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定向爆破技术拆除砖结构薄壁水塔的应用

定向爆破技术拆除砖结构薄壁水塔的应用

1 工程概况
图1 水塔周围环境示意图
广西民族学院四坡学生饭堂北面, 有一座废弃多年的旧水塔, 因建设用地, 需用爆破方法将其拆除. 水塔东面距离道
路33 m , 西面距离围墙30 m , 南面距离学生饭堂23 m , 北面为一空旷的场地, 水塔距离北面的学生宿舍200 m 左右, 周围没有重要的建筑物和地下管线, 爆破环境不复杂, 北面可作
为水塔爆破倾倒方向. 爆区周围环境如图1.
据现场勘测, 水塔为砖砌结构, 高31. 7 m , 在地面标高0~ 7 m , 水塔底部外直径D = 4. 7 m , 壁厚D= 0. 54 m. 在地面标高7~ 28 m , 外直径D = 4. 7 m , 壁厚D= 0. 37 m , 水塔设计
储水量为100m3, 工程爆破方量约178. 3m3. 塔身每相隔7m有一个平台, 平台由内螺旋式水泥构件楼梯相连. 水塔底部东西方向轴线上有门(0. 9 m ×1. 8 m ) 和窗(0. 6 m ×1. 2 m ).

2 爆破方案的确定
根据现场环境实际情况及水塔的结构特点, 采取一次定
向爆破倒塌方案. 确定水塔向正北面方向倾倒.
3 爆破参数确定[ 1~ 2 ]
3. 1 爆破切口参数
(1) 切口形式: 长方形切口. 在切口两端布置两个定向窗, 采用原有的门和窗作为水塔倾倒的定向
窗, 并在切口底部两端定向窗上凿出一个45°的三角形缺口, 降低支座转轴点, 减少水塔后座的可能性;
在设计倒塌中心线位置, 用风镐预先开出一个1. 6m ×1. 2 m 的定位口. 这样既减少布置炮眼的数量,
也降低了一次起爆药量, 可确保倾倒方向的准确性. 如图2.

                                                                       图2 切口及炮孔布置示意图
在爆炸的瞬间, 水塔重力突然加压在支座上, 属于动载荷, 应力和变形是静载荷的两倍. 根据计算结果得知, 2R∠30 kgö cm 2, 保留部分可以安全支撑水塔定向倒塌, 砖体的抗压强度极限值为: 30 kgö cm2.
3. 2 爆破参数及炮孔布置
(1) 炮孔直径: d = 36 mm.
(2) 最小抵抗线:W = 1ö2 D= 0. 27 m.
(3) 孔深: L = 0. 67×D= 0. 36 m.
(4) 孔距a, 排距b: a= b= 0. 9×L = 0. 36 m.
(5) 炮孔布置: 4 排14 列, 炮孔总数N = 56 个.
(6) 单个炮孔装药量: q= k×a×b×D= 87. 5 g. (取q= 90 g; 单位用药量系数k= 1 250 göm 3).
(7) 总装药量Q = 90×56= 5 040 g.
4 爆破器材及起爆网路
使用乳化炸药, 每个炮孔采用单发导爆管, 共需非电导爆管雷管56 发, 用2 发电雷管引爆, 黄泥堵塞炮孔.
5 爆破安全计算及防护措施
5. 1 爆破地震

爆破地震强度可用地面介质质点振动速度作为评价爆破强度的指标. 大量资料表明, 爆破震动速度的大小与一次起爆药量、爆源中心、介质性质、地形条件和爆破方法等因素有关. 由于爆源位于地表之上, 爆破所引起的震动是通过被拆除的构筑物传入地下的, 故选用修正后的萨道夫斯基公式计算.定向爆破技术拆除砖结构薄壁水塔的应用
T= k1k2 (Q 0. 33öR ) a式中: T为爆破振动速度,Q 为一次爆破最大药量(单位kg) , R 为爆源中心至计算点的距离(单位m ) , K 1 为场地介质系数取K 1= 150, K 2 为与爆破方式有关的系数K 2= 0. 25, a 为衰减系数取a= 1. 5.计算结果, 距离中心爆源: R = 10 m , 振动速度2. 61 cmösR = 20 m , 振动速度0. 93 cmösR = 30 m , 振动速度0. 48 cmös根据《爆破安全规程》规定, 一般砖房、非抗震的大型建筑物地面质点的安全振动速度规定在2~ 3mös 范围之内. 因此, 本次爆破的地震波不会对周围建筑物造成危害.
5. 2 安全防护措施
由于爆破口前方有150 m 长, 60 m 宽的开阔场地, 只要采取适当的防护措施可以控制飞石危害, 具
体措施如下:
(1) 通过试爆, 选取合理的炸药量.
(2) 在炮孔口外围, 用竹排作防护屏障; 并用麻袋进行覆盖防护.
(3) 在水塔倒塌堆积区内, 是松软的泥草地, 可以减轻水塔倾倒落地时引起的震动.
6 爆破效果
水塔整体按预定方向倒塌, 没有发生后座, 在倾倒过程中, 塔身已在空中解体, 水塔顶部蓄水池在重力的作用下有垂直向下的趋势, 在触地后震裂, 没有前冲. 水塔落地后爆破体碎块散落在倒塌中心线6m×18m 的范围之内. 地震波、冲击波和飞石没有对人员及建筑物造成任何危害. 水塔爆破及倒塌过程很安全, 爆破达到了预定设计的效果.

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