钢筋混凝土水塔爆破拆除
谢瑞峰，傅菊根，宗 琦
(安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001)
摘自《工程爆破》15卷第二期 摘 要：根据钢筋混凝土水塔结构特点及周围环境，对水塔实施东偏北定向爆破拆除。采取梯形爆破切口，合理选取爆破参数，为减小爆破振动采取毫秒延时起爆网路，对爆破振动和塌落振动分别进行了校核，并采取有效的防护措施，使水塔爆破拆除达到了预期的效果。
关键词：钢筋混凝土水塔；定向爆破；爆破参数；防护措施
中图分类号：TU746.5 文献标识码：A
BLASTING DEMOLITION OF A REINFORED CONCRETE WATER TOWER
XIE Rui-feng，FU Ju-gen，ZONG Qi
(School of Cizil Engineering，Anhui University of Science & Technology，Huainan 232001，Anhui，China)
ABSTRACT： According to its structural characteristic and surrounding environment，the reinforced concrete water tower was subjected to a directional blasting demolition towards the northeast．The desiredblasting result was reached by taking trapezoidal blasting incision，selecting reasonable blasting parameters，adopting milliseconds delay initiation network to reduce blasting vibration，making vibration calibration of blasting and collapse，and taking effective protection measures．
KEY WORDS： Reinforced concrete water tower；Directional blasting；Blasting parameters；Protectionmeasures
1 工程概况与周围环境
1.1 工程概况
潘集杨圩社区改造工程中有一50m高钢筋混凝土水塔需要拆除。下部塔体为筒柱状钢筋混凝土结构，上部水箱为伞形钢筋混凝土结构，简体外径2.5m、壁厚200mm，单层布筋，竖向主筋Ф20mm，布置间距200mm，横行箍筋10mm，塔体内有1根水管及钢结构旋转楼梯，水塔底东向有一门洞，高2.0m、宽0.6m。
1.2 周边环境
水塔处在生活区中，环境较复杂。北面50m处、北东向38m处、西面约72m处、南面20m处都是居民房，东面60m内无建筑物；较远处有l台变压器；东、南、西三方向均已建成1．2m高的施工围墙，围墙外有道路和输电线。周围环境如图1所示。
图1 水塔周围环境示意图 (单位：m)
Fig.1 Scheme of the environment aroundthe water tower
2 爆破方案确定
考虑到爆破产生的飞石、振动、空气冲击波不能影响周围设施和道路上行人的安全，便于二次破碎和废碴清理，水塔唯一可以倒塌的方向只有东面(空旷长度60m)，因此决定采用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，切除高度不低于5m。
3 爆破参数设计
3.1 爆破切口
(1)爆破切口位置﹝1﹞：考虑到方便打孔，又不使倒塌后底部残根过高而增加基础拆除工作量，设计底排炮孔的位置距离地面0.5m，切口形状为正梯形。
(2)切口高度h﹝2﹞：为控制倒塌方向、防止产生后坐现象，水塔爆破高度宜满足：h=(4～8)δ=1.2m，其中δ为塔身壁厚，取200mm。
(3)切口长度：L=(0.55～0.65)S=4.3m，式中S为水塔外周长，取7.85m。 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400mm、底宽500mm，切除钢筋。爆破切口与定向窗如图2所示。
3.2 爆破参数
炮孔深度Lb=(0.60～0.70)δ=130mm，孔间距a=200 mm，排距b=200 mm；切口处梅花形布置7排炮孔，分散装药。
图2 爆破切口及定向窗示意圈
Fig.2 Sketch of blasting cut anddirectional，windows
根据体积原理确定单孔装药量Qb=qabδ=20g，式中q为炸药单耗，取q=2000～2500g/m3。
3.3 爆破网路设计
由于水塔为钢筋混凝土结构，故选用风动凿岩机打孔(钻头直径38～40mm)，岩石乳化炸药，MFB一150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，自倒塌中心对称采用MS2、MS4、MS5段毫秒雷管复式闭合网路，双发电雷管激发起爆。
4 安全技术措施
4.1 爆破振动﹝3﹞
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，因此应根据下式校核爆破振动安全距离：
R=(K/υ)1/αQ m (1)
式中：R为被保护建筑物要求的爆破振动安全距离，m；Q为炸药用量，毫秒延时爆破时取最大一段装药，kg；m为药量指数，取m=1/3；α为爆炸地震波衰减指数，一般取α=1～2；υ是介质质点的安全临界振动速度值，取υ=7cm/s；K是与爆破地点的地质，地形等条件有关的系数，一般取K=200～300。
本工程在地表以上装药，且采用分段毫秒延时起爆，总的起爆药量也较少，经计算后证明周围建筑物不会因爆破振动而损坏，另外设计在倒塌方向地面铺设一层软土和砂，以缓冲对地面的冲击作用和降低振动强度。
4.2 防护措施﹝4﹞
(1)采用多层竹笆、草袋等防护材料覆盖在有炮孔的水塔外壁，并用铁丝捆扎结实，有效地控制爆破碎块的飞散以及爆破噪音，确保临近建筑物和构筑物的安全。
(2)确定安全警戒范围，本工程的安全范围为200m，在起爆前周边人员应该积极避炮，中断爆破点附近的各条道路车辆、行人的通行，爆破后经技术人员检验合格后解除警戒，车辆、行人予以放行。
5 爆破效果
起爆后产生的气体将竹笆等近身防护体冲出6m左右，大约5s后水塔开始下沉，继而向设计方向倾覆，从水塔开始倾覆到完全倒地经过6s钟，水塔非常准确地倒在设计的方向上。倒地后水塔没有残根，在地面接触的地方钢筋被拉断。简体破裂，摔成扁平状。水箱的一半嵌入铺垫的软土中，在与筒体接口处断裂。地面的振动比较小，周围建筑物和道路设施安然无恙，完全达到预期的效果。
参考文献：
[1] 汪旭光，于亚伦．拆除爆破理论与工程实例[M]．北京：人民交通出版社，2008．
[2] 傅菊根，姜建农，张字本．高耸建筑物爆破拆除切口高度理论计算[J]．工程爆破，2006，12(2)：56—58．
[3] 中华人民共和国标准．爆破安全规程(GB6722—2003)[s]．北京：中国标准出版社，2004．
[4] 宝志华，张富贵，蒋琳，等．在苛刻环境中控制爆破拆除大吨位钢筋砼水塔[J]．工程爆破，2005，儿(4)：46—49．
[5] 吴亚东，马建军，蔡路军．砖瓦厂废弃烟囱控制爆破拆除[J]．爆破，2007，24(4)：58—59．