2座钢筋混凝土烟囱定向爆破.pdf

第2 7 卷第4 期 2 0 1 0 年1 2 月 爆破 B L A S T I N G V b l ．2 7 N o ．4 D e e ．2 0 l O 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 0 ．0 4 ．0 2 3 2 座钢筋混凝土烟囱定向爆破 王缪斯1 , 2 ，张义平1 ”，池恩安1 , 2 , 3 ，张修玉k 2 1 ．贵州大学矿业学院，贵阳5 5 0 0 0 3 ；2 ．贵州非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵阳5 5 0 0 0 3 ； 3 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 摘要介绍了用控制爆破技术拆除2 座钢筋混凝土烟囱的成功实例。论述了爆破切口设计、爆破参数的 确定、顸处理以及减振措施等相应内容。严格的按爆破设计方案施工，最终达到预期的爆破效果。 关键词烟囱爆a t ；定向倒塌；设计参数 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码B文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 0 0 4 0 0 8 8 0 3 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 fT w oR e i n f o r c e d C o n c r e t eC h i m n e y s W A N GM i a o - s i l ，一，Z H A N GY i - p i n 9 1 ”，C H IE n ．a n l ’2 ⋯，Z H A N GX i u - y u l 2 1 ．C o l l e g eo fM i n g ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a ； 2 ．G u i z h o uK e yL a b o r a t o r yo fC o m p r e h e n s i v eU t i l i z a t i o no fN o n m e t a l l i cM i n e r MR e s o u r c e s ， G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a ；3 ．S c h o o lo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t a lE n g n e e r i n g ， W u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eS U C C E S SC J B L S eo fc o n t r o l l e de x p l o s i v ed e m o l i t i o no ft w om i n o r e dc o n c r e t ec h i m n e y si si n t r o d u c e d ， i n c l u d i n gt h ed e s i g no fb l a s tc u t ，d e t e r m i n a t i o no fb l a s tp a r a m e t e r s ，p r e t r e a t m e n ta n dv i b r a t i o na b s o r p t i o na n do t h e r s ． T h ec o n s t r u c t i o ni ss t r i c ti na c c o r d a n c ew i t ht h ed e s i g ni no r d e rt oa c h i e v et h ee x p e c t e de f f e c t ． K e yw o r d s c h i m n e yb l a s t i n g ；d i r e c t i o n a lc o l l a p s e ；d e s i g np a r a m e t e r 0 引言 由于烟囱重心高，底部支撑面积小的特点，爆破 时定向倒塌的精度较差，所以烟囱在控制爆破中倒 塌方向一般偏差5o 左右是比较常见的。但是，在 环境苛刻的条件下爆破拆除烟囱时，如何做到倒塌方 位精确和防止后坐，避免意外，对爆破施工的技术设 计提出了更高的要求。贵州水城钢铁厂在技改时有 2 座烟囱需要拆除，因环境复杂，施工工期紧迫，选择 爆破方法拆除，爆破作业难度很大。在设计爆破方案 收稿日期2 0 1 0 0 5 一1 0 作者简介王缪斯 1 9 8 6 一 ．男。硕士研究生，贵州大学矿业学院 2 0 0 9 级研究生，主要从事爆破方向研究，E m a i l w a n g m i a o s i 1 2 6 ．c o l n o 时，采取了有效的措施，精心设计，精确计算，认真组 织施工，使这次高难度的定向控制爆破，倒塌方位精 确、没有后座，未对周围环境造成任何不良影响。 1 工程概况 l 号6 0m 烟囱东面3 0m 处有构筑物，南面 1 0m 处有待拆除构筑物，西面1 0m 处有待拆除构筑 物，北面1 0 0m 内为荒山坡。1 号烟囱高6 0m ，地坪 处外直径为7 ．2m ，筒身及基础材料为砼2 0 0 。，内衬 用7 5 ’普通粘土砖，2 5 。水泥石灰砂浆砌筑。烟囱高 程0 ．5 1 0 ．5m 处，壁厚为2 5 0m i l l 、隔热层厚 5 0m m 、内衬厚2 4 0m i l l 。2 号6 0m 烟囱东面3 0m 处有待拆构筑物，南面1 0m 处有待拆除构筑物，西 面1 5m 处有构筑物，北面2 5m 处有构筑物。2 号 万方数据 第”卷第4 期王缪斯，张义平，池恩安，等2 座钢筋混凝土烟囱定向爆破 8 9 烟囱高6 0m ，地坪处外直径为7 ．2m ，筒身及基础材 料为砼2 0 0 。，内衬用7 5 。普通粘土砖，2 5 。水泥石灰砂 浆砌筑。烟囱高程0 ．5 1 0 ．5m 处，壁厚为 2 5 0m m 、隔热层厚5 0m m 、内衬厚2 4 0m m 。如图l 、 图2 所示。 图11 号、2 号烟囱立面图 图21 号、2 号烟囱拆除工程四邻环绕平面 示意图 单位m 3n l ，中间开2n l x 3m 的定向窗，如图3 所示。 定 一 1 0 ．8 2 ／疋I ⅡJ 团一 ≯ 一 ／ 一 艾爿 ， p 2 ．O 1 3 ．8 2 图3 烟囱爆破缺口展开示意图 单位n 1 窗 缺口高度 Ⅳ 是烟囱拆除爆破设计的重要参 数，据类似工程经验，实取H 3 ．0m 。缺口位置 0 ．5 一 3 ．5n l 。 2 ．3 爆破参数 孔径西 4 0n l r n ；壁厚B 2 5c m ；孔深L 0 ．6 7 B 1 6 ．7 5c m ，取1 7e m ；孔距a 1 ．2 L 2 0 ．4c m ，实取 2 0e m ；排距b 0 ．8 口 1 6m ，实取1 6c m ；单耗 q 50 0 0g ／m 3 ；单孔装药量q q a b B 4 0g ， 实取4 0g 。采用梅花形布孔方式，扣除定向窗面积， 1 号、2 号烟囱爆破缺口内混凝土部分 开定向窗的 炮孔除外 布孔9 0 2 个，用2 。岩石乳化炸药3 6 ．0 8k g ， 在每孔内装l 发雷管，共用非电毫秒延期导爆管雷管 孔内 9 0 2 发。 2 ．4 爆破网路 网路采用交叉复式爆破网路，烟囱孑L 内装l l 段 非电雷管，烟囱f L J l “ 用l 段和5 段非电雷管联接。两 烟囱间用1 l 段非电毫秒雷管延时。起爆顺序为先 1 号6 0m 烟囱，后2 号6 0m 烟囱，在起爆点用M F D - 1 0 0 起爆器击发电雷管进而引爆导爆管雷管。 2 爆破方案选择3 爆破安全 2 ．1 倒塌方向的选择 根据现场勘测和四邻环境及清渣条件决定引 1 号6 0m 烟囱向西定向倒塌、2 号6 0m 烟囱向东定 向倒塌爆破技术方案，倒塌场地为8 0m 5 01 1 1 。 2 ．2 爆破切口的形状、高度及尺寸 根据有关资料，本次烟囱爆破拟采用梯形爆破 缺口，两侧和中心开定向窗。 缺V I 圆心角直接决定切口展开长度，决定了倾 覆力矩的大小。缺口偏长，倾覆力矩偏大，绞支易于 破坏，不利于烟囱的平稳倒塌。爆破缺口的长度是 以烟囱的重力引起截面弯矩应等于或稍大于预留支 撑截面极限抗弯距为主要依据来确定的∞] ，本工程 依据类比法取爆破缺口圆一t L , 角为2 2 0 。。 烟囱缺口中心截面处的简体周长为2 2 ．6 1l l t l 。 缺口圆心角为2 2 0 。，缺口底部展长1 3 ．8 2m 。顶部 取1 0 ．8 2m 。根据烟囱的结构特点和倒塌方向控制， 缺口两侧预开三角形定向窗，定向窗底长1 ．5m ，高 烟囱拆除爆破时产生的有害效应主要有J 爆 破振动、触地振动、爆破飞石、爆破冲击波和噪音，它 们不可避免地随着爆破作用而产生，但是有害效应 的大小是可以通过控制爆破技术来控制的，本文对 爆破振动给予说明。 3 。1 爆破地震效应校核 本次爆破的所有药包均布置在烟囱的内部，地 震波的产生是各个分散药包产生的爆轰波通过烟囱 传递给基础，然后由基础传到地下而产生的。在波 所传播过程中，只有透过基础介质的波才能形成地 震波，因此地表上的拆除爆破产生的地震效应与其 它类型爆破产生的地震效应不同，拆除爆破的地震 效应衰减较快，而且本次爆破采用的钻孔设备打出 的炮孔孔径为击4 0n l l n ，药卷直径咖3 2m m ，其装药 结构为不耦合装药，也就延长了爆炸压力的作用时 间，相应地降低爆轰波的峰值压力进而降低了地震 效应。以2 号烟囱进行安全验算。 万方数据 爆破2 0 1 0 年1 2 月 根据公式V k ．后 ；／Q ／a 4 式中y 为介质质点的振动速度。按照G B 6 7 2 2 2 0 0 3 爆破安全规程取周边设施最大允许振动速 度取为2c m ／s ；R 为爆点至测点最近距离，2 号烟囱 距构筑物安全距离为R 2 5m 左右；后、a 为与爆破 地质条件等有关的系数，根据贵阳及其它地区爆破 拆除的成功经验，经过类比，取k 1 5 0 ，a 2 ；Q 为 炸药量，控制2 号烟囱的一次最大起爆药量 Q 1 5 ．3 5k g ；k 。为修正系数，跟爆破方式有关的系 数，临空面凡l 时取1 ，，l 2 时取0 ．5 本次烟囱爆破 临空面，l 2 ，k l 取为O ．5 。即y 一0 ．7 3c m ／s 2c m ／s 。 可见爆破时产生的振动能够满足安全要求，远 远小于普通构筑物爆破安全振动标准。 3 ．2 触地振动控制 在烟囱倒塌范围内，2 0 一7 0 ] f i l l 处，每隔1 0r a 用 沙袋设置一道减振墙，长度为1 0m ，宽度为lm ，高度 为0 ．5m 。在8 0m 处用沙袋设置一道长度为1 0m ， 宽度为2m ，高度为0 ．5m 的墙，防止烟囱冒前冲。 4 爆破效果 2 0 0 9 年1 2 月7 号下午5 点准时起爆，烟囱的 倒塌轴线与设计的倒塌轴线基本重合，对周围的建 筑物和所要保护的传送带没有影响，爆破拆除烟囱 取得了圆满的成功。为后续的施工赢得了充足的时 间，厂方非常满意。 5 体会 钢筋混凝土烟囱采用定向倒塌爆破技术，首先 要保证倒塌方向的准确性，对切口圆心角的大小、切 I I 高度以及起爆网路和延期时间要作严格的设计， 应根据烟囱本身的结构、周围环境，并结合同类工程 的成功实例作为选取依据；采用沙堆间隔条形减振 体能起到很好的减振效果；把爆破切口范围内外侧 的钢筋应预先人工剔出并在爆破前割断，爆破效果 要比没有割断钢筋的效果好。 参考文献 [ 1 ] 张明生，刘雪娇．苛刻条件下烟囱的控制爆破[ J ] ．爆 破，2 0 0 5 ，2 2 2 7 9 - 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