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大唐太原第二热电厂70.15m高冷却塔拆除爆破

川渝拆除17713551981

(中铁三局集团公司)

工程概况

大唐太原第二热电厂,需拆除1号、2号、3号冷却塔,其中3号冷却塔直径最大。3号冷却塔塔身高70.15m,底部半径29.57m,上部半径14.7m,底部壁厚δ下=400mm,顶部壁厚δH=100mm,塔身坐落在40对人字支柱钢筋混凝土桁架上,支柱截面为40mm×40mm矩形结构,通风筒钢筋混凝土体积1085.2m3,总重26587.4kN冷却塔为钢筋混凝土双曲圆筒构造,如图13-4所示。冷却塔周围部分建筑物需拆除。重点保护建筑物主要集中在东部,如新建办公大楼,距3号冷却塔最近距离仅24m,砖房,距冷却塔28m,游泳池,距冷却塔36m(图13-5)

2)爆破方案选择

(1)拆除工程特点

①周围环境较复杂,必须严格控制倒塌方向。

②冷却塔高细比小,为1.18,底部直径大,

图13-4冷却塔构造示意图

图13-4冷却塔构造示意图(R、D单位为mm应防止爆破时坐而不倒;还应防止坍而不碎,致标高单位为m)使爆堆过高,难以处理。

③冷却塔为薄壁结构,钻孔数量多,装药堵塞难,容易产生飞石,必须加强防护,控制飞石,以确保周围建筑安全

④钻孔数量大,起爆网路复杂,宜釆用非电毫秒延期起爆技术或多通道四通接力网路。

⑤要控制单响药量,保证爆破振动对办公楼不产生任何危害,同时应注意塔身落地振动影响。

(2)倒塌方向确定

3号冷却塔右侧有需要重点保护的办公楼、砖房和游泳池,故冷却塔倒塌方向选为正北方向。

3)爆破参数确定

(1)爆破缺口设计

①缺口形式:采用“正梯形”

②缺口高度H:包括人字支柱高度h1、支柱环高度h2、塔身缺口高度h3,H=h1+h2+h3见图13-6

图13-5冷却塔周围环境示意图

图13-5冷却塔周围环境示意图

图13-6缺口示意图

图13-6缺口示意图

注:图中阴影部分为预拆除部分,一般用破碎锤预拆除;每个预留支撑块<3.0m;支柱环只切三个切口

③缺口长度:根据缺口各组成部分的作用采取不同长度。

人字支柱长度L1=1/2S;支柱环长度Ⅰ2=220/360S;塔身缺口长度L3=230/3605。其中,S为缺口处冷却塔身周长

(2)爆破参数

冷却塔柱、梁、壁孔网参数的选取方法类似于烟囱和楼房的方法,其具体数值见表13-1。

爆破参数表 表13-1

爆破参数表 表13-1

(3)起爆网路设计

由于冷却塔爆破施工中爆破面大、孔多。因此,保证每个药包均能起爆是爆破成败的关键。若采用电爆网路,因其炮孔数量太多,需较大功率的起爆电源,很难满足。故本次爆破决定采用非电导爆管多通道复式起爆网路。爆破网路的敷设是将每个柱子的支柱环缺口作为一个单元体,每一单元体上8~12个炮孔,用2发相应段别的毫秒雷管连接成独立单元体。每个独立单元体用四通联网。单元体间用4~8个通道组成复式网路,确保药包全部可靠准爆。

4)安全防护技术

爆破安全来自两个方面:一是冷却塔爆破振动和落地振动,二是飞石的危害。后者是本次爆破安全防护的重点。经计算,爆破振动速度与塌落振动速度均小于安全允许振速,爆破振动监测也证明了这一点。安全防护措施包括:

(1)覆盖防护

将覆盖材料直接覆盖在被爆体上,防护材料为胶带、竹夹板、沙袋、草袋。

(2)保护性防护

对于需要保护的电缆、管道等设施可作保护性防护。若有管槽,则在管槽上覆盖钢板再堆码沙袋三层。对于较近的楼房及需保护的建筑,可吊挂竹笆作保护性防护,

(3)落地防护

在冷却塔倒塌方向的场地上,用沙袋、碳渣或土堆码宽2.0m、高1.5m防护带,以减少冷却塔触地飞溅,降低塌落振动造成的危害。

5)技术点评

(1)该冷却塔塔高70.15m,底部直径59.14m,是当时国内用爆破方法拆除的高度最高、直径最大的冷却塔。该工程针对冷却塔的结构特点,采用了复合缺口和合理的爆破参数,安全准确地实现了定向拆除爆破,取得了一定的成果。

(②)薄壁双曲线型冷却塔定向爆破的技术关键在于合理选择爆破缺口形状、缺口大小、缺角度。目前国内冷却塔爆破拆除缺口形状主要有三种:正梯形、倒梯形和复合形。该工程选择正梯形缺口是可行的,选取的缺口参数也是合理的。

(3)塔底水池在倒塌一侧结构部件必须全部预清除,否则将影响倒塌效果。

(4)冷却塔是薄壁钢筋混凝土结构,在爆破过程中筒身易发生扭曲现象,扭曲是导致冷却塔顺利坍塌的重要步骤,是冷却塔爆破成功的重要标志

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