1、烟囱水塔拆除爆破 烟囱水塔种类水塔烟囱 烟囱结构：砖结构、钢筋砼结构。筒体形状：圆形、方形、六角形、八角形 砖烟囱高:30m80m 壁厚:37cm75cm，坡度23%，有烟道口、出灰口、内衬等 钢砼烟囱高:60m 250m，底部直径在7 16m，壁厚16060mm 我国控爆拆除烟囱的高度记录为180 210m。高耸高耸建筑物控爆拆除方案建筑物控爆拆除方案 单向倾倒 单向折叠倾倒 双向折叠倾倒 原地坍塌倾倒 方案选择依据：构筑物结构尺寸 构筑物周边环境 拆除方案拆除方案烟囱的拆除方法(1)定向倾倒。在烟囱倾倒一侧的底部，将筒体炸开一个大于1/2、小于2/3周长的爆破缺口，从而破坏结构的稳定性，导
2、致整体结构失稳和重心位移，于是在上部筒体自重作用下形成倾覆力矩，迫使烟囱按预定方向倒塌，并使倒塌限制在一定范围内。烟囱的定向倾倒要求有一定宽度和长度的场地(1.0-1.2倍)，以供其坍塌着地。对于钢筋混凝土烟囱或刚度大的砖砌烟囱，要求的场地长度更大一些。场地的横向宽度不小于爆破部位直径的3.0-4.0倍。(2)折叠式倒塌。可分为单向折叠倒塌和双向交替折叠倒塌两种方式，其基本原理是根据周围场地的大小，除在底部炸开一个缺口外，还需要在烟囱中部的适当部位炸开一个或一个以上的缺口，使其朝两个或两个以上的同向或反向分段折叠倒塌。起爆顺序是先爆破上缺口，后爆破下缺口，通常是上缺口起爆后，当倾斜到20-25
3、o时，再起爆下缺口。(3)原地坍塌。将烟囱底部的支撑筒壁炸开一个足够高的缺口，然后在其本身自重作用和重心下移过程中借助重力加速度以及在下落触地时的冲击力自行解 节，致使烟囱在原地破坏。该方法仅适用于砖结构烟囱的拆除爆破，且周围场地应有大于其高度的1/6开阔的场地。原地坍塌方法技术难度大，在选用时一定要慎重。实践证明，爆破拆除烟囱是效果最好的方法，尽管它牵涉到许多复杂的技术问题，但从拆除安全、拆除速度和经济效益等方面来分析，它比人工和机械拆除法具有明显的优越性。爆破拆除法的关键是必须保证准确的定向性，倾倒过程中要确保烟囱上部的稳定性和解体堆渣范围的准确性。近几年来，我国烟囱拆除爆破技术有了较快的
4、发展，除了拆除爆破方法已经取得了成功的经验外，在施爆方法上也有了新的进步。B 烟囱拆除爆破失稳倾倒机理 烟囱类高耸筒式构筑物爆破倒塌机理为:采用控制爆破在高耸筒式构筑物底部某一高度处爆破形成一定尺寸大小的缺口，上部筒体在重力与支座反力形成的倾覆力矩作用下失稳，沿设计方向偏转并最终倒塌。当爆破缺口形成后，在缺口对面保留部分的圆环筒体称为预留支撑体。如果上部筒体的重力对预留支撑体的压应力超过了材料的极限抗压强度，则支撑体就会瞬时被压坏而使烟囱下坐，这会造成烟囱爆而不倒或倾倒方向失去控制。如果支撑体有一定的承载能力，则上部筒体在重力和支座反力形成的倾覆力矩作用下，使预留支撑体截面瞬时由全部受压变为偏
5、心受压状态 倾倒初期，预留支撑体截面一部分受压、一部分受拉。在承压区承受倾覆力矩引起的压应力和重力引起的压应力叠加，压应力呈边缘区最大、中性轴处为零的三角形分布。当最大压应力大于材料的极限抗压强度时，该处材料被压碎，且承压区扩大。在受拉区承受倾覆力矩引起的拉应力与重力引起的应力叠加，拉应力呈边缘区最大，中性轴处为零的三角形分布。当最大拉应力大于材料的极限抗拉强度时，预留支撑体上出现裂缝。当烟囱为砖结构时，随裂缝的出现，上部筒体将进一步倾倒，倾覆力矩增大，裂缝将贯通整个截面。对钢筋混凝土烟囱，当预留支撑体截面上的混凝土开裂后，钢筋将承担全部拉应力，此后钢筋在烟囱倾覆力矩的作用下受拉屈服，继而颈缩
6、断裂。当爆破缺口闭合后，烟囱绕新的支点旋转并最终倾倒。由烟囱控制爆破倒塌的机理可知，爆破缺口是影响烟囱失稳倾倒的关键因素。烟囱倾倒须满足三个条件，一是烟囱爆破后倾倒初期预留支撑体截面要有一定的强度，使其不致立即受压破坏而使筒体提前下坐;二是缺口形成瞬间，重力引起的倾覆力矩必须足够大，能克服截面本身的塑性抵抗力，促使烟囱定向倾倒;三是缺口闭合后，重力对新支点必须有足够大的倾覆力矩，使其能克服烟囱剩余的塑性抵抗力。对砖结构烟囱，只要其重心出新支点，就能顺利倾倒;而对于钢筋混凝土烟囱，其重心不但要偏出新支点，而且重心相对新支点的力矩必须大于破坏截面内的拉力钢筋所产生的力矩。C爆破部位的确定 烟囱水塔
7、采用定向倒塌设计方案一般是对其底部筒壁实施爆破。不考虑烟道口和出口的位置时，爆破范围是筒壁的周长的1/2-2/3。即:(1/2)DL(2/3)D 式中L一一爆破部位长度；D一一爆破部位筒壁的外直径。其相对应圆心角为180o-240o。大量的工程实践经验说明，爆破部位采用一次爆破产生的缺口边沿尺寸的精确度差，烟囱倒塌的方向容易出现偏离。在实施烟囱拆除爆破工程中，为了控制烟囱的倒塌方位，爆破部位(爆破缺口)不是全部采用爆破完成，而是在设计的爆破缺口两端预先开定向口，只对余下的一段弧长的筒壁实施爆破。爆破部位(爆破缺口)高度的确定与烟囱的材质和筒壁的厚度有关。烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开
8、原来的位置，使烟囱失稳。因此设计要求爆破部位的高度:因此设计要求爆破部位的高度:h (3.0-5.0)式中，为爆破缺口部位烟囱的壁厚，砖烟囱的筒壁较厚时，取小值；钢筋混凝土烟囱壁较薄时，取大值。同样壁厚条件下，烟囱高的取小值；烟囱高度小的取大值。对于钢筋混凝土烟囱，如果钢筋配比高，要取大值。如果炸高小了，暴露的钢筋不会立刻屈曲，烟囱不会立即失稳倒塌，残留的混凝土也可能支撑烟囱不马上倒塌。D定向窗与缺口的形状和作用 下面以正梯形的爆破缺口说明设计参数的选取。图11-17是梯形缺口展宽图，以倒塌中心线对称的梯形底边是设计的爆破部位长度，即设计爆破部位圆心角对应的烟囱筒体外壁的弧长，h为爆破缺口的高
9、度，中间的长方形是钻孔爆破部位，两边的三角形是定向窗。定向窗底角一般选取=25o-35o。三角形的底边长为2-3倍壁厚，其高度可以和爆破高度相同，也可小于爆破高度h(如图中虚线)。近几年来，我国烟囱拆除爆破技术有了较快的发展，除了拆除爆破方法已经取得了成功的经验外，在施爆方法上也有了新的进步。靠灌注桩侧，孔边距为0.(3)应充分论证爆破地震波、水中冲击波、涌浪及动水压力、个别飞石等爆破有害效应对邻近建筑物的影响，制定恰当的爆破安全控制标准，采取必要的防护措施，将爆破有害效应控制在允许范围内。:堰内不充水/充水爆破方案；为了控制对周围已完成建筑物的振动影响，应减小单段起爆药量，使分段数量增多，导
10、致网路较为复杂。当最大拉应力大于材料的极限抗拉强度时，预留支撑体上出现裂缝。a 烟囱两折叠倾倒的动力学模型烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开原来的位置，使烟囱失稳。对于钢筋混凝土薄壁筒仓，自重轻，其承重薄壁爆后钢筋失稳是筒仓整体倒塌的条件之一。周边环境:南侧距离交通次干道8m，北侧为保留的地下室结构。工程实例-鹏欣水游城支撑拆除爆破q 炸药单耗，kg/m3。A支撑拆除爆破的特点2)采取孔内孔外延期技术、导爆管雷管毫秒延期起爆技术、预切割技术等，每次起爆约l000kg，炸药量分为数百小段起爆，单段起爆药量控制在6kg以下，其中关键部位药量不大于lkg，满足了爆破振动控制要求。选择上缺口起爆
11、时刻为0s，中缺口起爆时刻为1.钢砼烟囱高:60m 250m，底部直径在7 16m，壁厚16060mm墙体全长723m，总方量约39000m3。(1)论证爆破地震效应对被保护物的影响，设计减振及防振措施；可将上部部分孔不装药进行调整。58 爆破前，开凿定向窗为预拆除施工，拆除爆破工程原则上要尽量减少预拆除，特别是对影响结构稳定的承重构件的预拆除。烟囱属高耸构筑物，为了尽可能地减少对烟囱结构的损伤，要尽量设计尺寸小的定向窗。两侧定向窗破坏状态的对称是决定烟囱按设计倒塌方向的关键，如果两侧破坏状态不对称，这种初始断裂破坏点的不对称将严重影响烟囱倾斜倒塌的方向。a爆破缺口中心线位置的确定和钻孔布置
12、烟囱水塔爆破拆除的定向倾倒中心线是确定爆破缺口的中心线的依据。在周围有可倒塌场地的情况下，爆破设计的烟囱定向倒塌方向原则上应尽量与烟囱结构的对称线一致。在施工现场要用测量仪器准确地把其方位标在烟囱水塔的圆形筒壁上。确定了爆破缺口中心线后，应从中心线向两侧均匀对称布置炮孔，炮孔应指向截面的圆心。b爆破缺口内衬的处理 爆破缺口部位的内衬要在爆破前采用人工方法破碎拆除，或是和外筒壁同时进行爆破。烟囱内衬的处理范围应与爆破缺口部位一致。c定向窗口的预处理 爆破前在爆破缺口(梯形)的两边预先开凿定向窗口，要准确地测定两侧三角形底角顶点的位置。定向窗口宜用人工剔凿，两边三角形的剔凿面要尽量对称，其连线的中
13、垂线将是烟囱倒塌的方向。对于钢筋混凝土烟囱，爆破前可将定向窗部位的钢筋进行切除。顶点的位置。定向窗口宜用人工剔凿，两边三角形的剔凿面要尽量对称，其连线的中垂线将是烟囱倒塌的方向。对于钢筋混凝土烟囱，爆破前可将定向窗部位的钢筋进行切除。d烟囱水塔倒塌方向的地面处理烟囱水塔倒塌方向的地面处理 钢筋混凝土烟囱、质量完好的砖烟囱或水塔在倒塌时对地面的撞击力是很大的。为了减小对地面的冲击产生的振动强度，防止烟囱筒体触地砸扁产生的破碎物或地面上的碎石被砸飞溅，可以在设计倒塌的地面铺上沙土、煤渣等缓冲材料。E E烟囱的折叠爆破烟囱的折叠爆破 a a 烟囱两折叠倾倒的动力学模型烟囱两折叠倾倒的动力学模型 当拆
14、除爆破高耸构筑物时，当倒向空地一侧的长度小于筒形建筑高度的1.2倍时，要采用折叠拆除爆破方案。折叠爆破是在筒形建筑物的底部炸开1个缺口，使其重力偏心产生弯矩，向缺口方向倾倒。根据环境，在筒形建筑物的中部炸开1个或几个缺口，使筒形建筑物塌落在预定的更小范围内。这就要求上、下截建筑物在倒塌过程中，相互不产生对倒塌范围和方向不利的因素。现以两折叠拆除爆破为例来进行研究。折叠倾倒方案的力学原理是在烟囱体上炸开2个或2个以上的缺口，使各段筒体在重力所形成的弯矩和各段筒体相互作用下失稳，坍塌在较小的范围内。b b爆破缺口位置及其起爆顺序的确定爆破缺口位置及其起爆顺序的确定 理论分析和数值模拟表明，采用双向
15、折叠定向倾倒方案拆除钢筋混凝土烟囱时，其上部缺口的位置和上下缺口起爆时差的选择直接关系到整个方案的成败。因此，在烟囱拆除爆破设计中，最好要通过模拟试验，确定上部缺口的位置和上下缺口间的合理起爆时差。同时，爆破缺口的形式等也可能对爆破方案成功与否产生重要影响，也应对其他影响因素给予必要的重视。上下缺口之间的起爆时差主要由两个方面决定:一是避免上段筒体塌落时后坐，保证初始阶段的倾倒方向；二是两段筒体折叠及落地状态满足要求。由此可知，确定上下缺口合理起爆时差时:(1)应使上缺口先形成，并保证下缺口起爆时，上部筒体已有定向倾倒的趋势，在上下缺口时差选择过程中可以考虑允许上部筒体已偏转12；(2)在支撑
16、断面整体发生屈服破坏以前，下部缺口必须起爆；(3)在上缺口位置确定的条件下，选择合理起爆时差，使烟囱落地状态达到预定的效果。另外，下缺口起爆后，由于下段筒体产生加速度，上段筒体的后坐力会降低，说明缩短起爆时差有利于防止上段筒体的后坐，因此应尽量缩短上下缺口之间的起爆时差。工程实例-100m烟囱三折叠拆除爆破 工程概况工程概况 广州造纸厂烟囱高100m，为钢筋混凝土筒体结构，标高0.0m处的烟囱外径 8.0m，壁厚40cm；标高+0.0m+6.0m处的壁厚40cm;标高+6.0m +20.0m处的壁厚35cm；标高+20.0m +30.0m处的壁厚25cm；标高+30.0m +100m处的壁厚2
17、2cm；烟囱顶部的外径3.5m。烟囱耐火砖内衬厚度12cm，筒壁与耐火砖之间的空隙5cm。烟囱混凝土体积435.1m3，红砖内衬208.85m3，整体重量1399t。烟囱底部正东和正西方向各有一个1.6m 2.5m 的出灰口，正东+5.4m+9.4m有一个1.5m 4.0m的烟道口，正西+5.4m-+7.4m有一个1.5m 2.0m 的烟道口(设计中取东西烟道口、出灰口的方向为正东正西方向)。b b总体拆除方案总体拆除方案 从周围环境分析，烟囱倒塌场地的最大范围(向东)只有50m，不够烟囱整体高度，因此，只有采取折叠控制爆破方案使烟囱倒塌长度小于50m。(1)折叠段数的选择。综合考虑烟囱周围环
18、境因素，采用三段折叠控制爆破方案更安全，确定选择三段折叠控制爆破方案。(2)各折叠段起爆时差选择。烟囱中段30m和烟囱上段40m起爆时差为1.350s。烟囱下段30m和烟囱中段30m起爆时差为1.050s。c c爆破缺口与时差方案爆破缺口与时差方案 100m烟囱三段折叠控制爆破，分别在+60.2m、+30.2m、+0.5m处开设三个爆破缺口，三个爆破缺口分别作出爆破设计。(1)+60.2m+60.2m缺口爆破设计缺口爆破设计(上段:+60.2m-+100.0m):缺口圆心角=230；炸高h=1.25m；正梯形缺口，梯形底角为30，下底长L=10.0m，上底长S=5.7m。缺口内定向窗和中间窗的
19、布置：分别在缺口左右两侧各开一个定向窗，在缺口中央开设一个中间窗。定向窗为直角三角形，宽2.0m、高1.25m，中间窗宽1.0m、高1.25m，见图11-18。爆破参数爆破参数:a=I8cm；b=I8cm；L=13cm；K=5.6kg/m3；q=40g。项目上缺口中缺口下缺口缺口标高/m60.330.20.5爆破部位外直径/m3.53.58.0爆破部位壁厚/m0.220.220.4缺口形状正梯形正梯形正梯形缺口长/m10.013.58.75缺口高/m1.251.64.0缺口圆心角/度230230240孔距排距孔深/cm3181813202016303025炸药单耗/kg.m-35.65.02.
20、1每孔装药量/g4050750m +100m处的壁厚22cm；罐体的上部为圆柱体，高35m，外径8.基坑钢筋砼支撑系统由灌注桩、围檩(压顶梁)、支撑梁等组成。L取梁高的2/3-3/5。工程实例之一地下停车场车道破碎围堰拆除爆破有两种方法:一是炸碎法，使被爆围堰充分破碎；工程实例-12个联体筒仓爆破拆除1)多打孔、分散装药，将药量均匀分布在支撑砼中，使爆破能量尽可能多地应用于破碎支撑砼，相应减少爆破飞石能量，减弱产生的爆破飞石的速度；(1)对各类支撑系统构件:0kg/m3，底部大，上部小，硬岩取大值，软岩取小值。二是倾倒法，使被爆 围堰定向倾倒或滑移至水中。(1)围堰由于具有挡水作用，至少有一面
21、处于有水状态；e药量及延期时间安排爆破缺口高度应满足H6.在烟囱倾倒一侧的底部，将筒体炸开一个大于1/2、小于2/3周长的爆破缺口，从而破坏结构的稳定性，导致整体结构失稳和重心位移，于是在上部筒体自重作用下形成倾覆力矩，迫使烟囱按预定方向倒塌，并使倒塌限制在一定范围内。对于底部有钢筋混凝土框架，上部布置筒体的单排连体筒仓，在框架的高度满足倒塌要求的情况下，可只采用爆破框架的方法，将筒体定向倾倒；在受拉区承受倾覆力矩引起的拉应力与重力引起的应力叠加，拉应力呈边缘区最大，中性轴处为零的三角形分布。缺口形状和大小直接影响着冷却塔拆除爆破的质量、效果和安全，是爆破设计的核心。W的选取考虑装药量、安全、
22、结构尺寸，钢筋布置，清渣方式。对周围建筑无任何损害，办公室玻璃安然无恙。(2)+30.2m缺口爆破技术设计(中段:+30.2m-+60.2m):缺口对应圆心角=230；炸高h=1.6m；正梯形缺口，梯形底角为30，下底长L=13.5m，上底长S=8.3m。定向窗为直角三角形，宽2.6m、高1.6m，中间窗宽1.3m、高 1.6m。缺口内扣除中间窗、定向窗的宽度以后，缺口内爆破区域的宽度为7m。爆破参数:孔距a=20cm；排距b=20cm；孔深L=16cm；炸药单耗k=5kg/m3；单孔装药量q=50g。缺口爆破设计项目上缺口中缺口下缺口缺口标高/m60.330.20.5爆破部位外直径/m3.5
23、3.58.0爆破部位壁厚/m0.220.220.4缺口形状正梯形正梯形正梯形缺口长/m10.013.58.75缺口高/m1.251.64.0缺口圆心角/度230230240孔距排距孔深/cm3181813202016303025炸药单耗/kg.m-35.65.02.1每孔装药量/g405075 3)+0.5m+0.5m缺口爆破技术设计缺口爆破技术设计(下段:+0.5m-+30.2m):缺口对应圆心角=240；炸高h=4.0m；正梯形缺口，梯形底角为45o，下底长L=16.75m,上底长S=8.75m。定向窗为直角三角形，宽2.5m、高2.5m，中间窗宽2.0m、高4.0m。缺口内扣除中间窗、定
24、向窗的宽度以后，缺口内爆破区域的宽度为9.75m。爆破参数:孔距=30cm；排距b=30cm；孔深L=25cm；炸药单耗K=2.Lkg/m3；孔装药量q=75g。(4)缺口之间的时差及网路。选择上缺口起爆时刻为0s，中缺口起爆时刻为1.35s，下缺口起爆时刻为2.40s，导爆管起爆网路全部采用四通连接形式。d爆破效果 烟囱按设计成之字形倒塌，由于采取了一系列的安全技术措施，爆破产生的振动及地面冲击振动很小，在烟囱北面24.7m处测得爆破振动速度为0.46cm/s，在烟囱东面 49m处测得烟囱头部着地冲击振动速度为1.74 cm/s。经爆后检查，烟囱按设计方位折叠倒塌，倒地后爆堆最大高度4.5m
25、；自烟囱中心线计算，烟囱向东倒塌长度为28m，向西倒塌长度为22.5m，筒体破碎充分；飞石控制在设计范围内，没有粉尘和噪声危害；四周厂房的所有设备生产线安全运行，周边各类建(构)筑物及地下管线安然无恙。联体筒仓拆除爆破在构筑物拆除爆破工程中，有一种稳定性很高的筒形结构构筑物，它们的高宽比接近 1，就单个筒体而言，其拆除爆破难度不大，但若多个筒仓紧密连接在一起，形成单排或者多排整体结构，增大了拆除爆破的难度。A A联体筒仓拆除爆破技术特点联体筒仓拆除爆破技术特点 拆除筒形构筑物同样是以失稳原理为基础，在承重结构的关键部位布置药包，爆炸后使之失去承载能力，造成结构的整体失稳和定向倒塌。对于上下均质
26、的混凝土筒体，经常采用在筒体下部筒壁处预先挖洞留柱，最后爆破筒间柱子的方法进行拆除。对于底部有钢筋混凝土框架，上部布置筒体的单排连体筒仓，在框架的高度满足倒塌要求的情况下，可只采用爆破框架的方法，将筒体定向倾倒；当框架高度还满足不了倾倒要求时，也需在筒体底部挖洞留柱，最后同时或顺序爆破底部框架和预留柱。当多个筒仓紧密连接在一起，形成多排整体结构时，为了确保爆破效果，宜将联排筒体分离，形成单排或者单个筒体，然后再按上述方法进行拆除爆破。筒仓爆破设计筒仓爆破设计 A A 爆破缺口计算爆破缺口计算 对于联体筒仓，就单个筒体而言，其上、下通体的直径相同，与烟囱直径上小、下大略有区别，同属高耸建(构)筑
27、物。故联体筒仓应分割成单排或单个筒体后，其拆除爆破失稳倾倒机理与烟囱拆除爆破相似。因此，爆破缺口形状和参数可参考烟囱拆除爆破的参数选取和计算方法。B B 炮孔布置和装药量计算炮孔布置和装药量计算 (1)炮孔深度L。一般在筒壁外侧钻水平炮孔时(孔径为38-42mm)，合理的炮孔深度为壁厚的0.65-0.70倍，具体视材质确定。(2)炮孔孔距和排距b。一般=(0.8-0.85)L；采取梅花形布孔，b=0.85。对于大型筒体结构，筒体直径、重量一般较大，为减少钻孔工程量，可采取间隔布孔的方式，即沿筒壁每布5-7排炮孔后间隔0.5-0.8m再布孔。(3)单孔装药量。采用浅孔控制爆破法拆除筒体结构时，单
28、孔装药量Q通常采用式Q=qab计算，其中q为炸药单耗(kg/m3)，为筒壁壁厚(m)。最终的装药量尚需通过试炮确定。工程实例-12个联体筒仓爆破拆除a a工程概况工程概况 待拆筒仓群由12个连成整体的筒仓组成，分成两排，每排6个。每个筒仓由贮存粮食用的罐体、支撑壁和顶部的工作室三部分组成。罐体的上部为圆柱体，高35m，外径8.9m，壁厚0.18m，现浇结构。圆柱体下部是一锥高3m的倒圆锥漏斗，锥顶离地面2.5m。支撑壁与罐体的圆柱体部 连在一起，之间有一圈梁，高度5.5m，壁内均匀分布8根工字钢以资加固。12个筒仓全部连接在一起，每个单体与周围单体相切形成一个星仓，相接处长度2.5m，厚度0.
29、36-0.73m不等。每个筒仓顶部南北向布两根横梁，横梁截面0.25m0.60m，横梁上重20cm厚的预制板，顶板上还有高4.4m的工作室，筒仓部分总高度达44.9mo 结构特点:(l)高大，筒仓加上仓顶的工作室总高度达44.9m；(2)薄壁，筒仓壁后0.18m，且筒仓相接处厚度不等，不仅炮孔数量多，爆破效果也不易把握；(3)联体，二个筒仓全部连在一起，不能作为12个单体一个一个地爆破。b b总体方案总体方案 定向倾倒:该筒仓高宽比较大(44.9/17.8=2.52)，只要爆破倾角达到一定数值，筒仓的重心就可移出，从而达到定向倾倒的目的。为此，先用机械将筒仓前壁局部打空，高度达到筒仓重心外移的
30、倾覆要求，然后在余下筒壁的设计位置上密集布孔，起爆后使筒仓失稳而倾倒在南面空地上，然后再用机械破碎。南面第一排筒仓的顶部楼板沿东西方向开3-4条槽，保留钢筋不切割，以防其倒塌过程中作为一个整体向前冲出。采用风镐破坏南北两侧的仓壁及漏斗，并将其中的建筑垃圾掏出；南面筒仓的漏斗需按爆破缺口的下线打破，以扩大爆破缺口。确定了爆破缺口中心线后，应从中心线向两侧均匀对称布置炮孔，炮孔应指向截面的圆心。3)爆破飞石危害控制措施:(1/2)DL(2/3)D烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开原来的位置，使烟囱失稳。a取700900mm；垂直向设钢格构立柱，使支撑与灌注桩形成整体的立体围护系统。两面临空，
31、其下底面与灌注桩相连，外侧面为土地面（图11-27)。35s，下缺口起爆时刻为2.基坑长170m、宽150m、最大挖土深度21m。大量的工程实践经验说明，爆破部位采用一次爆破产生的缺口边沿尺寸的精确度差，烟囱倒塌的方向容易出现偏离。周边环境:南侧距离交通次干道8m，北侧为保留的地下室结构。对于钢筋混凝土烟囱，如果钢筋配比高，要取大值。对周围建筑无任何损害，办公室玻璃安然无恙。被爆介质得到充分破碎，便于清渣或冲渣；起爆后，筒仓按预定的设计方案倒塌，爆破分段延期声响明显，前排筒仓被压碎，后排筒仓只有前面局部折碎，后面大部分只见细密裂纹，整体未变形，倒塌范围刚好至防振沟。因此设计要求爆破部位的高度:
32、h (3.当最大压应力大于材料的极限抗压强度时，该处材料被压碎，且承压区扩大。围护灌注桩形式，支撑钢筋混凝土梁结构。一般情况下宜取:垂直孔深小于20m，水平孔深小于30m c爆高确定爆高确定 对于钢筋混凝土薄壁筒仓，自重轻，其承重薄壁爆后钢筋失稳是筒仓整体倒塌的条件之一。筒仓爆破缺口闭合后重心移出承重面是筒仓倒塌倾覆的另一条件；经计算确定倾覆角为24.64o，爆破缺口高度8m。d炮孔布置炮孔布置 筒仓壁厚18cm，采用梅花形布孔，孔距25cm，排距20cm，孔深12cm；筒仓相连接较厚的部分，采用双面钻孔，孔距调整为40cm，排距调整为25cm。e e药量及延期时间安排药量及延期时间安排 最小
33、抵抗线只有9cm，根据试炮结果，q值取2800g/m3，.单孔药量25g，两个筒仓连接较厚部分取37.5g。为了产生充分的倾覆力矩，本工程全部采用孔内延期，分0s、0.3s、0.5s三个时间段，前排筒仓之间连接处的后节点向前为0s，前排筒仓连接处的后节点至后排筒仓连接处的节点之间为0.3s，后排筒仓之间连接处的前节点向后为0.5s。筒仓结构和爆破设计情况见图11-19。F F 爆破效果爆破效果 起爆后，筒仓按预定的设计方案倒塌，爆破分段延期声响明显，前排筒仓被压碎，后排筒仓只有前面局部折碎，后面大部分只见细密裂纹，整体未变形，倒塌范围刚好至防振沟。冷却塔拆除爆破 A 冷却塔爆破失稳倾倒机理冷却
34、塔爆破失稳倾倒机理 双曲线钢筋混凝土结构冷却塔具有高大壁薄、高宽比较小(1.2-1.4)、重心偏低、圆筒直径上大下小、底部直径较大(30-70m)等特点，拆除爆破时易发生后坐或坐而不倒现象。为此，进行爆破设计时，应首先对比优选爆破方案，并在分析冷却塔爆破失稳倒塌机理的前提下，通过力学计算确定缺口参数，确保施工质量和爆破安全。有关冷却塔爆破失稳倾倒的机理与烟囱定向拆除爆破的机理基本相同，可参考烟囱拆除爆破的参数和方法。B B 爆破缺口参数设计爆破缺口参数设计 目前国内己拆除冷却塔采用的爆破缺口可分为正梯形、倒梯形和由此发展而来的复合型。a a 缺口形状与爆破效果缺口形状与爆破效果 缺口形状和大小
35、直接影响着冷却塔拆除爆破的质量、效果和安全，是爆破设计的核心。缺口形状和大小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其倾倒过程准确、平稳的作用。正梯形缺口具有便于施工、易于顺利倒塌、有利于缩小倒塌距离(一般L10m)的特点；倒梯形缺口有利于顺利倒塌，但倒塌距离稍大(L约 10m)；复合型缺口易产生后坐或坐而不倒现象。爆破缺口高度应满足H6.0m的要求，适合于原地坍塌，倒塌后破碎效果较好。冷却塔采用控制爆破方法拆除，缺口形状和大小可用以下理论分析的方法确定。B 缺口长度计算 (1)材料抗弯曲强度法。其原理是上部筒体自身重力对预留支撑体偏心引起的倾覆力矩应大于或等于预留支撑体
36、截面的极限抗弯力矩，即:McMr 式中Mc一一上部筒体自重对预留支撑体偏心引起的倾覆力矩，kNm；Mr一一预留支撑体的极限抗弯曲力矩，kN m。(2)应力分析检验法。爆破缺口形成瞬间，上部筒体自重造成支座部分偏心受压，应力瞬时重新分布，根据结构力学原理计算出缺口角度大小与支座部分应力分布的关系，从 而可以判断所选缺口角度下高耸筒体能否顺利倒塌。(3)实际施工中，缺口的部位所对应的圆心角多为200o左右。C 缺口高度计算 缺口高度的取值原则：一是缺口范围内的混凝土被炸离钢筋骨架后，塔身在自重作用下能保证失稳；二是塔身倾倒至缺口边缘闭合时，冷却塔重心偏距大于外半径；三是缺口闭合时，塔身在自重作用下
37、对新支点形成的倾覆力矩应大于余留截面的极限抗弯力矩。冷却塔的爆破缺口高度多采用重心偏出原理计算，其基本原理是塔体在倾覆力矩和重力叠加应力共同作用下，促使缺口闭合并确保重心偏移距离大于冷却塔外半径。工程实例广东省茂名市热电厂冷却塔拆除爆破 a工程概况工程概况 广东省茂名市热电厂上大压小改扩建工程需拆除1号、3号机组和4号机组两座冷却塔。1号、3号机组冷却塔(1号)淋水面积为5500m2，高度123.2m；4号机组冷却塔(2号)淋水面积为3500m2，高90m。1号冷却塔为钢筋混凝土(C30)结构，+8.15m处筒体直径85.5m、壁厚800mm，壁厚渐次缩小为200mm(标高+20.5)；人字柱
38、44对、直径70cm。2号冷却塔为钢筋混凝土(C30)结构，+5.8m处筒体直径67.9m、壁厚500mm，壁厚渐次缩小为140mm(标高+45.5m)；人字柱40对、尺寸为45cm x45cm。冷却塔内部均有淋水平台，平台为预制钢筋混凝土构件，与塔筒没有结构性的连接。采用冲渣方案时，要考虑水动力学与爆破块度之间的关系，以保证石碴能被水流带走，同时减轻混凝土的磨损。工程实例之二低爆速炸药切割地坪二是两段筒体折叠及落地状态满足要求。烟囱的定向倾倒要求有一定宽度和长度的场地(1.爆破按支撑层数分四期进行，其中第四层支撑于2006年11月16日首次爆破成功，2007年4月9日爆破完成。故联体筒仓应分
39、割成单排或单个筒体后，其拆除爆破失稳倾倒机理与烟囱拆除爆破相似。由烟囱控制爆破倒塌的机理可知，爆破缺口是影响烟囱失稳倾倒的关键因素。缺口内定向窗和中间窗的布置：分别在缺口左右两侧各开一个定向窗，在缺口中央开设一个中间窗。沿保留界面钻孔、采用不耦合装药沿保留界面进行预裂爆破成缝，将破碎区与保留区分割开来；孔网参数的选取应以能够装入炸药量为原则。对周围建筑无任何损害，办公室玻璃安然无恙。b混凝土(包括碾压混凝土)重力式围堰爆破拆除爆破按支撑层数分四期进行，其中第四层支撑于2006年11月16日首次爆破成功，2007年4月9日爆破完成。(2)钻孔深度一般较深，国内围堰水平孔最大达到50m以上。筒体形
40、状：圆形、方形、六角形、八角形混凝土地坪长50m，宽25m，厚1020cm，其下为厚30cm灰土垫层，总拆除面积约1000m2。该方法仅适用于砖结构烟囱的拆除爆破，且周围场地应有大于其高度的1/6开阔的场地。烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开原来的位置，使烟囱失稳。孔距排距孔深/cm36)单孔装药量Q:Q=qab，取Q=166g(下三排孔)，Q=150g(上三排孔)。B B 爆破方案选择爆破方案选择 采用预开定向窗，预处理部分塔壁板块、预留部分塔体支撑板块爆破的定向倒塌 爆破方案，1号冷却塔倒塌方向确定为北偏东8o方向倾倒，2号冷却塔倒塌方向确定为正南方向。2号冷却塔先起爆，1号冷却塔延
41、后200ms起爆。冷却塔筒内淋水平台结构在筒体实施爆破前采用机械方式进行拆除。C C 参数设计参数设计 1号、2号冷却塔爆破方案设计思路基本一致，只重点介绍1号冷却塔爆破方案设计。(1)爆破缺口。爆破缺口圆心角为240o，缺口高度+15.73m。缺口范围内筒壁间隔3.0m机械预处理一个宽3.0m、高5.68m窗口，圈梁选择5处进行机械切割处理。缺口内待爆破筒壁29块、人字柱27对，如图11-20、图11-21所示。(2)爆破参数 筒壁爆破位置为+10.05m至+12.05m，壁厚从61.5cm到70.8cm,平均壁厚65cm，炮孔直径42mm。炮孔布置采用垂直筒壁钻孔。1)最小抵抗线:W=(1
42、/2)=65/2=32.5cm;2)炮孔深度L:L=(0.6-0.8)，取L=44cm(下三排孔)、L=40cm(上三排孔);3)炮孔间距:=(1.0-2.0)L，取=40cm;4)炮孔排距b:b=(0.85-1.0)，取b=40cm;5)单位炸药消耗量q:q=1.48 kg/m3(下三排孔)，q=1.44kg/m3(上三排孔);6)单孔装药量Q:Q=qab，取Q=166g(下三排孔)，Q=150g(上三排孔)。人字柱直径为70cm，上部布置4个炮孔、下部布置6个炮孔，钻孔直径42mm。W=(1/2)=70/2=35.0cm;L=(0.6-0.8)，取L=50cm;a=(1.0-2.0)L，取
43、a=40cm;q=1.95 kg/m3(下部)、q=1.62 kg/m3(上部);Q=qab，取Q=300g(下部)、Q=200g(上部)。考虑筒壁厚度较大，在缺口范围外沿倒塌中心线至标高+20.0爆破一条宽50cm缝，参数如下:孔距：a=25cm、排距b=30cm;q=1.2kg/m3;Q=50g(下五排孔)、Q=40g(中五排孔)、Q=33g(上四排孔)。（3）起爆网路。起爆网路采用导爆管雷管起爆网路，孔内、孔外全部采用导爆管毫秒延期雷管，人字柱孔内使用MS-8段雷管、筒壁孔内使用MS-6段雷管、中缝炮孔使用MS-1段雷管，孔外使用MS-l段雷管连接。筒壁、人字柱孔外导爆管分别组成簇联，由
44、二发MS-l导爆管雷管连接一组簇联，然后各组MS-l导爆管雷管形成网格式闭合起爆网路。d安全防护措施 (1)炮孔部位安全防护。在筒壁外侧采用3层竹笆直接覆盖，外加铁丝贴壁捆绑。人字立柱爆破位置采用3层竹笆贴壁捆绑，外加铁丝缠绕。(2)保护物近体防护。在需要保护民房外、2号冷却塔西侧设备附近搭设8m高防护排架，排架挂上双层竹笆进行防护。(3)在倒塌范围内沿排水箱涵铺设2.0m高，6.0m宽的土体缓冲垫层减少塔体触地对排水箱涵的影响。e爆破效果 2010年3月12日上午10:30，茂名热电厂1号、2号冷却塔拆除爆破工程顺利起爆，冷却塔完全按照设计方向倾倒，爆后堆积形态良好，爆破未对周围环境造成安全
45、影响。end2.9基础工程拆除爆破 基础拆除爆破 地坪拆除爆破 基坑支撑拆除爆破基础拆除爆破p429 A A布孔参数布孔参数 a 孔径d 采用小孔径、浅孔爆破方式。d=3844mm，切割爆破孔径可小至32mm。b 孔深 L 孔深L一般不大于2-3m，条件许可时，亦可增大至4-5m。孔深主要与孔底边界条件有关，亦应考虑钻孔效率。孔深L=KH，式中H为厚度，K为经验系数，可按表11-11选取。底部边界条件 K值 备注 有自由面 0.60.7 与飞散方向有关 为土质垫层 0.650.75 W?下有施工缝 0.750.85 炮孔孔底至施工缝应大于l0cm 表11-11经验系数K值实践证明，爆破拆除烟囱
46、是效果最好的方法，尽管它牵涉到许多复杂的技术问题，但从拆除安全、拆除速度和经济效益等方面来分析，它比人工和机械拆除法具有明显的优越性。爆破缺口高度应满足H6.单孔装药量q=50g。0m +30.烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开原来的位置，使烟囱失稳。单孔装药量采用体积公式 Q=qabH起爆后，筒仓按预定的设计方案倒塌，爆破分段延期声响明显，前排筒仓被压碎，后排筒仓只有前面局部折碎，后面大部分只见细密裂纹，整体未变形，倒塌范围刚好至防振沟。钢筋砼，预裂效果不明显。最终的装药量尚需通过试炮确定。混凝土心墙是在土石堆积形成围堰后，为提高围堰的防渗能力，在土石围堰体内浇筑混凝土墙。W的选取考虑
47、装药量、安全、结构尺寸，钢筋布置，清渣方式。对于底部有钢筋混凝土框架，上部布置筒体的单排连体筒仓，在框架的高度满足倒塌要求的情况下，可只采用爆破框架的方法，将筒体定向倾倒；b混凝土(包括碾压混凝土)重力式围堰爆破拆除适当加大孔深，使飞石向坑底(下)飞散。沿保留界面钻孔、采用不耦合装药沿保留界面进行预裂爆破成缝，将破碎区与保留区分割开来；q 炸药单耗，kg/m3。表11-11经验系数K值图11-32是小湾水电站进口2号导流洞围堰起爆网路示意图，选择的是高精度导爆管雷管电起爆系统，孔间时差17ms，排间时差42ms，孔内起爆雷管600ms。35s，下缺口起爆时刻为2.2-2m，底标高约-6m，水泥
48、标号c40-c50，地板含钢筋量较大，共需拆除8000m3。b 炮孔方向炮孔方向 垂直孔、水平孔和倾斜孔，尽量采取垂直孔。d 最小抵抗线最小抵抗线w：钢筋砼W=0.30.5m，砌石取0.50.8m(比较P397)。W的选取考虑装药量、安全、结构尺寸，钢筋布置，清渣方式。e 炮孔间距炮孔间距a:炮孔间距常取1.0-1.5W(比较P398)。f 排距排距 b 方形或梅花形，排距b取(0.8 1.0)W。若为一次齐发起爆，b取小值;若为分次起爆，b可取至a。每段起爆的排数N不宜大于4排。B 药量计算 单孔装药量Q：Q=qV Q=qWaH；Q=qabH 式中q炸药单耗，表11-12;H爆破体厚度。人工
49、清渣的室内基础，可选择较大炸药单耗，实施强松动爆破，以便于人工清渣。表11-12单位炸药消耗量q值p431-p402 当炮孔深度L2W时(1.5wP401)，为达到破碎均匀，减少飞石的目的，宜采取分层装药。分层以两层为宜，上层装药0.4Q，下层装药0.6Q，相邻两层装药间距应大于20cm；当两层尚能满足均匀破坏要求时，可采取相邻炮孔层间错开装药方法。C C切割爆破设计切割爆破设计 基础切割爆破常用于部分拆除、部分保留的场合及分割大块，其原理同预裂爆破。钢筋砼，预裂效果不明显。对于素混凝土，切割爆破单孔药量:Q=aH 孔距;H预裂厚度;单位面积炸药消耗量，g/m2表11-13预裂切割爆破单位面积
50、炸药消耗量值p431p404材质情况a/cm/g.m-2材质情况a/cm/g.m-2强度较低的砼 40505060片石砼40507080强度较高的砼40506070砼地坪 2050100150工程实例苏州某酒店地下室地板拆除爆破a a工程概况工程概况 苏州某酒店地下室为两层，需部分拆除底板，要求对保留的地下室底板不能损害。钢筋混凝土底板厚度1.2-2m，底标高约-6m，水泥标号c40-c50，地板含钢筋量较大，共需拆除8000m3。周边环境:南侧距离交通次干道8m，北侧为保留的地下室结构。b b总体方案总体方案 沿保留界面钻孔、采用不耦合装药沿保留界面进行预裂爆破成缝，将破碎区与保留区分割开来
