复杂环境下64+m尿素造粒塔的爆破拆除.pdf

ｄｏｉ１０. ３９６９/ ｊ. ｉｓｓｎ. １００１-８３５２. ２０１５. ０６. ０１１ 复杂环境下 ６４ ｍ 尿素造粒塔的爆破拆除 * 李本伟 陈德志 周应军 李克菲 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司爆破研究所湖北武汉,４３００８１ [摘 要] 介绍了金陵石化 ６４ ｍ 高尿素造粒塔的爆破拆除。 该尿素造粒塔所处环境十分复杂,为保证其安全爆 破拆除,不损伤四邻建筑,参考烟囱及冷却塔爆破方法,采用高切口定向爆破方案。 同时,根据其自身的结构特点, 采用了大切口的预处理措施。 爆破结果表明方案可行,拱形超大导向窗可用于类似工程。 [关键词] 尿素造粒塔；定向爆破；综合防护 [分类号] ＴＵ７４６. ５；ＴＤ２３５. ３７ 待拆造粒塔位于金陵石化厂内,造粒塔中心东 侧 ５７. ２５ ｍ 处为库房,４２. １５ ｍ 处为钢构烟囱,东南 方向 ６７. ６０ ｍ 处为分析室,南面 ５８. ６９ ｍ 处为办公 室；西南方向 ８３. ２６ ｍ 处为办公室及 ２＃、３＃变压器, 西面 １. ５０ ｍ 为造粒塔电梯井,２３. ３０ ｍ 为合成塔框 架,５６. ８９ ｍ 为高压氮气球罐,北面 ４. ５０ ｍ 为电缆 桥架。 环境示意图见图 １。 １ 结构尺寸 造粒塔地面以上最大标高为 ７５. ００ ｍ,塔体结 构最大标高为 ６４. ００ ｍ,为钢筋混凝土筒式薄壁及 附属的电梯井等箱式剪力墙组合结构。 在 ０. ００ ｍ 标高处,造粒塔外半径 １０. ００ ｍ,内半径 ９. ６３ ｍ,壁 厚 ０. ３７ ｍ；在 １０. ００ ｍ 标高处,造粒塔外半径 １０. ００ ｍ,内半径 ９. ６３ ｍ,壁厚 ０. ３７ ｍ；在 ６４. ００ ｍ 标高处 外半径为 １２. ００ ｍ；造粒塔筒身采用 Ｃ３０ 混凝土滑 模浇筑。 在 ０. ００ ｍ 标高处正东、正南和正北 ３ 个 方向各有一个高２. ５０ ｍ、宽 ２. ００ ｍ 的门洞,西北方 向有一个高 ２. ５０ ｍ、宽 ４. ３０ ｍ 的门洞；在 ＋６. ００ ｍ 标高处正东和正西两个方向各有一扇高 ２. １０ ｍ、宽 ２. ００ ｍ 的窗洞；在 ＋６. １０ ＋８. ９０ ｍ 标高间圆周均 布 ９ 个高 ２. ８０ ｍ、宽２. ５０ ｍ 的窗洞；在 １０. ００ ｍ 标 高处,有一个排风罩,顶部平台宽 ２. ４６ ｍ。 经计算 造粒塔质量约为 ２ １００ ｔ,重心高度 Ｚｃ 为 ２６. ００ ｍ。 造粒塔 ０. ００ ｍ 标高处的平面示意图和立面 图如图 ２ 所示。 造粒塔从底至顶,配筋情况如表 １ 所示。 ２ 造粒塔的爆破方案设计 ２. １ 爆破总体方案 需爆破的构筑物环境复杂,其中电梯井在造粒 塔爆破后另行拆除。造粒塔必须倒在车南侧分析 图 １ 爆区周围环境图单位ｍ Ｆｉｇ. １ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｕｎｉｔｍ ８４ 爆 破 器 材 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 第 ４４ 卷第 ６ 期 * 收稿日期２０１４-１２-１８ 作者简介李本伟１９８１ ,男,工程师,主要从事爆破理论研究及爆破施工。 Ｅ-ｍａｉｌｓｉｎｏｂｌａｓｔｅｒ＠１６３. ｃｏｍ ａ立面图 ｂ平面图 图 ２ 造粒塔结构示意图单位ｍ Ｆｉｇ. ２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒｕｎｉｔｍ 表 １ 造粒塔筒身配筋情况 Ｔａｂ. １ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ 高程/ ｍ 配 筋 竖 筋横 筋 ０. ００ ＋１６. ９７ 外⌀２０＠１５０ ｍｍ 内⌀２０＠１５０ ｍｍ 外⌀１８＠１５０ ｍｍ 内⌀１８＠１５０ ｍｍ ＋１６. ９７ ＋２６. ９７ 外⌀１８＠１５０ ｍｍ 内⌀１８＠１５０ ｍｍ 外⌀１８＠１５０ ｍｍ 内⌀１８＠１５０ ｍｍ ＋２６. ９７ ＋３６. ９７ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ ＋３６. ９７ ＋４６. ９７ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ ＋４６. ９７ ＋７５. ００ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ 外⌀１６＠１５０ ｍｍ 内⌀１６＠１５０ ｍｍ 室、东侧钢构烟囱和库房围成的空地中。 即便如此, 倾倒距离仍然不足,必须抬高爆破切口。 因此,根据 爆破条件选择了在 １０. ００ ｍ 处开切口向南偏东 ４８ 方向高位切口定向爆破的总体方案图 ３。 爆破倾 倒范围３７,横向距离３９. １ ｍ,纵向距离６５. ０ ｍ[１-４]。 造粒塔 １０ ｍ 高处的展开图以及雷管段多个的选择 如图 ４ 所示。 ａ总体方案立面图 ｂ总体方案平面图 图 ３ 造粒塔爆破总体方案 Ｆｉｇ. ３ Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ 图 ４ 造粒塔 １０ ｍ 处展开图单位ｍ Ｆｉｇ. ４ Ｔｈｅ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｐｒｉｌｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ １０ ｍｕｎｉｔｍ ２. ２ 预拆除 将电梯井与塔体分离,切除连接槽钢。 用液压 破碎头开凿造粒塔爆破切口两侧的定向窗及中部导 向窗,并修整到设计尺寸。 为保证定向窗 ３０角的 准确性,定向窗尖角 ５０ ｃｍ 范围采用手风钻沿轮廓 打密集孔,然后用风镐人工破碎[５]。 ２. ３ 主要参数 参考过往工程经验[６],参数设计如表 ２、表 ３。 ２. ４ 施工工艺 施工中采用梅花布孔,连续装药形式。 起爆网 路采用非电导爆管微差起爆系统,分 ３ 段起爆。 造 粒塔爆破切口中间采用 ＭＳ-１ 段非电雷管,两侧分 别采用 ＭＳ-３ 段和 ＭＳ-５ 段非电雷管如图 ４ 所示, ９４２０１５ 年 １２ 月 复杂环境下 ６４ ｍ 尿素造粒塔的爆破拆除 李本伟,等 表 ２ 切口参数 Ｔａｂ. ２ Ｃｕｔｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ 高程/ ｍ切口高/ ｍ弧长/ ｍ圆心角/ １０. ００６. ００３８. ４０２２０ 导向窗高/ ｍ导向窗宽/ ｍ导向窗间距/ ｍ ６. ００２. ６０ ３. ００２. ６０ ３. ００ 定向角度/ 定向窗高/ ｍ定向窗底边/ ｍ ３０１. ７３３. ００ 表 ３ 爆破参数 Ｔａｂ. ３ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ 厚度/ ｃｍ孔深/ ｃｍ孔距/ ｃｍ排距/ ｃｍ ３７２８３０３０ 单孔药量/ ｇ炮孔数/ 个总药量/ ｋｇ ７０ １００５７２４８ 利用 ＭＳ-１ 段非电雷管复式连接进入主网路。 每个 爆破切口底下 ４ 排炮孔装 ２ 发雷管,其他炮孔装单 发雷管,形成交叉复式网路 [７]。 ３ 塌落振动及触地飞溅、前冲防控措施 爆破体四邻建构筑物均为混凝土结构,抗震能 力为 ２ ｃｍ/ ｓ。 为降低触地振动和飞溅,敷设 ３ 条缓 冲垫层。 缓冲垫层敷设采用就地取土的方法,垂直 于倾倒轴线成条状堆放宽３. ０ ｍ、长２５ ４０ ｍ、厚度 ２. ５ ｍ 的散土。 再将用编织袋装好的缓冲材料整齐 堆放在条状堆上。 同时,５６ ｍ 处土堤高 ４ ｍ、宽 ６ ｍ,防止造粒塔可能的前冲对周围建筑的破坏 [８-１１]。 如图 ５。 图 ５ 减震防护措施单位ｍ Ｆｉｇ. ５ Ｄａｍｐｌｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓｕｎｉｔ ｍ ４ 爆破效果分析 爆破的效果如图 ６ 所示。 造粒塔后排保留支撑 筒壁触地,筒身整体向前倾斜,并于 ５ ｓ 后整体触 地。 触地后,筒体基本完整,在迎地面方向和缓冲层 部位变形破碎。 倾倒方向准确。 部分钢筋砼结构碎裂,并外溢,距离南侧办公室 最近距离 ４. ６ ｍ。 ａ起爆瞬间 ｂ后排下座 ｃ重心溢出 ｄ触地 图 ６ 爆破效果图 Ｆｉｇ. ６ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ １造粒塔下部结构复杂,内有全现浇隔间,预 处理工作量大,而在１０ ｍ 以上则为规整的筒形薄壁 结构,同时在 １０ ｍ 高处现有平台能满足施工要求。 因此,即便倒塌空间充分,在 １０ ｍ 高处开凿切口也 是更好的选择。 ２起爆后后座明显,主要是因为筒壁较薄,支 撑能力差。 余留支撑面积为 ８. ８７ ｍ２,上部质量为 １ ７７２ ｔ,其静态压应力约为 １. ９６ ＭＰａ,大于钢筋混 凝土的抗剪强度,但远小于其 ５１ ＭＰａ 的抗压强度, 故在切口形成的初始阶段,造粒塔上部构件能够在 余留截面的支撑下向前倾斜,但随着倾斜角度的增 ０５ 爆 破 器 材 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ 第 ４４ 卷第 ６ 期 加,上部构建筒壁与下部支撑筒壁间形成夹角。 此 时上向的支撑力对于上部构件成为了剪切力,同时 静态转为动态,导致支撑部位破碎,致使上部构件下 坠。 此种情况在筒体结构的高切口爆破过程中比较 常见,有利于降低倾倒后爆堆的长度。 ５ 结论 １６ ｍ 高的爆破切口高度是合适的,但考虑到 高切口和后座效果,切口高度可以适当增加。 ２造粒塔结构均匀且直径较大,拱形超大导向 窗开凿方法可以有效提高爆破效果,同时降低爆破 成本。 参 考 文 献 [１] 夏卫国,袁平,武双章,等. 复杂环境下两座烟囱交叉 定向爆破拆除[Ｊ]. 爆破器材,２０１５,４４１５０-５４. 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