顺德五沙德胜电厂120m烟囱定向爆破拆除.pdf

第3 3 卷第3 期 爆破 V 0 1 ．3 3N o ．3 2 0 1 6 年9 月B L A S T I N G S e p ．2 0 1 6 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 1 7 顺德五沙德胜电厂1 2 0m 烟囱定向爆破拆除 邢光武，张j l 龙，姬震西 广东中人集团建设有限公司，广州5 1 0 5 1 5 摘要 某1 2 0m 钢筋混凝土烟囱待爆破拆除，其东侧6 0m 和南侧2 1m 有高压线路，南侧4 1m 有厂房， 北侧8m 有一座待拆旧厂房。设计布置了一个爆破切口，切口高度3 ．2m ，切口圆心角2 2 5 。；在切口两侧对 称预开3 ．0m 3 ．2m 三角形定向窗；在切口中心预开3 ．0m 3 ．2m 减荷槽。共布置炮孔3 2 4 个，总装药 5 8 ．3 2k g ，分2 段延迟起爆，总延迟时间2 1 0m s 。为防止烟囱爆后下坐，爆破前采用砖块水泥砂浆将东侧出 灰1 2 砌筑。为减小拆除爆破危害，采用3 道减振堤降低振动；采用稻草帘、竹笆、钢丝网、双层密目安全网等 措施防止飞石危害；采用消防车洒水进行爆后降尘。爆破后，烟囱按设计方向倾倒落地，无后坐与下坐；倒塌 长度约1 1 5m ，爆堆高度约3m ，无飞石，二次飞溅最大距离约2 0m ，南侧4 1m 处振动监测最大值1 ．2 1c m ／s ， 对周围环境设施没有影响。 关键词1 2 0m 烟囱；爆破拆除；定向窗；减荷槽 中图分类号T U 7 4 6 ．5 文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 6 0 3 0 0 9 2 0 4 D i r e c t i o n a lE x p l o s i v eD e m o l i t i o no f1 2 0m C h i m n e y i nD e s h e n gP o w e rP l a n ti nS h u n d e X I N GG u a n g 训“，Z H A N GB e i l o n g ，J lZ h e n x i G u a n g d o n gZ h o n g r e nG r o u pC o n s t r u c t i o nC oL t d ，G u a n g z h o u5 10 515 ，C h i n a A b s t r a c t A1 2 0mr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e yn e e d se x p l o s i o nd e m o l i t i o n ，w h i c hl o c a t e da t6 0me a s tt o h i g h v o l t a g el i n ea n d2 1ms o u t ht oah i s hv o l t a g el i n e ，4 1 ms o u t ht oaw o r k s h o p ，a n d8 mn o r t ht oa l lo l df a c t o r yb u i l d i n g ．A b l a s tc u tW a ss e tu pw i t ht h eh e i g h to f3 ．2m e t e rw i t ht h ec e n t r a la n g l e2 2 5 0 ．At r i a n g l ed i r e c t i o n a lw i n d o ww i t h3 ．0m 3 ．2mw a sa r r a n g e db i l a t e r a l l ys y m m e t r yo fi n c i s i o n ．Al o a dr e d u c i n gg r o o v ew i t h3 ．0m3 ．2mw a ss e tu pi nt h ec e n t e r o ft h ec u t ．3 2 4b l a s th o l e sa n dt o t a le x p l o s i v e5 8 ．3 2k gw e r ei n i t i a t e db yt w od e l a y e di n t e r v a l sw i t h2 1 0m s ．I no r d e rt o p r e v e n tc h i m n e ys i t t i n gd o w na f t e rb l a s t i n g ，t h eb r i c k sm a s o n r yc e m e n tm o r t a rw a ss e to nt h ea s hm o u t ha tt h ee a s ts i d e b e f o r eb l a s t i n g ．T or e d u c et h ed e m o l i t i o nb l a s t i n gh a r m ，t h r e ea n t i - 6 b r a t i o nd a m sw e r et a k e nt or e d u c ec o l l a p s i n gv i b r a - t i o n ．T h es t r a ws h a d e ，b a m l 0 0b a s k e t r y ，b a r b e dw i r e ，d o u b l el a y e rm e s hn y l o nn e t sa n do t h e rm e a s u r e sw e r eu s e dt o p r e v e n tt h ef l y r o c k ．I na d d i t i o n ，t h ef i r ef i g h t i n gv e h i c l eh e l p e dt op r e v e n td u s ta f t e rb l a s t i n g ．F i n a l l y ，t h ec h i m n e yc o l l a p s e do nt h eg r o u n da c c o r d i n gt ot h ed e s i g n e dd i r e c t i o na f t e rb l a s t i n g ，w i t h o u ts i tb a c ko rs i td o w n ．M e a n w h i l e ，t h e b l a s t i n gc o l l a p s el e n g t hW a sa b o u t11 5m a n dt h eb l a s t i n gp i l eh e i g h tW a s3mo rs o ．T h em a x i m u mb l a s t i n gv i b r a t i o n m o n i t o r e dw a s1 ．2 1c m ／so nt h es o u t h4 1ma n dn od a m a g ee f f e c tW a sm a d eo nt h es u r r o u n d i n g s ． K e yw o r d s 12 0m c h i m n e y ；e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；d i r e c t i o n a lw i n d o w s ；l o a dr e d u c i n gg Y o o v e 收稿日期2 0 1 6 0 6 2 4 作者简介邢光武 1 9 6 5 一 ，男，高工、学士，主要从事爆破工程及安 全技术方面的实践及研究工作， E - m m l 4 5 7 9 4 1 5 5 3 q q ． c o r n o 1 项目概况 1 ．1 烟囱结构特点 待拆除烟囱，高度1 2 0I n ，钢筋混凝土结构，烟 万方数据 第3 3 卷第3 期邢光武，张北龙，姬震西顺德五沙德胜电厂1 2 0m 烟囱定向爆破拆除 9 3 囱总质量约4 0 0 0t 。烟囱筒身，自下而上，0 ．0 0 ～ 3 5 ．0 0 m 为C 2 5 混凝土， 3 5 ．0 0 一 1 2 0 ．0 0m 为 C 2 0 混凝土；0 ．0 0 一 1 4 ．0 0m 范围内钢筋主筋 为币2 5 2 0 0 ，外侧水平钢筋为咖2 0 1 5 0 ，内侧 水平钢筋为西1 2 1 5 0 。 烟囱底部，东、西侧分别有一个2 ．1 0m 2 ．1 0m 出灰口，烟囱底部外径1 2 ．0 0m ，壁厚 0 ．4 5m 。烟囱筒身底部 2 ．1 0 一 5 ．0 0m 有1 个钢 制漏斗，漏斗上口宽3 ．4 9m ，下口宽0 ．6 0m 。烟囱 底部0 ．0 0 一 5 ．0 0m 处无内衬， 5 ．0 0 ～ 1 2 0 ．0 0m 烟囱内衬厚度0 ．2 5m 。 烟囱顶部外径8 ．2 6m ，壁厚0 ．4 5m ，烟囱头部 1 1 9 ．6 0 ～ 1 2 0 ．0 0m 有铸铁板包覆，铸铁板厚度 1 0m m o 1 ．2 爆破环境 待爆破拆除的1 2 0m 烟囱位于顺德五沙镇德胜 电厂内，烟囱东侧2 0 0m 范围为空地，距烟囱6 0m 有高压线路；南侧4 1m 有厂房，距烟囱2 1m 有高压 线通过，高压线高度1 1m ，南侧2 0 0m 处有正在运 行的电厂主控车间；西侧2 0 0r a 处有厂房，距烟囱根 部中心7 0m 有南北方向地下电缆沟；北侧8I l l 为一 座待拆旧厂房，爆破环境比较复杂，参见图1 。 北 f 地 图1 爆破环境示意图 单位m F i g ．1S u r r o u n d i n go ft h ec h i m n e y u n i t m 2 工程难点 1 待爆破拆除烟囱东、南侧均有高压线，需保 证爆破飞石及冲击波不影响输电线路的安全。 2 南、北侧厂房距离较近，厂房内的设备尚未 搬迁，需防止爆破振动、塌落振动及飞石对厂房及设 备造成影响。 3 爆破时电厂主要生产机组不停机，需控制 爆破振动、塌落振动，保证生产线及主控车间设备生 产运行不造成意外停机。 4 由于环境复杂，需要采取严密防护措施，保 证爆破作业时不产生飞石危害’2 1 。 5 烟囱上部质量大，重心较高，需要采取有效 措施减小塌落振动，防止塌落振动对西侧地下电缆 沟、南侧主控车间设备及生产机组运行造成影响。 3 总体爆破方案 采用定向爆破拆除方案，在烟囱底部布置一个 爆破切口，向正西方向定向倾倒。 爆破时对爆破切口进行严密防护，并采用减振 堤等安全措施，严格控制爆破个别飞散物及爆破振 动等有害效应。 4 爆破切口及爆破参数 4 ．1 爆破切口布置 1 切口形式 为确保倒塌方向的准确性，采用正梯形切口，梯 形底角为4 6 ．8 0 ，爆破切口圆心角为2 2 5 0 。 2 切口高度日 H 1 ．5 ～5 B 式中B 为烟囱壁厚，本烟囱曰为0 ．4 5m ，计算得切 口高度H 0 ．6 8 ～2 ．2 5m 。根据类似爆破拆除实践 经验，选取切口高度H 3 ．2m 。 3 切口长度三 爆破切口底长厶 2 2 5 。／3 6 0 0 X1 2 3 ．1 4 2 3 ．5 5m 爆破切口顶长￡2 L 1 2 3 ．0 1 7 ．5 5m 4 定向窗及减荷槽 在爆破切口两侧对称预开一对减荷定向窗，定 向窗为直角三角形，宽3 ．0m ，高3 ．2m 。以烟囱倒 塌中心线为中心预开一个3 ．0m 3 ．2m 的中心减 荷槽。定向窗、中心减荷槽和切口的底部在同一水 平上。爆破切口底部标高为 0 ．5 0m ，顶部标高为 3 ．7 0m ，参见图2 。 倒塌t D 线 图2 爆破切口展开示意图 单位m F i g ．2 D i a g r a mo ft h eb l a s tc u t u n i t m 4 ．2 爆破参数 爆破参数见表1 。 万方数据 爆破 2 0 1 6 年9 月 表1 爆破参数表 T a b l e1 B l a s t i n gp a r a m e t e r s 5 预处理 1 爆破前预先用轻型切割机进行预处理，在 切口两侧对称布置1 个宽3 ．0m ，高3 ．2m 的减荷 定向窗，在切口的倒塌中心线布置1 个3 ．0m 3 ．2m 的中心减荷槽，以利于烟囱沿设计方向准确 倒塌。 2 烟囱底部钢制漏斗和井字棵以及与烟囱相 连的废旧梯子采用人工进行预拆除。 3 用砖块配水泥砂浆将东侧出灰口砌筑并达 到足够强度后再实施烟囱爆破拆除。 6 起爆时差及网路 爆破切口中部、两侧分别采用M S - 3 、M S - 5 段毫 秒延期导爆管雷管，最大段起爆药量3 0k 。 炮孑L 使用1 发M S - 3 、M S - 5 段毫秒延期导爆管 雷管作为起爆雷管，孔外采用大把抓 簇联 ，每 1 0 ～1 5 根导爆管为l 把，用2 发M S ．3 段导爆管雷 管连接，连接处用电工胶布包扎好，用导爆管引至起 爆站，用起爆器击发起爆。爆破总延迟时间为 2 1 0m s 。 7 爆破安全 7 ．1 烟囱稳定性校核 烟囱预处理后，经计算爆破切口底部筒壁支撑 面积为S 1 2 ．4 2n 1 2 ，而烟囱自重P 40 0 00 0 0k g ， 计算得烟囱荷载在切口底部剩余支撑筒壁上产生的 压应力 6 P ／S 40 0 00 0 0 ／1 2 42 0 0 3 2 ．2 1k g ／c m 2 3 ．2 2 lM P a 混凝土抗压强度6 ， 2 5M P a ，远大于压应力最 大值3 ．2 2 1M P a 。因此，预处理后烟囱不会因载荷 作用而使剩余支撑筒壁压溃而坍塌。 7 ．2 爆破振动安全校核 根据爆破安全规程“ 1 G B 6 7 2 2 - - 2 0 1 4 ，爆 破振动中分量最大、破坏力最大是垂直振动速度K V 0 ．3 K Q Ⅳ3 ／R 。 式中Q 为允许的一次齐爆药量，k g ；R 为保护目标 到炸点中心的距离，i n ；V 为质点垂直振动速度， c m ／s ；K 为与爆破地质、地形有关的系数；O t 为爆破 地震波衰减指数。 本工程取Q 3 0k g 、R 4 1n l 、K 1 5 0 、a 1 ．5 ，代人公式计算得V 0 ．9 4c m ／s ，小于国家标准 允许振速2 ．0c m ／s 。 7 ．3 塌落振动校核 烟囱倒地时对地面的冲击将产生较大振动，按 建筑物塌落振动经验公式【4 1 K K l [ 肜 M g H ／o r Ⅳ3 ] 4 式中K 为塌落振动速度，c m ／s ；K 、届为衰减参数， 一般K 3 ．3 7 ～4 ．0 9 ，取中间值3 ．7 3 ；／3 一1 ．6 6 ～ 一1 ．8 0 ，取中间值一1 ．7 3 ；M 为建筑物质量，t ；日为 建筑物质心高度，m ；盯为介质的破坏强度，M P a ，取 1 0M P a ；R 为冲击地面中心到建筑物的最近距离， m ；g 为重力加速度，取9 ．8m ／s 2 。本工程冲击地面 中心到南面建筑物的最近距离取4 1I n ，烟囱质量约 4 0 0 0t ，重心高度约4 5i n 。 经计算塌落振动速度为5 ．7 9c m ／s ，需要采取 措施降低烟囱倒塌引起的触地振动。 7 ．4 爆破飞石距离 个别飞石的飞散距离可根据无覆盖条件下，飞 石与炸药单耗的关系按经验公式R ， 7 0 F ’5 3 计 算。本工程K 2 ．5k g ／m 3 ，计算得尺， 11 3 ．8n l ，需 采取措施防止飞石危害。 7 ．5 爆破安全措施 7 ．5 ．1 飞石安全防护措施 烟囱爆破切口范围内采用5 层防护，由内至外 依次采用稻草帘、竹笆、钢丝网、双层密目安全网进 行防护，防止切口爆破飞石对人员、高压线及其它环 境设施造成伤害。 7 ．5 ．2 塌落振动防护措施 经计算塌落振动速度为5 ．7 9c m ／s ，为降低烟 万方数据 第3 3 卷第3 期邢光武，张北龙，姬震西顺德五沙德胜电厂1 2 0m 烟囱定向爆破拆除 9 5 囱塌落触地引起的振动，在烟囱方向一侧，垂直倒塌 中心线，与烟囱根部中心距离4 0 ．0m 、7 0 ．0m 、 1 0 0 ．0m 处分别用沙包垒砌3 道减振堤，减振堤长 3 0 ．0m ，高2 ．0m 、宽3 ．0m 。烟囱爆破后倒落在减 振堤上，有效降低烟囱倒塌触地振动∞1 ，防止塌落 振动对地下电缆沟、南侧主控车间设备及生产机组 运行以及其它设施造成影响。 7 ．5 ．3 防雷电、防旱爆技术措施 采用非电毫秒导爆管起爆网路，对雷电和早爆 事故有很好的预防作用。 7 ．5 ．4 防止烟囱下坐安全防护措施 定向倒塌过程时间，对防止烟囱爆后下坐有积极 作用。 3 烟囱支撑部的出灰口在预处理时用砖块水 泥砂浆砌筑并养护至足够强度，增强了支撑部强度， 是防止烟囱下坐的重要手段。 4 在垂直于烟囱倒塌方向的地面布置多道减 振堤，塌落振动降低约7 9 ％，起到了明显的减振效 果，也防止了烟囱碎渣的二次飞溅。 5 爆破拆除采用消防车洒水降尘，可以取得 较好的降尘效果。 为了确保烟囱能有较精确的倒塌角度，防止下 参考文献 R e f e r e n c e s 坐是重要的手段之一。为了保证高耸建筑物不后 [ 1 ] 史家靖，程贵海，郑长青．建筑物爆破拆除理论与实践 坐，加强切1 3 爆破之后支撑部受压部分的抗压强度 [ M ] ．I L V ．中国建筑工业出版社，2 0 1 0 ． 使其能够支撑烟囱上部的总重量。为增强支撑部强 [ 2 ] 崔雪姣，朱锴嘉，康强．拆除爆破工程项目管理现状 度，预处理时用砖块配合水泥砂浆将东侧出灰I I 砌及改进方法探析[ J ] ．爆破，2 0 1 5 ，3 2 2 1 5 2 1 5 5 ． 筑并养护至足够强度。 [ 2 ] C U IX u e - j i a o ，Z H UK a i - j i a ，K A N GQ i a n g ．D i s c u s s i o na n d 7 ．5 ．5 降尘措施 a n a l y s i so fc u r r e n ts i t u a t i o na n di m p r o v e m e n tm e t h o d so f 爆破烟囱倒地1m i n 内，采用消防车在爆堆侧 e x P l 。s i V ed e m o l i t i 。np r o j e c t sm a n a g e m e n ‘EJ ] B l a s ‘i n g ， 面2 5m 以外，对爆堆进行喷水降尘‘6 1 。 2 叭5 ，3 2 2 1 5 2 - 1 5 5 ． i nc h i n e 8 8 【3 ]中国工程爆破协会．G B 6 7 2 2 _ 2 0 1 4 爆破安全规程 8 爆破效果 [ s ] ．北京中国标准出版社，2 0 1 4 ． 『3 ]C h i n aS o c i e t yo fE n g i n e e r i n gB l a s t i n g ．G B6 7 2 2 _ 2 0 1 4 2 0 1 6 年1 月2 1 日下午3 3 0 时，在进行安全警 s 小t y 陀g u l a t ；。nf o rb 孟t i n g [ ；] ．B e i j i 二c h i n as t a n d 盯d 。 戒2 5 0m 确认环境安全之后，对烟囱实施爆破拆除。 P m 。。．2 0 1 4 ． i nC h i n e s e 爆破后，烟囱沿着预定正西方向精准定向倾倒，烟囱 [ 4 ] 周家汉．爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[ J ] ． 落地最远点约1 1 5m ，爆堆高度约3m ，烟囱中部先 工程爆破，2 0 0 9 ，1 5 1 1 ．4 ． 触地，烟囱中部至烟囱头部裂成8 块，烟囱没有后[ 4 ] Z H O UJ i a ．h a n ．D i s c u s s i o no nc a l c u l a t i o nf o r m u l ao fc 0 1 ． 坐，切1 3 无飞石，烟囱落地二次飞溅控制在2 0m 内，l a p s i n g v i b r a t i o n v e l o c i t yc a u s e db yb l a s t i n gd e m o l i t i o n 爆破拆除取得圆满成功。经现场测振，测得靠近烟 [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 0 9 ，1 5 1 1 - 4 ． i nC h i ’ 囱根部4 1m 的南面厂房墙外地面测点的爆破垂直 n e s e 振动最大值为1 ．2 1c I n ／s ，水平振动最大值为 [ 5 ] 雷振，章征成，宋文峰，等两座8 5m 钢筋砼烟囱同 0 ．9 8c I n ／s ；距离烟囱落地点垂直距离1 0 0m 、距烟 时爆破拆除振动研究[ J ] - 爆破，2 0 1 4 ，3 1 4 9 2 。9 5 ， 囱根部直线距离1 4 2m 的地面垂直振动最大值为 [ 5 ] L E Iz h e n ，z H A N Gz h e n g ．c h e n g ，s o N Gw e n ．f e n g ，e ta 1 ． 0 9 1c m ／s 。爆破拆除对周围环境不造成有害影响， R 。。e 眦h 。nv i b r a t i o nc a u s e db yd e m o l i s h i n go ft w 08 5 爆破作业不影响电厂的正常生产。 m e t e r sR e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e y [ J ] ．B 1 a s t i n g ，2 0 1 4 ， 9 经验体会 ㈨釜墨尘9 ，刘2 - 9 学5 裂i ≤ 荔m 高烟囱防尘定向爆 1 在烟囱切口两侧对称预开定向窗，在切口破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 2 ，2 9 1 8 4 ．8 6 ． 中心预开减荷槽，对烟囱的准确定向起到了关键[ 6 ] F A NX u e - c h e n ，L I UX u e q i n g ，J IZ h e n ，e ta 1 ．D e m o l i t i o n 作用。 o fa4 5m h i g hc h i m n e yb yd i r e c t i o n a la n dd u s t p r o o fb l a s ‘ 2 在烟囱切口中心预开减荷槽，缩短了烟囱t i n g [ J ] B l a s t i n g ，2 0 1 2 ，2 9 1 8 4 - 8 6 i nC h i n e s e 万方数据