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实例包头市第二热电厂1号、2号冷却塔拆除爆破

川渝拆除17713551981

(辽宁工程技术大学爆破技术开发公司,内蒙古包头宏大爆破工程有限责任公司)

1)工程概况

内蒙古华电包头市第二热电厂在改扩建工程中,欲拆除两个大小相同的冷却塔,冷却塔为双曲线型薄壁钢筋混凝土结构体。其高度为55m,最大塔壁厚度350mm,最小厚度l0omm,圈梁厚度550mm,塔身底部最大直径50m。冷却塔周围环境比较复杂,西侧距变电站62m,南侧距架空管道3lm,东侧和北侧属于拆除区,具体周围环境如图13-1所示。

2)拆除方案的确定

(1)为加快施工进度和保证施工过程中的安全,对1号和2号冷却塔地面以上塔体部分采用控制爆破方法进行拆除。

(2)为避免由于爆破振动对周围建筑物和设备造成破坏,对1号和2号冷却塔地面以下部分(环形基础和池底)及塌落体的二次破碎均釆用液压锤进行机械破碎

(3)根据冷却塔周围的环境条件,1号和2号冷却塔地面以上塔体部分均采用定向倒塌方案。为避免因两个冷却塔倒塌后堆积物的重叠而影响后期清运工作,1号冷却塔倾倒方向为北偏东45°,2号冷却塔倾倒方向为正北。

(4)两个冷却塔的拆除爆破采用一次起爆,但二者间隔一定时间(2~3s)起爆,以避免产生较大的爆破振动和塌落振动而影响周围建筑物和设施的安全

(5)为避免塔芯部分妨碍地面以上塔体部分的倾倒,对靠近塔体2m范围内的塔芯事先用液压锤在外部进行局部破碎。

3)爆破拆除技术设计

由于1号和2号冷却塔外形尺寸完全相同,因此,以1号塔为例进行拆除爆破设计

(1)爆破缺口设计

图13-1爆区周围环境平面图(尺寸单位:m)

图13-1爆区周围环境平面图(尺寸单位:m)

①爆破缺口的位置

为保证冷却塔在倾倒过程中具有一定的塌落高度,爆破缺口的下边缘为地面以上5m处,见图13-2。

②爆破缺口的高度和宽度

爆破缺口的高度(H):取H=2.5m。

爆破缺口的宽度(L):爆破缺口的宽度为爆破部位塔壁外周长的3/5~2/3,即L=(3/5

2/3)πD=82.3~92m,取L=85m。

③爆破缺口的预拆除

为减少钻孔数量和保证冷却塔能够按设计方向准确倾倒,爆破前在爆破缺口的位置用液压锤开挖7个小窗口,中间和最边缘的两端为定向窗

(2)爆破参数设计

①炮孔深度

按公式L=2/3δ计算,由于爆破部位塔壁厚度δ=250~300mm,所以取孔深L170~200mm。

②炮孔间距

a=0=300mm。

③炮孔排距

b=a=300mm。

④单孔装药量

图13-2爆破缺口的位置(尺寸单位:m)

图13-2爆破缺口的位置(尺寸单位:m)

取单位炸药消耗量K=1500g/m3,按体积公式q=Kabδ进行计算,计算结果为q=40.5g,取q=40g

(3)炮孔布置方式

炮孔布置方式采用梅花形布孔。根据爆破缺口的高度、孔距和排距,爆破缺口范围内需布置9排炮孔,单个冷却塔的设计总孔数为1050个,总装药量为42kg。

(4)起爆器材及起爆网路设计

炸药品种选用2号岩石乳化炸药和1~10段非电毫秒导爆管雷管,起爆系统采用导爆管复式交叉起爆网路,激发笔起爆(图13-3)两个冷却塔的倾倒按2号塔、1号塔的先后顺

图13-3起爆网路示意图

图13-3起爆网路示意图

序依次倒塌,2号塔采用1、3、5、7、9段非电毫秒雷管起爆,1号塔采用2、4、6、8、10段非电毫秒雷管起爆,两个冷却塔之间采用半秒非电雷管传爆

4)安全验算

(1)爆破振动速度的计算

KK(Q/R)

(13-1)

式中:R保护物距爆区中心的距离,R=62m;

a衰减系数,取a=1.57;

K修正系数,K′=0.25~1,取K’=1;

K——与介质性质爆破方法爆破条件有关的系数,取K=100;

Q一单段最大药量,Q=9kg

经计算,由爆破引起的地面质点振动速度v=0.5cm/s<2cm/s,满足安全振动速度的要求

(2)塌落振动速度的计算

U=0.8(13/R)167(13-2)

式中:塌落引起的地面振动速度,cm/s;

Ⅰ冲量,Nm,I=m(2gH)2;

R触地点至保护物的距离,R=100m;

H—冷却塔的下落高度,取H=27.5m进行近似计算。

经计算,冷却塔塌落触地冲击振动速度υ=0.65cm/s<2cm/s,满足安全振动速度的要求

5)技术点评

(1)除了良好的设计以外,严格的施工组织、施工管理也是极其重要的

(2)起爆网路可以采用塑料导爆管起爆网路,也可以采用电雷管起爆网路。考虑到施工方便,尽量选用自己所熟悉的起爆方法

(3)为了防止“爆而不倒”、“塌而不碎”的危险局面,除了正确设计以外,该公司提出在倾倒方向的背面用枕木支撑塔壁的作法效果显著。


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