70m高冷却塔机械拆除方法研究与实践

陈新民+姜松忠

摘 要：本文讨论了一种新式冷却塔机械拆除方法，对冷却塔机械拆除原理及振动控制理论进行了研究与实践。

关键词：冷却塔；机械拆除；研究与实践

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

0 前言

某电厂#1、2冷却塔高度均为70米，该冷却塔为逆流式自然通风冷却塔，待拆除冷却塔为钢筋混凝土结构，由环形基础、人字形柱、环形梁和通风筒四部分构成。塔体顶部直径30.402m，塔体底部直径57.694m，塔壁呈旋转双曲面形，最大壁厚0.35m，最小壁厚0.12m。塔体由底部39对人字柱支撑，人字柱高6m。人字柱上面有一1.6m×0.35m的环形钢筋混凝土梁。待拆除冷却塔周围环境为：北侧25m为需保护的高压线，南侧51m为厂房，西侧20m为水泵房，东侧30m为沉淀池，空间十分有限。

采用爆破法拆除对周边环境要求比较高，具有爆破震动、爆破飞石[1]等缺点，且打孔作业需要登高，炸药审批周时间长，扬尘浓度大，工程造价高，故探索采用机械的方式对冷却塔进行拆除。

1 拆除原理及塌落振动的控制

1.1 拆除原理

利用伐树原理，破坏冷却塔底部基座，使结构失稳倒塌。施工时首先根据场地条件确定倾倒中心线，然后利用对底部切口的控制，实现冷却塔的定向倒塌[2]。根据冷却塔周围环境条件，1#冷却塔倒塌方向定为正东方向，2#冷却塔倒塌方向定为西南方向。

1.2 塌落振动的控制

冷却塔在倒塌触地时，对地面的冲击较大，产生落地振动，本次爆破借用中国科学院力学研究所的经验公式[3]加以计算。

建筑物落地振动与其结构解体尺寸和下落高度有关，为了减少对地面的撞击作用，控制建筑物落地尺寸十分重要。

根据以前经验数据分析，认为式中的衰减系数取：Kt=3.37。

β=-1.66较为合适。当在地面下挖沟槽垒筑土墙改变冷却塔触地状况时，塌落振动明显减小，塌落公式中的k仅为原地面状况的1/3～1/4。本次施工，为减少塌落振动的影响，将在倒塌方向上挖沟槽垒筑土墙等，故本次校核Kt=1.13。

当R=51m时，Vt=2.009cm/s﹤4.5cm/s；所以理论上不会对最近的建筑物造成破坏。

2 机械拆除方法的实施

（1）将施工场地四周用围挡围起屏障，形成隔离带，禁止非施工人员进入施工场地。

（2）进行预拆除，包括冷却塔周围的水管、泵房和其他对拆除产生影响的一些设施。清理两个冷却塔之间和冷却塔倒塌方向上的场地，确保冷却塔顺利倒塌。

（3）利用破碎锤对冷却塔人字柱上方的圈梁進行开口破碎，以破坏圈梁的应力结构，便于后续冷却塔的失稳倒塌，圈梁的开口破碎处为冷却塔倒塌方向的中心线上。

（4）用破碎锤首先将中心线的人字柱进行破碎，然后两台破碎锤从中心线向两边同时对称的破碎人字柱，以使冷却塔保持平衡，因此次工程冷却塔的人字柱共39对，所以将冷却塔下方的人字柱破碎三分之一后，即以倒塌方向中心线为中心左右各6对半人字柱共13对人字柱，将两台破碎锤撤出，这时冷却塔由于下方结构的破坏，在其自身重量的作用下，会向破碎缺口处缓慢下沉，直至倒塌。因为冷却塔本身的特殊结构限制，致使冷却塔倒塌时周围墙体会受力向内倒塌，使冷却塔原地坍塌，不会对周边建筑物造成影响。

3 结束语

本文讨论了一种新式的冷却塔机械拆除方法，进行了理论计算，并针对现场情况进行了相关探索与实践，成功实施了2台冷却塔的拆除工作，该方法具有不确定因素少，对周边环境影响小，复杂环境下施工更可靠和安全，工程造价低的显著优势，对今后研究冷却塔拆除问题具有普遍意义。

参考文献：

[1]孙跃光，张春玉，魏冰方，高主珊.复杂环境下两座冷却塔爆破拆除[J].工程爆破，2010，16（01）：55-58.

[2]傅建秋，王永庆，高荫桐，王代华，彭海明.冷却塔拆除爆破切口参数研究[J].工程爆破，2007，13（03）：53-55.

[3]周家汉.爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[J].工程爆破，2009，15（01）：1-4.

作者简介：陈新民（1986-），男，山东淄博人，本科，助理工程师，技术员，研究方向：工程管理。