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地磅坑及基础的水压和炮孔同网起爆技术

文章出处:admin 人气:发表时间:2019-05-14 16:07

 

1 工程概况 淮南市某电厂内一磅坑为高标号钢筋混凝土容器 矩形 结构 , 总长 16m ,高 2. 3m, 宽 5. 3m, 南北 壁厚 1. 2m m,东西壁厚 0. 25m,内有 12的双层钢筋网 ,钢 筋孔网间距为 0 . 2m。 且池内有断面不等的 21个高为 1m柱墩 ,其中 ,断面为 75cm× 85cm 的柱墩 4个、55cm × 60cm的柱墩 2个、65cm× 50cm的柱墩 2个、70cm× 25cm的柱墩 4个和 40cm× 60cm的柱墩 1个。 且该磅 房下部还有大约 3m深的素混凝土也需拆除。因工程改 建需要 ,急需对磅房及基础进行拆除 ,由于人工拆除极 为困难且工期长 ,决定采用爆破拆除。 磅房及基础四周环境复杂 ,南部与之相连的是电 厂地下给煤漏斗 ,漏斗上部有双轨火车道和轻型框架 房子 ,因火车卸煤时间长 ,人员密集度大。西部 8m处有 一砖砌围墙 ,围墙内是淮南市盐库活动中心 ,其与家属 楼相距仅 12m ,北部离淮河大堤 100m 处有 380KV 高 压线及淮河大堤堤坝管理通讯电缆 ,东北部 6m 处是一 部直径 1. 2m 的打桩机正在日夜施工 ,东部相距 6m是 一排刚刚施工完的混凝土柱子。 爆破现场周围环境如 图 1所示。因工程需要 ,除磅房南部和漏斗煤仓相接处 没有开挖 ,其余三面均开挖至基础底板的水平面以下。 要求爆破时绝对不能影响到大堤及混凝土桩子 ,不得 有飞石飞出损坏周围的火车信号灯和家属楼的玻璃。 2爆破设计 2.1 爆破方案选取利用爆破法拆除工程中有水压爆破法和钻眼爆破 ,因水压爆破不需钻眼 ,节省了大量的钻眼作业费用和时间,需要药包个数少 ,爆破网路简单 ,水压均匀平缓作用于水池壁上 ,使介质破碎比较均匀,且不产生粉尘和飞石,有利于爆破后碎块的清除。本工程上部具有储水条件,周围水源丰富 ,具备水压爆破的条件。 但水池两头壁厚为 1. 2m、池内的柱墩 ,如果只采用水压爆破,药量太小其可能被冲击波震裂,药量较大易对周围 建筑物破坏 ,故采用在厚壁中间及池内柱墩上打眼,微 量装药。底板的钢筋混凝土底板和混凝土基础若等水压爆破清渣后 ,再钻凿炮眼爆破,由于水压爆破产生的 裂隙容易卡钎,爆破时为防止飞石危害需大面积覆盖,同时也保证按期完工,所以采用炮孔装药和水压爆破相结合的一次同网起爆技术方案。2.2药量计算 2.2.1水压爆破药量计算 根据水池周围环境,为保证附近建筑物不受损坏,决定采用松动破碎。 即爆破后水池壁形成较大的环向 和纵向裂缝,部分混泥土被崩落,钢筋外露,整个水池原地塌落 ,经人工敲打后即可搬运。 而要达到这个要求 ,爆破用药量必须保证在药包爆破后形成的径向和 切向应力均超过水池材料的极限抗拉强度。 根据水压爆破理论和工程实践中采用的冲量准则 公式 Q1= K×W -1.6×R -1. 4 式中 Q1—— 所需炸药药包重量 ,kg;K——药量系数,根据破碎程度和控制碎块飞散情况,取 K= 4要求爆破 效果为混凝土局部爆裂 ,剥落。等效壁厚 , m。W= R -{(1+ SW /SR )0. 5 -1} 式中 W -—— 爆破体内容积的横截面积 SW= 18. 57m2; SR——爆破体容积的横截面积 SR = 44. 5m2 , R -—— 等 效内半径 , R -= (SR /π) 0.5= 3.76。 经计算 R -= 3. 25,W -= 0. 56。以上两式适用于混凝土容器结构物的水压爆破药 量的计算 ,对于钢筋混凝土应根据两种材料相等的原 理将钢筋折算成混凝土的厚度。本工程中采用双层 12圆钢筋将系数代入得由于需将药包分散开,乘药量分散系数得: Q1 = 9. 56× 1 . 2= 11. 5kg 2. 2. 2 水池厚壁及池内柱子的爆破参数及药量计算 水池 南北两 头壁厚 1. 2m ,取W = 600mm, a= 500m m, L= 2000mm,共打眼 14个 ,单孔药量 Q2= q·a· b· l= 240g 采用导爆索捆绑炸药的间隔装药结构。总装药量 Q2总 = 240×14= 3360g水池内除8个70cm×25cm断面的柱墩不需打眼 外 ,其余 11根柱墩均打眼 ,炮眼深度 L= 1000mm,单孔药量Q3=400×0.4×0.5× 1= 80g Q3总 = 80×11= 880g 2.2.3 地板基础的爆破参数及药量计算底板基础的炮眼间距a= 700~ 800mm ,排距 b= 500~600mm炮眼深度 L= 2.5 ~ 3m。施工过程中打眼232个,每孔装药根据情况装药 300g,装药结构分三层装药,即孔底150g,中间 100g,上部 50g,实际施工过程中,考虑到装药的方便 ,采用导爆索间隔捆绑炸药的装药结构 ,即在每孔中装药量减少 20~ 30g,用一发雷管 引爆即可。总装药量Q4总=69.7kg。总装药量 Q= Q1总+ Q2总+ Q3总+ Q4总 = 11. 5+ 3. 36+0.88+69. 7= 85.6kg2.3药包布置根据水池结构 ,其长宽比和高宽比都大于 1. 2,因 此将总药包分为若干个药包,要使水池均匀破碎,必须 在爆破时使池内壁各处受到的荷载相接近。 故采用 14 个药包单层布置,每个药包重量 0.8kg,药包入水深度 1. 6m 处 , 距内壁 1. 3m ,注水深度 1. 8m。 炸药采用250ml饮料瓶封装,每两个瓶为一药包 ,采用 40g 钝化 的 TNT粉状药在药包中心作为加强起爆 ,每药包内采用两发电雷管起爆。 药包放置位置如图。

 

水池破坏是其壁面承受最大爆破压力所致 ,按下 式计算最大爆破压力:

Pm = 0.1k (Q1/3 R )T 式 中: Pm——最大爆破压力,M Pa;Q—— 装药 量; R—— 药包中心至壁面的距离; k—— 系数 ,使用 TN T 时 k= 533;T ——系数,使用 TN T时T = 1. 13。水池中单个药包重 1.05kg,使用2号岩石硝铵炸药,换算成TNT当量为 0.819kg,药包至壁面的距离R = 1. 3m,代入得到 Pm= 36.75MPa。水池壁用300号水泥,其抗拉强度为1.8MPa,抗压强度为23MPa,由上面 计算可知 ,当水爆炸冲击波由药包中心经衰减到达壁面的峰值压力远大于水池壁的强度,足以保证水池破 坏。2.5起爆网路如果水压爆破和炮眼爆破同段起爆,炮眼爆破破坏可能会影响水压爆破的作用 ,而如果采用微差起爆,则有利于磅坑的破坏。所以决定磅坑的水压爆破和炮眼爆破采用毫秒微差雷管一次起爆。其中11个水压爆破药包选用1段毫秒雷管、磅坑内的柱墩及两头厚壁选用25发2段毫秒雷管,底板基的炮孔根据周边自由面选用 3 ~ 5段232发毫秒电雷管。 总计用雷管 279发,爆破网路采用4发雷管并联后整个网路再大串联 的联接方式,选用 GM— 2000型高起起爆器起爆。3爆破安全 由于本工程采用了水压爆破和炮孔爆破同时起爆的技术,一次起爆药包个数比较多 ,所以爆破地震效应和爆破飞石的危害均应予于重视和控制。 3.1爆破地震效应根据萨道夫斯基经验公式的修正式,离爆源最近的四层住宅楼振动速度 V为0.95cm/s,其值远小于爆破安全规程规定的建筑物振速安全值,所以爆破地震 不会产生危害作用。3.2爆破飞石本工程爆破飞石主要产生于厚壁及池内柱墩上的 眼爆破 ,我们选用矿用内含钢筋网的输送机皮带进行交叉覆盖。底板基础因有上部的水垫层作为防护层,可以不考虑防护。4 爆破效果 爆破后周围建筑物、构筑物及信号灯无一受损破 坏。爆破时水注高度约 5m左右 ,水池壁被炸裂鼓出,混凝土与钢筋剥离,达到控制爆破拆除的目的。经大型挖掘机两天就清理完毕,整个工程共用8天,厂方十分满意。

 


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