吳興榮

(甘肅第五建設(shè)集團公司，甘肅 天水 741000)

爆破拆除技術(shù)具有較強的適用性，在高聳結(jié)構(gòu)的拆除中的應(yīng)用日益廣泛[1-3]。本文介紹了包頭昆區(qū)某磚混結(jié)構(gòu)煙囪的爆破拆除設(shè)計，分析了爆破效果，供同類工程的實施參考。

1 工程概況

包頭昆區(qū)一座35m高的磚混結(jié)構(gòu)煙囪需定向拆除，煙囪東側(cè)離附近的水泥制磚廠生活工棚20m；東北距水泥空心磚瓦房水平距離7m，直線距離9m；南側(cè)近處距黃水純菜廠水泥空心磚房6m；西南側(cè)距磚混民房約60m；西側(cè)距在建B框架房水平距離23m，直線距離26m；西北側(cè)距在建A框架房直線距離40m；北側(cè)距空心磚擋墻5m，距在建框架房72m，其間為平坦空壩，長度約72m。其中，南面和西面的建(構(gòu))物屬于本次爆破需要重點保護的對象。煙囪離附近建筑物近，爆破環(huán)境相對復(fù)雜(圖1)。該煙囪是一座75#機制磚砌圓筒煙囪，下部每間隔30cm有鋼筋圈梁，水泥勾縫，未使用時間較久，風(fēng)化較嚴(yán)重。離地面1m測量煙囪底部外周長為8m，底部筒身厚為0.6m，煙囪下部有內(nèi)襯，高約5m。

圖1 煙囪環(huán)境平面圖

2 爆破方案

煙囪不但老舊風(fēng)化情況嚴(yán)重，且煙筒上部有一定的傾斜，采用人工、機械方式拆除不可控因素多、安全性差、工期長，采用控制爆破方式拆除為最佳選擇。與煙囪距離最近的空心磚房水平距離僅6m，難以實現(xiàn)原地坍塌，也由于折疊倒塌方案時分層作業(yè)施工難度大，故折疊倒塌方案也不采用。

煙囪拆除方式選取定向倒塌，考慮煙筒上部傾斜度略偏西，采取向北略偏東的方向定向爆破，煙囪定向倒塌中心線的方位確定為正北偏東5度，北面為空壩， 滿足控制爆破技術(shù)要求，控制其落地最遠(yuǎn)點小于45m，并要求北側(cè)距離煙囪5m處的空心磚擋墻在爆破前完全拆除。

3 爆破參數(shù)

3.1 藥包參數(shù)及布置

1)最小抵抗線w。筒壁壁厚δ為60cm,藥包指向外側(cè)的最小抵抗線w=0.32δ=0.32×60=19.2cm，取W=20cm。

2)炮孔深度L。L=0.68δ=0.68×60=40.8cm，取L=41cm。

3)炮孔間距a。a=0.9 L =0.9×41=36.9cm，取a=40cm。

4)炮孔排距b。采用梅花形布孔，b=0.85a= 0.85 ×40=34cm，取b=35cm。

5)單孔裝藥量Q。根據(jù)相關(guān)文獻[4]推薦及工程經(jīng)驗確定該磚混結(jié)構(gòu)煙囪爆破采用炸藥單耗q=1kg/m3，則單孔裝藥量Q=qabδ=86.1g，取90g。

3.2 爆破缺口及參數(shù)

爆破缺口設(shè)計為類梯型切口，三角形定向窗(詳見圖2)，為讓煙囪按設(shè)計方向傾倒，在煙囪設(shè)計的傾倒中心線兩側(cè)均勻?qū)ΨQ地布置炮孔。

1)爆破上、下切口長度選取。煙囪底部周長L1=8m，一般爆破缺口長度選取1/2·πD ≤L≤2/3·πD。爆破上切口長度：L上=1/2·L1=1/2×800=400cm，取400cm；爆破下切口長度：L下=2/3·L1=2/3×800=533.33cm，取540cm。

2)爆破切口寬度C。對于煙囪高度在35m以上的，爆破切口寬度C≥(1.5～2.0)δ，按6排布孔，則C=(7-1)b=6×35=210cm。

3)爆破切口底線標(biāo)高。根據(jù)煙囪結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，在煙囪底部高于地面標(biāo)高+0.5m處的高度布置定向爆破位置。

4)考慮煙囪老舊風(fēng)化嚴(yán)重情況，設(shè)計小尺寸定向窗。定向窗底寬：E=0.4C=84cm，取E=100cm。定向窗傾角α：取α=35°。定向窗高度：h=tan35°E=70cm。

5)炮孔布置形式及起爆網(wǎng)路：共布置7排爆破孔，合計60個孔，最下一排炮孔距地面為+0.5m，整個煙囪炮孔共鉆孔24.6延米，使用乳化炸藥5.4kg。

對于薄壁、細(xì)長結(jié)構(gòu)的建筑物，缺口部位炮孔總裝藥量不大，可以采用瞬發(fā)爆破。本次煙筒拆除，采用普通塑料導(dǎo)爆管簇并聯(lián)網(wǎng)路，不分段位、全部采用瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管下孔，孔外瞬發(fā)捆綁擊發(fā)，避免出現(xiàn)帶炮而影響缺口的形成。

圖2 爆破缺口及定向窗口開設(shè)展開示意圖

4 主要技術(shù)措施

4.1 優(yōu)化爆破切口設(shè)計

1)復(fù)雜環(huán)境下煙囪定向拆除爆破要達(dá)到預(yù)定倒塌方向，精心開鑿定向窗極為重要。精確開鑿定向窗，確保爆破沿傾倒中心線的對稱性。定向窗應(yīng)沿傾倒中心線兩側(cè)對稱處在同一水平面，兩端點即保留區(qū)兩鉸點的方向應(yīng)同時指向煙囪的圓心，且該鉸點的強度盡可能不受撬鑿影響，并要求將定向窗開透。

2)確保爆破區(qū)域破碎效果，利用經(jīng)緯儀準(zhǔn)確測定出傾倒中心線，沿傾倒中心線兩側(cè)對稱布置切口范圍，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求布置爆破孔，并按要求鉆孔。

4.2 爆前預(yù)處理

1)用風(fēng)鎬對傾倒爆破范圍內(nèi)的水泥砂漿磚砌內(nèi)襯進行預(yù)處理。

2)將保留區(qū)筒壁上的避雷針及定向窗內(nèi)的環(huán)向鋼筋切斷，確保煙囪的倒塌方向。

3)煙囪內(nèi)部有防火內(nèi)襯，在爆破前必須將爆破區(qū)域的內(nèi)襯清除干凈。

4)避免煙道口與扒灰口對煙囪倒塌方向造成影響，必須用漿砌紅磚在拆除內(nèi)襯布藥連線后嚴(yán)密堵塞,以防煙囪偏向造成事故。

5 安全防護設(shè)計

此次爆破周邊環(huán)境復(fù)雜，臨近建筑物與爆破中心距離近，煙筒本身又存在上部傾斜情況，爆破防護至關(guān)重要。參考相關(guān)文獻[5]，本文針對爆破安全防護做出如下設(shè)計。

5.1 對于飛石和沖擊波的防護

采用主動防護與被動防護相結(jié)合的方式對爆破煙囪及被保護建筑物進行防護。在煙囪的被爆區(qū)域表面覆蓋2～3層濕棕墊，外側(cè)用鐵絲綁扎；棕墊外側(cè)綁扎一層2cm×2cm的鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)同樣用鐵絲綁緊。并在廠房靠近煙囪的部位搭設(shè)防護架或懸掛竹膠板，防護架高度為3.0m，長度15m，并搭設(shè)2～3層竹膠板。有效控制爆破飛石和沖擊波的危害。爆破前要求附近建筑物將所有門窗打開，以減小爆破沖擊波對門窗玻璃的破壞。

5.2 煙囪主體塌落振動及飛散物防護

在倒塌方向一側(cè)設(shè)7道高1m、頂寬0.5m的土堤，每5m設(shè)置一道，降低塌落震動力度，以便煙筒傾倒觸地時，將強大的沖擊力首先作用在土堤上，減小直接沖擊地面時的飛散物及振動危害。為了增加土堤的耐沖擊能力，在其上堆放沙袋。在重點保護對象黃水純菜廠水泥空心磚房與煙囪之間開挖一條長15m×寬1m×深1m平行于廠房的減震溝，以減小振動對磚房的影響。

5.3 施工作業(yè)過程中安全防護

煙囪風(fēng)化嚴(yán)重，為確保鉆爆操作過程中的安全，鉆孔作業(yè)前架設(shè)棚架，棚架上覆蓋2～3層竹板，以防掉物傷人。鉆孔結(jié)束后棚架拆除。

6 爆破效果

煙囪整體按照設(shè)計方向倒塌，定位準(zhǔn)確，無后坐現(xiàn)象。宏觀上看，煙筒倒塌觸地后完全解體，煙囪爆破體破碎倒塌落地的范圍為沿倒塌中心線兩邊各5m距離以內(nèi)。爆破飛石距離在以煙囪圓心為基準(zhǔn)的15m內(nèi)，經(jīng)儀器測定噪音在80dB內(nèi)。整個爆破過程飛石、地震波及沖擊波對人員及建筑物沒有造成任何危害。

7 結(jié)論

爆破結(jié)果表明，本次在復(fù)雜環(huán)境下爆破拆除廢舊磚混煙囪的爆破設(shè)計、技術(shù)措施及各項安全防護措施是合理、可行的，經(jīng)驗總結(jié)如下。

1)加強爆破現(xiàn)場施工管理，使現(xiàn)場操作按照設(shè)計要求進行，使爆破安全和爆破效果得到保證。

2)采用合理的定向窗設(shè)計，并精心開鑿，有效保證了倒塌方向。

3)采用有效的主動防護、被動防護手段能最大限度減小爆破飛石、沖擊波對周邊建筑物的損害。

4)在建筑物傾倒方向上采用筑土堤的方法緩沖強大的觸地沖擊、防止建筑物倒塌落觸地時濺起的飛散物傷人很有效。

5)爆破時，將鄰近爆區(qū)的玻璃窗打開，對于防護沖擊波和噪音的危害是非常有效的。

6)在保護對象與倒塌建筑物之間挖掘減震溝，減震效果明顯。

[1] 李本偉，陳德志，張萍,等.180m高鋼筋混凝土煙囪爆破拆除[J].爆破，2011(4)：57-60,68.

[2] 王曉帆，王永久.11層高樓中間分離后兩塊同向定向爆破[J].廣東化工，2014(6)：83-85.

[3] 楊國梁，楊軍，姜琳琳.框-筒結(jié)構(gòu)建筑物的折疊爆破拆除[J].爆炸與沖擊，2009(4)：380-384.

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

[5] 李守巨.拆除爆破中的安全防護技術(shù)[J].工程爆破，1995(1):71-75.