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施工技术

合肥发电厂2座冷却塔与1座烟囱爆破拆除技术

文章来源:时间:2017/2/12 16:06:57点击:33
冷却塔与烟囱其它拆除概述
2011年6月12日10时18分随着指挥长的一声令下,3号和4号机组冷却塔及150m高烟囱其它拆除,冷却塔和烟囱按预定方向倒塌。周边设施无损伤,其它效果非常好。
通过本次冷却塔、烟囱其它拆除有以下体会:
(1)冷却塔、烟囱其它拆除采取抬高其它切口,同时把导向窗和减荷槽的尺寸加宽加长等技术,使冷却塔塌落时解体充分,破碎程度好,几乎无触地飞溅物飞出,爆堆高度只有1.5m,爆堆长度未超出底部直径范围。
(2)冷却塔、烟囱其它拆除利用人字柱与地面有70°倾角容易折断的结构特点,冷却塔人字柱的炮孔布置集中在底部和顶部,不但减小了钻孔工作量,而且也减小了单段最大起爆药量,同时也减小了安全防护的工作量。
(3)冷却塔、烟囱其它拆除由于采用密目安全网交叉多层覆盖被爆体,使起爆瞬间产生的飞石得到有效控制,周围建筑设施的门窗玻璃完好无损,值得类似工程借鉴。
(4)冷却塔、烟囱其它拆除后烟囱的爆堆分布在1~+135m范围内,从振动监测结果看,质点最大振速为1.946cm/s,其它振动和塌落振动对周围设施是安全的。
 
1工程概况
合肥发电厂因发展需要,决定拆除3、4号1×125MW机组。待拆除的3、4号机组中有2座90m高的钢筋砼冷却塔和1座150m高的钢筋砼烟囱,如采用人工或机械拆除,工期长,安全也无法保证,因此采用控制其它进行拆除。
1.1周围环境
3号机组冷却塔东面5m处是直径为0.2m的架空供热管道,10.6m处为供热远程电子站;南面距架空供热管道最近处只有2m,距离沉淀池8.4m;西面15m处是围墙,围墙上方20m高处有南北走向的110kV高压线,再往西距大房郢水库堤坝最近处84m;东北面距离建筑高度为21.5m的循环水冷却系统只有15m;北面距离浓缩池操作室40m;西北面距离化验室及大门25m。
4号机组冷却塔东面22m处为循环泵运行站及办公楼,110m处为5号机组主厂房;南面距制氢站21m,距5号机组冷却塔65m;西面距离升压站围墙36m;北面距离厂区道路南边架空的供热管道
10m,距离仿真楼55m远。150m高钢筋砼烟囱东面距煤转运站及皮带通廊34m;东北面距离燃控楼16m;南面距离厂区道路北边上架空供热管道156m,距离升压站170m;西面距办公楼25m,距离要保留的厂区房屋55m;北面距离厂区铁路围墙30m。
3号机组冷却塔距150m高钢筋砼烟囱266m,距4号机组冷却塔320m,4号机组冷却塔距150m高钢筋砼烟囱210m,爆区周围环境如图1所示。
1.2工程结构
3、4号机组2座双曲线钢筋砼冷却塔结构尺寸完全一样,高90m,±0m标高处直径73.5m,冷却塔在底部用40对人字柱支撑,人字柱断面尺寸0.45m×0.45m,地面以上高5.6m;人字柱以上为圈梁,外径71.75m,内径70.75m,壁厚0.5m,高2.0m;圈梁以上为筒体,壁厚从下至上为0.300~0.161~0.235m变化。冷却塔总重为4021t。
烟囱为钢筋砼筒式结构,高150m。在±0.0m标高处,烟囱外直径12.3m,内直径11.4m,壁厚0.45m,无内衬;在+6.5m标高处有井字梁支撑的积灰平台;从+7.3m至150m,烟囱内有内衬,内衬厚度从0.24~0.12m变化;在+17m标高处,烟囱外直径10.6m,内直径9.9m,壁厚0.35m;烟囱筒身在±0m标高处正南方向有一高2.4m,宽1.8m的出灰口,在+7.3m标高处东西方向各有1个烟道,东面烟道高4.0m,宽4.4m,西面烟道高7.5m,宽5.0m。经计算烟囱重P约为5750t,重心高度Zc为52m。
 
2总体其它方案
3、4号机组2座冷却塔四周都有重要设施,只有唯一的倒塌方向和狭小的倒塌空间。经过论证,采用预先开凿尺寸加高加宽的导向窗和减荷槽、其它切口部位抬高、分段切断圈梁等创新技术实施其它。利用冷却塔薄壁结构容易破坏、扭曲的特点,使冷却塔倾倒时充分解体,从而减小爆堆的长度和高度,同时也减小塌落触地振动。
150m高烟囱倾倒方向正前方156m远处有供热管道需要保护,经论证,决定采用在烟囱筒壁
+17m标高处开其它切口向南定向倾倒的其它方案,避开烟道对定向窗及支撑部位的影响。
 
3其它设计
3.1其它切口
3.1.13号机组冷却塔其它切口
其它切口采用矩形,切口高度(H)等于人字柱高度5.6m、圈梁高度2m、筒体切口高度2.9m之和,总高度为10.5m。筒壁其它部位在+9.0~+10.5m标高处。人字柱其它切口圆心角取216°,人字柱共40对,按其它圆心角216°计算,需要其它24对。在+9.0m标高处冷却塔周长为217.92m,由于东面供热管道距离冷却塔只有5m,长臂啄木鸟无法施工,故其它切口长度取为121.86m,保留支撑部分弧长96.06m,其它参数如表1所示,其它单耗取2.5kg/m3
3.1.24号机组冷却塔其它切口
其它切口部位与3号机组冷却塔相同,但筒壁上其它切口长度为132.75m,保留部分弧长85.17m,其它参数如表2所示,炸药单耗取2.5kg/m3
3.1.3150m高烟囱其它切口
采用正梯形其它切口,切口部位在烟囱筒壁+17m标高处。切口对应圆心角210°,切口高度为2.1m,定向窗为三角形,设计角度为30°,底边长2.0m,高1.15m。导向窗宽4m,高4m,如图2所示。
3.2起爆网路
3.2.1 90m高冷却塔起爆网路
为控制齐发最大装药量,降低其它振动给周边带来的影响,采用分区分段的非电毫秒延期起爆技术。由倾倒中心线开始,对称划分区域,分别采用MS1、MS3、MS5、MS7导爆管leiguan装药。装药堵塞完毕后,就近约20根导爆管捆绑成一束,每束捆绑2发瞬发导爆管leiguan,然后就近20发孔外瞬发导爆管leiguan“大把抓”成一束后捆绑2发电leiguan,如图3所示。将所有电leiguan串联,接入总起爆网路
leiguan的最大时差为200ms,其目的是有利于其它切口在瞬间形成,而不会因时差过大造成冷却塔还未起偏就开始解体或是下座。
3.2.2150m高烟囱起爆网路
采用微差延期起爆技术,倾倒中心线两侧的矩形区域孔内装MS1段,三角形区域孔内装MS3段非电leiguan,切口下部4排炮孔装双发非电leiguan、其余4排炮孔装单发非电leiguan。孔外下部装双发leiguan的炮孔复式交叉,与其余装单发leiguan的炮孔每20发为一组“一把抓”,采用MS1段双发leiguan连接起爆,孔外的连接leiguan再复式分组,接入总起爆网路
3.2.3总起爆网路
因3座被其它构筑物相隔距离200m以上,故不考虑起爆后其它飞石对各自网路的破坏,同时为了便于对3座构筑物起爆后倾倒过程的对比分析,总起爆网路为3座构筑物的16组瞬发电leiguan串联同时起爆
 
4预拆除
4.1 3、4号机组冷却塔预拆除
(1)破碎倒塌倾倒中心线处一对人字柱后,从该处进入塔内进行机械拆除。拆除其内部的淋水平台、支撑淋水平台的立柱等。
(2)采用长臂液压破碎机开凿定向窗、导向窗、减荷槽,尺寸如表3所示。
(3)左右两侧第11~12对人字柱处圈梁及筒壁用长臂啄木鸟开2m宽定向窗。
4.2150m高烟囱预拆除
在保证烟囱稳定的条件下,预先用长臂啄木鸟开凿定向窗和导向窗,以减少最后总的装药量。
1)开设定向窗,用手风钻沿划定的定向窗周边线密集钻孔,并将表面钢筋凿出切断,然后再切除定向窗,定向角用风镐修整,定向窗边界平整。
(2)开设导向窗,用长臂啄木鸟在烟囱筒壁其它开凿高4.0m,宽4.0m的导向窗,减少钻孔工作量。
 
5安全技术措施
(1)对3号机组冷却塔倾倒中心线西侧的被爆体用20层密目安全网加强防护,用8号铁丝捆扎牢固防其它飞石。
(2)对供热远程电子站和沉淀池面向3号机组冷却塔冷却塔一侧用竹跳板和密目安全网进行覆盖防护,以免个别飞石或是冲击波对其造成损坏。
(3)为减小4号机组冷却塔触地冲击对制氢站的影响,在冷却塔南面距离人支柱10m远处挖1条长50m,宽1m,深2m的减震沟,减震沟与围墙平行。
(4)对面向制氢站一侧的被爆体用20层密目安全网加强防护,用8号铁丝捆扎牢固防其它飞石。
(5)烟囱+17m以上部分重量3658t,重心高度+63m,塌落触地冲量很大,为减少烟囱的触地冲击和侧向飞石距离,从距烟囱根部70m处开始沿倾倒方向由稀到密布置6道扇形缓冲堤,扇形角为20°,缓冲堤顶部铺沙袋。烟囱头部落点处缓冲堤宽3.0m,高3.5m,其余宽2~3m,高2~3m
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