王德中，熊雪強

(1.江西銅業(yè)集團銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司， 江西上饒市 334201;2.江西理工大學(xué)， 江西 贛州市 341000)

某礦電廠60 m磚結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除

王德中1，熊雪強2

(1.江西銅業(yè)集團銀山礦業(yè)有限責(zé)任公司， 江西上饒市 334201;2.江西理工大學(xué)， 江西 贛州市 341000)

介紹了某礦電廠60 m磚結(jié)構(gòu)煙囪定向爆破拆除的設(shè)計與施工方案。根據(jù)煙囪結(jié)構(gòu)將北檢修門及爆破預(yù)拆除部分作為定位窗，對南檢修門用磚混材料封堵提高承重能力，清除傾倒方向部分內(nèi)襯以提高傾倒方向準(zhǔn)確性，達到了預(yù)期效果。

煙囪;磚結(jié)構(gòu);定向爆破;爆破網(wǎng)絡(luò)

某礦電廠煙囪為自備火力發(fā)電機組所用，為積極響應(yīng)國家“節(jié)能減排、關(guān)閉小火電”政策，配合政府城市建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃，決定拆除煙囪?？紤]到工期緊、附近分布有居民區(qū)等環(huán)境復(fù)雜的特點，同時為了便于管理和節(jié)約成本，經(jīng)現(xiàn)場勘查研究，決定采用定向爆破方法拆除這座煙囪。

1 工程概況

1.1 周圍環(huán)境

該礦廠區(qū)內(nèi)煙囪東側(cè)距發(fā)電機組廠房5 m，距辦公樓25 m;南側(cè)距居民區(qū)12 m;西側(cè)距皮帶廊15 m。爆破區(qū)平面位置如圖1所示。

圖1 爆破區(qū)平面位置

1.2 煙囪結(jié)構(gòu)

電廠煙囪為1989年設(shè)計，1990年建成使用。煙囪高60 m、外徑5.30 m、外壁厚62 cm，內(nèi)襯耐火磚厚24 cm，外壁與內(nèi)襯空隙5 cm，為水泥砂漿砌筑的紅磚煙囪，總重量569.77 t。該煙囪底部南北兩側(cè)分別設(shè)置有檢修門與煙道。

2 爆破設(shè)計方案

2.1 設(shè)計依據(jù)

(1)合理選取爆破切口和定向傾倒預(yù)留支撐部位的尺寸使其符合力學(xué)強度、磚體彎曲變形以及定向傾倒運動的要求。保證爆破切口在爆破瞬間準(zhǔn)確成型，同時將碎塊拋出防止局部支撐，控制爆破飛石、爆破振動與空氣沖擊波的危害，使爆破施工符合安全要求。

(2)根據(jù)周圍環(huán)境與被保護目標(biāo)的安全要求，由理論計算確定爆破規(guī)模和一次起爆藥量，通過防護、減振和阻斷等措施來控制爆破振動、空氣沖擊波與飛石造成的危害，以保證周圍建筑物、設(shè)施和控制儀器儀表等的安全[1]。

2.2 傾倒方向

煙囪屬于高細(xì)結(jié)構(gòu)物，剛度較好，要求坍塌方向有長度不小于其高度1.2倍、寬度大于其底部直徑2.5～3倍的場地[2]。該煙囪北面有開闊空地足以實施定向控制爆破，經(jīng)現(xiàn)場考察，確定了煙囪向北偏西10°方向傾倒的定向爆破方案，如圖1所示。

2.3 爆破切口

梯形切口有確定的弱面，在重力矩作用下，初始裂紋形成位置是由設(shè)計切口形狀預(yù)先確定，杜絕了初始裂紋形成的隨機性，可以保證定向準(zhǔn)確。正梯形切口前沖小或不發(fā)生前沖，適合于倒塌方向空間不夠充足，且允許后坐的煙囪，倒梯形切口容易發(fā)生前沖[3，4]。鑒于待爆破煙囪周邊環(huán)境復(fù)雜，倒塌空間不足、不允許前沖、倒塌方向要求高，該煙囪選擇正梯形復(fù)式切口，切口圓心角約200°，如圖2所示。

2.4 定向窗與定位窗

為保證煙囪平穩(wěn)、準(zhǔn)確地傾倒，在合理選擇爆破切口所對圓心角和切口高度的同時，在切口兩端開設(shè)定向窗，在傾倒方向上開設(shè)定位窗。定向窗為底邊長0.75 m，角度45°的三角形，將爆破預(yù)拆除及檢修門作為定位窗，如圖2所示。

圖2 爆破設(shè)計剖面

結(jié)合本次爆破煙囪的特點，為進一步提高傾倒方向準(zhǔn)確性，將南側(cè)檢修門用磚混材料封堵提高承重能力，并清除部分內(nèi)襯。

3 爆破參數(shù)和爆破網(wǎng)絡(luò)

3.1 爆破參數(shù)

(1)鉆眼直徑d用YT27型風(fēng)鉆，鉆頭直徑Φ38 mm，炮孔直徑d≈40 mm;

(2)藥孔深度I取煙囪外壁厚δ的0.68倍，即0.68 × δ=0.68 ×62=42.16 cm，取 I=42 cm;

(3)炮孔間距a=40 cm，炮孔排距b=0.85a=34 cm，取35 cm;

(4)爆破切口高度h=(5－I)×0.40=1.6 m＞2δ;

(5)爆破切口底弧長 L1=200/360×5.3×3.14=9.24 m，取 9.2 m;

(6) 單孔裝藥量q=Kabδ=1100×0.4×0.35×0.62=95.48 g，取 q=100 g;

(7)總裝藥量Q=qn=100×110=11000 g。

3.2 爆破網(wǎng)絡(luò)

由于煙囪附近有高、低壓線線路，為了防止雜散電流影響，設(shè)計采用毫秒非電導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路。自傾倒中心線開始向兩側(cè)依次(分4個段位)起爆如圖2所示，孔外采用即發(fā)毫秒導(dǎo)爆管復(fù)式網(wǎng)路，總延期時間控制在250 ms以內(nèi)。

3.3 爆破預(yù)拆除

為了便于人工拆除部分煙囪內(nèi)襯，同時驗證單孔裝藥量的合理性，預(yù)先用爆破方法將傾倒方向中心的3列炮孔進行爆破，每孔裝藥量取q=100 g，試爆結(jié)果良好。

4 爆破安全

(1)筒體上爆破切口采用風(fēng)鉆打眼，孔深及孔位按要求進行，裝藥后用黃泥沙子堵滿。考慮到煙囪傾倒地面兩側(cè)有廢廠房阻擋飛石，故不另外加鋪墊。

(2)根據(jù)計算，以煙囪為中心，200 m半徑范圍內(nèi)人員撤離。考慮到周圍建筑物的阻擋防護作用，為不造成道路交通堵塞，除煙囪傾倒的正前方警戒距離為200 m，電廠圍墻東面距圍墻100 m以內(nèi)住戶人員撤離外，其他方向以電廠的圍墻和洎水河為界。

(3)爆破飛石防護。用麻袋裝部分濕煤灰，用鐵絲掛在被爆破物體外層，再用麻袋外掛1層網(wǎng)狀橡膠墊，最后外纏竹質(zhì)腳手片[5，6]。

5 爆破效果

起爆后約2～3 s煙囪開始傾斜，傾斜至40°～60°時高約40 m處出現(xiàn)折斷。全部倒地約6～8 s，倒地后煙囪全部破裂但沒有明顯的飛濺物，傾倒方向為西偏北8°～9°，稍偏離設(shè)計方向。3.5 m以下未爆底部(檢修門側(cè))有1條縱向和1條斜向裂縫，對周邊建筑未產(chǎn)生不良影響，達到了預(yù)期效果。主要經(jīng)驗如下:

(1)爆破切口h最大高度按煙囪壁厚2.0～3.0倍或按煙囪傾斜30°計算是可行的;

(2)對于強度較小磚砌煙囪切口弧長在煙囪1/2～2/3周長較為合理;

(3)傾倒方向有微小偏差原因是由于檢修門的封堵強度不夠，爆破后有微弱后座(有2條裂縫)所致。

[1] 劉國軍.復(fù)雜環(huán)境下50 m高磚結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除[J].爆破，2010，27(3):70 －72.

[2] 廟延鋼，張智宇，欒龍發(fā).特種爆破技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2004.

[3] 李起山，邵曉寧，胡昆倫.爆破切口形狀對細(xì)高建筑物倒塌效果的影響[J].爆破，1998，15(4):66 －68.

[4] 駱利鋒，段衛(wèi)東，程良奎，等.煙囪爆破傾倒過程中的前沖問題[J].爆破，2004，21(3):8 － l0.

[5] 龍維祺.特種爆破技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1993.

[6] GB6722－2003.爆破安全規(guī)程[S].

2010－01－30)

王德中(1967－)，男，江西上饒人，工程師，主要從事礦山開采設(shè)計與管理工作。