浅谈城市复杂环境混凝土框架结构水塔爆破拆除的有害效应控制

浅谈城市复杂环境混凝土框架结构水塔爆破拆除的有害效应控制

张涛杨旭东

（核工业井巷建设集团有限公司浙江湖州313000）

摘要：海盐县秦山核电一期行政区水塔为六角形钢筋混凝土框架结构，周边民房密集，环境复杂。通过优化爆破参数，实现了该水塔的定向倒塌；通过釆用爆破防护控制措施，较好地控制了爆破飞石、振动、粉尘和噪声危害。

关键词：钢筋混凝土水塔；爆破拆除；定向倒塌

1.引言

城市拆除爆破的有害效应主要有爆破飞石、振动、冲击波、噪音和粉尘等。如果控制措施不当，容易对周边建筑物及人员造成危害。为了确保爆破安全与环保要求，需要对爆破有害效应产生原因进行分析与控制。

2水塔工程概况

2.1工程概况

水塔位于海盐县秦山核电一期行政区内，六角形钢筋混凝土框架结构，该水塔周围环境复杂，水塔高32m。现场情况见图1。

图1水塔周边环境

2.2爆破有害效应控制要求

1、爆破个别飞散物：保护周边居民房、箱式变压器、配电箱不受飞石的伤害；

2、爆破振动：重点是周边民房特别是西侧居民房，质点振动速度控制在2.5cm/s,以下。

3、冲击波：重点防止门窗受到损害。

2.3方案设计

2.3.1倒塌方式

本设计采用定向倒塌方案。考虑水塔结构对称情况，对六根支柱保留后侧两个支撑立柱，选择北偏东30°作为倒塌方向。

2.3.2预拆除

在不破坏水塔整体稳定性的情况下，对水塔上部的构筑物进行预拆除，对水塔上的钢制楼梯和水管进行预拆除，避免楼梯和水管等对水塔倒塌造成影响。

2.3.3爆破切口高度

为保证倒塌的可靠性和定向的准确性，爆破立柱采用不同的爆破高度，A排两根立柱爆高取4m；B排两根立柱爆破高度取2.2m，C排两根立柱下端与其他爆破立柱最低炮孔位置各钻1个孔，起到控制水塔爆破方向和铰链作用，当水塔倾倒时在此处形成断裂面。

图2水塔立柱示意图

2.3.4起爆网路

采用导爆管起爆网路，并实施分段延期起爆，本次爆破施工中采用MS3、MS5两个段位的导爆管雷管。实行孔外延期的方式实现各排立柱之间的延期，孔内统一采用MS3段雷管，网路连接顺序为C排立柱—圈梁—B排立柱—A排立柱，连接延期雷管分别为MS5、MS3、MS3，最后用四通连接导爆管至起爆地点。

3爆破有害效应及控制措施

3.1爆破飞石

爆破拆除时，爆破飞石直接威胁着周边建筑物及民众安全。飞石由于具有较快的飞散速度、破坏力大等特点，会对周围的设施和人员造成严重的损伤，在爆破拆除的过程中，要对爆破飞石的安全范围进行严格的控制。

拆除爆破中爆破飞石产生主要原因有:爆破参数设计不合理、对爆体性质和结构了解不足、施工偏离设计要求等。考虑本次爆破距离西侧民房只有10m，需要进行重点防护。

具体措施如下：

（1）主动措施：合理选择立柱炮孔布置面，使产生飞石的主要方向避开西侧居民楼；采用不耦合装药方式；炮孔堵塞有足够的长度，炮泥现场预制，保证堵塞密实连续。

（2）被动防护

覆盖防护，在水塔立柱上装药部位覆盖6层防护网和一层竹排；在水塔框架外侧整体覆盖6层防护网；在水塔倒塌触地区域覆盖2层土工布。

图3水塔周边建筑物覆盖防护

3.2爆破振动

根据拆除爆破所产生的振动特性，结合本工程采用毫秒延期起爆、缓冲垫层、改变倒塌区域触地点地面状态等措施，根据“爆破安全监理和爆破振动监测单位”提供的实测报告，现场爆破振动值为2.1cm/s，小于安全安全设计2.15cm/s和《规程》振动速度2.5cm/s，达到预期的控制效果，有效保护周边居民楼的安全。

3.3爆破噪声

爆破拆除过程中，产生噪音的主要原因有：钻孔时，空压机、柴油机在作业时的产生的声音以及钻机钻孔时产生的噪音；炸药爆炸等。

本工程主要采取了以下几项措施：

（1）选择合适时间进行爆破施工作业，钻孔作业安排在8:00-17:00之间，避开行政区居民休息段，降低噪音的负面影响。

（2）水塔爆破采用毫秒延期爆破，减小最大齐爆药量；爆破时加强炮孔堵塞，对装药段进行覆盖，有效减弱爆破噪声。

4爆破效果总结与分析

起爆后2s后水塔沿着设计中心线方向倒塌，但在倒塌过程中上部砼支柱发生提早断裂，水塔触地点比设计落地点缩短5m左右，消除了前冲的担忧，实际效果比预想好些。

本次爆破无明显飞石，未造成对周边建筑物损坏；爆破振动和倒塌触地振动未对周围建筑构物造成损害，周边管线在爆破后可正常工作；噪音的有害效应控制良好，未有扰民事件发生；粉尘未对周边环境造成影响；冲击波影响个别居民户窗户，究其原因是未按规定要求打开窗户。爆破总体达到预期效果。

5结语

城市居民区处于一个公共环境中，城市复杂环境爆破拆除作业不仅需要对周边建筑物等保护对象进行防护并免受损坏外，更重要的是保证对周边公共区域内人员的安全。城市复杂环境下爆破拆除有害效应控制，可以从技术上保障，体现出先进性；从措施上优化，体现出安全可靠性。本次爆破从有害效应控制角度，结合第三方提供的实测参数，检验了设计，可为类似项目施工提供借鉴。

参考文献(References)：

[1]于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京：冶金工业出版社.2004.

YUYL.TheoryandTechnologyofEngineeringblasting[M].Beijing:Metallurgicalindustrypublishinghouse.2004.

[2]邵鹏，东兆星，控制爆破技术[M].徐州：中国矿业大学出版社,2004.

SHAOP,DONGZX,Controlledblastingtechnology.Xuzhou:ChinaUniversityofMiningPress,2004.

[3]徐海峰.城市爆破拆除中有害效应的产生与控制措施分析及应用[J],煤矿爆破，2016,3(115).

XUHF.AnalysisandApplicationofharmfuleffectsandControlmeasuresinUrbanblastingdemolition[J],Coalmineblasting,2016,3(115).

[4]许名标.框架结构水塔定向爆破拆除技术[J],爆破,2008.25(1).

XUMB.DemolitionTechnologyofWaterTowerofframestructurebydirectionalblasting[J],Blasting,2008.25(1).