定向爆破拆除钢筋混凝土水塔

定向爆破拆除钢筋混凝土水塔

靳国东张超王亚男

沈阳消应爆破工程有限公司辽宁沈阳110136

摘要：本文以某水塔的定向拆除为例，对定向爆破技术进行了阐述，同时针对定向爆破方案的设计，爆破过程以及安全防护措施进行探讨，总结施工过程中的经验教训。

关键词：定向爆破；钢筋混凝土；水塔

引言：当前建筑物高度越来越高，建筑密度越来越大，使得建筑物拆除工作变得愈发复杂，传统的机械拆除方法已经被讨来出局，因此定向爆破被越来越多的应用在施工空间有限的拆除工程中。眼下随着科学技术的发展，定向爆破的防护措施以及新型环保的定向爆破技术受到越来越高的重视，研究力度越来越大。

1.定向爆破

定向爆破是一种新型爆破技术，指的是在炸药爆炸的作用下把某一地区的土石方抛掷到指定的地区，并大致堆积成所需形状。主要用于修坝、筑路、平整土地等。对于交通不便以及无施工场地的地点尤为适宜。定向爆破目前也用于桥梁、楼宇、烟囱、隧道和塔楼的拆除，利用定向爆破技术可使得需要拆除的建筑物在数秒钟内自己倒塌，最大程度上减少对附近地区的损害。适用于一些不方便使用传统机械方式拆除的建筑，这种建筑使用传统的爆破方法拆除可能需要几个月甚至更长时间，使用定向爆破技术则可以大大缩短施工时间。采用定向爆破的方式拆除建筑物通常发生在城市地区，往往涉及大型里程碑建筑。

2.工程概况与周围环境

2.1工程概况

本文案例中的拆除水塔是一个高五十米且钢筋混凝土结构的，下部塔体为筒柱钢筋混凝土结构，上部水箱为伞形钢筋混凝土结构，筒体外径2.5米，壁厚250毫米，单层布筋且竖向主筋20毫米，布置间200毫米，横行箍筋10毫米，塔体内有水管一根，旋转楼体是钢结构，水塔底东向有一高两米，宽0.6米的门洞。

2.3周边环境

水塔处在环境较复杂的生活区内，在其北面50米、东北方向40米处、南面80米、西南方向20米处都是居民楼，且人口较为密集。同时更重要的是共勉60米为有一台变压器。东西南三个方向都有1.5米高左右的围墙，围墙外面还有输电线和道路。由此可见周边环境对于爆破拆除不是十分有利。

3.爆破方案以及爆破参数的设计

本水塔的爆破环境并无太多有利因素，空间受限，因此必须精确制订爆破方案，充分利用施工场地富裕的到他空间。考虑到爆破产生的飞石、空气冲击波以及振动效应不能影响周围设施和道路上行人的安全，同时为了便于废碴的清理和二次破碎，水塔可以倒塌的方向仅仅有东面60米的空旷长度，因此决定采用水压定向控制爆破技术拆除，倾倒方向为东偏北15°，爆破前预拆除塔体内的水管和楼梯，切除高度应该大于5米。爆破参数设计时，出于打孔方便同时避免倒塌后残根过高给后续拆除工作增加工作量的目的，本水塔的爆破切口选在了底排炮孔的位置距离地面0.5米处，切口形状为正梯形。为了防止倒塌后发生后坐控制倒塌方向，切口高度的设定上，水塔爆破高度宜满足:h=(4～8)δ=1.2m,其中δ为塔身壁厚200毫米。切口长度=(0.55～0.65)S=4.3m，式中S为水塔外周长，取7.8米。在爆破切口的两侧对称预先人工开设两个三角形的定向窗口，窗口高400毫米，底宽为500毫米。爆破参数设定时，炮孔深度为130毫米，孔间距200毫米，排距200毫米，切口处布置7排梅花形炮孔,用来分散装药根据体积原理确定单孔装药量。在爆破网络的设计方面，由于水塔为钢筋混凝土结构，因而选用风动凿岩机打直径为38-40毫米孔钻头，岩石乳化炸药采用MFB-150型矿用发爆器。根据文献和经验采用非电起爆系统，单孔双发复式闭合网路，从倒塌中心对称采用MS2、MS4、MS5段毫秒雷管复式闭合网路，双发电雷管激发起爆。

4.水压定向爆破技术的优点

就水压爆破技术的优点而言，水压爆破技术较传统的爆破技术的几点明显优势主要体现在爆破的设计，施工工艺，施工组织，经济成本和安全等方面。第一，从爆破的设计上来看,水压爆破方式与传统意义上的爆破方式最大的差异在于水压爆破大大增加了装药量和水袋，同时优化了炮泥在炮眼中的位置和长度比例设计。除此之外上午其他明显不同。第二，从施工工艺方面来看,水压爆破比常规爆破在施工工艺上增加了炮泥堵塞和炮眼注水工艺。这两项技术也是水压爆破的关键，大大提高炸药有效能量利用率,提高施工效率。粉尘浓度大幅度下降，为节能环保做出了很大的贡献。第三，从施工组织角度来看，水压爆破与传统意义上的一般性爆破方法最大的区别在于它在工程爆破过程中增加了水袋与炮泥堵塞这两个预备环节。特别需要注意的的一点是，在水压爆破过程当中，炮泥的堵塞与装药可以在同一个施工的平台中同步完成，这就可以很大程度上缩短工程爆破所需要的施工时间，提高施工的效率，节省时间成本。第四，从经济成本来看，水压爆破较传统意义上的爆破方式来说所取得的工程爆破效果更好了，耗费的经济成本更低。以之前非常成功的水压爆破案例狍子岭隧道进口段工程爆破实例来看，其用水压爆破技术比用传统爆破技术在材料用品上节省了至少百分之二十，可见其优势所在。第五，在安全措施方面来看，从安全上看，水压爆破在常规爆破安全措施的基础上又增加了两项安全措施。首先就是对炮眼中炮泥的长度进行了严格的控制，这就能够很好的做好防止冲泡问题的工作。其次，在炮眼中设置炮泥的长度时不能设置的过短，炮泥的长度最起码要大于预计爆水袋的基本长度才能保证基本的安全。

5.定向爆破拆除水塔的安全措施

5.1爆破振动

建筑物或构筑物的爆破振动安全性应满足振动速度的要求，因此应根据公式校核爆破振动安全距离。本工程总的起爆药量也较少采用分段毫秒延时起爆且地表以上装药，经过一系列精确计算后证明周围建筑物不会因爆破振动而受到影=影响，另外为了缓冲振动对地面的冲击作用和环节振动强度，技术人员在倒塌方向地面铺设一层软土和砂。

5.2爆破飞石的控制

由于水塔距离周边居民楼较近，因此必须采取有效措施控制爆破产生的飞石。第一要做到药包加工时保证药量准确，过多和过少都不可以，同时确保在管柱中心轴线上安放的药包定位准确。第二，被爆的水塔采用了两层荆笆三层草袋和一层铁丝网进行防护，确保将爆破飞石控制在安全范围内。第三，为了防止水塔倒塌落地时产生飞石,预先清理水塔倒塌范围内的浮石，确保附近建筑物的安全。

5.3爆破效果

起爆之后，水塔按照预先设计的方向缓慢倾倒，然后迅速解体坍塌，爆破部位的砼和钢筋完全脱离，水箱在和地面发生碰撞后也解体破碎，且破碎的块度大小适中利于清理运输。周边的居民楼建筑物没有受到破坏，只是在水塔接触到地面时产生一定量的灰尘，总之爆破取得了圆满成功。

6.结束语

总而言之，定向爆破对钢筋混凝土结构的水塔进行拆除非常适用，不仅可以适应待拆建筑倒塌空间有限的条件，同时还可以将对周边建筑的影响控制在最小的范围之内。随着我国环保技术的发展，目前越来越多的定向爆破拆除工程中使用水压爆破技术，这又大大降低了爆破产生粉尘污染，取得很好的爆破效果。

参考文献：

[1]冯梅君.定向爆破拆除钢筋混凝土水塔[J].现代装饰(理论),2013,07:148.

[2]谢瑞峰,傅菊根,宗琦.钢筋混凝土水塔爆破拆除[J].工程爆破,2009,1502:74-75.