殷芳滿 韓國(guó)光

(池州市長(zhǎng)江巖土爆破工程有限公司)

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68 m高磚結(jié)構(gòu)厚壁煙囪的爆破拆除

殷芳滿 韓國(guó)光

(池州市長(zhǎng)江巖土爆破工程有限公司)

為拆除一68 m高的磚結(jié)構(gòu)厚壁煙囪，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選擇定向爆破方案，確定爆破缺口的形狀和尺寸、爆破參數(shù)及爆破網(wǎng)路，并采取了一系列安全技術(shù)措施,使得爆破達(dá)到了預(yù)期的效果。為類(lèi)似爆破工程提供借鑒。

定向爆破 爆破參數(shù) 爆破安全 磚結(jié)構(gòu)煙囪

某地有一座厚壁磚結(jié)構(gòu)煙囪，因長(zhǎng)時(shí)間不用，決定對(duì)其進(jìn)行爆破拆除。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)量，煙囪高度為68 m，底部筒體直徑為5.0 m，壁厚0.90 m，無(wú)內(nèi)襯。

煙囪南側(cè)距居民樓10 m，北側(cè)離圍墻19 m，圍墻外側(cè)20 m處是家屬宿舍樓，西側(cè)距圍墻22 m，東側(cè)有較廣闊的空?qǐng)龅?，爆破不允許對(duì)居民樓房、家屬宿舍樓、圍墻等造成損壞，爆破環(huán)境比較復(fù)雜。

根據(jù)煙囪周?chē)h(huán)境條件，南、北方向都有需要保護(hù)的建筑物，西側(cè)有圍墻，只有煙囪東側(cè)的環(huán)境相對(duì)空曠，具備定向倒塌的條件，所以決定以正東為倒塌中心線方向，采用定向傾倒的爆破拆除方案[1]。

1 定向爆破

圖1為該煙囪周?chē)h(huán)境示意。

1.1 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)[2-3]

為防止煙囪出現(xiàn)不傾倒，必須選擇合適的爆破切口、正確的爆破參數(shù)、精確的爆破網(wǎng)路。

1.1.1 爆破缺口參數(shù)

(1)切口形狀。參考類(lèi)似工程，考慮到施工的便捷性，采用等腰梯形切口。

圖1 煙囪周?chē)h(huán)境示意(單位：m)

(2)切口高度。按經(jīng)驗(yàn)公式：

(1)

式中，K介質(zhì)常數(shù)，當(dāng)待爆介質(zhì)為磚結(jié)構(gòu)時(shí)，K=1.5～3.0，取K=2；δ為爆破部位壁厚,δ=0.9 m。

(3)切口長(zhǎng)度L。根據(jù)工程類(lèi)比,確定梯形缺口上邊長(zhǎng)度L1=7.85 m；梯形缺口下邊長(zhǎng)度L2=10.5 m。

(4)爆破切口離筒體底部基礎(chǔ)地面0.2 m。

1.1.2 缺口布孔參數(shù)

炮孔深度l=0.65 m，炮孔間距a=0.5 m,炮孔排距b=0.45 m。

爆破缺口如圖2所示。

圖2 爆破缺口展開(kāi)(單位：mm)

1.1.3 單孔裝藥量

根據(jù)磚煙囪爆破經(jīng)驗(yàn)，選取炸藥單耗q=1 000～1 500 g/m3，單孔裝藥量為200～310 g，本次爆破確定上部3排炮孔裝藥量為200 g，底部?jī)膳排诳籽b藥量為250～300 g。

1.2 爆破網(wǎng)路[4]

為了減少因裝藥、填塞過(guò)程中造成的孔內(nèi)導(dǎo)爆管的損壞而引起的個(gè)別炮孔拒爆，裝藥時(shí)，每個(gè)炮孔裝入兩發(fā)導(dǎo)爆管雷管。采用MS1、MS3、MS5毫秒延期雷管對(duì)稱(chēng)起爆所有炮孔，可以在一定程度上減小爆破振動(dòng)。網(wǎng)路分四簇捆綁起爆，將四簇捆綁雷管連接成非電復(fù)式起爆網(wǎng)路，最終用兩發(fā)電雷管引爆。本次爆破布置5排共計(jì)73個(gè)炮孔，總裝藥量為18 kg，每個(gè)炮孔內(nèi)裝2發(fā)非電導(dǎo)爆管雷管，共計(jì)使用導(dǎo)爆管雷管154發(fā)(包括捆扎雷管)、電雷管兩發(fā)(起爆用)，起爆網(wǎng)路如圖3所示。

圖3 起爆網(wǎng)路

2 爆破安全設(shè)計(jì)及防護(hù)

2.1 震動(dòng)安全驗(yàn)算

2.1.1 爆破震動(dòng)

根據(jù)《爆破安全規(guī)程GB 6722—2014》校核震動(dòng)[5]

(2)

式中，R為爆破點(diǎn)與被保護(hù)建筑物的距離，m；Q為最大一段裝藥量，kg；m為藥量指數(shù)，取m=1/3；α為爆炸地震波衰減指數(shù)，取α=2.0；V為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的安全臨界震動(dòng)速度值，普通磚結(jié)構(gòu)V=2 cm/s；K為與地質(zhì)、地形等條件有關(guān)的系數(shù)，一般為50～150，取K=150；K1為折減系數(shù)，對(duì)于樓房等K1=0.25～0.35，取K1=0.25。

本工程最大單響起爆藥量6.4 kg，根據(jù)震動(dòng)校核計(jì)算，得到在距離爆破點(diǎn)10，15,25 m的爆破震動(dòng)速度計(jì)算值，如表1所示。

表1 爆破振動(dòng)速度

由此可以看出，按照設(shè)計(jì)藥量進(jìn)行起爆，爆破振動(dòng)不會(huì)對(duì)周?chē)用駱窃斐捎绊憽?/p>

2.1.2 觸地震動(dòng)[6]

觸地震動(dòng)校核公式：

(3)

式中,I為觸地沖量；I=m′(2gh)0.5；R′為質(zhì)心至計(jì)算點(diǎn)的距離，m；g為重力加速度，9.8 m/s2；h為重心高度，經(jīng)計(jì)算，此煙囪重心高度h=30 m；m′為水塔質(zhì)量，m′=1 600 kg。

根據(jù)觸地震動(dòng)校核公式，可以算出在距離爆破點(diǎn)10，15，25 m的塌落震動(dòng)速度值，如表2所示。

表2 塌落震動(dòng)速度計(jì)算值

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，水塔倒塌觸地產(chǎn)生的震動(dòng)接近建筑物允許的臨界震動(dòng)速度值，但煙囪倒塌落地后距離居民樓的距離遠(yuǎn)不止10 m，為安全起見(jiàn)，在煙囪倒塌范圍內(nèi)鋪松散沙土1 m厚，再墊草層，以減少煙囪的倒塌觸地震動(dòng)。

2.2 安全防護(hù)措施[7-9]

①炮孔填塞要密實(shí)，不留空隙，同時(shí)采用兩層竹笆結(jié)合舊棉被對(duì)煙囪爆破部位進(jìn)行覆蓋，并且采用鐵絲進(jìn)行纏繞固定，可以將爆破飛石有效的控制在警戒范圍以內(nèi)；②在煙囪的切口外圍0.5 m處搭設(shè)一道2.5 m高的砂包埂作防護(hù)屏障；③爆破前將煙囪內(nèi)的灰盡量清除干凈，爆炸部位灑水濕潤(rùn)，減少爆破塵煙；④根據(jù)爆破安全規(guī)程的相關(guān)規(guī)定，本次的安全警戒線范圍在倒塌方向上為100 m。

3 結(jié) 語(yǔ)

爆前對(duì)煙囪自身的結(jié)構(gòu)、尺寸、周?chē)h(huán)境進(jìn)行了全面的勘察；在煙囪的切口外圍0.5 m處搭設(shè)一道2.5 m高的砂包埂作防護(hù)屏障，雖然增加了施工工序，但對(duì)減少和防止飛石的危害非常有效;嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)尺寸和形狀預(yù)開(kāi)定向窗，對(duì)煙囪倒塌方向有很大幫助;借助測(cè)振儀器對(duì)關(guān)鍵待保護(hù)建筑物區(qū)域布置測(cè)試點(diǎn)，掌握爆破振動(dòng)參數(shù)。

由于準(zhǔn)備詳細(xì)、合理，起爆后，煙囪沿著設(shè)計(jì)的倒塌中心線方向準(zhǔn)確倒塌，落地產(chǎn)生的振動(dòng)較小，無(wú)后座現(xiàn)象。經(jīng)四川拓普測(cè)震儀測(cè)試，煙囪觸地碰撞造成的垂直震動(dòng)最大速度只有0.58 cm/s，鄰近居民樓、圍墻安然無(wú)恙，爆破取得了良好效果。

[1] 郭子如.李洪偉.顏事龍.等.72m高磚結(jié)構(gòu)厚壁煙囪的定向爆破拆除[G]∥中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì)，中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì).中國(guó)爆破新技術(shù)Ⅲ.北京：冶金工業(yè)出版社，2012．[2] 王玉杰．爆破工程[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2007．

[3] 于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.

[4] 金驥良.顧毅成.史雅語(yǔ).拆除爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2004.

[5] 中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn).GB 6722—2014 爆破安全規(guī)程[S]．北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015．

[6] 周家漢．爆破拆除塌落振動(dòng)速度計(jì)算公式的討論[J]．工程爆破，2009，15(1)：1-4．

[7] 許名標(biāo).磚煙囪定向傾倒拆除控制爆破[J].爆破，2011,28(3)：80-82.

[8] 劉榮朝.蒙云琪.程錫霖.復(fù)雜環(huán)境下46m高煙囪的拆除爆破[J].爆破，1997,14(3):64-66.

[9] 鐘 帥.李洪偉.復(fù)雜環(huán)境下36m高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水塔定向爆破拆除[J].煤礦爆破，2015(3):32-35.

2016-09-23)

殷芳滿(1969—)，男，高級(jí)工程師，247100 安徽省池州市貴池區(qū)。