复杂结构热电厂厂房爆破拆除

复杂结构热电厂厂房爆破拆除
谢承煜;蒙少明;罗俊;程贵海
【摘要】The explosive demolition of turbines and boilers' workshop in Maoming thermal power plant was intro duced. These workshops' structure was complex and there existed a lot of concrete beams and floors linking in many places,highly stable as a unity. Demolition scheme including preprocessing,options of cut height,blast parameters' calculation of column,charge's setting,firing network designing and blast safety protection. The results indicated that workshops are demolished successful and ensure the security of adjacent buildings.%介绍了位于茂名热电厂内汽轮机及锅炉厂房的爆破拆除.该厂房结构复杂,厂房之间存在多处混凝土横梁及楼板链接,整体稳定性强.爆破方案包括了预处理、切口高度的选择、立柱爆破参数的计算、药包设置、起爆网路设计和爆破安全防护.结果表明:厂房顺利倒塌,确保了周围建筑物的安全,爆破达到了非常理想的效果.
【期刊名称】《爆破》
【年(卷),期】2011(028)004
【总页数】4页(P69-72)
【关键词】定向爆破;拆除爆破;厂房
【作者】谢承煜;蒙少明;罗俊;程贵海
【作者单位】广西大学资源与冶金学院,南宁530004;广西大学资源与冶金学院,南
宁530004;广西大学资源与冶金学院,南宁530004;广西大学资源与冶金学院,南宁530004
【正文语种】中文
【中图分类】TU746.5
1 工程概况
本爆破拆除对象为茂名热电厂内的3#、4#机组，包括:汽轮机厂房、3#、4#锅炉
厂房。

汽轮机厂房跨度30 m，长75 m，高30 m，共2排钢筋混凝土立柱，每排11根。

立柱尺寸为600 mm×1200 mm，立柱上横梁为钢筋混凝土预制件搭接，汽轮机
厂房顶棚为钢架拱形结构。

汽轮机厂房与3#、4#锅炉厂房在高10 m和15 m处
有钢筋混凝土横梁链接。

汽轮机厂房东侧为已拆除厂房空旷地，西侧邻厂区道路，距5#锅炉厂房30 m，北侧与3#、4#锅炉厂房链接，南侧邻厂区道路。

3#、4#锅炉厂房分别为2座相同尺寸钢筋混凝土框架结构的厂房，其尺寸为长22.5 m，宽为15.3 m，高为43.6 m，在3#和4#锅炉厂房之间有一高约43 m
的塔台，由一钢结构天桥与其链接。

锅炉厂房东侧为已拆除厂房空旷地，西侧邻厂区道路距5#锅炉厂房30 m，西北侧25 m为待拆除钢筋混凝土烟囱，北侧为拆
除厂房空旷地，南侧与汽轮机厂房东链接。

周围环境详见示意图(图1)。

2 爆破拆除方案
综合考虑周围环境及待拆厂房复杂结构2个因素，均采用分段微差向北定向倒塌，并同时起爆。

方案具体要求及步骤如下:
图1 周围环境示意图(单位:m)Fig.1 Schematic diagram of surroundings(unit:m) (1)汽轮机厂房爆破拆除及预处理
1)汽轮机厂房与锅炉厂房有钢筋混凝土横梁及楼板链接，为使汽轮机厂房与锅炉厂房分离，减小二者之间的相互拉扯，需要对其链接的横梁及楼板进行预切割处理。

首先用风镐对链接的横梁及楼板进行剥离，再用氧切割处理钢筋。

2)对汽轮机厂房与主控室之间的人行走廊进行预切割处理。

3)柱子间整体性较差，承重量少，首先对南侧一排立柱底部进行剥离到钢筋，然后对出露的钢筋用氧割进行切割［1］。

(2)3#、4#锅炉厂房爆破拆除及预处理
1)锅炉厂房为框架结构，通过对柱子内钢筋的失稳分析，确定爆破切口在第1、2层，同时对厂房4排柱子进行爆破，通过爆破方式使北面的3排柱子形成爆破切口，最后1排作为支撑柱仅通过爆破将其底部炸断，切口示意图如图2所示。

平面图见图3。

图2 3#、4#锅炉房炮眼布置示意图(单位:m)Fig.2 Turbine machine room
plan(unit:m)
图3 3#、4#锅炉房平面图Fig.3 3#、4#Boiler room plan
2)汽机房与锅炉房之间有8条梁搭接，爆破之前在各梁底部布置炮眼进行试爆并
用氧割对出露的钢筋进行切割。

3)在3#和4#锅炉厂房之间有一高约43 m的塔台，由于该塔柱子钢筋密实，很难布置炮眼，在塔底部前面及两侧主要通过机械处理的方式开三角形缺口，并在前排柱子上无钢筋处布置少量炮眼，药量根据现场情况确定，爆破后形成向北的爆破切口。

4)为防止锅炉房倒塌后产生大量的石棉灰尘，先将顶部的60 t气包预拆除［2］。

见图4。

图4 3#、4#锅炉厂房立面图(单位:m)Fig.4 3#、4#Boiler room elevation drawing(unit:m)
3 爆破参数设计
(1)汽轮机厂房爆破参数
各个立柱的爆破切口高度必须满足倒塌立柱钢筋的弯曲空间［3］，因此B排立柱的爆高取6 m，A排立柱的爆高取2 m，C排立柱爆高于2楼以上取2 m。

见图5、图6。

(2)3#、4#锅炉厂房爆破参数
倾倒侧爆破高度确定［4］
式中:h为爆破高度，m;C0为能量相似常数，取C0=0.5;L 为爆破楼宽，m;b 为无量纲参数，b=0.4。

厂房的爆破高度:h==0.5 ×1.414 ×22.5 ×0.4=6.36 m。

为确保拆除厂房能按预定方向倒塌，厂房的爆高取12 m。

即在1层、2层布眼。

见图2。

图5 汽轮机房炮眼布置示意图(单位:m)Fig.5 Schematic diagram of borehole arrangement in turbine machine room(unit:m)
(3)立柱爆破参数
最小抵抗线W=(1/2)B，式中B为立柱断面短边的长度［5］;采用平行布置炮孔，孔距和排距 =(1.2 ～1.8)W，孔深 L=(2/3)B。

见表1。

图6 汽轮机房平面图Fig.6 Schematic diagram of borehole arrangement in boiler room
单孔装药量计算 q=KBHa/n
式中:K为单位炸药消耗量，立柱取K=900 g/m3;B为断面的短边长度，m;H为断
面的长边长度，m;a为孔距，m;n为炮孔的排数，排。

4 爆破网路
为避免因射频电、雷电、杂散电流等干扰发生早爆事故，此次爆破采用微差分段非电导爆管雷管(1、5、9段)爆破网路，彻底杜绝杂散电流的影响。

表1 立柱爆破参数汇总表Table 1 Summary statement of blasting parameters in column厂房尺寸/(m×m)最小抵抗线/m孔距/m排距/m孔径φ/mm孔深/m 单孔装药量/g炮孔数/个药量/kg汽机房1.20 ×0.60 0.300 0.4 0.4 35 0.40 160
A 99 881.00 ×0.80 0.400 0.53 180
B 308
C 126锅炉房1.00 ×0.80 0.400 0.5
0.5 35 0.53 180 K1 210 2061.30 ×0.65 0.325 0.43 200 K2 462 K3 410总计1615 294
网络采用分级簇联、双网络并联方式。

即将各区炮孔引出的导爆管雷管以15发左右为一束，联接到2发导爆管雷管上，再分别以15发左右为一束，联接到下一级的2发导爆管雷管上，以此类推，直到主爆导爆管雷管［6］。

由于厂房位于电厂内，禁止使用电雷管起爆，采用起爆针起爆，并准备2套起爆系统，其中一套为备用系统，起爆前10 min接上起爆激发装置，以确保爆破系统的顺利和安全起爆。

5 爆破安全验算
(1)爆破振动
根据爆破参数，本次爆破最大一段药量为50 kg，不同立柱的导爆管可以通过MS3段导爆管连接后同一段起爆(控制在50 kg以内)，但每一根立柱的炮孔必须保证同段起爆。

爆破振动安全距离为［7］
式中:R为爆破振动安全距离，m;V为爆破振动速度，按《爆破安全规程》，一般砖房结构物为3 cm/s;Q为最大一段爆破炸药量，取50 kg;K、α为与爆点地形、
地质等条件有关的系数和衰减系数，取K=50，α =1.3;K＇为修正系数，0.25 ～1.00，爆破体自由面多时取小值。

爆破振动安全距离为32 m，此爆破振动不会对邻近建筑物产生影响。

(2)爆破飞石
根据国内同行多年楼房爆破的实践经验［8］，采用以下公式计算飞石距离
L=70q0.53。

式中:L为无覆盖条件下拆除爆破飞石飞散距离，m;q为拆除爆破的单位炸药消耗量，取q=0.9 kg/m3。

根据上式计算得无覆盖条件下爆破飞石飞散距离为66 m。

工程中待拆除楼房四周环境较好，仅西侧为正在运行的机组，应在待爆锅炉房、脱水楼西侧的立柱上包裹草袋、竹笆并用铁丝扎紧，并拉上1层6 m高的塑料幕布防止飞石飞向需要保护的厂房。

6 爆破效果
2010年3月13日10:30分准时起爆，随着一声闷响，汽机房、3#、4#锅炉房、塔均顺利倒塌，爆破塌落过程完全与设计相符。

爆破振动及塌落振动较小，未对周围建筑物和人员造成损害。

(1)起爆约2 s后3#、4#锅炉房与塔开始下坐，由于其为框架结构且十分稳固，倒塌后并未解体，但完全可以由机械处理。

(2)汽机房顶棚完全塌落，立柱均向北倒塌，爆堆高度约为4 m。

(3)塔台由于预处理的方式正确，也顺利倒塌，但因其结构也非常牢固，倒塌后为解体，只是断裂成3个部分，也可用机械处理。

此次爆破效果总体良好，达到了预期目的。

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