事故树法在高耸构筑物爆破事故预防中的应用.pdf

第3 0 卷第3 期 2 0 1 3 年9 月 爆破 B L A S T D i G V 0 1 ．3 0N o ．3 S e p ．2 0 1 3 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 3 ．0 3 ．0 3 2 事故树法在高耸构筑物爆破事故预防中的应用 李科斌1 ，谢兴华1 ，邱明灿1 ，李永宾2 1 ．安徽理- I - 大学化学工程学院，淮南2 3 2 0 0 1 ；2 ．潍坊龙海民爆有限公司，昌i f , 2 6 2 4 0 9 摘要根据以往工程实践总结得出了高耸构筑物拆除爆破的常见事故类型，通过建立事故树，找出了引 起高耸构筑物爆破事故的主要原因，最终提出了预防相应事故发生的措施，并成功应用于湖南冷水江市电厂 1 1 0m 冷却塔的爆破实践中。 关键词高耸构筑物；拆除爆破；失控；事故树；预防措施 中图分类号X 9 1 3 ．4文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X { 2 0 1 3 0 3 0 1 4 7 一0 5 A p p l i c a t i o no fF T A i nA c c i d e n tP r e v e n t i o no fE x p l o s i v eD e m o l i t i o n o fT o w e r i n gB u i l d i n g Ⅱ‰一b i n l ，X I EX d n h u a l ，Q I U 施，l g ．C a R l ，L IY o n g ．b i n 2 1 ．S c h o o lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g ，A n h u iU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，H u a i n a n 2 3 2 0 0 1 ，C h i n a ；2 ．W e i f a n gL o n g h a iF o l k d y n a m i t eC oL t d ，C h a n g l e2 6 2 4 0 9 ，C h i n a A b s t r a c t T h ec o m m o na c c i d e n tt y p e so fe x p l o s i v ed e m o l i t i o no ft o w e r i n gb u i l d i n gw e r es u m m e du pb a s e do n e n g i n e e r i n gp r a c t i e e a ．T h ep r i m a r yc a u s e so ft h eb l a s t i n ga c c i d e n tw e r ea n a l y z e da n dt h ec o r r e s p o n d i n gp r e c a u t i o n s w e r ep u tf o r w a r db yb u i l d i n gf a u l tt r e e sf o re a c ht y p e ，b yw h i c ht h ep r o j e e to f11 0 mc o o l i n gt o w e ri nH t m a nL e n g - s h u i j i a n gp o w e rp l a n tW a sp e r f o r m e ds u c c e s s f u l l y ． K e yw o r d s t o w e r i n gs t r u c t u r e ；e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；r u n a w a y ；f a u l tt r e e ；p r e c a u t i o n 近年来，随着国家经济的快速增长，人民生活质 量的日益提高，政府对社会环境的治理出台了一系 列政策法规，一些严重污染环境的工厂企业，有的 “关停并转”，有的由市区搬迁到远郊区县，尤其是 发电厂执行“上大压小”的政策，使得构筑物的拆除 爆破数量大增，水泥库、烟囱、水塔、冷却塔等高耸构 筑物的爆破拆除极大多数都取得了成功，为节能减 排、旧企业改扩建做出了贡献⋯，但仍有一小部分 爆破发生了安全事故。利用事故树法可以找出产生 收稿日期2 0 1 3 0 4 2 8 作者简介李科斌 1 9 8 8 一 ，男，硕士，浙江嵊州人，研究方向为爆炸 作用及效应、工程爆破及爆破器材应用， E ．m a l l l k b i n l 9 8 8 y e a h ．n e t 。 通讯作者谢兴华 1 9 6 3 一 ，男，教授，湖南衡阳人，致公党党员，科 技部国际合作专家、爆炸加工专家和安徽省质量技术监 督局专家，研究方向为爆炸加工和爆破器材应用， E ． m a i l x x h l 9 6 3 1 6 3 ．c o r n o 高耸构筑物爆破事故的主要原因，进而总结出各类 事故的预防措施，最后应用于湖南冷水江市电厂 11 0m 冷却塔的爆破拆除中，以反映结论的科学性 和可行性。 1 高耸构筑物拆除爆破常见事故类型 结合危险源辨识和国内外高耸构筑物拆除爆破 中发生的各类事故、新闻报道及工程实际勘查，根据 爆破异常和爆破后人员设备的伤害可将高耸构筑物 拆除爆破事故大致分为以下5 类 1 设计、施工、器材及环境等原因发生早爆、 迟爆和拒爆。 2 飞石抛散距离超出警戒范围对周边造成损 害和人员伤亡。 3 爆破后构筑物没有按设计要求安全倒塌， 万方数据 爆破2 0 1 3 年9 月 ．定向失控或炸而不倒。 4 爆破冲击波、爆破震动等对周围建筑物和 人员造成损伤。 5 爆破粉尘、噪音、有毒气体等其他事故。 2 高耸构筑物拆除爆破事故树的建立 事故树的编制步骤为首先确定顶事件，然后调 查与顶事件有关的所有原因事件，逐一确定事故原 因至基本事件，最后用规定符号根据逻辑关系编制 事故树‘2 | 。 2 ．1 早爆和拒爆事故树 早爆和拒爆事故在爆破事故分析中具有重要 意义，一旦发生，轻则影响爆破工程的顺利完成， 早爆事趔彩＼ 由 Il 队的不安全行浏物额不安全状到阡境的不安全条件管理缺陷 申申尘申 _ LL 囱 上_ L古 嗡 毋 彘 囱 上 上_ J 一 装 不 起雷 网 无 警 药同爆 管 管频表 路关 戒 用 厂开 质脚电 电 设人 信 力家关 量线 和 计员号 过雷故 不 绝高起不 接 不 达 管 幢 合缘 压爆 合通明 混 格损 电电 理起 用 坏源 爆 故 障 图1 早爆事故树 F i g ．1 F a u l tt r e eo fp r e m a t u r ee x p l o s i o n 重则导致严重的安全事故，并且是研究其他爆破 有害效应的基础。早爆和拒爆事故可从分析人的 不安全行为、物的不安去状态和环境的不安全条 件及管理因素人手，两者的事故树如图1 、图2 所示。 2 ．2 高耸构筑物爆破拆除失控事故树 高耸构筑物爆破拆除失控主要有以下几种 类型 1 失控后倒塌方向与设计方向偏移。 2 失控后下部未倒，上部折断。 3 失控后原地下坐未倒。 4 失控后倒塌距离超出设计倾倒范围。 建立事故树如图3 所示。 爆 的不安全行 爆破倒塌失控 不 同 厂 家 雷 管 混 用 掣矮 药 钝 化 感 度 降 雅 图2 拒爆事故树 F i g ．2 F a u l tt r e eo fm i s f i r e 技术设计不合理ll 施工质量不合格I网路部分拒爆 调查不 ．充分， 预处理方 ．不合理 参数设i 不合理 炮孔充填不合格ll 钻孔质量差II 预处理不合要求 药量不合 制鞠l ㈤崾列赋未填满／＼＼字誊／绷心素质差二』3 ≤到彰吣垫大／ 未按设 计打眼 凿眼设、侠键部位 簧故影＼没处理好 图3 爆破倒塌失控事故树 F i g ．3 F a u l tt r e eo fc o l l a p s i n gr u n a w a y 戮 药 卷 与 孔 壁 存 在 间 隙 效 万方数据 第3 0 卷第3 期李科斌，谢兴华，邱明灿，等事故树法在高耸构筑物爆破事故预防中的应用 1 4 9 2 ．3 拆除爆破飞石伤人事故树见图4 。 图4 爆破飞石伤人事故树 F i g ．4 F a u l tt r e eo ff l y i n gr o c k 2 ．4 爆破冲击波伤亡事故树似，此处不再赘述。见图5 。 爆破震动破坏事故树与爆破冲击波事故树类 图5 爆破冲击波事故树 F i g ．5 F a u l tt r e eo fs h o c kw a v ea c c i d e n t 3 高耸构筑物爆破事故的预防措施 根据“人”的不安全行为、“物”的不安全状态、 “环境”的不安全条件及管理缺陷㈨，可确定采取预 防措施的原则首先是采取直接措施，即从危险源着 手；其次是间接措施，如隔离、个人防护等‘引。前者 可称为主动防护，后者则是被动防护，具体预防措施 参见4 ．3 节。 万方数据 爆破 2 0 1 3 年9 月 4 工程实践 4 ．1 工程概况 冷水江电厂为实现节能降耗、污染减排工作，根 据有关精神和要求拟拆除厂区内11 0m 高冷却塔。 该冷却塔始建于上世纪7 0 年代，塔体为整体钢筋砼 结构，冷却塔高度1 1 0m ，地面0 ．0 0m 处的设定标 高底部直径为7 2 ．9 8 9m ，外部有高1 4m ，宽度9 ．2m 的扇翼雨淋减温装置，标高1 4m 处为塔体圈梁，塔 体由4 0 对“x ”型斜支护支柱支撑，尺寸为 0 ．6m 0 ．5 5m ，其具体周边环境如图6 所示。 图6 周围环境不意图 单位m F i g ．6 S u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t u n i t m 4 ．2 爆破方案 本次爆破以控制爆破为主，机械和人工拆除为 辅，采用多段微差起爆技术对塔体部分进行定向拆 除，经多方论证后确定设计倒塌方向为西北方向，爆 破切口采用正梯形形式。 用机械方式和人工结合方式做好爆破前的预拆 除工作，这是确保冷却塔顺利倒塌的关键，所设计的 尺寸和步骤一是要保证保留部分的截面强度足够暂 时支撑整个塔体不被瞬间压垮；其次，冷却塔的倾覆 力矩必须大于支撑力矩。采用机械方式在缺口两端 分别对称开设2 个三角形定向窗，并以倒塌中心线 为轴线预开8 ～1 0 个减荷槽，降低总装药量，实现该 冷却塔连续定向倒塌，继而塔体形成扭曲，使重心持 续降低，并结合挖设防震减震沟减少塔体倒地的地 震效应。 4 ．3 主要防护控制措施 1 早爆、迟爆和拒爆控制。精心设计、施工， 严防带炮和冲击爆破网路；注意装药、联线和填塞时 损坏网路或漏接，保证爆破网路质量；防止爆破器材 受潮变质，防止杂散电流、静电、雷电、射频电等因素 引起早爆。 2 爆破震动控制。理论计算一次齐爆最大药 量为9 4 ．7 7k g ，实际施工时控制在5 0k g 以内，且采 用多钻孔、少装药、分段延时起爆的控制技术，装药 均为分散内部装药，每孑L 装药量仅有1 0 0g 左右，装 药爆炸的能量主要用于破碎混凝土立柱和梁，极少 一部分转化为冲击波和地震波，从而把爆破震动引 起的地面震动速度控制在周围需保护建筑所允许的 安全振动速度以内。 3 塌落震动控制。冷却塔爆破倾倒时对地面 产生的塌落震动远大于炸药爆炸时产生的震动，应 用经验公式可计算得到塌落震动速度为1 ．5 7c m ／s 。 本次爆破采用高度差和时间差的分段延时技术，形 成分层分片塌落的现象，可起到一定的缓冲减震作 用，加之开挖减震沟 如图7 及铺设减震垫层产生 的效应，塌落震动对周围的住房和周围的管线设施 等不会产生损害“ j 。 4 爆破飞石控制。分为覆盖防护、近体防护 和保护性防护，具体为一方面在进行爆破预处理施 工时严格按照设计方案进行施工，并防止因孔偏深 或偏浅等造成抵抗线方向改变出现飞石失控，保证 填塞质量M 1 。其次，在每个爆破的部位，用麻袋、稻 草或草帘进行严密包捆覆盖，然后再包捆一圈铁丝 网，根据以往防护经验，经过防护后飞石距离一般不 会超过1 0m 。 图7 减震沟示意图 F i g ．7D a m p i n gd i t c h 墙 5 倒塌方向的准确性控制。详细研究冷却塔 的结构情况，精确计算出冷却塔质量及所受到的侧 向风荷载，再经过修正其偏转角，计算出两侧定位孔 的切口角度和爆破切口的圆心角。同时校核开了定 位孔和定向窗后保留支撑部位的稳定性。此外，定 向窗圈梁必须切断并适当增大爆破切口圆心角，要 充分爆碎承重圈梁和“x ”形支柱但不能割断支柱钢 筋⋯。做到爆破前确保其稳定，爆破瞬间确保冷却 塔立即失稳，然后按预定的方向倾倒。 6 针对性防护措施。为防止倒塌时对附近民 房及办公楼造成破坏，制定如下防护措施 1 将开挖减震沟的沙土堆筑防护土堤并整理 成一个向上的弧度，减弱冲击波并导引气流向上 万方数据 第3 0 卷第3 期李科斌，谢兴华，邱明灿，等事故树法在高耸构筑物爆破事故预防中的应用 1 5 1 运动。 2 民房北侧和西侧所有窗户位置全部用竹夹 板进行覆盖，所有距离较近的周边建筑都用安全网 覆盖，覆盖必须严密。 3 在冷却塔倾倒的设计轴线上，用土袋横向设 置缓冲堤坝，减少冷却塔触地时对地面的冲击和反 弹起的飞石。 4 塔体塌落范围内覆盖1 层一定厚度的土层 或稻草，尽量避免塔体触地直接碰撞碎石。 5结语 采用事故树分析法，可将引起事故的各基本原 因事件清楚地描绘出，使安全工作能够更加有效、更 有侧重性地进行。通过将事故树法应用于高耸构筑 物爆破拆除的事故分析中，开展了如下工作 1 总结了高耸构筑物爆破拆除中常见的5 类 事故。 2 针对5 种类型的事故，确立了顶上事件，并 根据大量工程实践对顶上事件进行了详尽的分析， 分别构建了相应的事故树。 3 根据安全学原理，以各事故树为依据将相 应的预防措施分为主动和被动防护，并分别进行了 分析汇总。 4 以湖南冷水江电厂1 1 0i n 冷却塔爆破拆除 工程为背景，应用分析得到的防护措施，整个爆破非 常成功，没有造成任何人员伤亡或周围建筑损坏，从 而验证了事故树法在分析实际工程防护措施中的可 行性和良好效果。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 顾毅成，史雅语，金骥良工程爆破安全[ M ] ．合肥中 国科学技术大学出版社，2 0 0 9 ． [ 2 ]张景林，崔国璋．安全系统工程[ M ] ．北京煤炭工业 出版社，2 0 0 2 ． [ 3 ]胡国忠，王宏图，贾剑青，等．高耸构筑物拆除爆破的 安全分析及控制研究[ J ] ．重庆建筑大学学报，2 0 0 6 ， 2 8 2 6 6 6 9 ． [ 3 ] H UG u o z h o n g ，W A N GH o n g t u ，J I AJ i a n - q i n g ，e ta 1 ． R e s e a r c ho nc o n t r o la n ds a f e t ya n a l y s i si nd e m o l i t i o n b l a s t i n g o ft o w e rb u i l d i n g s [ J ] ．J o u r n a lo fC h o n g q i n g J i a n z h uU n i v e r s i t y ，2 0 0 6 ，2 8 2 6 6 6 9 ． i nC h i n e s e [ 4 ] 谢刚，龙源，郝晓宁．拆除爆破施工危险源辨识与 控制[ J ] ．工程爆破，2 0 1 0 ，1 6 4 9 1 - 9 3 ． [ 4 ] X I EG a n g ，L O N GY u a n ，H A OX i a o n i n g ．H a z a r di d e n t i - f i c m i o na n dc o n t r o lo fd e m o l i t i o n b l a s t i n gc o n s t r u c t i o n [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 1 0 ，1 6 4 9 1 - 9 3 ． i nC h i n e s e [ 5 ]申振宇，汪旭光，于亚伦．拆除爆破的安全研究[ J ] ．工 程爆破，2 0 0 5 ，1 1 2 7 0 7 4 ． [ 5 ]S H E NZ h e n y u ，W A N GX u g u a n g ，Y UY a - l u n ．S t u d yo n s a f e t yi nd e m o l i t i o nb l a s t i n g [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ， 2 0 0 5 ，1 1 2 7 0 - 7 4 ． i nC h i n e s e [ 6 ] V L A D I S L A VK e c o j e v i c ．F l y r o c kp h e n o m e n aa n da r e as e e u r i t yi nb l a s t i n g - r e l a t e da c c i d e n t [ J ] ．S a f e t yS c i e n c e ， 2 0 0 5 ，4 3 7 3 9 - 7 5 0 ． g 她萍譬譬零高氧笞啦海秘祭祭秘祭祭鹕琴零笞均羿葛耻零甾氧牙醵莽甾譬零若氧分弛莽苍潍蔷啦孓a 萍祭祭举牙迎器苫譬器占鱼苕鸳莽葛譬雾高题 科技论文写作小知识摘要 摘要是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。摘要应具有独立性 和自明性，并且拥有与文献同等量的主要信息，即不阅读全文，就能获得必要的信息。一篇完整的论文都要求写随文摘要，按 摘要的不同功能来划分，大致有如下3 种类型。 1 报道性摘要报道性摘要是指明一次文献的主题范围及内容梗概的简明 摘要，相当于简介。报道性摘要一般用来反映科技论文的目的、方法及主要结果与结论，在有限的字数内向读者提供尽可能 多的定性或定量的信息，充分反映该研究的创新之处。科技论文如果没有创新内容，如果没有经得起检验的与众不同的方法 或结论，是不会引起读者的阅读兴趣的；所以建议学术性期刊 或论文集 多选用报道性摘要，用比其他类摘要字数稍多的篇 幅，向读者介绍论文的主要内容。以“摘录要点”的形式报道出作者的主要研究成果和比较完整的定量及定性的信息。篇幅 以3 0 0 字左右为宜。 2 指示性摘要指示性摘要是指明一次文献的论题及取得的成果的性质和水平的摘要，其目的是使读 者对该研究的主要内容 即作者做了什么工作 有一个轮廓性的了解。创新内容较少的论文，其摘要可写成指示性摘要，一般 适用于学术性期刊的简报、问题讨论等栏目以及技术性期刊等只概括地介绍论文的论题，使读者对论文的主要内容有大致的 了解。篇幅以1 0 0 字左右为宜。 3 报道．指示性摘要报道一指示性摘要是以报道性摘要的形式表述论文中价值最高的那部 分内容，其余部分则以指示性摘要形式表达。篇幅以1 0 0 ～2 0 0 字为宜。论文发表的最终目的是要被人利用。如果摘要写得 不好，在当今信息激增的时代论文进入文摘、杂志、检索数据库后，被人阅读、引用的机会就会少得多，甚至丧失。一篇论文价 值很高，创新内容很多，若写成指示性摘要，也可能会失去较多的读者。所以一般地说，向学术性期刊投稿，应选用报道性摘 要形式；只有创新内容较少的论文，其摘要可写成报道一指示性或指示性摘要。 万方数据