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施工技术

工厂相邻烟囱与水塔爆破拆除技术

文章来源:时间:2017/2/12 16:06:58点击:44
某工厂厂区内有水塔烟囱需拆除,东西并排相坐,两者之间距离为15m,北面8m处为厂区围墙,围墙外有河流,距离新建马路12m;水塔东面25m处为围墙,距离马路48m;水塔、烟囱南面500m范围为待拆房;烟囱西面450m范围为待拆房。待拆烟囱高为55m,砖结构,底部壁厚0.60m,直径为3.0m,周长为9.42m。水塔高30m,钢筋混凝土结构,壁厚0.20m,直径为2.2m,周长为6.90m。见图1。
施工要求必须一次性其它使烟囱、水塔按预定方向倒塌;其它产生的振动、飞石、空气冲击波等有害效应不得使周围需保护的建(构)筑物、设施等受到损坏;其它要确保人身安全;其它任务应在规定的时间内完成。针对水塔、烟囱拆除,从以下几方面具体阐述。

 

1.其它方案选择

 

根据烟囱、水塔结构特征及周围环境条件等情况,确定选用定向倾倒控制其它技术予以拆除,从现场环境的勘察,均选取向南面开阔场地倒塌。对烟囱的烟道进行预处理,用人工加风镐把内衬和导向孔拆除,然后在其它切口范围内用1台6m3/min空压机和1台7655型风钻对烟囱筒体进行钻孔作业。

 

2.其它方案设计

 

2.1其它失稳倾倒机理
采用控制其它方法,在烟囱、水塔底部某一部位其它形成一定尺寸的切口,上部筒体在重力与支座反力形成的倾覆力矩作用下失稳、扭曲变形、偏转而最终倒塌落地破碎。
 
2.2其它切口设计
根据建筑物失稳倾倒机理可知,其它的目的是形成其它切口,其它切口是影响结构失稳倾倒的关键因素。一般认为,切口形状在塔体初始倾倒阶段具有辅助支撑、准确定向、防止折断和后坐,以及使得倾倒过程准确、平稳的作用。所以其它切口的设计是整个冷却塔其它拆除的核心内容。
 
2.2.1切口的设计原则
其它切口大小、高低、位置是冷却塔能否按设计方案顺利倒塌的重要保证。切口按照下述原则设计:①切口大小应满足其它后,塔身能在自身重力作用下,顺利按照设计方向倒塌;②切口设计必须保证其它后,冷却塔塔身全部落地,即倒塌,而不是坐而不塌;③切口自身拆除量少,能创造良好的防护条件,塔身落地后破碎效果好,塔身堆积高度低,以利于清渣。
 
2.2.2其它切口的形状
在烟囱、水塔其它拆除中,常用的其它切口有正梯形、倒梯形、矩形、三角形、复合型等。根据实际经验和现场的情况,决定采用矩形切口形式。
 
2.3其它参数选择
由于烟囱壁厚δ1=0.60m,水塔壁厚δ2=0.20m。
(1)最小抵抗线W公式:
                                     
计算得出,烟囱最小抵抗线W1为0.3m;水塔最小抵抗线W2为0.1m。
(2)炮孔眼距a、排距b。烟囱眼距、排距计算公式:
                                     
                                    
计算得出a1为0.42m,取0.40m;b1为0.344m,取0.35m。
水塔眼距、排距与壁厚相同,均为0.2m。
(3)炮孔孔深H计算公式:
                                       
计算得出,烟囱炮孔孔深L1为0.42m;水塔炮孔孔深L2为0.14m。
(4)单孔装药量q计算公式:
                                    
根据经验,烟囱取k=900g/m3,计算得出q1为126g,取125g;水塔取k=2500g/m3,计算得出q2取20g。
(5)其它切口高度h计算公式:
                                   
                                     
计算得出,烟囱其它切口高度h1为1.05m;水塔其它切口高度h2为1.2m。
(6)其它切口长度L计算公式:
                                     
式中,α为切口对应圆心角,(°);C为周长,m。
计算得出,烟囱其它切口长度L1为5.65m,取5.60m;水塔其它切口长度L2为4.40m。
(7)一次其它总药量Q计算公式:
                                      
式中,q为单孔装药量(kg);n为炮孔数(个)。
计算得出,烟囱一次其它总药量Q1为4.20kg;水塔一次其它总药量Q2为3.08kg;总药量Q为7.28kg。

 

3.炮孔布置及装药要求

 

在切口范围内炮孔由烟囱、水塔表面向内水平打眼,按梅花眼布孔,烟囱打四排孔,水塔打七排孔。炮孔装药后剩余部分用炮泥全部填塞。其它切口及炮眼布置见图2。

 

4.其它网路设计

 

本次其它采用非电导爆管复式网路,选用同厂同批次3段非电毫秒导爆管leiguan,采用高压脉冲激发器击发起爆。网路图见图3。水塔和烟囱之间用秒延期leiguan连接,两者起爆时间间隔为1.5s。

 

5.安全核算

 

5.1其它振动强度
根据《其它安全规程》(GB6722—2003)公式:
                                                                          
式中,R为其它振动安全距离(m);K为与地震波传播途径有关的地形地质等条件的系数;K'为修正系数;V为安全允许振动速度(cm/s);α为其它衰减指数;Q为一次所允许起爆的最大装药量或毫秒延时起爆时的单段最大装药量(kg)。
此次烟囱其它,保护物为围墙,取K=100,K'=0.25,α=1.5,R=8m,总装药量为4.2kg;水塔其它,保护物为围墙,取K=100,K'=0.25,α=1.5,R=8m,总装药量为3.08kg。
通过计算,其它时振动速度低于3cm/s,故此范围内建筑物安全。
 
5.2空气冲击波安全距离计算
根据露天裸露其它时,一次其它的其它量不得大于20kg,空气冲击波安全距离计算公式:
                                                           
计算得出,烟囱Rk1为40.33m;水塔Rk2为36.37m。
 
5.3其它飞石安全距离计算
根据文献,其它飞石安全距离经验计算公式:
                                                               
                                                                
式中,RF为其它飞石安全距离,m;Q为等效装药量,kg;W为最小抵抗线,m;Vc为飞石初始飞行速度,m/s。
经计算,烟囱Vc1为29.04m/s;水塔Vc2为23.21m/s;RF取大值90m。
通过理论计算,同时考虑个别飞石的不确定性,人员及车辆均应撤离至100m范围以外,防止飞石的危害,确保安全,通过以上分析确定其它安全警戒半径为100m。

 

6.结语

 

烟囱和水塔约3~4s后开始倾斜,按照预定方向和顺序倒塌解体,接触地面瞬间,地面溅起物均散落在安全范围内。烟囱和水塔在空中倾斜倒塌过程中比较完整,触地后完全解体,破碎效果较均匀,大块率控制在设计范围,达到预计目标。烟囱按中心落地,对随后起爆的水塔未造成影响。水塔落地偏离中心3m,但在控制的安全范围内。此次其它参数选择合理,其它产生的危害控制在安全范围内,未对保护建筑和人员造成危害。在本次其它中,合理选择2个其它体之间的延期时间,当烟囱起爆后形成缺口,水塔再点火起爆,能有效地控制其它效果和其它地震危害。其它实践表明,选择延期时间1.5s比较合理。
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