干燥塔定向爆破.pdf

第1 9 卷第l 期 爆破 V n 【1 9N n 2 0 0 2 年3 月 B L A S T I N GM a r2 0 2 文章编号1 0 0 14 8 7 x 2 0 0 2 o l 一0 0 6 3 0 3 干燥塔定向爆破 叶晓华，董正才 工程兵指挥学院．江苏徐州2 2 1 0 0 4 摘要介绍了倒塌方向受限情况下钢筋砼干垛塔定向爆破方案覆施工方法。通过对底部立拄受力情况 的分析计算．准确确定了干燥塔的倒塌方向和立枉的破坏高度，确保了定向爆破的成功。 关键词复杂环境；干燥塔；定向爆破 中图分类号T D 2 3 53 7 文献标识码A D i r e c t o n a lB l a s t i n go ft h eD r y i n gT o w e r y E X 矾m ，D O N G 劢P H g 一∞i T h eC o m m a n d i n gI n s t i t u t eo “h eE n g i n e e rC o ’p SP L A ，X u z h o u2 2 1 0 0 4 ，C h i n a A b s 打廿hl h 岱p a p e r ，a u t h o rj n l 刊u c ∞t h ed I r e c “o ，1 丑lb l a s f m g o 盯8 mo far d n f o r c e dc o ㈣r cd r y j n gt 。w e r a n dw 。r k i n gp 【a nu n d e rt h el i m i t e dc o U a p s ed i r e c t l o nl nd e t a i lT l u D u g hc a l e n I a t i n gt h eo 。0 d e ds t r e s s 。fb o t t o n l 阱l 。 I a r s ，t h ec o l l a p s ed i r e c t i o na n dd c s t r o y e dh e i g h to ft 1 1 ep Ⅲa r sa r ea c c u r a t e I yd c t e r m i n e d K e yw a r d s 【b m p l l c a t c ds u r m u n d i l l g ；D r y i n gt o w e r ；D i 嫩“o n a Ib l a s t i n g l 工程概况 徐州合戒洗涤剂总厂因改建需要拟拆除l 座 干燥塔，干燥塔主体为钢筋砼圆筒结构，其下由4 根钢筋砼立柱支承。塔身外径4 ．2m ．壁厚1 5c m ， } 8 m m 钢筋网一层，网格为1 5c m 1 5c m ，共分3 层。每层设有环形外平台及护栏，平台直径由下到 上渐大，最上部为一直径8m 的砼顶盖，有8 根支 柱支撑。下部立柱高3m ，截面尺寸为3 5c m 4 5 c m ，与圈粱结为一体。总高度为2 1m ，全重约7 0 t 。 爆破目标所处环境较复杂。西侧紧靠萃取车间 6 层主楼，4 个平台与楼体连在一起；北侧为酸罐 群、二层化硷车间及管道；南侧为4 层车间楼和高 2 5m 的框架结构喷粉塔楼；东侧为围墙，墙外为化 工厂仓库．沿墙码堆着大量桶装化工原料。环境情 况详见图1 。 收稿日期2 0 0 1 1 02 9 作者简介叶晓华，男；徐州徐州工程兵指挥学院副教 授． 厂方要求保证西、北、南三个方向设施的绝对安 全。东侧围墙及墙外化工原料，应尽量避免造成损 失。 图1 干燥塔周围环境图 单位m 2 爆破方案 2 ．1 倒塌方向 分析认为，拟对干燥塔采用定向倒塌方法。由 于环境的限制及目标结构的特殊性，倒向选择受到 一定的限制。 从环境方面看，西、北两方向紧邻重点保护目 n⋯川引㈠㈠U 万方数据 爆破 标。南到喷粉塔、东至围墙和化工原料库存距离均 小于塔高．不能选为倒塌方向。故该塔只能倒向东 南方．允许塌落的范围夹角为4 5 。。 从塔的结构看，定向倒塌有两条途径一是在罔 梁上形成切口，二是爆破圈梁下立柱，由于圈粱上 主塔体壁薄且筋网密布，形成有利的爆破切口难度 很大。爆破立柱时，凶立柱仅有4 根，且在平面内是 正方形配置，在方向的选择卜就不能任意。或者爆 破相邻2 根立柱使塔倒向爆破侧；或者爆破3 根预 留1 根，使塔沿对角线方向倒塌。可控制的方向只 有8 个，即4 条边的方向和4 个角的方向。因此， F 方4 根立柱所处的方位，对倒向的确定是至关重 要的。4 根立柱所处方位如图2 。 图2 于燥塔立柱方位图 学位c m 在可控制在8 个方向巾，只有1 、3 号柱连线所 指的东南方向可倒。此方向处于允许塌落范围夹角 内，比该夹角平分线东偏4 。。故确定此方向为主体 倾倒方向。 22 爆破部位 在对高大建筑物爆破倾倒方向设计中，一般通 过形成切口，使目标沿预留部分所提供的一条与倒 向垂直的“轴”转动，实现方向控制。“转轴”的方向， 即预留部分两边缘连线方向。对于该干燥塔，只有 爆破2 根柱，保留2 根柱才能形成这样的“转轴”。 但此方案不能采用。欲使塔向预定方向倒塌，只能 采用爆破1 。、24 、4 “柱，预留3o 柱的方法。爆破 后，塔体将在重力倾覆力矩的作用下，绕3 0 柱所提 供的支点翻转，沿3 ”柱和重心投影点连线方向塌 落。在方向控制上，虽不如绕轴转动理想，但由于此 塔整体性好，几何形状规则，重心位置稳定，爆破后 偏心距夫等因素存在，实现准确定向应无问题。而 爆破后塔身会不会过早下坐，倾倒是否平稳，则给予 重点考虑。 爆除3 根立柱后，预留的3 “柱处于偏心受压状 态。为了使上部塔体顺利倾倒，它应满足两个条件 一是提供足够的支承反力，而不是在其它3 根柱退 出I ‘作的瞪间．官小被“寺即压垮”二旱最终官一协彳砸 被破坏。关于第二个条件，经计算，立柱截面抗拉区 拉应力未达到钢筋屈服极限，抗压区最大压应力则 已超过材料的极限抗压强度。说明此柱在轴压力和 弯矩引起的截面应力作用F 必被破坏。 关于第一个条件，计算分析的结果表明此杠也 能满足。首先，从抵抗正压力能力方面看，其它3 根 柱突然退出工作瞬间，即使塔身重量全部正压在3 。 柱上，轴压力远未达到立柱的承载极限。钢筋简明 设计手册表明，此规格的立柱设计承载可达1 5 0t 以上。若把此柱视作为下端固结、上端自由，则Ⅳ 2 ， 1 01c m ，∞ 0 ．7 。截面应力口远小于稳 定许用应力∞。因此，在抵抗正压力能力上，不论是 材料强度还是压杆的稳定性方面，此柱都不会出现 被“立即压垮”的情形。其次，从立柱被破坏的形式 看，立柱破坏的主要原因是弯矩引起的截面压应力。 截面抗压区外缘材料将首先被破坏，逐层向外扩展。 随着主体翻转角度增大，重心外移，弯矩增大，此过 程加快，最终整个截面材料被破坏，导致立柱从应力 集中区位置断裂。 因此，立柱在断裂前的时间内，能够提供给塔身 足够的支座应力，赋予其预定的倒向，在很大的偏心 力矩作用下，塔体迅速偏转。当立柱断裂后，由于塔 体已获得较大的角加速度，最终使塔身平稳倒F 。 在以上分析的基础上，确定爆破位置为1 。， 28 、48 立柱。 3 爆破参数 3 ．1 立柱破坏高度 最小破坏高度 H 删。 式中E 为钢筋弹性模量；J 为钢筋截面惯量；”为 切口内钢筋数目；P 为上部荷载。经计算得出H 。。 3 2c m 。 考虑箍筋配置，尽量减少钢筋骨架支撑作用，确 定19 柱破坏高度为2m ，28 、4 9 柱破坏高度为15 m n 32 布孔参数 1 7 L 位3 根立柱均由地面上4 0c m 起布第一 个孔。为了分段起爆时便于保护线路，l3 柱由外向 内穿孑L ，2 0 、4 ”柱由背向1o 柱方向穿孔。 2 7 L 距H 3 0c n l 。lo 柱布7 个孔，2 。、4 柱均为5 个孔。 3 孔深原则上确定使装药几何中心稍稍超过 寺梓轴，卜位置．预计装药长为6c m ．故取孔深， 浮”．2 万方数据 铕19 卷 第i 期叶晓4 等干燥塔定向爆破 2 lt ‘n 1 33 装药量 为丁避免某根立柱子非正常因素对倒向的干 扰，确保定向的准确性，在确定药量时，原则上适当 增大，首先保证满足破坏程度要求。确定立柱破坏 程度为混凝土抛离钢筋笼，箍筋断离，竖筋变形。取 炸药单耗8 0 g ／n 1 3 。单孔药鲼为0 2 94g ；按 我军教范公式计算C 3 0g ；计算结果相一致。故 取单扎药量3 0g 。总药量∑Q 3 0 1 4 4 2 0g 34 起爆网路 为了减少一次齐爆药量，减少冲击震动和降低 噪音，实现准确、可靠定向，分为2 段起爆。18 柱为 第1 段，2 。、4 8 柱为第2 段，问隔为1 0 0m s 。 每个装药用2 个瞬发电雷管，组成电点火串并 联线路，共2 条支路。采用Q H 一刑程序起爆器 起爆。 4 作业实施 在爆破前，先人工将爆体与萃取车问楼之间的 联系全部切断。采用风动岩机穿水平孔，孔径为4 2 c m 。穿孔前对钎杆准确标定，穿} L 过程中专人观测 方向和角度，穿孔后吹净粉未并逐个检查验收。 采用军品4 7 4 厂铝壳镍铬桥丝瞬发电雷管，进 行严格筛选。各单个电雷管电阻差不超过0In 。 炸药为2 号岩石硝铵炸药，专用塑料袋将3 0g 炸药 加工成直径3c n 、、长6c m 的药包。装药后用专门 加工的细粘土堵塞。 奉工程采取了以下安全措施 1 线路保护。为了防止第～段起爆后碎片击 中第一二段线路造成拒爆，第二支路用双股电线并用 槽型术条捆扎防护。 2 破片防护。对爆破立梓，均斜靠2 层竹架 板，外搭2 层湿水草袋遮挡。， 3 减震措施。由于～次起爆药量较小且在地 面以上，所以对装药爆炸造成的震动不予考虑。塔 体落地时冲击水泥地面造成的振动将对五纳车间有 一定影响。但塔上三层平台较薄弱且先于简体触 地，对减震大有好处，所在仪在预计塌落位置垫上宽 4n 1 、长1 5m 、厚3 0c m 的土层以削弱冲击震动。 5 爆破效果 爆破后塔体迅速向预定方向倾斜、下落触地 后，继续翻转，平稳倒塌。整个过程约经2 ．5 ‰经 现场观测，目标倒向准确，无任何偏移。塔体最先触 地点与其投影位韪相重合，布孔立柱破坏长度与设 计长度一致，筋笼内的混凝土全部抛出，预留立柱门 中间段断裂．钢筋露出约tm ．未被拉断．目标落地 时振动轻微，基本上未解体，倒地长度为1 9n 1 、毗 邻萃取车间主楼安然无恙，对而五纳车| T i j 玻璃无一 损伤。围墙外无破片飞出、整个翻塌过程和效果， 完全达到没计要求二 参考文献 [ 1 ] 阎家良．结掏物爆破【M ] ．南京工程兵工程学院， 1 9 8 5 ． [ 2 j 扬人光建筑物爆破拆除[ M ] ．北京中国建筑工业7 版社，1 9 8 4 ． [ 3 ] 李家升．军事爆破工程[ M j 徐州工程兵_ } } } 挥学院． 1 9 9 4 ． [ 4 ] 房泽法 钢筋砼简体水塔控制爆破拆除【j j ．爆破． 2 0 0 l f 2 6 0 6 2 [ 53张世平复杂条件下1 【J 【】t 级钢筋礁水塔拄制爆破拆 除[ J ] _ I } I 破，2 0 0 1 3 5 2 5 4 万方数据