特种爆破课程设计作业100 m钢筋混凝土烟囱设计x.docx
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一、工程概况
100m钢筋混凝土烟囱位于原某厂区内,因土地开发需将其拆除。
烟囱东侧69m处为一变电器,120m处为马路,马路外侧为民居,距烟囱南侧18m为4层民房,西侧14m为废弃水池,75m有一架空电线。
120m外是长江,北侧80m有一池塘,东北方向54m有一废弃砖烟囱,
115m有一厂房,周围环境见图1。
该烟囱高100m,为钢筋混凝土筒式圆形结构,因该烟囱建成后该厂即停产,故该烟囱未使用。
烟囱筒身采用C30钢筋混凝土整体滑模浇筑,内衬为红砖砂浆砌筑而成。
筒身布单层钢筋网,0~10m范围内竖向钢筋为φ28,环向为φ18,间距均为200mm。
+1.0m标高处,烟囱外直径7.8m,混凝土壁厚为40cm。
内衬红砖厚24cm,隔热层为10cm,钢筋保护层为10cm。
在烟囱底部正东、正西方向各有一高1.8m,宽1.0m的出灰口,在+5.6m标高处,正南、正北方向各有一高4.8m,宽3.2m的烟道口。
+30m处外直径6.57m,混凝土壁厚为30cm,内衬红砖厚12cm,隔热层为5cm,竖向钢筋为
φ22mm,环向钢筋为φ18mm,间距为20cm,见下图2。
图1 爆区周围环境示意图(单位:
m)
图2 烟囱结构示意图(单位:
m)
二、爆破方案设计
1、烟囱倒塌方式及切口位置确定
根据烟囱周围环境,通过查阅烟囱的原始设计资料和现场实测获得的烟囱结构,各部位尺寸,相邻建筑的方位距离等数据,并充分考虑爆破拆除质量,安全和工期要求,经反复比较,烟囱爆破采用折叠爆破。
爆破切口位置布置在距离地面100cm以上,中心线为两个出灰口中间。
2、切口形式及尺寸
此次爆破为100m高钢筋混凝土烟囱,爆破方案的爆破切口形式为梯形切口。
切口对应的圆心角为230°,墙厚为D=40cm,烟从底部外周长为L=25m,故切口长度为16m,切口高度为1.8m。
夹角为45°。
墙厚F=30cm,切口对应圆心角为200°,标高30m处为折叠处,周长为L=21m,故切口长度为12m,切口高度为1.6m。
夹角为45°。
3、爆破参数确定
(1)下端爆破参数:
炮孔直径由钻孔机确定,此次采用风动凿岩机钻孔,孔径为40mm;最小抵抗线W=0.5壁厚
=0.5×40=20cm;孔深为d=0.68;壁厚=0.68×40=28cm;炮孔间距a=2w=40cm;炮孔排距b=0.9a=36cm;炸药单耗取1200g/m³;则单孔装药量Q=qabD=70g;总装药量为Q总
=20N=70×150=10500g=10.5kg。
(2)上端爆破参数:
炮孔直径由钻孔机确定,此次采用风动凿岩
机钻孔,孔径为40mm;最小抵抗线W=0.5壁厚
=0.5×30=15cm;
孔深为d=0.68壁厚=0.68×30=21cm;炮孔间距a=2w=30cm;
炮孔排距b=a=30cm;炸药单耗取1200g/m³;则单孔装药量Q=qabF=33g;总装药量Q总=33N=33×136=4488g=4.488kg.
(3)定向窗:
下部分切口的定向窗的尺寸为2m×1.8m,爆破切口两端各开设1各高度为0.85m×0.85m的三角形作为定向口,如图三所示。
图三
上部分切口的定向窗的尺寸为1m×1m,爆破切口两端各开设1
各高度为1. 5m×1.6m的三角形作为定向口,将上下部分的所开的窗口中的钢筋切断。
如图四所示
图四
三、起爆网络设计
此次爆破采用折叠爆破,即是上端网络先起爆,随后起爆下端网络,期间间隔1秒,起爆前将各爆破切口处的内衬红砖清理掉,采用导爆索与导爆管混合起爆网络,用瞬发导爆管雷管一次起爆所有炮孔,爆破共用电雷管319发,乳化炸药15kg。
炮孔图如下图所示
上端炮孔布置图
下端炮孔布置图
四、起爆网络图
下端爆破网络图
上端爆破网络图
上下两端连接后起爆图
五、安全防护措施
为了防止飞散物,在整个爆破切口部位挂敷上一层麻袋和一层草席,并用铁丝扎牢,周围的建筑物门窗敷上草席,防止被震碎。
钻孔时,要求钻杆应指向烟囱圆心,不得斜偏,确保炮孔方向垂直烟囱表面,保证炮孔深度。
起爆前要确切掌握当天的风向和风力,如与烟囱倒塌方向不一致的风向切风力超过3级时,停止起爆,
以防止倒向发生偏转。
六、爆破震动校核
根据萨道夫斯基公式:
V=K`K(Q1/3/R)a=0.5×200(10.51/3/18)1.5=3.7cm/s
式中:
Q——为总装药量,10.5kg;
K、α——为与地形地质条件有关的系数与衰减指数,取K=200,α=1.5;
K′——为爆破拆除修正系数,取K′=0.5;
R——为爆心到居民楼距离,18m;
V——为爆破引起的质心垂直震动速度,cm/s。
经计算,爆破引起的震动速度V=3.7cm/s,对距离爆破点18m处的居民楼不会产生影响。
综上所述,爆破不会对周围居民住宅楼产生破坏,方案可行。
楼房拆除爆破设计
某栋办公楼因市政建设需要,要求尽快拆除,其周围环境见下面示意图。
一、工程概况
办公楼因市政需要,要求尽快拆除,其正北方向10m处为厂房,正西方向6m处为住宿区,正东方向8m处为锅炉房,正南方向为一
片空地。
(见办公楼周围环境示意图)
二、办公楼爆破拆除方案
由于办公大楼的拆除爆破不能影响周围而建筑,正南方向为空地,所以办公楼采用定向倒塌方式,朝正南方向倒塌。
该办公楼为砖混结构,主要炸毁结构为钢筋混凝土框架和砖墙,此次爆破分三段,每段间隔为350到400之间。
起爆顺序由上而下,即首先起爆2楼,最后一楼。
爆破前预处理:
在保证大楼结构绝对稳定的前提下,对墙体,楼梯,及楼面等进行人工处理来改变楼体的受力状态,已获的比较理想的爆破效果。
同时可以减少钻孔工作量,实现办公楼的顺利倒塌:
(1)承重墙预处理:
将倾倒方向的外承重墙上窗户下方的墙体在爆破前予以人工拆除;楼层内部的纵向承重墙沿每个门框的两侧预拆一缺口;内部横向承重隔墙人工凿出缺口。
(2)非承重墙处理:
将待拆楼房1到3层中非承重墙全部由人工拆除。
(3)楼梯预处理:
将待拆楼房的楼梯人工预处理到三楼,人工处理必须彻底破坏其整体刚度,以免影响整个楼体的倒塌。
三、爆破参数设计
此次待拆楼房的宽度较小,为保证楼房能够顺利倒塌,决定在
待拆楼房的12层各设置一个爆破切口,爆破切口断面形状均为梯形,
其切口底部相对标高为楼面以上0.5m。
(1)墙体破坏高度Hw
Hw =8ε(ε为墙体厚度约为
0.24m)
(2) 立柱爆高Hp
Hp=k(b+h)(k为经验系数,一般取1到2;b为立柱截面最大边长,b=0.3m;h立柱最小破坏高度,h=(30到50)dd为立柱内钢筋直径,待拆楼房的约为12mm)
根据以上公式得待拆楼房的爆破切口高度表
楼层
部位
一层
切口1
二层
切口2
前纵承重墙及立柱
1.7
1.7
中前纵承重墙及立柱
1.7
1.7
中后纵承重墙及立柱
1.7
1.7
后纵承重墙及立柱
0.5
0
爆破切口位置示意图
四、爆破参数
1、外墙:
最小抵抗线长W=0.5δ1=18.5cm取W=18cm;孔距
a=(1.2~2.0)W,取1.5,得a=27;取30cm排拒b=W=18cm取20cm
孔深L1=(0.5~0.7)δ1,取0.6δ1,得L=21.6cm取L1=22cm;
炸药单耗q取1.2kg/m3,则单孔装药量Q1=qabδ=20.9g取Q1=21g。
2、内墙:
最小抵抗线长W=0.5δ2=12cm;
孔距a=(1.2~2.0)W,取1.5,得a=18取20cm;排拒b=W=12cm取
15;
孔深L2=(0.5~0.7)δ1,取0.6δ2,得L2=14.4取L=15cm
炸药单耗q取1.2kg/m3,则单孔装药量Q2=qabδ=12.2g取Q2=15g
3、立柱:
最小抵抗线长W=B/2=12cm;孔距a=1.5W=18cm取a=20cm;孔深
L=25cm;单孔装药量Q=20g
4、楼梯间:
在楼梯间横梁上布置2排X7个炮孔,单孔装药量Q=30g楼梯间的炮孔数N=2X7X4X2=112个
5、横梁:
最小抵抗线长W=8cm;孔距a=15cm;孔深L=15cm;单孔装药量
Q=15g。
6、纵梁:
项目
墙
炸药单耗
(g/m
³)
孔深
(cm)
孔距
(cm)
排距
(cm)
单孔药量
(g)
总孔数
(个)
内墙
1200
15
20
15
15
1600
外墙
1200
22
30
20
20
1000
立柱、
梁
1200
20
20
15
20
600
楼梯间
1200
20
20
30
112
最小抵抗线长W=12cm;孔距a=20cm;孔深L=25cm;单孔装药量Q=25g。
自南向北,总共1—4共面墙,在自南向北中的1-48面墙边上布置炮孔。
东西方向上,后第1-10面墙从地面高0m处开始布置炮孔,1楼2排,2楼1排,立柱上布置7个孔。
前第1—10面墙,1楼2排,2楼2排,立柱上布置7个孔。
总炮孔数N=3200左右。
N=3100,Q总=1600X15+1000X20+600X20+70X112=64kg
五、起爆网路
使用硝铵炸药共计64kg,雷管3100余发,起爆共分2段起爆,南北1-2面墙,东西前1-10面墙(1号)、南北2-4面墙,东西后1-10(2号)
1、起爆方式:
采用导爆管雷管和电雷管相结合的起爆方式,孔内采用导爆管雷管起爆,每20-25发孔内导爆管用两发1段导爆管接力出来集中一起用两发电雷管起爆,全部电雷管连接成串联网路,用高能起爆器起爆,自南往北起爆。
2、区段划分及延时间隔:
孔内采用毫秒导爆管雷管实现排间、层间毫秒延时起爆,起爆顺序为1号、2号。
六、施工方案
为了便于施工,最下一排炮孔布置在距地表0m处开始。
为了更有效地防止和控制飞散物,炮孔一律在屋内钻孔,采用人工凿孔,速度快、成本低,但凿孔质量存在一些问题,如孔深不一致,孔内残存物多等。
凿孔工具为直径38mm、长0.5~0.7m的钢管,一端制成
6O。
的斜口,I2磅重(1磅=454g)大锤冲击钢管的另一端。
由于炮孔数两量大,达到3100多个,装药分为5组,每组5个人负责一个单元的装药连线工作。
七、安全防护
为了防止飞石,在整个爆破切口部位挂敷一层麻袋和一层草席,并用铁丝扎牢。
在周围的房屋旁边应合理悬挂、张贴安全宣传和警示牌,特别是有重大安全隐患的部位应提前做好安全防护。
爆破期间,工程方将切断爆破涉及范围内的水、电、气,但对周边居民的正常水电气使用,不会产生影响。
针对爆破后产生的灰尘,施工方将及时进行降尘处理,并对爆破后散落在路边的垃圾及时进行清理。
爆破期间,工程方将切断爆破涉及范围内的水、电、气,但对周边居民的正常水电气使用,不会产生影响。
针对爆破后产生的灰尘,施工方将及时进行降尘处理,并对爆破后散落在路边的垃圾及时进行清理。