冷却塔爆破拆除方案25目 录一、编制依据1二、工程概况1三、工程重难点及方案选择4四、爆破缺口和爆破参数的设计54.1 爆破缺口的设计54.2 预处理54.3 爆破参数的设计6五、爆破器材选择与起爆网路设计95.1 爆破器材选择95.2 起爆网路设计9六、安全技术校核96.1 爆破振动校核106.2 塌落振动校核116.3 减小爆破振动与触地振动的措施136.3 爆破飞石的安全防护问题136.4 爆破振动监测14七、施工技术设计157.1 钻孔157.2装药、填塞和连接起爆网路167.3 飞石及粉尘防护、警戒和起爆16八、脚手架的搭设17九、施工机具、仪表及器材表19十、爆破施工组织设计20十一、文明施工措施21十二、环保措施22冷却塔爆破拆除方案一、编制依据1、GB67222003爆破安全规程；2、民用爆炸物品管理条例；3、建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范；4、项目建设单位提供的图纸、资料；5、现场踏勘情况。二、工程概况待拆除冷却塔塔高60m，其中塔体部分高54.2m，塔体顶部直径26m，底部直径41m，塔壁呈旋转双曲面形，最大壁厚0.45m，最小壁厚0.12m。塔体由底部32对人字柱支撑，人字柱高5.8m，截面积0.25m0.40。人字柱坐落在底部水池边缘，水池直径为47.6m。塔体自重约2400t，该冷却塔结构长径比较小，重心低，属于钢筋混凝土薄壳结构。内部有圈梁、导水槽、塑料除水器、铁篦子等。冷却塔周围环境：北面17m处为发电厂分析室，160m处为DCS（分布式控制系统），高差约为6.6m；西面27m处为发电厂地磅房；东、南两面为场平范围，几百米范围内都是空地。（见下图）空 地 空 地冷却塔周边环境示意图 待拆除的冷却塔冷却塔内部构造三、工程重难点及方案选择3.1 工程重、难点 （1）冷却塔的爆破拆除期间，不能影响厂区的正常生产活动，尤其要对DCS（分布式控制系统）进行重点保护，这是此次爆破施工的重点；（2）该冷却塔属于旋转双曲面薄壁结构的高耸建筑物，结构长径比较小，内部结构复杂，预处理部分量大，脚手架的搭设区域狭窄，给搬运钢管和搭设脚手架造成不小困难；（3）冷却塔结构复杂，尺度很大，目前拆除案例不多，在重庆是第一次拆除类似建筑物，技术难度大；（4）由于本次工程量大，周边环境较复杂，爆破的安全组织工作难度大。3.2 方案选择由于冷却塔的复杂结构，采用人工和机械方式不安全，从安全性和经济效益方面考虑，采用爆破的方式拆除。可供选择的爆破方案有原地坍塌和定向倒塌两种方式。为确保周边建筑物的安全和冷却塔充分解体，采用向东南侧倾倒、逐段解体的方式，为确保倒塌方向的准确性，进行了精密的爆破组织设计，同时采用经纬仪进行测量定位。四、爆破缺口和爆破参数的设计4.1 爆破缺口的设计该冷却塔共32对人字柱，每对人字柱对应的圆心角为11.25，设计的倒塌中心线落在一对人字柱柱基上，以此为中心柱向两边对称爆破拆除共1+9+9=19对人字柱时，爆破切口圆心角为213.75，切口高为人字柱、圈梁和预切窗口高度之和5.8+1.3+8.0=15.1m。为确保冷却塔能顺利的向东南侧倾倒，并有足够的支撑不发生下坐和后坐，爆破切口设计圆心角为213.75，即19对人字柱的弧长长度，爆破切口上部直径为35m长72.12 m，下部长94.7m。4.2 预处理 为减小一次齐爆药量，降低爆破规模，提高爆破安全性，使冷却塔顺利坍塌和形成良好的破碎效果，在保证结构安全的前提下，进行以下预拆除：（1）在爆破切口上部（圈梁上方），预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口，窗口之间预留支撑塔壁6m。为了预处理后塔体的受力均衡，爆破切口内开窗部分的中心线落在人字柱柱基的正上方，而保留支撑塔壁部分由柱基相邻的两对人字柱对称支撑，因此，按爆破拆除19对人字柱统计，窗口为10个，两端的窗口同时作为定向窗使用。在爆破切口上方（圈梁上部），预先用炮机拆打出高为8m、宽为2m的10个窗口，窗口之间预留6m宽的支撑塔壁。炮机施工时，要由安全技术人员现场指挥作业；在支撑侧的13对人字柱的每对人字柱底部打一个孔（不装药），使其容易在爆破倒塌瞬间形成支撑铰链。（2）用炮机拆除冷却塔内部中心井、铁栏杆、塑料除水器和塑料填料等。（3）爬梯和避雷针在缺口内的部分全部割断。（4）进水管和其他附属设施预先采用人工或机械的方式予以拆除，并把冷却塔底部积水抽干。（5）装药完毕，拆除冷却塔内部铁篦子、导水槽、竖直立柱。4.3 爆破参数的设计爆破切口范围内有19对人字柱、高8m宽6m的11个薄壁结构的支撑塔壁、高1.3m厚0.45m的圈梁等结构。冷却塔预拆除后的爆破切口范围内保留的支撑塔壁在4.3m和7.3m高处进行钻孔，保证在塔体倒塌时该部分保留塔壁折断不形成支撑；而圈梁只需在预拆除窗口下方进行钻孔将其炸断即可破坏其支撑，人字柱在其底端和顶端各打五排孔及中间打一排孔破坏其支撑。（1）炮孔直径：d=40mm（2）最小抵抗线：冷却塔支撑塔壁4.3m和7.3m高处的壁厚分别为0.22m和0.18m处进行了钻孔（表示厚度）塔壁：w1=0.51=0.50.22=0.11m； w2=0.52=0.50.18=0.09m；圈梁：w3=0.53=0.50.42=0.21m；人字柱：w4=0.54=0.50.25=0.125m。3）、炮孔深度h 塔壁：h1=0.681=0.680.22=0.15m； h2=0.672=0.670.18=0.12m； 圈梁：h3=0.643=0.640.42=0.27m； 人字柱：h4=0.684长边=0.680.4=0.28m。4）、炮孔间距a塔壁：a1=1.51=0.33m；a2=1.52=0.27m 圈梁：a3=1.45w3=1.450.21=0.3m；人字柱：a3=1.5w3=1.50.2=0.3m。5）、炮孔排距b塔壁：b1=a1=0.33m；b2=a2=0.27m圈梁：b3=a3=0.3m。6）、单孔装药量：（q取70/W）塔壁：Q1=( q1a1b1+ q2 a1b11) f =(70/W10.330.33+ 1500.330.330.22)0.85 60gQ2=( q1a2b2+ q2 a2b22) f =(70/W20.270.27+ 1500.270.270.18)0.85 55g圈梁：Q3=( q1a3b3+ q2 a3b33) f=(70/W30.30.3+ 1500.30.30.42)0.85 60g人字柱：采用两层间隔装药，每个药包的装药量为Q4=( q14B+ q2 a4B4) f=(70/W40.20.25+ 1500.30.20.25)0.85 30g 单孔装药量为：30g2=60g7）总炮孔数：N=S/a1500个S为打孔区域总面积，a为单位面积炮孔数。8）设计总药量：Q=Q1N88kgQ1为单孔装药量9）雷管总数：导爆管雷管2000发，瞬发电雷管200发。爆破参数详见下表：冷却塔爆破参数表炮孔部位厚度/m孔深/m孔间距/m孔排距/m单孔装药量/kg炮孔数/个总药量/kg塔壁0.220.200.200.200.0654032.40.180.120.180.180.05536019.8圈梁0.420.270.300.300.0624014.4人字柱0.400.280.30/0.0636021.48合计/150088五、爆破器材选择与起爆网路设计 5.1 爆破器材选择炸药选用2号岩石乳化炸药；选用脚线不得小于3m的毫秒延期非电雷管的1、3、5段；采用瞬发电雷管起爆非电雷管。 5.2 起爆网路设计 将爆破切口内分成三个区域起爆，中间三对人字柱及其垂直对应的上方区域用1段毫秒导爆管雷管起爆，中间区域两侧各三对人字柱及其对应区域用3段起爆，爆破切口两边各五对人字柱及其对应区域用5段起爆。导爆管每12根为一组，为保证所有炮孔充分起爆，采用电网路与非电网路组合网路起爆，每组导爆管雷管用两发电雷管的复式电网路起爆（见爆破起爆分段示意图）。 装药前进行1：1网路试验，检验爆破器材及网路可靠性。图5、起爆网络图六、安全技术校核为确保DCS（分布式控制系统）和分析室的绝对安全，需对由爆破和塔体塌落在DCS（分布式控制系统）处和分析室处产生的振动进行校核。6.1 爆破振动校核6.1.1 DCS（分布式控制系统）处1）爆破振动校核根据爆破安全规程中关于爆破安全振动速度的计算公式：式中：Q 单响药量，Kg，取37kg； R 爆区边缘至被保护目标的距离，m（取160m）； V1质点峰值振速，cm/s；K修正系数，0.251.0，Kc = 30500，取为100；地震波衰减系数，=1.52.0，取2。 经计算DCS处的爆破振动： v1 = 1cm/s炸药爆炸引起的振动可按下式计算：式中：vb质点振动速度，cm/s；Q最大一段药量，Q=37kg；R至药包几何中心的距离，m，取160m。经计算DCS处的爆破振动： vb=0.7cm/s可见，由爆破在DCS（分布式控制系统）处产生的振速满足爆破安全规程的要求。6.1.2 分析室处对17m处的分析室，其17m为冷却塔最底端支撑侧边沿离分析室的距离，而实际上爆破区域的药包中心离分析室的距离应为17m + 22.78m=39.78m，需对分析室处的振动进行校核，其安全允许振速按照爆破安全规程GB67222003的规定，对周边建筑的振速控制在23cm/s以下。根据爆破安全规程中关于爆破安全振动速度的计算公式（R取39.78m)：经计算分析室处爆破振动： v1 = 0.35cm/s炸药爆炸引起的振动按下式计算：经计算分析室处爆破振动： vb=0.312cm/s可见，由爆破在分析室处产生的振速要小于爆破安全规程允许的安全振动。6.2 塌落振动校核6.2.1 DCS（分布式控制系统）处根据塌落振动速度公式：式中：vt触地引起的地面质点振速，cm/s；Mgh触地冲量，(式中：m为同时倒地的建筑物质量，m =2400t；g重力加速度，9.8m/s2；h建筑物重心高度