1 工程概況
為加快湘南某金屬生產(chǎn)廠改擴(kuò)建工程的進(jìn)度,決定對(duì)處于該廠生產(chǎn)區(qū)的400 m 3框架式鋼筋混凝土水塔采取控制爆破拆除。水塔高38. 8 m , 水箱體為鋼筋混凝土澆筑而成的圓筒結(jié)構(gòu), 高8. 8 m , 直徑10 m , 水箱由鋼筋混凝土框架支撐, 框架由6 根鋼筋混凝土柱和6 根鋼筋混凝土梁組成(見(jiàn)圖1)。
在爆破拆除水塔的過(guò)程中, 不能中斷廠方生產(chǎn),其周邊環(huán)境如圖2 所示, 距水塔南側(cè)5 m 是一條主干道、29 m 是一條高架的煤氣管道, 東側(cè)20 m 是生產(chǎn)供水泵房, 西側(cè)不足30 m 處是倉(cāng)庫(kù), 離水塔最近的北側(cè)倉(cāng)庫(kù)僅相距1. 8m。煤氣管道、泵房?jī)烧呷魏我粋€(gè)被損壞都會(huì)導(dǎo)致停產(chǎn); 倉(cāng)庫(kù)被損壞將會(huì)造成巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失; 主干道被損壞也會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成直接影響。
2 爆破方案
(1) 倒塌方向。從水塔高度和周圍環(huán)境不難看出, 水塔只能往西南方向倒塌。因此, 倒塌方向設(shè)計(jì)為沿6 號(hào)柱向1 號(hào)柱連線方向順時(shí)針偏轉(zhuǎn)約20°(見(jiàn)圖2)。框架式水塔的非對(duì)稱控制爆破拆除
(2) 爆破參數(shù)。設(shè)計(jì)的爆破參數(shù)見(jiàn)表1。
(3) 起爆網(wǎng)路。采用導(dǎo)爆管起爆法和電起爆法相結(jié)合的起爆方式。炮孔裝藥用導(dǎo)爆管雷管起爆, 每20 發(fā)導(dǎo)爆管雷管用2 發(fā)毫秒1 段導(dǎo)爆管雷管傳爆,相鄰的過(guò)橋傳爆管雷管用2 發(fā)電雷管起爆。全部電雷管聯(lián)接成串聯(lián)網(wǎng)路, 用軍用高能起爆器起爆。區(qū)段劃分及延期時(shí)間間隔見(jiàn)表2。
(4) 安全距離計(jì)算。以北側(cè)倉(cāng)庫(kù)為最近的保護(hù)
電房產(chǎn)生的最大質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度為1. 32 cm ö s。由此可見(jiàn), 設(shè)計(jì)可以保證周圍需保護(hù)的建筑物不會(huì)被爆破地震破壞。
(2) 爆破沖擊波安全距離校核。禮堂爆破時(shí), 爆破沖擊波的半徑為6. 9 m; 水塔爆破時(shí), 沖擊波的半徑為4. 2m。由此可見(jiàn), 爆破沖擊波不會(huì)對(duì)周圍待保護(hù)對(duì)象造成破壞。
(3) 飛石安全距離校核。以飛石初速度計(jì)算, 最大飛石距離為82 m。通過(guò)嚴(yán)格防護(hù), 可將飛石控制在20m 以內(nèi)。
(4) 落地震動(dòng)速度。經(jīng)計(jì)算, 爆破時(shí), 禮堂和水塔倒塌落地產(chǎn)生的震動(dòng)速度分別為2. 29 cm ös 和2. 45 cm ös , 均小于安全標(biāo)準(zhǔn)允許的最大振速。
5. 2 安全防護(hù)措施
(1) 禮堂爆破。對(duì)鋼筋混凝土柱, 首先用14# 鐵絲捆扎一層稻草, 然后用鋼絲網(wǎng)捆扎, 最后沿外墻用安全網(wǎng)和彩條布架設(shè)圍簾。對(duì)東側(cè)二層樓房的一樓窗戶用彩條布遮檔。
(2) 水塔爆破。在塔身爆破部位, 首先捆上一層稻草, 然后再捆一層鋼絲網(wǎng), 在距爆裂口1～ 2 m 的位置用防護(hù)網(wǎng)和彩條布設(shè)置幕簾作被動(dòng)防護(hù)。在北側(cè)路邊埋深約1 m 的水管軸線與水塔倒向軸線交叉點(diǎn)附近5°的范圍內(nèi)沿水管軸線設(shè)置寬度為2 m、厚度為1. 5 mm 的鋼板, 鋼板上鋪設(shè)50 cm 厚的砂土。在預(yù)計(jì)的水箱體落地點(diǎn)鋪設(shè)彩條布和稻草, 避免水箱落地滾動(dòng)和沖擊濺起飛石傷人。
6 爆破效果
禮堂從點(diǎn)火到樓房全部落地歷時(shí)約5 s, 倒塌方向的堆碴距離約8 m , 側(cè)向的堆碴距離約4 m , 5. 8m 遠(yuǎn)的高壓電桿安全無(wú)恙, 除⑦～ ⑨軸解體稍差外, 其余各軸解體徹底。水塔起爆后, 穩(wěn)定約3 s 開(kāi)始傾倒, 約4 s 鐘后落地, 倒塌方向準(zhǔn)確, 水箱正落在設(shè)計(jì)倒塌中心線上的圓坑內(nèi), 水塔倒塌長(zhǎng)度約30m , 水塔距爆裂口3 m 以上全部摔扁, 水柜落地半面摔扁, 未有飛石濺起。北側(cè)8m 遠(yuǎn)的高壓線和電桿、地下自來(lái)水管、30 m 遠(yuǎn)的電信和視頻電纜均安全無(wú)恙。
7 幾點(diǎn)體會(huì)
(1) 對(duì)類似于禮堂結(jié)構(gòu)的建筑物, 周圍環(huán)境不允許向某一側(cè)橫向倒塌時(shí), 采用從兩端向中間逐軸微差倒塌的方案是合理的。
(2) 鋼筋砼水塔的爆裂口長(zhǎng)度取0. 55D、高度取5D是合理的, 爆裂口形式選擇長(zhǎng)方形加倒梯形有利于起爆后準(zhǔn)確定向倒塌。
(3) 禮堂⑦～ ⑨軸解體稍差是因其三角墻落地支撐造成的, 今后爆破類似結(jié)構(gòu)建筑物時(shí), 一定要注意將三角墻處理到第二層。
