拆除傾斜水塔施工

  起爆后,水塔準確按照設計方向倒塌,全過程約持續了4 s。傾倒大約30°左右時,上部鋼結構儲水池脫離筒體開始下落,觸地后沒有造成前沖或側翻。水塔坍塌物范圍為長20 m、寬4~5 m、解體效果好。由于合理裝藥和采取了有效的防護措施,個別飛石的飛散距離不超過20 m,無明顯震感,

摘　要:　針對某部傾斜水塔的定向爆破拆除,從防止水塔傾倒偏移和筒體觸地沖擊地面對周圍環境造成影響等不利情況,確定爆破方案和采取相應的防護措施。
關鍵詞:　傾斜水塔;　拆除爆破;　安全防護
1　工程概況
軍區某部水塔修建于1975年,因東北側開挖建筑基坑,水塔地基下陷,水塔整體已向東北方向偏斜32 cm,存在嚴重的安全隱患,決定采用爆破方法將其拆除。該水塔座落在某團部院內,北側距居民住宅樓4.5 m,東側距圍墻6 m,東南側距通訊修理所12.5m,西側距團辦公樓43.6 m、距汽車連宿舍樓39.5m,南側為空地,通訊修理所內放有精密的儀器、儀表,周圍環境如圖1。由于水塔無原始的設計資料和圖紙,經現場勘測,水塔高33 m,總重量約168 t。水塔結構分筒體和儲水池兩部分,其中筒體總高度為27 m,由200#砂漿磚砌體砌成。筒體分上下兩部分,上部分筒體高24 m,壁厚24 cm,外徑3.76 m;下部分筒體壁厚40 cm,外徑3.92 m。儲水池高6 m,由鋼結構焊接而成。
2　爆破方案設計
根據水塔周圍環境以及結構情況,爆破拆除方案確定為向西南倒塌,由于水塔基礎不穩和整體向東北向傾斜,因此在設計爆破缺口時,需比通常拆除水塔的爆破缺口略大一些。這樣可以加快水塔倒塌速度,以保證水塔按預定方向順利倒塌。
2.1　爆破缺口位置及尺寸
由于水塔砌體上、下部分壁厚不一致,壁厚變化點結構上會出現弱面,對定向倒塌會造成不利影響。因此,將缺口位置布置在距地線y'的右側為抗壓區,其最小保留角αmin=
G+σb•R•t+ G2+(σb•R•t)2-G2πGπ+2σb•R•t
(1)式中,G為爆破缺口以上筒體重量,G=1.4×106N;σb為磚砌體極限抗壓強度,σb=3×106N/m2;R為煙囪底座平均半徑,R=1.88 m;t為煙囪壁厚,t=0.24 m;αmin為以弧度表示的最小保留角αmin=1.46,即為85°。根據計算,爆破缺口對應的圓心角最大可為275°,考慮到水塔已使用較長時間,其強度有所降低,爆破實際取240°,爆破缺口長度為7.9 m ,爆破缺口高度取1 m。
2.2　爆破參數的確定
(1)炮孔直徑d:采用電鉆鉆孔,d=32 cm;
(2)最小抵抗線W=0.5δ=12 cm,δ為壁厚;
(3)炮孔間距a =2W=24 cm;
(4)炮孔排距b = a=24 cm;
(5)炮孔布置方式:炮孔呈梅花形交錯布置;
(6)炮孔深度L =0.6δ=14.4 cm,實際取14cm;
(7)炮孔總數:N=165個;
(8)炸藥單耗取q=1 800 g/m3,根據計算其單孔裝藥量Q = qabδ=24.8 g,實際取25 g;
(9)總裝藥量Q總= NQ=4 125 g=4.125kg。
2.3　起爆網路
可以不考慮爆破飛石、沖擊波、噪音和爆破震動對周圍環境的影響,重點對水塔塌落震動進行校核。塌落震動速度按下式計算:V=0.08×(I1/3/R)1.67(2)式中,V為水塔最大構件塌落觸地引起的建筑物質點垂直振速,cm/s;I為觸地沖量,I = M(2gh)1/2,其中M為塌落構件質量,kg,爆破中最大構件為儲水池,按10 t計,H為塌落構件重心落差,H=28m。計算得I=2.3×105。R為目標點與構件觸地中心距離,R=10 m。代入數據算得V=1.65 cm/s,遠小于國家規程規定的5 cm/s震動值,故水塔塌落觸地所產生的震動不會對周圍建筑物產生不良影響。
4　安全技術措施
(1)預先切斷水塔內部進出水管道、爬梯等,切口高度大于爆破缺口高度;
(2)水塔塌落區域的混凝土地面,在爆破前預先清除,并鋪以厚0.3~0.6 m的煤渣或松土,以防水塔觸地產生飛濺物對周圍環境造成不良影響;
(3)爆破部位采用三層草席或竹笆等進行包裹,鄰近居民窗戶用三層草席或一層棕墊遮掛形成防護簾;
(4)拆除倒塌方向范圍內的電線、電桿等;
(5)做好附近居民的安全疏散工作,爆破時室內人員必須撤離至安全區域,以防意外發生,確定此次爆破安全警戒線距爆區為100 m。