123m双曲线冷却塔控制爆破拆除.pdf

第2 9 卷第3 期 2 0 1 2 年9 月 爆破 B L A S T D 呵G V 0 1 ．2 9N o ．3 S e p ．2 0 1 2 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 2 ．0 3 ．0 2 0 1 2 3m 双曲线冷却塔控制爆破拆除 付天杰1 ’2 ，王全杰2 ，刘刚2 1 ．中国铁道科学研究院，北京1 0 0 0 8 1 ；2 ．深圳市和利爆破技术工程有限公司，深圳5 1 8 0 3 4 摘要介绍了应用定向倾倒爆破技术拆除发电厂内的1 座高大薄壁钢筋混凝土结构的冷却塔工程。针 对冷却塔重心低，径高比大、底部直径较大，且周围环境复杂等问题，通过采用大切口、预先开设定向窗的爆 破方案。采用簇联与四通复式连接网路相结合的高可靠度的非电延时起爆网路，采用可靠的安全防护措施， 使得爆破定向准确、控制安全、塔体爆破后解体块度也取得较好的效果。 关键词冷却塔；控制爆破；爆破参数；安全防护 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 2 0 3 0 0 8 2 0 4 C o n t r o l l e dE x p l o s i v eD e m o l i t i o no f1 2 3m H y p e r b o l i cC o o l i n gT o w e r F UT i a n - j i e l ”，W A N GQ u a n - j i e 2 ，L I UG a n 9 2 1 ．C h i n aA c a d e m yo fR a i l w a yS c i e n c e s ，B e i j i n g1 0 0 0 8 1 ，C h i n a ； 2 ．S h e n z h e nH e l iB l a s t i n gT e c h n o l o g yE n g i n e e r i n gC oL t d ，S h e n z h e n5 1 8 0 3 4 ，C h i n a A b s t r a c t Ah i ．g ht h i n - w a l lh y p e r b o l i cr e i n f o r c e dc o n c r e t ec o o l i n gt o w e ri nt h ep o w e rp l a n tw a sd e m o l i s h e dw i t h d i r e c t i o n a lc o l l a p s i n gt e c h n o l o g y ．D u et ot h el o wg r a v i t yc e n t e r ，l a r g ed i a m e t e r h e i g h tr a t i oa n db a s ed i a m e t e ra n dt h e c o m p l e xs u r r o u n d i n g s ，t h el a r g es i z ec u t sa n dp r e - c u t t i n go fd i r e c t i o n a lw i n d o w ss c h e m ew e r ea d o p t e d ．T h er e l i a b l e n o n - e l e c t r i ct i m e - d e l a yi n i t i a t i o nn e t w o r kc o m b i n e dw i t hg r o u pu n i t sW a sa p p l i e d ．B a s e do nt h es a f e t ym e a s u l e s ，g o o d b l a s t i n gq u a l i t yW a sa c h i e v e di np r a c t i c e ． K e yw o r d s c o o l i n gt o w e r ；c o n t r o l l e de x p l o s i v e ；b l a s tp a r a m e t e r s ；s a f e t yp r o t e c t i o n 1 工程概况2 爆破方案选择 广东省茂名市热电厂“上大压小”改扩建工程 需拆除1 、2 号机组冷却塔。冷却塔为钢筋砼 3 0 0 。 结构， 8 ．1 5m 处筒直径8 5 ．5m 、壁厚8 0 0m m ，壁 厚渐次缩小为2 0 0m m 标高 2 0 ．5m ；人字柱4 4 对、直径7 0c m 。冷却塔内部均有淋水平台，平台为 预制钢筋砼构件，与塔筒没有结构性的连接。冷却 塔周围环境平面图见图1 。冷却塔淋水面积为 5 5 0 0m 2 ，高度1 2 3 ．2m 。见图2 。 收稿日期2 0 1 2 0 6 1 8 作者简介付天杰 1 9 7 8 一 ，男，高级工程师、学士，主要从事拆除爆 破、岩土爆破技术研究及应用， E m a i l f t j t v s o h u ．r i p ． c o i n o 采用“预开定向窗，预处理部分塔壁板块、预留 部分塔体支撑板块爆破的定向倒塌”爆破方案，冷 却塔倒塌方向确定为北偏东8 。方向倾倒㈦2 1 。 3 预处理 由于冷却塔直径较大，爆破缺口全部采用钻孔 爆破，钻孔数量过多，使用爆破器材多，爆破规模大， 不利于爆破安全控制。根据工程经验，在确保塔体 稳定的前提下，仅在爆破缺口的边界范围进行预拆 除和爆破，边界范围以内塔壁不采用大面积爆破即 可实现冷却塔的定向倒塌，既能达到爆破效果又可 以减小爆破工作量。 万方数据 第2 9 卷第3 期 付天杰，王全杰，刘刚1 2 3m 双曲线冷却塔控制爆破拆除 1 2 ．0 5 E 。r 图2 冷却塔结构示意图 单位m F i g ．2 S t r u c t u r es c h e m eo fc o o l i n gt o w e r u n i t m 3 ．1 预处理的目的 预处理的目的主要在以下几个方面 1 有效的控制建 构 筑物的倒塌模式、倒塌 顺序和倒塌方向。 2 对建 构 筑物承重部位或某些特殊部位， 如圈梁、混凝土梁、进行必要的削弱，可以降低建筑 物的整体刚性或局部刚性，保证建 构 筑物在爆破 时的顺利解体，改善破碎效果，降低爆堆高度。 3 简化爆破部位，减少钻孔作业量和装药量。 对部分切口范围内的塔壁预先处理，不仅可以减少 爆破时的炮孔数、装药量，而且对建 构 筑物的顺 利倒塌有积极的意义。 3 ．2 预处理部位及施工方法 爆破缺口边界范围进行一定的预拆除处理，以 减少爆破施工量，同时能确保塔体稳定。具体的部 位与施工处理方法为 1 预开窗口在爆破切口区域内，环状圈梁的 上面开设卸荷窗口，顺序上应先开中间、再开两侧， 最后的两个窗口通常作为定向窗。所有预开窗口的 大小都要对称于倒塌方向中心线。窗口内部的混凝 土必须破碎，钢筋割断。 2 淋水池淋水系统的梁、柱是预制构件，与 塔身不是整体相连的。如果有个别塔的槽梁有铁件 与塔身相连，则事先割断。在淋水系统中心有供水 用的钢筋混凝土水泵房。这些构件在爆前全部预拆 除。 3 冷却塔圈梁以上5 ．6 8m 范围内为爆破缺 口位置，预拆除部分为2 6 个3 ．1 1m 5 ．6 8m 的窗 口和2 个3m 5 ．6 8m 三角形定向窗口，均匀分布 在倾倒中心线两侧。保留筒壁板块采用钻孔爆破。 如图3 所示。 、 4 冷却塔圈梁上选择3 5 个部位截断，截断 部位钢筋同时切断。 对爆破缺口区域内，环状圈梁的上面开设卸荷 窗口，采用液压拆除剪机械处理；对结构较牢固的冷 却塔圈梁部位，除采用液压拆除剪机械处理外，也可 以结合试验爆破进行。 3 ．3 预拆除的稳定性校核 冷却塔筒壁混凝土体积6 5 4 7 ．3 4m 3 ，按混凝土 密度2 ．8t ／m 3 计算，总重为1 83 3 2 ．5 5t 。预拆除后 保留筒壁部分为全周长的2 ／3 ，即2 8 4 ．9 2 2 ／3 1 8 9 ．9 5m ，取平均壁厚0 ．6 5m ，混凝土抗压强度 2 0M P a 考虑到混凝土老化，原混凝土强度3 0M P a ， 现取保守数字 ，支撑总重为2 4 69 3 5t ，大于筒壁总 重，可确保结构稳定。 4 参数设计 4 ．1 爆破缺口 爆破缺口圆心角为2 4 0o ，缺口高度 1 5 ．7 3m 。 缺口范围内筒壁间隔3 ．0m 机械预处理一个宽 3 ．0m 、高5 ．6 8m 窗口，圈梁选择5 处进行机械切割 处理。缺口内待爆破筒壁2 9 块、人字柱2 7 对。见 图2 、图3 所示。 4 ．2 爆破参数 筒壁爆破位置为 1 0 ．0 5 一1 2 ．0 5m ，壁厚从 6 1 ．5 7 0 ．8c m ，平均壁厚6 5c m ，钻孔直径4 2m m 。 1 炮孔布置采用垂直筒壁钻孔。 1 最小抵抗线W 1 ／2 6 6 5 ／2 3 2 ．5c m 。 m Q 扛魄 单弘 黑川 一刀订境 刑吣 区砌爆叫 ． 盯 图 万方数据 爆破2 0 1 2 年9 月 骂E 嚣 _ 飞五_ 习迎 ＼『芬 搦22 0 1 8 1 6 1 4 1 2 1 08 642 珊。35791 l1 3 1 5 1 7 1 9 2 12 矗m 严 1 0 需爆破筒壁编号；目一筒壁爆破区域；、一人字柱爆破区域 顶端和底端 日一璜拆除区域；目一圈粱截断区域 图3 冷却塔爆破缺口展开示意图 单位m F i g ．3B l a s t i n gc u tu n f o l d m e n ts k e t c ho fc o o l i n gt o w e r u n i t m 2 炮孔深度￡L 0 ．6 0 ．8 艿，取L 4 4c m 下3 排孔 、L 4 0o m 上3 排孔 。 3 炮孔间距口口 1 ．0 2 ．O L ，取口 4 0c m 。 4 炮孔排距b 6 0 ．8 5 一1 ．O 口，取b 4 0c m 。 5 单位炸药消耗量q g 。 1 ．4 8k 吖m 3 下3 排 孔 ，q 1 ．4 4k g ／m 3 上3 排孔 。 6 单孔装药量Q Q q a b 3 ，取Q 。 1 6 6g 下3 排孔 ，Q 1 5 0g 上3 排孔 。 2 人字柱直径为7 0c m ，上部布置4 个炮孔、 下部布置6 个炮孔，钻孔直径4 2m m 。 1 最小抵抗线矽 1 ／2 艿 7 0 ／2 3 5 ．0c m 。 2 炮孔深度￡￡ 0 ．6 0 ．8 艿，取L 5 0c m 。 3 炮孔间距口口 1 ．0 2 ．0 L ，取口 4 0c m 。 4 单位炸药消耗量q q 。 1 ．9 5k g ／m 3 下部 、 9 2 1 ．6 2k g ／m 3 上部 。 一 5 单孔装药量Q Q g 幽，取Q 。 3 0 0g 下 部 、Q 2 2 0 0g 上部 。 ． 3 考虑筒壁厚度较大，在缺口范围外沿倒塌 中心线至标高 2 0 ．0m 爆破l 条宽5 0c m 缝，参数 如下 1 孔距口 2 5c m 、排距b 3 0c m 。 2 单位炸药消耗量g 1 ．2k s ／m 3 。 3 单孔装药量Q 。 5 0g 下5 排孔 、Q 4 0g 中5 排孔 、Q ， 3 3g 上4 排孔 。 4 ．3 起爆网路 起爆网路采用非电起爆网路，孔内、孔外全部采 用导爆管毫秒雷管，人字柱孔内使用M S 8 段雷管、 筒壁孔内使用M S 6 段雷管、中缝炮孔使用M S l 段雷 管，孔外使用M S l 段雷管连接。闭合网路连接示意 图见图4 。 筒壁、人字柱孔外导爆管分别组成簇联，由二发 M S l 导爆管雷管连接一组簇联燃后各组M S l 导爆 管雷管形成网格式闭合起爆网路。 5 安全防护措施 1 炮孔部位安全防护。在筒壁外侧采用3 层 竹笆直接覆盖，外加铁丝贴壁捆绑。人字立柱爆破 位置采用3 层竹笆贴壁捆绑，外加铁丝缠绕。 图4 闭合网路连接示意图 F i g ．4 C o n n e c t i o ns c h e m eo fc l o s e dn e t w o r k 2 保护物近体防护。在需要保护民房外、冷 却塔西侧设备附近搭设8 m 高防护排架，排架挂上 双层竹笆进行防护。 3 在倒塌范围内沿排水箱涵铺设2 ．0m 高， 6 ．0m 宽的土体缓冲垫层减少塔体触地对排水箱涵 的影响。 6 爆破效果 2 0 1 0 年3 月1 2 日上午1 0 3 0 ，茂名热电厂冷却 塔拆除爆破工程顺利起爆，冷却塔完全按照设计方 向倾倒，爆后堆积形态良好，爆破没有造成任何安全 事故。 7 小结 1 对于高大薄壁的钢筋棍凝土冷却塔的爆破 拆除，需要精心设计和精心施工，加强安全防范措 施，尤其要对爆破时产生的个别飞石的控制，确保倒 塌准确、爆破安全。 2 塔筒内淋水立柱、淋水装置需在爆破前提 前处理并及时清理，否则将影响倒塌效果。 3 在今后的爆破设计中，可适当减少人字柱 部分的切口长度，1 ／2 周长即可，以避免塔体过早 下坐，同时给予塔体充分的剪切破坏时间。同时，圈 万方数据 第2 9 卷第3 期付天杰，王全杰，刘刚1 2 3m 双曲线冷却塔控制爆破拆除 8 5 梁部分的破坏很有必要，一方面有利于塔体的触地 解体破碎，一方面有利于降低塌落振动。 4 对爆破切口进行简化和优化可以减小爆破 量，加快施工进度。在爆破切口设计中，尽量减少钻 孔数量，简化并规范起爆网路。采用机械预处理方 式对缺口内的圈梁分断成多个小段，使塔壁失去完 整的底盘支撑，便于解体坍塌。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 付天杰，赵超群，梁儒，等．竖向切缝在高大冷却塔 [ 2 ] [ 2 ] 拆除爆破中的作用[ J ] ．工程爆破，2 0 1 1 ，1 7 4 5 8 6 2 ． F UT i a n - j i e ，Z H A OC h a o - q u n ，H A N GR u ，e ta l ，A p p l i c a t i o n o fv e r t i c a lc u ti nd e m o l i t i o nb l a s t i n go ft a l l c o o l i n gt o w e r [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 1 1 ，1 7 4 5 8 6 2 ． i nC h i n e s e 夏卫国，武双章，唐勇．2 座1 1 0m 高双曲线冷却塔 爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 1 ，2 8 2 6 8 - 7 1 ． X I AW e i - g u o ，W US h u a n g z h a n g ，T A N GY o n g ．E x p l o s i v e d 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 r s [ J ] ． B l a s t i n g ，2 0 1 1 ，2 8 2 6 8 - 7 1 ． i nC h i n e s e 上接第6 0 页 表2 不同孔径条件下直眼掏槽爆破参数对比表 。 、T a b l e2E f f e c to fd i f f e r e n td i a m e t e ro fp a r a l l e l - c u tb l a s t i n gp a r a m e t e r s 孔径／m m 眼距／m m 窒兰 二三 3 0 03 5 04 5 0 2 5 03 0 04 5 0 炮眼个数／个 1 圈2 圈 3 圈 81 0 1 6 81 11 6 1 圈 7 8 装药数／个 2 圈 6 7 3 圈 5 7 西1 9 3 西1 5 3 童 型 孔径／m m均循环进度／m总装药个数／个 三圈掏槽总装药量／k g 炮眼利用率／％ 参考文献 R e f e r e n c e s [ 4 ] 谷守生，孙磊，郭景秋．硬岩巷道中深孔爆破的实践 与认识[ J ] ．煤矿现代化，2 0 0 4 6 2 5 2 6 ． G US h o u s h e n g ，S U NL e n g ，G U OY i n g q i u ．P r a c t i c ea n d u n d e r s t a n d i n go fh a r dr o c kr o a d w a yi nm i d d l e d e e pb l a s h ． i n g 『J ] ．J o u m a lo fC o a lM i n eM o d e r n i z a t i o n ，2 0 0 4 6 2 5 - 2 6 ． i nC h i n e s e 宗琦，任军，关于巷道掘进爆破中的合理炮眼深 度和掏槽技术[ J ] ．煤矿爆破，2 0 0 1 1 7 1 1 ． Z O N GQ i ，R E NJ u n ．R e a s o n a b l eh o l ed e p t ha n dc u t t i n g t e c h n o l o g yo ft u n n e le x c a v a t i o nb l a s t i n g [ J ] ．J o u r n a lo f c o a lm i n eb l a s t i n g ，2 0 0 1 1 7 一1 1 ． i nC h i n e s e 林大能，陈寿如．直眼掏槽效率敏感因子的理论与试 验分析[ J ] ．煤炭学报，2 0 0 5 ，3 0 1 4 0 4 3 ． L I ND a - n e n g ，C H E NS h o u 1 3 1 ．T h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a la n a l y s i so fs e n s i t i v ef a c t o r sa b o 血s t r a i g h tc u tb l a s t i n g e f f i c i e n c y [ J ] ．J o u r n a lo f C h i n aC o a lS o c i e t y ，2 0 0 5 ， [ 4 ] [ 5 ] [ 5 ] [ 6 ] 3 0 1 4 0 ．4 3 ． i nC h i n e s e 单仁亮，周纪军，黄宝龙，等．巷道掏槽爆破影响因素 分析[ J ] ．煤炭科学技术，2 0 1 0 ，3 8 2 2 5 - 2 7 ，5 4 ． S H A NR e n l i a n g ，Z H O UJ i j u n ，H U A N GB a o l o n g ，e ta 1 ． A n a l y s i so fs l o t t i n gb l a s t i n gi n f l u e n c e f a c t o r so fm i n e ‘r o a d w a y [ J ] ．C o a lS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，2 0 1 0 ，3 8 2 2 5 - 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