龙口市下丁家卫生院水塔爆破拆除.docx
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龙口市下丁家卫生院水塔爆破拆除
龙口市下丁家卫生院水塔爆破拆除
施工设计方案
编制:
辛光明
审核:
王世民
批准:
宋文章
龙口市平安爆破工程有限公司
二〇一五年七月八日
龙口市下丁家卫生院水塔爆破拆除
施工设计方案
1、方案编制依据
1)、水塔爆破拆除合同
2)、水塔周围环境保护要求
3)、水塔环境实地踏勘资料
4)、《爆破安全规程》
5)、《民用爆炸物品安全管理条例》
2、工程概况
2.1水塔的基本结构
该工程位于龙口市下丁家卫生院院内,水塔建于70年代,塔身为砖砌圆筒形,水塔顶部是钢筋混凝土现浇的50m³水箱。
水塔总高度35m,其中砖砌塔身高31m,顶部水箱高4m。
水塔基部外周长10.67m,底部直径为3.4m,塔身壁厚0.50m(包括塔身外抹混凝土层),高度1.0米,塔身圆筒自下而上收缩率3﹪。
水塔内部在西南方向上有一爬梯,爬梯顶部有一小门口,门口外是一个钢筋混凝土平台,平台上有一部铁梯直通水塔水箱的顶部。
水塔的上、下水管是φ15㎝的铁管,下端需切除2m。
上、下水管由五条三角钢固定。
水塔底部东侧有一进出水塔的门口,门高1.8m,宽0.9m。
在塔身的西侧10m、处有1个透光小窗。
水塔的结构见图1所示。
图1水塔结构示意图
a、水塔外形b、A-A断面
2.2工程环境
水塔的东侧5m处是卫生院东仓库,仓库外侧为南北公路。
南侧0.8米处为卫生院南平房(全部带半幅门窗),北侧24米处为卫生院主办公住院楼。
西侧是卫生院西厢房。
卫生院大院为硬化水泥地面。
水塔东北方向具有整体倒塌场地。
水塔所处环境见图2所示。
图2水塔所处环境示意图
3、拆除方案
3.1方案选择
根据水塔所处环境,东侧、南侧、北侧房屋必须保护,由于水塔离房屋太近,水塔所处环境只有东北侧有可供水塔全倒的空闲场地,故选择向东偏北约75°方向倾倒的爆破拆除方案。
3.2爆破设计的基本原则
爆破设计的原则应是安全可靠,技术可行,安全技术措施到位,确保爆破成功。
3.2.1本工程施工环境比较复杂,靠近房屋和公路,实施爆破应尽量减少一次起爆的总装药量,以确保爆破震动安全在允许的范围之内。
该水塔建于70年代,水泥与红砖砌筑的质量较好,塔身承重力强。
为了减少最后一次起爆的装药量,可以事先去除一部分爆破切口内的砌砖,开设两个定向窗导向窗是最合理的。
导向窗与两侧的定向窗以倒塌中心为对称,导向窗和定向窗口的大小应事先根据剩余部分的支撑力大于塔身全重的原则计算确定,不可单纯为了减少最后一次起爆药量而盲目开大定向窗。
开设定向窗的优点有三个:
一是可保证水塔倒向正确,二是可减少爆破面积和爆破药量,三是可以减少爆破震动和爆破防护面积,更有利于防护爆破飞石。
3.2.2确保起爆瞬间造成水塔的失稳状态。
为充分满足水塔向东北方向倾倒的失稳条件,保证瞬间形成倾覆力矩,导向窗和定向窗内所有砖块全部拆除并清理干净。
3.2.3保证爆破后倾倒过程平稳。
保证水塔倾倒过程的平稳是保证水塔倒向正确的必要条件。
要保证水塔倒塌过程平稳,必须保证水塔在倾覆过程中不受外力的干扰,要做到这一点应使爆破切口高度大于临界高度,根据计算爆破切口高度大于1.2m即可。
4、爆破参数设计
4.1爆破切口形状
爆破切口形状与爆破效果有关,爆破切口可以是矩形、倒梯形、正梯形和矩形与三角复合形,根据大量爆破实践经验选择正梯形爆破切口,正梯形爆破切口有利于水塔的倒向正确,有利于减小倒塌长度,因此确定爆破切口为正梯形。
4.2正梯形爆破切口的参数
梯形爆破切口底角45°,底边展开长度7.0m,定向窗底宽各为1.1m,导向窗口宽2.0m,切口内保留部分长度为2.75m。
4.3炮孔参数
塔身壁厚B=0.50m
抵抗线W=B/2=0.25m
炮孔间距a=1.5W=0.30m
炮孔排距b=a=0.3m
炮孔布置为矩形,每排炮孔6个,上下4排孔,每片24个,保留的两片塌壁上共计48孔。
爆破切口及炮孔布置见图3所示。
图3爆破切口及炮孔布置示意图
4.4单孔爆破药量计算
炮孔单孔装药量按式
(1)计算
Q=q·a·b·B——————
(1)
式中:
Q——单孔装药量,㎏;
q——实用乳化炸药单位体积耗药量,㎏/m³,本工程采用乳化炸药取q=1.05㎏/m³;
a——炮孔间距,本工程a=0.3m;
b----炮孔排距,本工程b=0.3m
B----塔身壁厚,本工程塔身底部壁厚B=0.50m
经计算单孔装药量取为Q=0.0473kg,即每节150g的乳化炸药平均分为4截,每截装一炮孔。
这样有利于快速分药和装药。
为了爆破切口内砌砖飞散,最底下一排炮孔装药为0.05kg。
炮孔总数48个,总装药量为1.95kg。
4.5炮孔填塞
炮孔填塞质量直接关系到爆破效果,应采用粘土加细砂的炮泥填塞炮孔,一定要填塞良好,填塞过程中注意保护导爆管,绝不可捣坏导爆管。
4.6爆破网路
采用电雷管串联起爆的加强复式导爆管雷管网路。
复式导爆网路可以保证所有炮孔装药准爆。
全部炮孔都装有两发一段毫秒雷管,瞬发起爆。
爆破网路联接图如图4所示
图4爆破网路连接示意图
5、爆破安全设计
5.1爆破地震校核
根据《爆破安全规程》对爆破地震波强度进行预测,选择以质点垂直振动速度的预测式
(2)计算
v=k
—————
(2)
式中:
R---测点与爆源之间的距离,m;
Q---爆破单段齐发的装药量,kg;
V---距爆源R处测点垂直振速,cm/s;
K,α---与地形等条件有关系数和指数。
本次爆破齐发总装药量为1.95kg,被保护目标与爆源最近距离为0.8m,由于水塔上的爆破位置与平房之间有一条0.8m的间隙,则取k=30,α=2.0。
经计算v=2.34cm/s.振动速度小于平房的允许震速3cm/s,爆破震动对平房是安全的。
5.2水塔倒塌时的震动校核
水塔倒塌触地瞬间会引起震动,塌落体触地震动速度按式(3)计算。
=0.08
——————(3)
式中:
vc---水塔倒塌时触地震动速度(cm/s);
M---水塔的质量(kg),本工种按330×103kg计算;
g---重力加速度(9.81cm/s2);
H---水塔重心的高度(m),本工程取H=13m;
R---水塔重心到平房墙根的距离,取R=13.7m。
经计算,vc=0.67cm/s。
水塔坍塌触地震动对平房是安全的。
5.3开设两个定向窗的安全校核
经过计算,水塔总质量约为330t,开设两个定向窗和导向窗后,剩下的塔体支撑力仍然超过800t,可以保证开设定向窗和导向窗后水塔仍是稳定的,不会在开定向窗和导向窗过程中倒塌。
6、爆破安全防护措施
本次爆破工程安全保护对象是水塔南侧0.8m处的平房和东侧5米的平房、北侧24的楼房。
而重点应防止水塔倒塌过程中水塔变形破裂时大块的水塔筒壁冲击破坏南侧平房。
为了防止大块物体对平房的冲击,采取在水塔与平房之间增加缓冲隔离物的措施。
同时为防止爆破飞石打碎玻璃,还要对玻璃进行防护遮挡。
具体采用以下安全防护措施。
6.1为防止爆破飞散物在爆破切口外用沙土袋垒起一道防护屏障。
6.2在爆破切口处,贴近水塔壁用三层草袋围起,并压上竹排或其它物体,然后用铁丝绑紧。
6.3在水塔倒塌方向堆起一道宽5m高0.5m的沙土梁,土梁上放置树枝或草袋等物,以缓冲水塔倒塌触地过程,减小触地震动。
6.4起爆前,爆破施工人员、机械撤离危险区。
6.5起爆前,通知附近单位和人员,在爆破水塔倒塌方向200m以内无人员和牲畜以及作业机械等。
爆破警戒范围100m。
6.6爆破前发出爆破预警信号,并清理爆破危险区内的所有人员,待具备安全起爆条件时方可起爆。
6.7起爆后,必须检查爆破效果,并排除所发现的安全隐患,确保爆破全过程安全。
7、爆破施工工艺流程
爆破施工工艺流程直接关系到爆破施工的安全可靠性,科学合理的工艺流程可以保证爆破施工全过程安全顺利,本工程的工艺流程见下图所示。
8、爆破施工组织
爆破指挥:
刘同森
爆破工程师:
辛光明
爆破员:
范成金刘洪照
安全员:
王建峰
爆破施工队伍:
龙口市平安爆破工程有限公司
9、主要工程机械
空压机6m31台
风钻7655型2台
风镐YT-28型2台
炸药运输车1辆
起爆器MFD-200型1台
龙口市平安爆破工程有限公司
2015年7月8日
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