其是 万方数据 第2 8 卷第2 期夏卫国，武双章，唐勇2 座1 1 0I T i 高双曲线冷却塔爆破拆除 7 l 双曲线冷却塔具有重要的参考价值。 2 在冷却塔爆破拆除中，在确保结构安全的 前提下，可以适当增加筒壁预处理工作量，减少爆破 作业量。 3 复式非电传爆网路经受了大风雨的考验， 传爆可靠。 4 当风力较大，且风向与冷却塔倒塌方向基 本平行时，在确保起爆网路和防护措施未遭破坏的 情况下，可以选择合适的时机实施爆破，对爆破效果 不会造成太大影响。 5 冷却塔爆破拆除中，采用预开定向窗和减 荷槽、爆破破坏支撑立柱的定向倒塌方案，能够保证 支承体的有效长度和支承点的位置不受爆破作用的 影响，并能通过试爆校核装药参数设计是否合理，是 复杂环境条件下保证冷却塔扭曲破坏的有效措施。 表21 1 0m 冷却塔切口爆破参数表 嚣 爆破部位 单根／d 孔数“单孔／g 药量根 块 数孑l 荔‰g 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 谢胜军，单翔，李金轩，等．爆破技术在电厂冷却塔 拆除工程中的应用[ J ] ．工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 2 7 0 - 7 3 ． [ 2 ]王汉军，杨仁树，李清．薄壁结构双曲线冷却塔的定向 爆破拆除技术[ J ] ．煤炭科学技术，2 0 0 6 ，3 4 7 3 6 - 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