框架式水塔的定向拆除爆破.pdf

收稿日期 文章编号 （ ） 框架式水塔的定向拆除爆破 曹孝君潘国斌 （ 西安科技学院建筑工程系陕西省西安市 ） 摘要本文详细介绍了钢筋混凝土框架式水塔的定向拆除爆破方案及其爆破技术参数， 该工程实 践经验可作为类似工程的参考。 关键词钢筋混凝土框架；水塔；定向拆除爆破 中图分类号 文献标识码 （ ， ’ ， ） “ “ ’ “ ； ； “ 前言 水塔一般分为工业水塔和生活水塔， 其承重体形状多为圆筒形， 但少数生活水塔的承重体 部分为梁柱框架式结构。圆筒形水塔的定向拆除爆破与烟囱类似。本文根据一成功的爆破实 例对框架式水塔的定向拆除爆破予以介绍。 工程概况 西安市胡家庙铁路货运站生活水塔需予以拆除。该水塔为六柱框架式结构， 顶部水罐和 梁柱均为钢筋混凝土现浇而成。水塔总高 ， 每层立柱高， 顶部水罐高 。立柱 断面为正方形， 边长为 ， 立柱倾斜角为 *， 梁横断面为正方形， 边长分别为 ， 。立柱含八根直径为 的螺纹立筋， 箍筋为 的光圆钢， 间距为 。立柱根 部间距为 。整个水塔外形结构良好， 无损伤。爆破作业环境较为复杂， 水塔北侧 为水泵房及变电器房， 东侧以外为工业用料堆放点， 西侧 为一铁路运输塔吊， 南 第 卷第期 年月 爆破 , - ’ . / 0 . 1 万方数据 为外单位围墙。 图爆破水塔高度图 爆破方案设计 倒塌方向的确定 六柱框架式水塔的定向拆除爆破， 其爆破立柱数可为三根或 四根， 依倒塌方向而定。根据该工程爆破周围环境分析， 水塔只 能倒向西南方向才能避免毁坏建筑物， 于是选择、 、三 根立柱为爆破立柱。 立柱爆破高度 （ ）用几何方法求解立柱爆破高度（ 如图所示） 根据现场量测的结构尺寸计算， 梁柱的总体积为 ， 重 。水罐体积为 ， 重 。求得整个水塔的质点位于 高处。 几何方法设计炸高原则为 当立柱炸高被炸毁后， 水塔倾斜， 水塔原重心线与地平线的铅 垂交点必须落在立柱外侧。假设 立柱炸高为 ， 铅垂交点在立柱上， 、立柱炸高 为 。通过几何关系求得 ， 。在该工程中， 取 ， ， 可 保证水塔倾斜后原重心线与地平线的铅垂交点落在立柱外侧， 水塔可以顺利倒塌。 （ ）立柱炸高的力学校核 单根立柱承重 ／ 当立柱炸高部分的混凝土被炸毁之后，单根立筋所受荷载为 ／ 。根 据材料力学公式求钢筋柔度 ／ ／ （以计算） 。可知立筋为细长 杆。立筋所能承受临界荷载为 ／ ／ 。则 ／ （ ） ／ （ ） 。因 ， 所以当炸高形成以后立筋被压弯，水塔必定失稳倒塌。 爆破参数的确定 本次爆破使用 岩石硝铵炸药， 锯齿形布孔方式 眼深 ， 眼距 。 单孔药量按（ ）确定， 其中 剪切单位面积介质的耗药量，／ ， 其中 ／，为最小抵抗线，； 单孔爆破的剪切面积， ； 爆破单位体积的耗药 量， ／ ， 取 ； 单个炮孔爆破破碎的体积， ； 炮孔所处位置的自由面情况 定位系数， 取 。 那么 （ ） 安全防护措施 在立柱炸高部位设埋杆捆扎的正方形荆笆防护墙， 双层荆笆用铁丝网围捆。待所有准备 工作就绪后， 爆破前全部人员撤离至距爆破点至少 处。（ 下转第 页） 爆破 年月 万方数据 为外单位围墙。 图爆破水塔高度图 爆破方案设计 倒塌方向的确定 六柱框架式水塔的定向拆除爆破， 其爆破立柱数可为三根或 四根， 依倒塌方向而定。根据该工程爆破周围环境分析， 水塔只 能倒向西南方向才能避免毁坏建筑物， 于是选择、 、三 根立柱为爆破立柱。 立柱爆破高度 （）用几何方法求解立柱爆破高度 （如图所示） 根据现场量测的结构尺寸计算， 梁柱的总体积为 ， 重 。水罐体积为 ， 重 。求得整个水塔的质点位于 高处。 几何方法设计炸高原则为 当立柱炸高被炸毁后， 水塔倾斜， 水塔原重心线与地平线的铅 垂交点必须落在立柱外侧。假设 立柱炸高为 ， 铅垂交点在立柱上， 、立柱炸高 为 。通过几何关系求得 ， 。在该工程中， 取 ， ， 可 保证水塔倾斜后原重心线与地平线的铅垂交点落在立柱外侧， 水塔可以顺利倒塌。 （）立柱炸高的力学校核 单根立柱承重 ／ 当立柱炸高部分的混凝土被炸毁之后，单根立筋所受荷载为 ／ 。根 据材料力学公式求钢筋柔度 ／ ／ （以计算） 。可知立筋为细长 杆。立筋所能承受临界荷载为 ／ ／ 。则 ／ （ ） ／ （ ） 。因 ， 所以当炸高形成以后立筋被压弯，水塔必定失稳倒塌。 爆破参数的确定 本次爆破使用 岩石硝铵炸药， 锯齿形布孔方式 眼深 ， 眼距 。 单孔药量按（ ）确定， 其中 剪切单位面积介质的耗药量， ／ ， 其中 ／， 为最小抵抗线，； 单孔爆破的剪切面积， ； 爆破单位体积的耗药 量， ／ ， 取 ； 单个炮孔爆破破碎的体积， ； 炮孔所处位置的自由面情况 定位系数， 取 。 那么 （ ） 安全防护措施 在立柱炸高部位设埋杆捆扎的正方形荆笆防护墙， 双层荆笆用铁丝网围捆。待所有准备 工作就绪后， 爆破前全部人员撤离至距爆破点至少 处。（下转第 页） 第 卷第期曹孝君等框架式水塔的定向拆除爆破 万方数据 爆破分析 该工程若用非电雷管硝铵炸药控爆， 为达到或接近相同爆破效果， 则每个炮孔需分成二段 装药， 即每个炮孔需装二发非电雷管。 爆破材料成本 采用普通导爆索控爆， 其爆破材料成本为 元 ／ 发 元 ／ 发 元 ／ 元； 而采用非电雷管硝铵炸药控爆， 该工程需消耗非电雷管 孔发 ／ 孔 发 发， 非电导爆管 次 ／ 次 ， 硝铵炸药 ／ ， 其爆破材料成本为 发 元 ／ 发 元 ／ 元 ／ 元。采用普通导爆索控爆可节省爆破材料成本 。 施工特点 采用普通导爆索控爆， 网络简单、 施工方便， 尤其在炎热车间内， 因孔内不装雷管， 装药不 但比较安全， 而且还可节省时间。 爆破效果 采用普通导爆索控爆， 爆破时， 噪音小、 振动微、 无飞石、 空气冲击波强度也较小， 车间和设 备均完好无损。爆破后， 砼破碎块度均匀， 无大块， 可避免二次破碎； 爆渣均散落在基础基坑 内， 人工容易装运。起爆后车间内外即可恢复正常的工作和生活秩序。 参考文献 刘清荣控制爆破［］ 武汉 华中工学院出版社， 何广沂， 朱忠节拆除爆破新技术［］ 北京 中国铁道出版社， （ 上接第 页） 爆破效果 水塔完全倒塌， 解体较为充分， 顶部水罐破裂， 梁经压、 拉、 摔之后， 部分断裂。被炸立柱的 爆破部位， 钢筋全部外露， 个别碎石飞出距离约 ， 水塔倾倒偏差约为 左右。 结束语 本次爆破为一成功的工程实例， 爆破方案合理， 设计符合实际要求， 装药量适当， 爆破效果 良好。为爆破框架式水塔提供了值得借鉴的方法和经验。 参考文献 刘鸿文材料力学（ 下册） ［］ 北京 高等教育出版社， 潘国斌等编著拆除爆破与特种爆破［］ 西安 西安地图出版社， 爆破 年月 万方数据