陳紅剛，黃顯杭，馬闊源

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)易普力股份有限公司，　重慶　401121)

?

復(fù)雜環(huán)境下55 m高煙囪定向爆破拆除

陳紅剛，黃顯杭，馬闊源

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)易普力股份有限公司，重慶401121)

其煙囪周?chē)嬖诿穹?、公路、電線等建筑設(shè)備，周邊總體環(huán)境特別復(fù)雜，拆除施工難度大，精細(xì)化程序要求高。為了保證煙囪順利爆破并向預(yù)定方向倒塌，采用控制爆破拆除技術(shù)，并精確計(jì)算了各爆破參數(shù)。最終成功爆破了55 m高煙囪，未對(duì)周邊構(gòu)建筑物造成影響，達(dá)到了定向準(zhǔn)確、安全的效果。

磚混煙囪；拆除爆破；網(wǎng)路聯(lián)接；定向爆破

1　工程概述

某磚廠由磚窯和煙囪兩部分組成，煙囪緊鄰磚窯的東側(cè)44 m有村路和農(nóng)田；東北70 m處為村民委員會(huì)，150 m處有公路和民房；煙囪東南側(cè)66 m處為民房；東南側(cè)100 m處有民房；南側(cè)121 m處有民房，176 m處有公路；西面71 m處有民房，44 m處有電線；西北11.8 m處有110 kV高壓線，周邊總體環(huán)境特別復(fù)雜。

煙囪為磚混結(jié)構(gòu)，總高約55 m；煙囪底部+1.5 m處外周長(zhǎng)13.3 m，煙道口位于磚窯兩側(cè)，全部埋于地表。煙囪壁厚0.64 m，耐火內(nèi)襯厚0.24 m，內(nèi)襯與外墻間有約4 cm的空隙隔熱層；頂部周長(zhǎng)約4.5 m，壁厚0.37 m。

2　控制爆破拆除方案

2.1施工特點(diǎn)

根據(jù)煙囪結(jié)構(gòu)、施工條件、周?chē)h(huán)境以及拆除要求，本煙囪拆除施工有以下幾點(diǎn)特征：

(1) 煙囪修建年代較久，結(jié)構(gòu)情況復(fù)雜。

(2) 安全控制要求高。爆區(qū)周?chē)拿穹俊⒏邏壕€、廠房等均為重要保護(hù)對(duì)象，必須嚴(yán)格控制爆破倒塌方向、飛石的影響，加強(qiáng)安全防護(hù)，確保爆區(qū)周邊保護(hù)對(duì)象的安全。

(3) 爆破技術(shù)含量大，施工精細(xì)化程度要求高，鉆孔數(shù)量較多。鉆孔施工時(shí)，孔位、孔向、孔深等必須精確控制；裝藥時(shí)必須按設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作；網(wǎng)路聯(lián)接時(shí)，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)精心聯(lián)接、保護(hù)好起爆網(wǎng)路，確保安全可靠起爆。

2.2方案選擇

煙囪常規(guī)拆除方法有原地坍塌拆除爆破、分段折疊定向拆除爆破、整體定向傾倒拆除爆破。根據(jù)本工程周邊環(huán)境及結(jié)構(gòu)情況來(lái)看，由于煙囪東北方向有較為寬闊的空曠場(chǎng)地，本工程宜采用第3種方案，即整體定向傾倒拆除的爆破方案，倒塌中心方向設(shè)計(jì)為東偏南4°方向。

2.3拆除設(shè)計(jì)總體思路

施工前，首先將煙囪廠區(qū)內(nèi)用電線進(jìn)行拆除；鉆孔前，將操作平臺(tái)搭設(shè)至標(biāo)高+1.5 m的位置。再合理設(shè)計(jì)鉆爆參數(shù)，鉆孔施工后，在設(shè)計(jì)的定向窗范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)炮并最終確定爆破單耗。隨后人工開(kāi)鑿修整成型定向窗。最后嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行裝藥、聯(lián)網(wǎng)、堵塞及缺口飛石防護(hù)等一系列的精心施工，最終達(dá)到按設(shè)計(jì)方向精準(zhǔn)倒塌的目的。

2.4爆破技術(shù)措施

(1) 合理地對(duì)影響爆破倒塌方向的建筑設(shè)施進(jìn)行預(yù)拆除，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行定向窗的人工開(kāi)鑿。

(2) 實(shí)施多打孔少裝藥的原則，控制單孔裝藥量減小爆破震動(dòng)和飛石距離，提高破碎效果。

(3) 近體采用草簾、鋼絲網(wǎng)及竹跳板等進(jìn)行防護(hù)，嚴(yán)格控制爆破飛石的危害。

3　爆破參數(shù)確定

3.1爆破切口設(shè)計(jì)

(1) 切口形式。根據(jù)該煙囪的具體情況及以往經(jīng)驗(yàn)，該煙囪采用正梯形切口，切口位置設(shè)計(jì)在+1.5 m的位置，并在切口范圍內(nèi)預(yù)先開(kāi)設(shè)定向窗。

(2) 切口長(zhǎng)度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，切口長(zhǎng)度一般取切口處筒體周長(zhǎng)的3/5～2/3，本處筒體周長(zhǎng)13.3 m，切口長(zhǎng)度應(yīng)為8.0～8.9 m左右，本工程取為8.4 m。

(3) 切口高度。煙囪在倒塌過(guò)程中，切口上、下沿閉合時(shí)，中心移動(dòng)距離應(yīng)大于切口下沿處外徑，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及眾多成功的實(shí)例，一般切口高度取切口處壁厚的1.5～3.0倍。根據(jù)資料顯示此處壁厚0.64 m，即切口高度應(yīng)取0.96～1.92 m，該工程取為1.6 m。

3.2孔網(wǎng)參數(shù)及裝藥量計(jì)算

(1) 炮孔深度。煙囪類(lèi)筒型建筑的爆破切口一律可視為拱形建筑物，爆破筒壁的內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉，而磚砌體的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，所以外側(cè)爆破漏斗易于內(nèi)側(cè)漏斗的形成。同時(shí)為保證爆渣易于清空，藥包位置一般布置于靠近內(nèi)側(cè)。當(dāng)于外側(cè)鉆孔時(shí)，孔深一般取壁厚的0.68～0.72倍，即炮眼深度為0.43～0.46 m，本工程取為0.45 m。

(3) 單孔藥量計(jì)算。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及眾多成功實(shí)例，對(duì)于大筒徑的磚混結(jié)構(gòu)煙囪來(lái)講，要達(dá)到弱拋擲的目的，單孔裝藥量Q單=qv，式中，q為炸藥單耗，一般取1.0～1.5kg/m3，本工程取為1.5kg/m3。根據(jù)炸藥單耗可得單孔裝藥量為162g，實(shí)際取單孔藥量160g。

3.3炮孔布置

該工程采用梅花形布孔，共計(jì)5排，從爆破缺口中心線向定向窗布置。第一排為16孔、二排17孔、三排16孔、四排17孔，5排16孔，共計(jì)82孔。具體見(jiàn)圖1。

圖1　定向窗布置

3.4起爆網(wǎng)絡(luò)

孔內(nèi)采用非電塑料導(dǎo)爆管雷管，每孔下2發(fā)同段雷管?？椎紫?段雷管，孔外用2段非電塑料導(dǎo)爆管雷管簇聯(lián)，最后用2發(fā)電雷管起爆。

4　爆破安全計(jì)算

(1) 爆破振動(dòng)速度計(jì)算。計(jì)算公式見(jiàn)(1)，式中kk′=350，α=1.8，Q=15kg，計(jì)算得出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的允許范圍(見(jiàn)表1)。

(1)

根據(jù)表1可得，總藥量15 kg，50 m外即對(duì)磚混建筑無(wú)震動(dòng)影響，而最近的民房距煙囪80 m，所以爆破震動(dòng)不會(huì)對(duì)周邊建筑造成危害。

(2) 爆破飛石距離計(jì)算。計(jì)算公式見(jiàn)式(2)，根據(jù)式(2)，計(jì)算得出爆破飛石距離Rf=45 m，

(2)

因最近民房只有80 m，為確保絕對(duì)安全，必須加強(qiáng)對(duì)飛石的防護(hù)。

(3) 安全防護(hù)措施。缺口采取三層草簾+竹膠板+鋼絲網(wǎng)三重防護(hù),特別注意對(duì)缺口網(wǎng)路的保護(hù)。因周邊建筑設(shè)施的安全允許距離均在控制范圍內(nèi)，所以可不考慮振動(dòng)危害影響。

5　爆破效果

爆破缺口起爆后，煙囪完全按照設(shè)計(jì)傾倒軸線向預(yù)定方向傾倒，煙囪倒塌后，倒塌殘留物完全分布于控制的中心線上，并經(jīng)爆后檢查及振動(dòng)測(cè)試，未對(duì)周邊構(gòu)建筑物造成影響，爆破取得圓滿(mǎn)成功，煙囪倒塌過(guò)程見(jiàn)圖2。

6　結(jié)　論

(1) 煙囪類(lèi)筒型建筑的爆破切口一律可視為拱形建筑物，爆破筒壁的內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉，而磚砌體的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，所以外側(cè)爆破漏斗易于內(nèi)側(cè)漏斗的形成，因此復(fù)雜環(huán)境下的煙囪定向爆破拆除其爆破切口位置及定向窗位置的選取直接影響其倒塌方向，本次爆破中煙囪筒體周長(zhǎng)13.3 m，選取的長(zhǎng)8.4 m高1.6 m的正梯形爆破切口經(jīng)計(jì)算及爆破效果分析符合要求。

(2) 本次煙囪的拆除爆破周?chē)h(huán)境復(fù)雜，裝藥聯(lián)網(wǎng)完成后先用三層草簾再用竹跳板對(duì)炮孔進(jìn)行防護(hù)，防止了爆破飛石造成的危害，由于草簾具有一定的隔音效果，同時(shí)也降低了爆破噪聲。

圖2煙囪拆除爆破倒塌

[1]張曉嵐,張世平.兩座70 m高冷卻塔爆破拆除技術(shù)的分析[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2015,32(02):29￣31.

[2]孫俊鵬,繆玉松,周衍明,等.非對(duì)稱(chēng)定向窗爆破拆除煙囪的施工技術(shù)[J].采礦技術(shù),2014,14(06):115￣117.

[3]齊憲秀,張義平,池恩安,魏興.復(fù)雜條件下4座煙囪拆除爆破[J].爆破,2010,27(3):64￣65.

[4]鄧祖明,姜昉.80 m磚-鋼筋混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除[J].爆破, 2010,27(1):67￣69.

[5]滿(mǎn)建新,余德運(yùn).46 m磚煙囪設(shè)計(jì)后坐爆破拆除[J].爆破,2009,26(1): 81￣83.

[6]魏興.特殊結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除[J].采礦技術(shù),2013,13(1):77￣79.

[7]陳維強(qiáng),甕志強(qiáng).復(fù)雜環(huán)境下定向爆破拆除63 m高磚煙囪[J].工程爆破,2011,17(2):59￣61.

[8]盧子冬,張世平,張昌鎖.切口形式對(duì)煙囪爆破拆除影響的數(shù)值模擬[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2014,34(06):86￣88.

[9]彭德偉,毛益松,周鳳儀,等.鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除著地飛濺物對(duì)周?chē)挠绊慬J].采礦技術(shù),2014,14(05):140￣141.

[10]孫向陽(yáng),朱金華,郭天天.210 m高鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術(shù),2014,14(05):115￣116,139.

[11]楊樹(shù)全,文輝軍,朱金華.60 m高風(fēng)化裂縫磚煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術(shù),2014,14(05):129￣130,139.

2016￣03￣09)

陳紅剛(1986-)，男，陜西人，工程師，主要從事爆破技術(shù)與安全管理工作，Email：398623340@qq.com。