楊樹全，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

復(fù)雜環(huán)境下60 m高煙囪雙向折疊爆破拆除

楊樹全，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

一座60 m高的磚結(jié)構(gòu)煙囪在周圍壞境十分復(fù)雜，倒塌地形受限的情況下采用雙向折疊爆破技術(shù)手段成功定向爆破拆除。工程實(shí)踐中嚴(yán)格控制了煙囪的倒塌距離、倒塌方向、塌落振動、爆破飛石，為類似工程的實(shí)踐提供了參考。

高煙囪；復(fù)雜環(huán)境；雙向折疊爆破

1 工程概況

長沙市中嶺第二磚廠有座60 m高磚煙囪需要拆除，由于煙囪結(jié)構(gòu)高聳、中間部位結(jié)構(gòu)已發(fā)生明顯開裂，無法采用機(jī)械或人工安全和高效地拆除，故決定采用控制爆破技術(shù)進(jìn)行拆除。

1.1 煙囪結(jié)構(gòu)

60 m高煙囪為磚砌結(jié)構(gòu)，煙囪上口直徑2 m，底部外直徑4.8 m，煙囪筒壁厚62 cm，內(nèi)襯為12 cm的耐火磚。該煙囪12 m 標(biāo)高處外直徑為4.4 m，煙囪筒壁厚50 cm。

1.2 周圍環(huán)境

待拆除煙囪周邊環(huán)境十分復(fù)雜。東南側(cè)30 m處有兩棟70年代建造的土坯房，南側(cè)有多棟居民房和廠房，距離煙囪最近處為40 m，西側(cè)距離煙囪20 m處有大量的成品磚無法搬離，30 m處有兩條輸電線路，北側(cè)20 m處為磚廠辦公用房，50 m處有變壓器和配電間，50 m有一組1萬伏高壓線路，具體環(huán)境見圖1。

圖1 周邊環(huán)境示意圖

1.3 工程難點(diǎn)

(1) 待爆破的60 m高煙囪為磚結(jié)構(gòu)，由于周邊環(huán)境的限制，煙囪單項(xiàng)倒塌距離不夠，需要雙向折疊爆破，采取折疊爆破增加了該煙囪爆破拆除的難度和復(fù)雜性。對爆破設(shè)計(jì)和施工提出了更高的要求。

(2) 由于煙囪質(zhì)量大，周邊環(huán)境復(fù)雜，在爆破中控制有害效應(yīng)的難度較大。主要有爆破產(chǎn)生的振動和煙囪倒塌時(shí)觸地產(chǎn)生的振動；爆破產(chǎn)生的飛石和煙囪倒地時(shí)二次產(chǎn)生的碎石飛濺。因此要采取有力措施減小爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)。

2 爆破方案選擇與設(shè)計(jì)

根據(jù)煙囪自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和周邊環(huán)境情況，確定60 m高煙囪采取雙向折疊倒塌方式進(jìn)行爆破拆除，在煙囪底部和12 m標(biāo)高處各設(shè)置一個(gè)爆破切口，兩個(gè)切口方向相反。

2.1 倒塌方向確定

60 m煙囪周邊環(huán)境條件受限，將采取雙向折疊爆破方式，傾倒方向根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件確定：上部爆破切口傾倒方向?yàn)闁|偏北30°，下部爆破切口與上部傾倒方向成180°。

2.2 爆破切口設(shè)計(jì)

2.2.1 上部切口設(shè)計(jì)

60 m高煙囪爆破上部切口位置在標(biāo)高+10～12 m(地面為±0)處。爆破切口形狀選擇正梯形。爆破切口高度尺寸取3倍筒壁厚1.5 m。爆破切口所對應(yīng)的圓心角為187°(見圖2)。

2.2.2 下部切口設(shè)計(jì)

60 m高煙囪爆破上部切口位置標(biāo)高為+0.5～2.1 m(地面為±0)處。爆破切口形狀選擇正梯形。爆破切口高度取約3倍筒壁厚1.6 m。爆破切口所對應(yīng)的圓心角取191°。

圖2 上部爆破切口展開圖

2.3 爆破參數(shù)的選取及確定

爆破鉆孔使用直徑40 mm鉆頭，炸藥選用乳化炸藥。下部爆破切口部位有內(nèi)襯，在爆破參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)對底排炮孔加深鉆孔，并增大藥量，爆破時(shí)將內(nèi)襯一同炸開一個(gè)切口。爆破參數(shù)根據(jù)常用公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算所得如表1、表2所示。

表1 上部爆破切口爆破參數(shù)

表2 下部爆破切口爆破參數(shù)

2.4 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

本煙囪采取雙向折疊爆破，分上下兩個(gè)爆破切口，按先上后下的起爆順序，兩個(gè)切口的起爆時(shí)差為1.2 s。上切口使用MS1毫秒導(dǎo)爆管雷管，下切口使用MS17毫秒導(dǎo)爆管雷管。

2.5 安全防護(hù)措施

由于本次爆破周邊環(huán)境十分復(fù)雜，安全防護(hù)的重點(diǎn)主要是控制煙囪倒向、爆破飛石和塌落振動，避免周邊建筑和設(shè)施受到損壞，設(shè)計(jì)采取的主要手段有：

(1) 為了保證煙囪倒塌的準(zhǔn)確性，確定倒向時(shí)使用全站儀精確測量，標(biāo)定倒塌軸線，確保倒塌方向的準(zhǔn)確。

(2) 爆破切口部位使用草簾、竹夾板、鋼絲網(wǎng)、密目安全網(wǎng)進(jìn)行安全防護(hù)，確保爆破飛散物控制在安全距離內(nèi)。

(3) 對煙囪預(yù)定的倒塌位置鋪設(shè)沙土，以減小煙囪倒塌時(shí)對地面的沖擊。

(4) 控制安全警戒范圍，警戒范圍為100 m，對警戒范圍內(nèi)人員進(jìn)行疏散，對道路實(shí)施交通管制。

(5) 爆破前對周邊的輸電線路實(shí)施停電。

3 爆破效果與體會

煙囪上部切口起爆后，煙囪短暫處于靜止?fàn)顟B(tài)，約1 s后開始向設(shè)計(jì)傾倒方向傾斜，1.2 s后底部切口起爆，在煙囪上部筒體反向作用下，下部筒體起爆后隨即向設(shè)計(jì)方向倒塌，煙囪上下兩部分形成了復(fù)合運(yùn)動(見圖3)，下部筒體在下切口起爆后2 s全部倒地，上部筒體起爆后5 s全部倒地。倒塌結(jié)果與設(shè)計(jì)的軸線完全重合。上部48 m倒塌最大距離為25 m，下部10 m倒塌最大距離為12 m，本次煙囪雙向折疊爆傾倒過程和倒塌方向得到了很好控制。爆破飛石控制在安全距離內(nèi)，沒有對周邊建筑和設(shè)施造成有害影響。爆破振動監(jiān)測結(jié)果：在煙囪傾倒軸線側(cè)方20 m處的最大質(zhì)點(diǎn)振動速度為0.8 cm/s 。

圖3 60 m高煙囪起爆瞬間照片

本次爆破得到以下體會：

(1) 雙向折疊爆破的關(guān)鍵點(diǎn)是合理選擇上下切口的起爆時(shí)差。從本次爆破的折疊效果看，在下切口起爆前，上部切口的支撐筒壁基本完好，沒有發(fā)生壓潰式下座，下切口起爆后，上下筒體形成反向運(yùn)動，產(chǎn)生了理想折疊效果。因此，在雙向折疊爆破煙囪時(shí)，上下切口的起爆時(shí)差不易過長，特別是磚結(jié)構(gòu)煙囪，只要上部切口形成，下部切口即可起爆，在兩切口的相互作用下，是可以達(dá)成折疊結(jié)果的。

(2) 煙囪雙向折疊爆破可減小煙囪的塌落振動。筆者曾多次對同等高度的煙囪進(jìn)行單切口爆破監(jiān)測，其塌落振動遠(yuǎn)大于本次的雙向折疊爆破。由此可見，由于雙向折疊使煙囪的整體質(zhì)量得到分解，并使上部筒體在下落時(shí)得到下筒體的堆渣緩沖，因此，產(chǎn)生的塌落振動大為減小。

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楊樹全(1971-﹚，男，工程師，主要從事爆破工程技術(shù)及管理工作。