彭 藝 龍昌軍 梁建銘 農(nóng)青鳳 廖武王

(廣西金建華爆破工程有限公司)

某磚煙囪定向拆除未達(dá)預(yù)期效果的原因

彭 藝 龍昌軍 梁建銘 農(nóng)青鳳 廖武王

(廣西金建華爆破工程有限公司)

廣西防城港某糖業(yè)公司50 m磚煙囪定向爆破拆除雖然取得成功，但未達(dá)到技術(shù)設(shè)計(jì)要求，爆破后煙囪出現(xiàn)下座及倒塌方向偏移約2 m的現(xiàn)象，使該廠龍門吊的一根鋼筋混凝土柱微偏(待拆除龍門吊水泥柱)，未達(dá)到設(shè)計(jì)方案中倒塌中心線距龍門吊水泥柱2 m的預(yù)期要求。對(duì)該磚煙囪定向拆除的基本流程進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因進(jìn)行了詳細(xì)討論，為類似爆破拆除工程提供參考。

定向窗 爆破切口 爆破參數(shù) 安全防護(hù) 磚煙囪

近年來(lái)，隨著廣西大力推廣節(jié)能減排措施，相當(dāng)一部分污染嚴(yán)重的小冶煉廠及磚廠陸續(xù)被拆除，在此過(guò)程中涉及到大量磚煙囪的爆破拆除。結(jié)合實(shí)例，通過(guò)對(duì)某次磚煙囪拆除的流程以及未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，為類似爆破拆除工程提供借鑒。

1 工程概況

待拆除的煙囪位于廣西防城港某糖業(yè)公司生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，需拆除煙囪高50 m，屬圓筒狀磚結(jié)構(gòu)煙囪。煙囪底部外徑5.0 m，內(nèi)徑4.0 m，頂部外徑2.5 m，底部壁厚37 cm，有厚0.12 m的內(nèi)襯。煙囪底部北側(cè)與南側(cè)各有1個(gè)出灰口(規(guī)格分別為120 cm×140 cm，50 cm×50 cm)，排灰口已用磚封堵(單層磚)，在2個(gè)出灰口上部距地面約2 m處各有1個(gè)排煙道(規(guī)格150 cm×200 cm)，北側(cè)出灰口頂部距排煙道底部約0.6 m，南側(cè)出灰口頂部距排煙道底部約1.50 m。北側(cè)排煙道與1#降塵器連接,南側(cè)排煙道與2#降塵器連接，整個(gè)煙囪重量約500 t，煙囪重心距地面16.5 m。待拆除煙囪周圍環(huán)境情況見圖1。

2 煙囪拆除設(shè)計(jì)方案及爆破施工方案

2.1 拆除方案

(1)人工與機(jī)械拆除。根據(jù)煙囪的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可采用人工或炮機(jī)拆除，但由于煙囪周邊環(huán)境復(fù)雜，采用機(jī)械拆除時(shí)煙囪倒塌方向不確定而用人工拆除時(shí)磚塊搬運(yùn)不安全，人工與機(jī)械拆除均存在較嚴(yán)重的安全隱患，也無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成拆除任務(wù)。

圖1 煙囪周邊環(huán)境

(2)定向爆破拆除。根據(jù)煙囪的高度、結(jié)構(gòu)尺寸、平面位置及其分布、周圍環(huán)境以及業(yè)主對(duì)爆破施工的安全要求，在對(duì)煙囪進(jìn)行必要預(yù)處理的基礎(chǔ)上采用定向倒塌的方式進(jìn)行爆破拆除。該方法要求合理設(shè)計(jì)爆破參數(shù)，有效控制藥量并對(duì)爆破體及保護(hù)物進(jìn)行嚴(yán)格防護(hù)，且耗時(shí)較少。

2.2 爆破施工方案

2.2.1 倒塌方向確定

由于煙囪較高，若倒向正西偏南超過(guò)15°，煙囪頭部極易砸到煤場(chǎng)，因此煙囪倒塌方向定為西偏南5°方向的空地，倒塌煙囪邊緣距龍門吊水泥柱約2 m，即龍門吊與煤場(chǎng)之間的空地作為倒塌場(chǎng)地，煙囪倒塌后盡可能不損傷龍門吊水泥柱。

2.2.2 切口位置

根據(jù)煙囪結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境情況，為獲得更好爆破效果并確保廠區(qū)設(shè)備、廠房等各類設(shè)施安全，同時(shí)也為便于施工，在方便打孔的情況下，爆破切口底部應(yīng)盡可能接近地面。

2.2.3 預(yù)處理及切口處理

(1)在對(duì)稱于傾倒軸線的爆破切口兩側(cè)開設(shè)定向窗，定向窗底邊寬1.5 m，高1.05 m，傾倒角度35°，定向窗開設(shè)后可用風(fēng)鎬修整。

(2)爆破前對(duì)煙囪南北兩側(cè)的排煙道進(jìn)行割斷處理，排煙道支撐磚柱從煙囪底部開始拆除至爆破切口高度，防止由于煙道等因素導(dǎo)致爆破后煙囪出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)或不倒的現(xiàn)象。

(3)由于煙囪內(nèi)有內(nèi)襯及隔煙墻，可根據(jù)實(shí)際情況在開設(shè)定向窗的同時(shí)將內(nèi)襯與隔煙墻進(jìn)行人工拆除，也可與爆破切口同時(shí)爆破拆除。

2.2.4 倒塌中心線標(biāo)定

建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系十分緊密，為確保增值稅鏈條的完整性，就要在營(yíng)改增范圍內(nèi)加入相關(guān)內(nèi)容。其中，應(yīng)綜合考慮房地產(chǎn)調(diào)控政策與土地增值稅制度的調(diào)整內(nèi)容，從而保證能夠合理地確定不動(dòng)產(chǎn)抵扣的范圍。

采用切線法確定煙囪倒塌中心線(圖2)。

圖2 煙囪倒塌中心線標(biāo)定

3 煙囪爆破拆除相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)

3.1 爆破孔網(wǎng)參數(shù)

根據(jù)煙囪周圍環(huán)境以及便于施工，為確保煙囪準(zhǔn)確倒向，爆破切口形式采用梯形切口[1-6]。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，爆破切口部位設(shè)置于距地面0.5 m煙囪筒體部位，爆破傾倒角度35°。爆破切口長(zhǎng)10.0 m，高1.5 m,最小抵抗線18 cm，炮孔深度25 cm，孔距22 cm，排距19 cm。在爆破切口范圍內(nèi)采用梅花形布孔，共8排，約346個(gè)炮孔。單孔裝藥量15 g，底部2排炮孔裝藥量增加約20%，裝藥量18 g，總裝藥量5.5 kg。

3.2 裝藥、堵塞及起爆網(wǎng)絡(luò)

所有裝藥均采用乳化炸藥，偶合裝藥結(jié)構(gòu)。起爆雷管采用8#毫秒導(dǎo)爆雷管，孔內(nèi)延期爆破網(wǎng)路(1、3、5、7、9共5個(gè)段別)。采用黃泥與砂按3∶1比例作為混合炮泥，堵塞長(zhǎng)度不小于15 cm，炮孔裝藥結(jié)構(gòu)見圖3，爆破切口布孔見圖4。

圖3 切口炮孔裝藥結(jié)構(gòu)

圖4 爆破切口布孔

3.3 爆破安全設(shè)計(jì)

(1)爆破飛石。拆除爆破的地震成因主要有：①炸藥爆炸通過(guò)建筑物基礎(chǔ)傳給地面的振動(dòng)；②建筑構(gòu)件塌落沖擊地面產(chǎn)生的振動(dòng)。根據(jù)相關(guān)拆除爆破經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得爆破安全距離為70 m。由于煙囪距周邊建(構(gòu))筑物較近，因此需充分考慮爆破飛石造成的保護(hù)物損壞。為此，在煙囪倒塌方向周邊需保護(hù)的建(構(gòu))筑物周圍搭鋼結(jié)構(gòu)排架，用于防護(hù)爆破產(chǎn)生的飛石及煙囪倒塌后前部頭端出現(xiàn)的前沖現(xiàn)象。

(2)爆破地震波及最大一段(次)起爆藥量的確定。根據(jù)業(yè)主給出的允許振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)(振速4.5 cm/s)，經(jīng)計(jì)算得最大一段(次)單響藥量為1.476 kg，爆破共分5個(gè)段別，最大一段(次)單響藥量未超過(guò)設(shè)計(jì)要求。

4 爆破效果分析

4.1 爆破效果

起爆后，從起爆到煙囪倒塌整個(gè)過(guò)程耗時(shí)約8 s，爆破后煙囪完全形成爆破切口耗時(shí)約2 s，3 s后煙囪形成傾倒角開始傾倒，4 s后煙囪開始下坐，5 s后在下坐過(guò)程中向北側(cè)龍門吊水泥柱方向偏轉(zhuǎn)倒塌，6 s后砸中水泥柱，8 s后完全倒塌著地。雖然煙囪順利倒塌，但使得龍門吊待拆除水泥柱發(fā)生傾斜，可認(rèn)為，爆破不完全成功。

4.2 煙囪偏轉(zhuǎn)原因

(1)排煙道的影響。煙囪南北兩側(cè)距地面2 m處各有1個(gè)排煙道，該2個(gè)煙道是煙囪下坐的主要原因：由于爆破切口炸高1.5 m，因此起爆后爆破切口內(nèi)的煙囪筒壁被全部拋出，但同時(shí)也使切口上方排煙道的煙囪筒壁幾乎全部脫落，無(wú)形中使切口的炸高提高了近2倍，即煙囪的支撐部分高度約3 m，因而導(dǎo)致煙囪形成傾倒角開始傾倒約4 s后產(chǎn)生下坐現(xiàn)象。

(2)出灰口及排煙道支撐磚柱的影響。煙囪南北兩側(cè)的出灰口不對(duì)稱：北側(cè)的定向窗支撐點(diǎn)位于排煙道支撐磚柱前且出灰口有部分位于保留支撐部位(出灰口為單磚封堵)；南側(cè)的定向窗支撐點(diǎn)位于排煙道支撐磚柱后且出灰口完全在爆破切口內(nèi)，使得保留部位的支撐點(diǎn)受力不均，北側(cè)保留部分可承受的壓力弱于南側(cè)保留部分。因此，在爆破前應(yīng)對(duì)北側(cè)的出灰口進(jìn)行封堵使兩側(cè)的支撐受力均勻。

(3)爆破切口位置設(shè)計(jì)的影響。煙囪拆除爆破的爆破切口位置選擇不合理，造成起爆后爆破切口炸高增大，使煙囪在形成傾倒后將保留的支撐部分?jǐn)D壓后倒，使煙囪支撐部分失去形成鉸鏈的作用而發(fā)生下坐。

5 結(jié) 語(yǔ)

結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)煙囪拆除爆破的基本流程進(jìn)行了討論，并對(duì)爆破效果未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，認(rèn)為在類似煙囪拆除爆破方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)煙囪的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)爆破切口的位置選擇、煙囪構(gòu)造可能造成的影響進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，對(duì)應(yīng)封堵的部位須有效封堵，最大限度提高爆破效果。

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2015-08-07)

彭 藝(1973—)，男，董事長(zhǎng)，工程師，533000 廣西百色市右江區(qū)建華路8號(hào)。