陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

58 m高鍋爐房的爆破拆除

陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

介紹了復(fù)雜環(huán)境條件下爆破拆除鍋爐房的實例。該工程由于周邊環(huán)境條件受限，通過整體設(shè)計方案的論述，解決了前側(cè)傾倒場地不足，后側(cè)禁止后座的控制問題，保證了設(shè)計目標的實現(xiàn)。

鍋爐房；爆破拆除；安全控制

1 工程概況

陜西華能秦嶺發(fā)電有限公司將原有的3#、4#機組關(guān)停，并將該機組的鍋爐房予以拆除。由于待拆除的鍋爐房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，高度為58 m，無法采用人工或機械方式安全、快速拆除，決定采用控制爆破技術(shù)進行拆除。

1.1 鍋爐房的結(jié)構(gòu)

待拆鍋爐房屬于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。橫向?qū)挾葹?2 m，縱向長度為30 m，由四行橫柱、四列縱柱共16根柱組成，支撐柱斷面尺寸為70 cm×180 cm和70 cm×100 cm，鍋爐房剖面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 鍋爐房剖面結(jié)構(gòu)

1.2 周邊環(huán)境

3#、4#鍋爐房位于廠區(qū)中部，東側(cè)20 m為需要保留的輸煤廊道，30 m為辦公樓；南側(cè)35 m處有一組與鍋爐房平行的電纜溝需要重點保護，150 m處為龍海鐵路；東南角有一間配電房，距離3#鍋爐房28 m，配電房有1 m部分與3#鍋爐房的東側(cè)支撐柱軸線重疊；西側(cè)30 m外為暫不拆除的5#鍋爐房；北側(cè)5 m為暫不拆的3#、4#機組的煤斗間，拆除環(huán)境較為復(fù)雜(見圖2)。

圖2 周邊環(huán)境

2 爆破方案

根據(jù)鍋爐房自身結(jié)構(gòu)特點和周邊環(huán)境情況，爆破拆除時要求鍋爐房倒塌過程中不能損壞周邊的保留建筑和設(shè)施，確定以下拆除方案：

(1) 對3#、4#鍋爐房采取一次性定向爆破的方法進行拆除。

(2) 提高爆破切口高度，控制鍋爐房的倒塌距離在30 m范圍內(nèi)，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在25 m之內(nèi)。

(3) 對鍋爐房采取微差依次起爆，控制觸地產(chǎn)生的振動速度小于安全允許的最大振動速度。

(4) 為防止后座而損壞保留的煤斗間支撐柱，爆破采取后支撐前移技術(shù)，保證不發(fā)生較大的后座現(xiàn)象。

3 爆破技術(shù)設(shè)計

3.1 倒塌方向的確定

由于周邊環(huán)境條件受限，可供倒塌方向上的距離不足，因此，擬采用提高爆破切口高度對鍋爐房實施定向倒塌爆破，倒塌方向確定為：4#鍋爐房沿縱軸線方向向南倒塌；3#鍋爐房沿對角線向西南方向倒塌(見圖3)。

圖3 倒塌方向

3.2 爆破切口設(shè)計

爆破切口大小、高低位置是鍋爐房能否按設(shè)計方向順利倒塌和控制較小倒塌范圍的重要保證。根據(jù)鍋爐房現(xiàn)有平臺鉆孔施工條件，倒塌方向的前兩排柱采取高切口，在24 m高平臺上設(shè)計爆破切口，使倒向第一排支撐柱的爆高達到26 m，控制鍋爐房的倒塌距離在25 m范圍內(nèi)，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在20 m距離內(nèi)；倒塌方向的后排柱僅爆出一個鉸口，防止鍋爐倒塌過程中后座(見圖1)。倒塌范圍控制在倒塌方向前方25 m，側(cè)面10 m，后方2 m范圍內(nèi)。

3.3 爆高尺寸的確定

鍋爐房立柱爆高根據(jù)計算爆高達到3.3 m時就可以滿足立柱失穩(wěn)條件，為了確保立柱失穩(wěn)并產(chǎn)生足夠的傾倒角度，鍋爐房各排立柱爆破高度參數(shù)見表1。

表1 鍋爐房立柱爆破高度

3.4 爆破參數(shù)選擇

爆破鉆孔使用40 mm鉆頭，炸藥選用乳化炸藥。爆破參數(shù)根據(jù)常用公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，計算所得見表2。

表2 單個鍋爐房爆破參數(shù)

3.5 起爆網(wǎng)路設(shè)計

起爆元件使用半秒塑料導(dǎo)爆管延期雷管(HS2～HS6)，傳爆元件使用毫秒導(dǎo)爆管和四通聯(lián)接件，擊發(fā)元件使用高能起爆器。

為了減輕構(gòu)筑物一次倒地沖擊振動質(zhì)量，同時使構(gòu)筑物各排柱之間的梁、柱在爆破過程中有足夠的時間變形、解體，鍋爐房爆破采用孔內(nèi)半秒微差起爆。

4#鍋爐房按A軸、B軸、C、D軸的順序間隔500 ms起爆，C軸和D軸同時作為支撐軸，同步起爆，確保后側(cè)不產(chǎn)生后座。

3#鍋爐房采取斜線起爆順序，從A軸的①柱至D軸的④柱分4個區(qū)段逐次起爆，每個區(qū)段時差500 ms。具體起爆分段延時時序見圖4。

圖4 起爆順序

4 爆破安全

4.1 爆破振動控制

從構(gòu)筑物的爆破參數(shù)表和分段延時表統(tǒng)計出各段雷管的用藥量如表3所示。

表3 各段雷管爆破藥量

最大一段HS4段單響藥量為75.76 kg,距爆心不同距離質(zhì)點爆破振動速度計算結(jié)果見表4。

表4 不同距離的振動速度

依據(jù)表4，鍋爐房爆破振動不會對周邊需要保護的建筑物產(chǎn)生有害影響。

4.2 塌落振動控制

由于鍋爐房為高大建筑物，爆破使其傾倒時會對地面產(chǎn)生塌落振動，根據(jù)業(yè)內(nèi)估算塌落振動的常用經(jīng)驗公式，不同距離的目標產(chǎn)生的振動速度見表5。

表5 不同距離的塌落觸地振動速度

從計算結(jié)果可分析出，鍋爐房傾倒時的沖擊振動對離其20 m以外的廠房建筑物振動影響較小，不會造成損壞。爆破振動和塌落振動對周邊的建筑物和設(shè)施不會造成有害影響。

4.3 飛石控制

拆除控制爆破無防護條件下個別飛石的最大飛散距離，按經(jīng)驗公式計算為63 m，根據(jù)無防護條件下個別飛石最大飛散距離估算結(jié)果以及周邊環(huán)境復(fù)雜的實際情況，對爆破飛石須采取預(yù)防技術(shù)措施, 加強防護，以減少飛散距離。主要措施是在爆破部位使用草簾、鐵絲網(wǎng)進行外部包裹防護，防護后個別飛散物的飛散距離不會大于30 m，對周圍建筑物不會造成危害。

5 爆破效果

按設(shè)計時差3#、4#鍋爐房間隔500 ms起爆，起爆后鍋爐房爆破切口以上部分整體快速下落，然后是觸地傾倒，鍋爐房的頂部建筑在傾倒中散架垮塌，垮塌過程持續(xù)了10 s。解體非常充分，爆堆最高點約5 m。3#鍋爐房因采取了斜線起爆，鍋爐房整體向縱軸線的右側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)(見圖5)，前方倒塌距離在20 m范圍內(nèi)，達到了預(yù)期目的。4#鍋爐房前方倒塌距離在25 m左右。兩個鍋爐房的后側(cè)沒有發(fā)生后座現(xiàn)象。后方需要保護的建筑完好無損。爆破飛石沒有對周邊的建筑造成任何損壞，爆破振動和塌落振動在辦公樓實測振動速度為1.4 cm/s(距離3#鍋爐房邊緣28 m),符合設(shè)計要求，爆破達到了預(yù)期目的。

圖5 鍋爐房起爆瞬間

[1]史家堉,程貴海,鄭長青.建筑物爆破拆除爆破理論實踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]汪旭光,于亞倫.拆除爆破理論與工程實例[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]韋克武,陸林欣,湯山元,等.混合結(jié)構(gòu)樓房分段連續(xù)定向拆除爆破[J].爆破,2000(03):49-52.

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

[5]楊樹全,文輝軍,朱金華.60 m高風化裂縫磚煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術(shù),2014,14(05):129-130，139.(收稿日期：2016-10-22)

陸林欣(1963-)，男，高級工程師，主要從事爆破工程技術(shù)及管理工作，Email：2960236355@qq.com。