70m高冷卻塔機械拆除方法研究與實踐

陳新民+姜松忠

摘 要：本文討論了一種新式冷卻塔機械拆除方法，對冷卻塔機械拆除原理及振動控制理論進行了研究與實踐。

關鍵詞：冷卻塔；機械拆除；研究與實踐

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.008

0 前言

某電廠#1、2冷卻塔高度均為70米，該冷卻塔為逆流式自然通風冷卻塔，待拆除冷卻塔為鋼筋混凝土結構，由環形基礎、人字形柱、環形梁和通風筒四部分構成。塔體頂部直徑30.402m，塔體底部直徑57.694m，塔壁呈旋轉雙曲面形，最大壁厚0.35m，最小壁厚0.12m。塔體由底部39對人字柱支撐，人字柱高6m。人字柱上面有一1.6m×0.35m的環形鋼筋混凝土梁。待拆除冷卻塔周圍環境為：北側25m為需保護的高壓線，南側51m為廠房，西側20m為水泵房，東側30m為沉淀池，空間十分有限。

采用爆破法拆除對周邊環境要求比較高，具有爆破震動、爆破飛石[1]等缺點，且打孔作業需要登高，炸藥審批周時間長，揚塵濃度大，工程造價高，故探索采用機械的方式對冷卻塔進行拆除。

1 拆除原理及塌落振動的控制

1.1 拆除原理

利用伐樹原理，破壞冷卻塔底部基座，使結構失穩倒塌。施工時首先根據場地條件確定傾倒中心線，然后利用對底部切口的控制，實現冷卻塔的定向倒塌[2]。根據冷卻塔周圍環境條件，1#冷卻塔倒塌方向定為正東方向，2#冷卻塔倒塌方向定為西南方向。

1.2 塌落振動的控制

冷卻塔在倒塌觸地時，對地面的沖擊較大，產生落地振動，本次爆破借用中國科學院力學研究所的經驗公式[3]加以計算。

建筑物落地振動與其結構解體尺寸和下落高度有關，為了減少對地面的撞擊作用，控制建筑物落地尺寸十分重要。

根據以前經驗數據分析，認為式中的衰減系數取：Kt=3.37。

β=-1.66較為合適。當在地面下挖溝槽壘筑土墻改變冷卻塔觸地狀況時，塌落振動明顯減小，塌落公式中的k僅為原地面狀況的1/3～1/4。本次施工，為減少塌落振動的影響，將在倒塌方向上挖溝槽壘筑土墻等，故本次校核Kt=1.13。

當R=51m時，Vt=2.009cm/s﹤4.5cm/s；所以理論上不會對最近的建筑物造成破壞。

2 機械拆除方法的實施

（1）將施工場地四周用圍擋圍起屏障，形成隔離帶，禁止非施工人員進入施工場地。

（2）進行預拆除，包括冷卻塔周圍的水管、泵房和其他對拆除產生影響的一些設施。清理兩個冷卻塔之間和冷卻塔倒塌方向上的場地，確保冷卻塔順利倒塌。

（3）利用破碎錘對冷卻塔人字柱上方的圈梁進行開口破碎，以破壞圈梁的應力結構，便于后續冷卻塔的失穩倒塌，圈梁的開口破碎處為冷卻塔倒塌方向的中心線上。

（4）用破碎錘首先將中心線的人字柱進行破碎，然后兩臺破碎錘從中心線向兩邊同時對稱的破碎人字柱，以使冷卻塔保持平衡，因此次工程冷卻塔的人字柱共39對，所以將冷卻塔下方的人字柱破碎三分之一后，即以倒塌方向中心線為中心左右各6對半人字柱共13對人字柱，將兩臺破碎錘撤出，這時冷卻塔由于下方結構的破壞，在其自身重量的作用下，會向破碎缺口處緩慢下沉，直至倒塌。因為冷卻塔本身的特殊結構限制，致使冷卻塔倒塌時周圍墻體會受力向內倒塌，使冷卻塔原地坍塌，不會對周邊建筑物造成影響。

3 結束語

本文討論了一種新式的冷卻塔機械拆除方法，進行了理論計算，并針對現場情況進行了相關探索與實踐，成功實施了2臺冷卻塔的拆除工作，該方法具有不確定因素少，對周邊環境影響小，復雜環境下施工更可靠和安全，工程造價低的顯著優勢，對今后研究冷卻塔拆除問題具有普遍意義。

參考文獻：

[1]孫躍光，張春玉，魏冰方，高主珊.復雜環境下兩座冷卻塔爆破拆除[J].工程爆破，2010，16（01）：55-58.

[2]傅建秋，王永慶，高蔭桐，王代華，彭海明.冷卻塔拆除爆破切口參數研究[J].工程爆破，2007，13（03）：53-55.

[3]周家漢.爆破拆除塌落振動速度計算公式的討論[J].工程爆破，2009，15（01）：1-4.

作者簡介：陳新民（1986-），男，山東淄博人，本科，助理工程師，技術員，研究方向：工程管理。