混合型防护土堤的设计.doc

中北大学课程设计引言火炸药及其制品工厂具有易燃易爆危险性，其危险品生产工（库）房与其他生产工（库）房及周围民用建筑要有一定的安全距离。若安全距离选得不当，一旦发生爆炸事故就会给人民财产带来巨大的损失。影响安全距离的因素有很多，从发生事故的建筑物考虑主要有：a该工房的爆炸危险等级，其中危险品的感度和药量；b该工房有无防护情况，如有无防护土堤等；c该工房的建筑结构，如有无泄爆面，屋盖是否为可燃材料等。本设计主要研究在其他条件一定时，防护土堤的设置对安全距离的影响。1设计目的通过本设计，了解安全距离对有爆炸危险工厂、库房的重要意义，掌握防护土堤的安全防护作用、设置防护土堤的重要作用以及防护土堤的设置形式。2安全距离2.1安全距离的定义 所谓安全距离，是指当炸药或其制品发生爆炸事故时，由爆炸中心到能保护人身安全和对建筑物的破坏被限制在允许限度内的最小距离。因而安全距离又称最小允许距离。安全距离实际包括：防冲击波安全距离、防殉爆安全距离、防地震波安全距离和其他安全距离，如防护爆炸后固体飞散物的安全距离等等。2.2安全距离对有爆炸危险工厂、库房的重要意义安全距离是工厂防爆及防止爆炸灾害扩大，减轻事故损失的重要措施，是危险品生产工厂在设计、建厂、改建、扩建时必须考虑的问题。小于安全距离的地带称为危险地带，但大于安全距离的地带也并不是绝对安全的，它只是能够保证建筑物被破坏的程度不超过规定所允许的限度。2.3影响安全距离的因素从发生事故的建筑物考虑主要有：a该工房的爆炸危险等级，其中危险品的感度和药量；b该工房有无防护情况，如有无防护土堤等；c该工房的建筑结构，如有无泄爆面，屋盖是否为可燃材料等。从被保护建筑物考虑有： a该工房的爆炸危险等级，其中的危险品是否容易殉爆或殉燃。 b该工房的安全设防标准。 c该个工房的建筑结构和防护情况。 d地形条件。2.4地形对安全距离的影响如果爆炸是在山区、丘陵或周围地形变化较大的条件下进行的，则由于空气冲击波遇到障碍物时的反射作用，使冲击波的压力增强，并沿较小阻力的方向传播，因而地形条件对安全距离的影响很大。从试验资料和事故分析得知，当危险建筑物处在有利条件地形时，如处在小山凹中，与其它建筑物之间有小山包相隔，则安全距离可适当缩短；当遇到不利地形时，如危险建筑物与其它建筑物同处于一条山谷中，中间无小山包相隔，则安全距离要适当增加。这种情况在山地爆炸试验中已得到证实。例如，爆炸在一个山脚下进行，由于冲击波在山壁上的反射，山前冲击波强度有很大增加；但在山背后，由于山的阻挡和背面山坡对冲击波的稀疏作用，冲击波强度有很大降低。因而，山前安全距离比平地要有所增加，以后安全距离比平地要所减少。在几种特定地形条件下（这是制造、加工爆炸危险品工厂在选择厂址时常遇到的几种地形），安全距离的增减比例可参考如下数据:当危险建筑物紧靠2030米高的山脚下布置，山的坡度为1025度时，危险建筑物与山背后建筑物之间的距离，与平坦地形相比，可适当减少1030%；当危险建筑物紧靠3080米高的山脚下布置，山的坡度为2535度时，危险建筑物与山背后建筑物之间的距离，与平坦地形相比，可适当减少3050%；在一个山沟中，一侧山高3060米，坡度为1025度，另一侧山高3080米，坡度为2530度，沟宽约100米左右，沟内两山坡脚下直对布置的两建筑物之间的距离，与平坦地形相比，应增加1050%；在一个山沟中，一侧山高3060米，坡度为1025度，另一侧山高3080米，坡度为2536度，沟宽40100米，沟的纵坡为410%。沿沟纵深和沟的出口方向建筑物之间的距离，与平坦地形相比，应适当增加1040%。2.5安全距离的推倒计算危险品爆炸产生得冲击波对库房周围建筑物的安全距离的公式，主要是根据大量地爆炸试验所得的数据，参考历史上爆炸事故所造成的破坏作用，经数学处理后而得到的。根据300kg到40000kgTNT爆炸试验数据的处理分析，可以将冲击波安全距离与爆炸药量之间的关系用下式表示： R=KW式中R被保护建筑物在规定的安全设防标准下到爆炸中心的安全距离（m）；W爆炸的炸药量（kg，以TNT当量计）；K，a由试验确定的系数和指数。为了求得待定系数K和待定系数a，可将上面公示两边取对数，即 lnR=lnK+alnW令lnK=b，则lnR=b+alnW 当建筑物的破坏等级一定时，对于不同的TNT药量3防护土堤3.1防护土堤的作用为了缩短安全距离，减少厂房库区占地面积，危险品生产工房或库房周围修筑防护土堤，防护土堤的作用为：可以阻挡爆炸火焰和冲击波向水平方向的直接冲击作用，防止相邻库房或厂房火炸药的殉爆。可以挡截爆炸破片等飞散物。可以阻挡冲击波的传播，减轻冲击波对周围建筑物的破坏作用。3.2防护土堤的设置形式及设计雷管库（工）房、炸药库（工）房等危险建筑物，除选址布局时充分利用天然防护屏障外，还应根据总平面布置、存药量、运输方式、地形条件等具体情况，设置必要的人工防护屏障。人工防护屏障常采用防护土堤结构形式。标准防护土堤的结构如图2.1所示。宜用土堆筑，不允许用重型块状材料（如石头.混凝土块.砖头等）和轻而可燃的材料（如木条.锯末等）堆筑，以防发生事故时重型块状材料飞出伤人，或轻而可燃材料飞出引起火灾。当取土困难时，可在防护土堤的挡土墙高度以下砌筑块状材料（砖.条石等）。挡土墙的高度宜为1.5米左右，防护土堤的高度宜高出屋檐1米，最低不应低于屋檐的高度。顶宽要求1米，底宽不小于高度的1.5倍。单坡屋面以低屋檐计算土围高度。防护土堤的边坡应稳固，一般采用4560坡度。厂区、库房应设刺网或围墙。刺网和围墙的高度不低于2米，距有爆炸危险的工房（库）不得小于40米。防护土围的边坡应稳定，其坡度应根据不同的土质材料确定。利用开挖的边坡兼做防护土围时，其表面应平整，边坡应稳定。防护土围内外的坡脚处，可砌筑高度不大于1米的挡土墙，但土围开口处的挡土墙高度可根据需要确定。土围只准用土填筑，但在取土困难地区，允许在防护土围的挡土墙高度以