楊樹(shù)全，文輝軍，朱金華

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長(zhǎng)沙 410012)

長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)坪塘鎮(zhèn)白泉磚廠一座高60 m煙囪，已停用多年，并嚴(yán)重風(fēng)化，對(duì)周?chē)O(shè)施和人員安全構(gòu)成威脅，亟待拆除。 磚窯平臺(tái)上煙囪外部直徑5.4 m ，煙囪壁厚62 cm，內(nèi)襯耐火磚厚12 cm。煙囪上部向東傾斜2°，煙囪筒體從上至下均有多條不同程度的開(kāi)裂縫,最長(zhǎng)的開(kāi)裂縫約50 m，裂縫寬約0.5～2 cm，頂部風(fēng)化開(kāi)裂最嚴(yán)重位置開(kāi)裂寬度約8 cm。煙囪周邊環(huán)境復(fù)雜，東側(cè)距離長(zhǎng)潭西高速公路300 m左右，東南側(cè)距高速公路收費(fèi)站180 m，南側(cè)距最近的民房40 m，西側(cè)距高速公路進(jìn)出路30 m。北側(cè)有較多的居民房，最近的距煙囪約50 m。由于周邊環(huán)境受限，煙囪可供倒塌的范圍只有30°左右的區(qū)域。該煙囪由于上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂程度嚴(yán)重，無(wú)法采取人工或機(jī)械方式拆除，需采用定向爆破方式拆除。

1 爆破難點(diǎn)

待拆除煙囪的特殊性和周邊環(huán)境的復(fù)雜性，給煙囪的爆破拆除增加了難度，主要有以下難點(diǎn)：

(1) 煙囪西側(cè)車(chē)輛行人通行較密,執(zhí)行安保措施困難, 相關(guān)部門(mén)要求,須在一天完成鉆孔,裝藥,防護(hù),起爆。

(2) 煙囪上部結(jié)構(gòu)開(kāi)裂程度嚴(yán)重，無(wú)法使用機(jī)械或人工進(jìn)行預(yù)拆除和開(kāi)設(shè)定向窗。

(3) 鉆孔機(jī)具對(duì)筒體不能產(chǎn)生較大振動(dòng)，防止墜物傷人。

(4) 煙囪倒塌方向周邊有建筑物及輸電線路，導(dǎo)致煙囪倒塌位置受限，要求煙囪倒塌位置精確。

2 爆破方案選擇

由于待拆除煙囪的結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重以及周邊環(huán)境復(fù)雜，煙囪爆破拆除總體方案為：

(1) 采取定向爆破方式拆除，爆破切口采取小切口(圓心角188 °)，使煙囪傾倒初始緩慢傾轉(zhuǎn)。

(2) 煙囪內(nèi)襯不進(jìn)行預(yù)先處理，采取加深炮孔深度至耐火磚，將內(nèi)襯的耐火磚同煙囪筒壁一并爆破。

(3) 為確保煙囪倒向準(zhǔn)確，在無(wú)法預(yù)先開(kāi)設(shè)定向窗的條件下，采用小孔距精確爆破方式開(kāi)設(shè)定向窗，并先于切口部位的炮孔50 ms起爆。

(4) 為減小鉆孔施工時(shí)對(duì)煙囪筒體產(chǎn)生的振動(dòng),采用振動(dòng)較小的電動(dòng)沖擊錘鉆孔，孔徑為36 mm。

(5) 會(huì)同相關(guān)部門(mén)做好爆破施工期間的警戒工作，確保施工過(guò)程的安全。

2.1 倒塌方向

煙囪周邊環(huán)境復(fù)雜，有建筑物、道路、輸電線路等設(shè)施，可供煙囪倒塌的范圍有限，只有東北方向有大約30°范圍的狹窄場(chǎng)地可供煙囪倒塌。因此，煙囪的倒塌軸線確定為東偏北25°。

2.2 爆破切口

(1) 切口位置。爆破切口選擇在煙囪磚窯平臺(tái)上0.2～2 m范圍內(nèi)，形式為正梯形。

(2) 切口長(zhǎng)度。爆破切口長(zhǎng)度在滿足煙囪傾覆力矩條件下，保留的支撐體應(yīng)盡量大些，以保證煙囪倒塌方向的準(zhǔn)確性。因此，取爆破切口所對(duì)應(yīng)的圓心角為188°，根據(jù)煙囪外直徑5.3 m,周長(zhǎng)16.6 m計(jì)算所得：煙囪爆破切口的下口長(zhǎng)為8.8 m,為周長(zhǎng)的52%。上切口長(zhǎng)度5.7 m，定向窗傾倒角為30°。爆破切口見(jiàn)圖1。

(3) 切口高度。爆破切口高度是保證定向倒塌的一個(gè)重要參數(shù)。爆破切口的高度按經(jīng)驗(yàn)公式h(13～35)B(B為爆破位置煙囪壁厚)計(jì)算。為保證定向窗閉合角的作用，爆破切口高度取1.6 m。

圖1 爆破切口示意

(4) 定向窗開(kāi)設(shè)。由于該煙囪無(wú)法預(yù)先開(kāi)設(shè)定向窗，而且定向要求精度高，因此，本煙囪采取爆破方式開(kāi)設(shè)定向窗。為使煙囪定向準(zhǔn)確，定向窗傾倒角取30°，長(zhǎng)度為壁厚的1.5倍，取80 cm，高度為46 cm，呈三角形布置。定向窗布孔見(jiàn)圖2。

圖2 定向窗爆孔布置

2.3 爆破參數(shù)

根據(jù)待拆除煙囪的特點(diǎn)和選用的設(shè)備，采用36 mm電動(dòng)沖擊錘鉆鉆水平孔，炮孔成梅花形，共布設(shè)4排炮孔，下部二排為加深炮孔，鉆至耐火磚5 cm處， 其它參數(shù)計(jì)算如下，筒壁和定向窗的爆破參數(shù)列于表1。

(1) 最小抵抗線W取切口處煙囪壁厚的一半，即W=δ/2=31 cm(δ為壁厚取62 cm)；

(2) 炮孔間距a：a=(1.2～1.8)W；

(3) 炮孔排距b：b=(0.85～1.0)a；

(4) 炮孔深度L：L=(0.67～0.7)δ；

(5)單位體積耗藥量q：q取100 g/m3；

(6)單孔藥量Q：Q=qabδ，加深炮孔在孔底增加一個(gè)150 g藥包。

表1 主要爆破參數(shù)

2.4 裝藥結(jié)構(gòu)

根據(jù)爆破參數(shù)在切口部位布置4排炮孔，從上至下每排孔數(shù)為15、16、17、18個(gè)，上部2排為普通炮孔，下部2排為加深炮孔。裝藥采用32 mm卷裝乳化炸藥，普通炮孔裝藥180 g，安裝一發(fā)起爆雷管。加深炮孔裝兩個(gè)藥包，孔底藥包裝藥150 g，外部藥包裝藥180 g，每個(gè)藥包安裝一發(fā)起爆雷管，藥包中間及孔口用炮泥填塞。

2.5 起爆網(wǎng)路

起爆網(wǎng)路采用毫秒導(dǎo)爆管雷管，孔內(nèi)延期，分二個(gè)起爆區(qū)段，定向窗炮孔內(nèi)裝1段雷管,爆破切口炮孔內(nèi)3段雷管,加深炮孔內(nèi)為二個(gè)起爆藥包，每個(gè)藥包安裝一發(fā)3段雷管。孔外以“大把抓”的形式,約20余發(fā)雷管的導(dǎo)爆管形成一把，每把用2發(fā)1導(dǎo)爆管雷管并聯(lián)，通過(guò)過(guò)橋傳爆，然后用起爆器起爆。

3 爆破施工與安全防護(hù)

根據(jù)相關(guān)部門(mén)的要求，爆破施工及起爆要在一個(gè)工作日內(nèi)完成，施工采取安全、快速的作業(yè)方式。使用兩部電動(dòng)沖擊錘鉆兩個(gè)小時(shí)完成鉆孔工作，在兩個(gè)小時(shí)內(nèi)完成裝藥及防護(hù)，施工全程安排安全員觀察煙囪變化。整個(gè)施工過(guò)程歷時(shí)4 h，安全、快速的完成了該煙囪的爆破拆除。

本工程安全防護(hù)的重點(diǎn)是控制爆破產(chǎn)生的飛石。根據(jù)裝藥情況以及周邊環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際情況，煙囪爆破切口部位用草簾、鐵絲網(wǎng)、竹夾板等材料進(jìn)行包裹防護(hù),外部覆蓋安全網(wǎng)防護(hù)。爆破安全警戒距離為150 m。

4 爆破效果與小結(jié)

4.1 爆破效果

起爆后煙囪緩慢向預(yù)定倒向傾轉(zhuǎn)，約1.5 s后煙囪上部裂縫筒體變形，沿開(kāi)裂縫縱向分開(kāi)成兩部分，長(zhǎng)度約15 m，前部分向預(yù)定傾倒方向塌落，后部分垂直下落，經(jīng)4 s的轉(zhuǎn)動(dòng)煙囪準(zhǔn)確地塌落在預(yù)定的位置上，煙囪堆碴寬8 m，長(zhǎng)約25 m范圍內(nèi)； 頂部煙囪有分散磚塊拋擲在30 m處，煙囪倒塌時(shí)沒(méi)有發(fā)生后坐現(xiàn)象。爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)，全部控制在安全范圍內(nèi)，爆破取得圓滿成功。

4.2 小結(jié)

(1) 對(duì)于風(fēng)化開(kāi)裂嚴(yán)重的煙囪采取爆破法拆除時(shí)要詳細(xì)勘察，并有針對(duì)性的設(shè)計(jì)拆除方案。

(2) 煙囪內(nèi)襯不作頇先處理,用爆破方法同樣可達(dá)到預(yù)期目的。

(3) 電動(dòng)沖擊錘鉆是減小振動(dòng)的最佳鉆孔機(jī)具,在鉆孔施工中,基本沒(méi)有振動(dòng)。

(4) 采用小孔距精確爆破方式開(kāi)設(shè)定向窗得到了較理想的效果。

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