非对称定向窗爆破拆除后加固式薄壁筒形水塔.pdf

第1 8 卷第3 期 2 0 0 1 年9 月 爆破 B L A s T l N G V o l 】8 N o ．3 譬D ．2 0 0 1 文章编号 1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 1 0 3 0 0 5 7 一0 3 非对称定向窗爆破拆除后加固式薄壁筒形水塔 时党勇，龙源，汪庆撬，王清洁，唐献述 解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京2 l 0 0 0 7 摘要详细介绍了一例采用非对称定向宙爆破拆睹后加回式薄壁筒形水蟮的设计情况．分析了该水塔的 蛄构特点对爆破方章设计的影响。 美蕾词非对称定向亩；后加田；爆破拆睹水蟮 中围分类号T D2 3 5 ．3 7文献标识码A D e m o l i t i o nB l a s t i n gU s e dA s y m m e t r yD i r e c t i o n a lW i n d o wo f AP o s t r e i n f o r c e dT h i n w a l lR o u n dW a t e r1 o w e r s H ID 贼P y 埘g ，I D N GY 纰n ，w A N GQ 谊g t n 0 ，W A N GQ i H g 一，谊，T A N GX i u n s h H P o s t g r a d u a t eT e a mlE I E C ，P I ，A U S T ．N a n j i n g2 1 0 0 0 7 - C h i n a A b s t 均c t T h ed “g r Ia n di n l p I e m e n t a t | o n 。fd 哪。洲。1 1b l a s t i “gu 酬a s y m m e t r yd i r e c t i 帆a 1w m d o wo fa 口o m r e m f o r c e dt h i n w a l lr o u n d 啪t e rt 。w e ri si n t r o d 岫d1 nd e t a I I s ．T h ea b u t m e n td e 对r u c t l o na n de x p 【刚ee f _ f e c t l v e n e s si nt h ec o u r s eo fb l a s t i “ga r e a n a I y z e d ，a n d o r I l ev j e w p o h t so f 删n o gr h ee c c u r a t ed i r e c t l o ㈨“ f f o r w a r d ．T h ee x p e r l e n c ec a nb ea sa 他f e r e n c et 。s i m i h r81 9 m e e n o g s ． K e yw o r d s a s y m m e r t 。yd i r e c t i o n a lw i n d o w ；p o s t 一件I n f o r c e m e n t ； d e m o m j o nb l a s t n g }w a t e rr o 州 1 工程概况 1 ．1 周围环境 该水塔位于南京航空航天大学教师住宅区内， 因基建需要将其爆破拆除。水塔四周皆为五层住宅 搂．东南西北方向上分别距水塔4 5m 、2 1m 、6 ．5m 、 2 0m 。水塔西北方向4 ．6m 处有一电线杆，具体环 境条件见图1 。 1 ．2 水塔结构 水塔为砖砌圆筒形，高3 0m ，底部外径5 ．2m ， 内径4 ．6m ．筒身为2 4 墙，壁厚2 8c m ，自下面上有 ；对窗户．尺寸为8 0c m 1 2 0c m ，最下面一层窗户 距地面1 ．1m 。两层窗户之间有水泥隔板．厚l Oc m ， 共5 层。该水塔建于8 0 年代初，因使用时间较长，塔 身有轻微老化现象。1 9 9 8 年对水塔进行二次加固． 塔身外倒增加4 根钢筋混凝土立柱，柱宽4 0c m 、厚 2 0c m ，立柱与筒身铆固结合。水塔具体结构见图2 。 图l 周围环境示意图 单位t m 收稿日期2 0 0 l 0 7 0 4 ． 作者筒舟时党勇 1 9 7 8 一 ．男；解放军理工大学工程兵工程 掌院硕士研究生．主要从事爆破器材应用技术研究 万方数据 爆破 酽 j ．纩热 心玖 图2 水塔结构及剖面示意囝 单位m 2 爆破方案 2 ．1 方案确定 该水塔结构与一般水塔有所不同，爆破方案设 计主要考虑水塔自身结构的两点特殊性。 1 水塔外侧有4 根后加固的钢筋混凝土立柱， 在东西，南北方向上呈两两对称分布。立柱的存在改 变了水塔内部应力分布状态，使得水塔的抗压、抗拉 性能均有一定程度的增强，而且水塔内部应力分布 也关于东西、南北方向上对称。根据水塔周围环境条 件和立柱分布的对称性，选择水塔倒塌方向为正东， 爆破切口应严格对称于东西方向。这样在水塔倒塌 的过程中，水塔切口处南北两侧的应力会呈现对应 相同变化．从而可以严格控制水塔倒塌方向。若水塔 倒塌方向不为正东，如图2 中方向1 所示，爆破后剩 下的两根立柱则关于倒塌方向不对称，这样在倾倒 过程中，切口处应力分布不对称，一边受压，一边受 拉．会产生较大的扭矩，形成强烈的扭转作用。此外 砖砌水塔整体性不强，极有可能发生意外。 ＼翟薅 新蛄纱j 图3 爆破定向窗示意图 最 终 爆 破 缺 2 水塔底部距地面1 ．1m 处有2 扇窗户，大体 _ 洽南北方向 如图2 。在水塔烟囱爆破拆除中，爆破 定向窗对倾倒方向的控制具有关键作用o ] 。设计中 通常应严格保持定向窗的形状、大小和位置关于倒 塌方向对称。本例中．两个窗户近似对称于东西方 向，经过适当人工处理，便可作为爆破定向窗。在谤 2 0 0 1 年g 且 水塔的定向窗设计中．采用了特殊的非对称布局如 图3 所示，仅仅保持两定向窗的高度相同。1 定向 窗是在原底层北侧窗户基础上向西扩至J 4 处而成． B 处保持不变。2 。定向窗不作任何改变，保持原有 尺寸。1 。定向窗与24 定向窗的边界 、D 关于东西 方向严格对称；边界B 、c 连线向东倾斜。且9 c 区域 为爆破区域， o D 区域为最终形成的爆破缺口区 域。由图3 可以看出，虽然14 、2 。定向窗在东西方向 上并不对称．但最终形成的爆破缺口 O D 对称于 东西方向，从而可以达到控制倒塌方向的目的。 此外，考虑到高大建筑物倒塌后纵向抛距是其 高度的1 ．o ～1 ．2 倍，爆堆横向宽度是其外径的2 ～ 3 倍，爆破方案最后确定为水塔倒塌方向为正东方 向，水塔底部窗户先人工处理，使其符合设计要求。 2 ．2 爆破缺口位置 根据水塔实际结构特点，爆破缺口位置选择距 地面1 ．1m 处．与底层窗户下缘平齐。 3 爆破技术设计 3 ．1 切口形状 为方便施工，减小后坐，采用水平矩形切口。 3 2 爆破定向窗 定向窗为矩形，在愿底层窗户基础上经人工处 理而成，边缘修整平齐。14 定向窗长1 ．{ m 。高1 ．2 m 。24 定向窗长o ．8 m ，高1 ．2 m 。 3 ．3 切口高度 爆破切口在两定向窗之间，切口高度取定向窗 高度即1 12 m ，为水塔壁厚的2 ．8 倍。 3 ．4 切口长度 爆破定向窗对应圆心角a 一2 1 0 。．爆破区域 B c 长度工。一7 ，3m ，最终形成的爆破缺口A O D 长度工2 9 ．5m 。 3 ．5 孔网参数 1 水塔壁体最小抵抗线Ⅳ 1 4c m ，药孔深 度L 1 5c m ，孔距口 2 0c m ，排距6 2 0c m ，排数 为6 排。 2 外侧立柱最小抵抗线W 一2 0c m ，药7 L 深 度L 1 5c m ，孔距Ⅱ一3 0c m 。 3 ．6 单孔药■ 水塔壁体单孔药量g 2 0g ，外侧立柱单孔药量 q 一3 0g 。 3 ．7 起爆方法 孔内使用瞬发导爆管雷管，每两排之问用四通 连接，最后将三排干线用四通连接成回路．引出导爆 管用电雷管引爆。 『I●●，品1L 万方数据 第1 8 卷第3 期时党募等非对称定向窗爆破拆睦；后加固式薄壁筒形水塔 4 施工与安全防护 施工时，对水塔内部辅助设旗进行预处理，在原 来窗户基础上人工开凿变宽形成爆破定向窗，使之 符合设计要求。起爆前，爆破切口处用一层竹笆覆 盖‘“．在水塔倾倒方向的空地上用建筑垃圾敷设宽 8m 、长3 5m 、厚1 0c m 的减震层，并用石灰标出所 设计的倒塌方向线。以检验实际倒塌方向是否与设 计方向一致。 5 爆破效果 起爆后，水塔站立约1s 后开始倾斜。倒塌过程 中．水塔完整性较好．仅出现少量落砖现象。基本保 持定轴转动。倾倒约3 0 。后，水塔倾倒速度加快。落 地后．整个水塔解体成碎块。由于减震层缓冲作用， 落地声音很小，水塔向前俯冲不大。整个倒塌过程持 续大约5s 。无后坐，无飞石，实际倒塌方向与设计方 向相符。周围住宅楼安然无恙，爆破取得满意效果。 6 讨论 ①水塔自身结构特点对设计倒塌方向有较大影 响，在工程设计中应根据实际情况综台考虑。 ②爆破定向窗的主要作用是切断爆炸冲击渡的 传播介质，防止爆破缺口进一步扩大，确保最终形成 关于倒塌方向对称的爆破缺口。因此。倒塌方向控制 的关键并不在于定向窗是否严格对称，而在于最终 形成的保留体对于倒塌方向是否对称。实际工程中． 应设法确保爆破缺口对称于倒塌方向，在某些情况 下，可以采用非对称的定向窗设计进行水塔烟囱的 爆破拆除。 ③为尽量减小水塔对地面的冲击，可以事先敷 设减震层，确保周围建筑物安全。 参考文献 l 冯叔俞．吕毅．城市控制爆破M ] 北京中国铁道出版 社，1 9 8 7 ． 2 钟冬望．爆破安全技术[ M ] 武汉武汉工业大学出版社， 1 9 9 2 ． 万方数据