钢筋混凝土倒锥壳水塔爆破拆除

钢筋混凝土倒锥壳水塔爆破拆除

戴钢

（青岛生态环保产业有限公司，青岛266033）

摘要：钢筋混凝土倒锥壳是90年代国内比较常见的水塔之一，目前我国北方城市修建有很多类似结构的水塔，且大部分已经废弃。需要进行爆破拆除的水塔周边环境非常复杂，周边密布高压线、铁路试验线、厂房等管线和建筑。唯一的倒塌方向经过计算缺口位置后，定向窗的位置位于水塔原有出入口处，且与水塔原有出入口不相重合。这种不对称结构如果处理不当势必会影响水塔的倒塌方向；通过合理利用水塔原有出入口位置，在水塔倒塌方向的另一侧提前做出对称结构，最终水塔完全按照方案设计的方向进行倒塌，未对周边管线、建筑等造成影响，为类似水塔爆破拆除提供了经验。

关键词：复杂环境；爆破拆除；对称开口；爆破参数；

1 工程概况

1.1 周边环境

要爆破的水塔位于青岛某公司院内北侧，周边分布有高压线、铁路试验线、厂房等管线和建筑。水塔北侧为在用铁路试验线，线路下方为铁路试验线，上方有供电线，其距离水塔底部最近14m。试验线以北为市政道路，距离路边36m。再北侧距离路对面居民楼140m。南侧：距离近处厂房45m，厂房前有景观水池。距离东南侧厂房54m，南侧食堂86m，远处厂房140m；西南侧有三处路灯，距离最近处17m。西侧和东侧为厂区内部道路及绿化带、停车场。

1.2 水塔结构

该水塔从地坪至顶部结构最高处高度为38m，至避雷针顶部高度41m。水塔为钢筋混凝土结构，采用C30标号混凝土，顶部水箱为倒锥壳结构，水箱有效容积300m3，水箱半径6.3m，下方为圆柱形支筒，底部有出入口高度2.5m。该水塔建于1995年，修建是采用滑动模版施工支筒后，再用液压千斤顶提升水箱的施工方法。水塔支筒底部外直径2.4m，内直径2.04m，墙体厚180mm。倒锥壳水箱下方壳体厚度120mm，上方厚度60mm。

2 爆破拆除方案

根据周边环境的特点，拟采取在底部开设爆破缺口，使水塔爆破后定向倒塌爆破方案。水塔北侧为比较重要的在铁路试验线，需重点保护，南侧有一定的开阔地。根据环境特点，为防止建筑物设施被破坏及尽可能减少绿化地破坏，倒塌方向选择朝西侧方向。

3 爆破技术设计

3.1缺口位置设计

根据倒塌方向，确定爆破缺口位置为西侧。一般根据此类工程特点，缺口圆心角定为210°时，既可完成水塔的倒塌，又能保证水塔预处理时的安全与稳定。但由于此水塔底部存在2.5m高的出入口，缺口圆心角定为210°时，定向窗的位置位于底部出入口的位置，且底部出入口高度远高于定向窗的顶部高度，按照此方法设计，原有出入口势必会影响水塔的倒塌方向。

根据现场实际情况，底部出入口宽度0.7m，将该出入口设置于南侧定向窗旁，在爆破缺口北侧定向窗处设置同一宽度开口形成对称结构，按此方法设计，缺口圆心角为220°，同时考虑水塔预处理时的稳定情况，对称开口不是一次开凿到位，而是事先开凿一条宽度为0.2m的豁口，剩余0.5m正式起爆支撑部位前事先进行起爆。缺口位置示意图见图1。

图1 缺口位置设计示意图

3.2缺口设计参数

开口高度H是保证水塔定向倒塌的一个重要参数。通常取H=（1.5—3.0）δ。式中δ为壁厚；H为缺口高度，根据施工经验及实际情况，设计缺口高度为h=1.2m。

爆破缺口长度会直接影响倒塌方向和后座。根据经验通常取缺口长度L=（1/2—2/3）πD。式中，L为缺口长度，D为爆破部位筒壁的外径。此次爆破直接D=2.4m，周长7.7m，则缺口圆心角为220°，取爆破缺口长度取4.7m。

为确保倾倒方向的准确性，在爆破缺口的两侧人工开凿对称定向窗。定向窗底面顶角为30°。

3.3起爆网路设计

本次爆破网路采用四通连接的复式非电毫秒导爆管网路，采用孔内延期，对称开口处剩余0.5m位置设置31个炮孔，每个孔内装两枚MS4段雷管；剩余爆破位置为一个段别，每个孔内装两枚MS7段雷管。用四通连接导爆管，形成双重复合网路，保证网路连接可靠。

4 爆破效果及体会

该水塔爆破拆除后，水塔按照预期设计向西侧塌落，最终精确倒在预期设计的缓震层中，未有偏移，爆堆集中，破碎充分。

爆破前协调业主对周边管线、铁路试验线、厂房进行停用，爆破后经检查未出现管线破损、试验线受影响厂房损坏的情况。水塔顶部少量飞散物冲击沥青地面，经过修复恢复正常，其他未对周边环境造成影响。爆破取得了良好的效果，说明此次爆破缺口位置和网路设计合理、防护措施有效，可为以后类似工程提供参考。