一座钢混结构水塔的爆破拆除

孔庆亮,吴玮璠

(杭州人防工程有限公司,浙江 杭州 310002)

1 工程概况

待拆除水塔高36 m,直径2.3 m,壁厚0.3 m,结构长径比大,属钢筋混凝土结构,水塔南侧3.2 m处为民房,北侧60 m处为马路,其他方向无需要保护的建构筑物,施工环境尚属简单。

2 水塔爆破方案和爆破缺口范围的确定

根据水塔的结构特点和爆破周围环境,可供选择的爆破方案为原地坍塌和定向倒塌。由于水塔已使用多年,四周风化程度、坚固程度不对称,若采用原地坍塌爆破,在坍塌过程中四周破坏不均匀,将会出现任意方向的倒塌,因此决定采用定向倒塌方案[1-3]。

采用定向倒塌爆破时,缺口大小是水塔能否按设计方向倒塔的关键。若爆破缺口过小,倾倒力矩将小于结构的极限弯矩,会出现爆而不倒的现象[1-6]。经过多次计算和论证,设计取爆破缺口高为1.5 m,取爆破缺口部分圆心角为240°,保留部分圆心角为120°,水塔爆破缺口处的周长7.2 m,取爆破缺口长4.8 m,保留部分长2.4 m。

为了保证定向倾倒的准确性,在爆破缺口两端预先用炮机与切割相结合的方法各开一个0.8 m长的定向缺口,高度与设计切口高度相同[7-10]。

3 爆破倾倒方向设计

根据爆破现场周围的环境,选水塔的一面,有一片开阔地的方向,即周围无任何构建物的方位,设计为水塔的预定倒塌方向,即北方。水塔倒塌方向见图1。

图1 水塔倒塌方向示意图

4 水塔爆破参数的确定

水塔爆破部位壁厚δ为0.3 m,爆破参数如下：

炮眼间距a=(0.8～1.0)δ=0.3 m ；眼排距=b≤a,取b=0.3 m。

炸药单耗根据相似工程类比经验,取2.0 kg/m3；

单孔装药量Q=a×b×δ×2.0=0.054 kg；

采用三角形布孔,根据设计缺口高度,可钻5排孔。爆破缺口设计及展开布置见图2。

图2 爆破缺口设计及展开布置图

5 起爆网路设计

为了确保安全提高准爆率,决定采用导爆管雷管起爆系统。根据定向倒塌方向要求,起爆点选在爆破缺口中心,炮孔起爆采用非电导爆ms雷管,一至六段共6个段别,孔内延期起爆,5 m脚线,延期雷管延期顺序由中心向两侧方向传爆,爆破网路形成交叉复式网路,用起爆器起爆。具体爆破网路见图3。

图3 起爆网路示意图

6 爆破安全防护

1)由于水塔壁厚0.3 m,为了有效防护和控制飞石产生的危害,采用双层防护排架,排架挂安全网和棉被,确保阻挡爆破飞石[11]。见图4。

图4 爆破安全防护截面图

2)爆破塌落振动[12]。由于拆除爆破装药量较小,且为分散药包,相对于爆破振动,爆破塌落触地振动要远大于爆破振动,为了减小水塔拆除爆破塌落时产生触地振动，用沙袋、炭渣或土堆高0.5 m的防护缓冲层,以减少水塔触地飞溅,减小落地振动造成的危害[13]。

7 爆破效果及总结

根据《爆破安全规程(GB 6722—2014)》[1]规定,爆破个别飞石最小安全距离设计为200 m,有立面防护时,警戒半径设计为100 m。爆破前15 min开始清场,必须将警戒半径内人员全部撤离到警戒范围以外。

水塔起爆后缓慢倾倒,7 s全部落地, 水塔筒体在塌落冲量作用下,筒体基本摔扁、破碎,爆破后的飞石飞溅很少,周围房屋及道路未受到任何影响,爆破取得了圆满成功。

本次爆破,业主单位委托了第三方检测单位进行了爆破振动检测,监测数据表明,爆破振动在可控范围内,并出具了检测报告。