80m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除.pdf

第2 7 卷第2 期 2 0 1 0 年6 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7 N o ．2 J u n ．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 2 ．0 1 7 8 0m 高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除 付武1 ，王健1 ，王金生1 ，李文全2 ，王永武3 1 ．6 5 0 6 6 部队，大连1 1 6 1 0 0 ；2 ．大连市开发区开盛爆破公司，大连1 1 6 6 2 0 ； 3 ．大连市公安局保安公司，大连11 6 0 0 0 摘要介绍了1 座8 0m 高的钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除的设计及施工技术，以爆破缺口设计为重点， 阐述了爆破的炮孔布置、孔网参数、药量计算、起爆网路以及安全防护措施等，为类似工程爆破设计提供参 考。 关键词钢筋混凝土；烟窗；定向爆破 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 0 0 2 0 0 6 5 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 f8 0mR e i n f o r c e dC o n c r e t eC h i m n e y F UW u l ，W A N GJ i a n l ，W A N GJ i n ．s h e n 9 1 ，L IW e n ．q u a n 2 ，W A N GY o n g ．W U 3 1 ．6 5 0 6 6 u n i t ，D a l i a n1 1 6 1 0 0 ，C h i n a ；2 ．D a l i a nK a i s h e n gB l a s t i n gE n g i n e e r i n gC o m p a n y ， D a l i a n1 1 6 6 2 0 ，C h i n a ；3 ．D a l i a nP o h c eS t a t i o nS e c u r i t yC o m p a n y ，D a l i a n1 1 1 6 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h ed e s i g na n dc o n s t r u e t i o no fd i r e c t i o i n a le x p l o s i v ed e m o l i t i o no f8 0mr e i n f o r c e dc o n c r e t ec h i m n e y W qi n t r o d u c e d ，f o c u so nb l a s tc u td e s i g n i n g ，t h eo t h e rp a r a m e t e r so fb o r e h o l e sp a t t e m ，c h a r g ea m o u n t ，f i r i n gc u r e t t i t a n ds a f e t yp r o t e c t i o nw e r ea l s oi n t r o d u c e df o rd e s i g no fs i m i l a rb l a s t i n ge n g i n e e r i n g ． K e yw o r d s r e i n f o r c e dc o n c r e t e ；c h i m n e y ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g 1工程概况 为了响应国家节能减排的号召，大连市盛富有 限公司厂区内有1 座8 0m 高的钢筋砼烟囱需要爆 破拆除。由于烟囱年代久远建造图纸丢失，导致该 烟囱建造年代、高度不详。经现地实测烟囱总高为 8 0m ，烟囱底部外径5 ．8m ，内径5 ．2m ，地坪1 ．8m 以下壁厚O ．7 5m ，地坪1 ．8m 以上壁厚0 ．3m ，其内 部有1 层钢筋网，钢筋直径西2 2 ，钢筋网格间距 0 ．1 5m ，烟囱自重7 5 0t ，重心高度3 0m 。烟囱的东 侧5m 为待拆厂房，西侧9m 处为4m 高围墙，围墙 收稿日期2 0 1 0 一o l 0 5 作者简介付武 1 9 5 8 一 ，男，沈阳军区综合训练基地高级爆破工 程师。学士，研究方向岩石爆破、拆除爆破，E - m a i l w a n g j i a n 2 6 5 4 y a h o o ．C l l o 通讯作者王健 1 9 8 1 一 ，男，沈阳军区综合训练基地爆破中级讲 师，学士，研究方向拆除爆破，E - m a i l w a n g i i a n 2 6 5 4 y a h o o ．c n o 西侧3m 处为俯家名都居民楼，南侧6 0m 处为空 地，北侧有4 3m 宽、长2 0 0m 的空地。倒塌轴线方 向东侧3 4m 处为大连盛富有限公司厂房。烟窗周 围环境如图1 所示。 2 爆破方案设计 2 ．1 烟囱的倒塌方向 根据烟囱周围环境情况，烟囱的正北方有较大 的塌空间，考虑到烟囱现高为8 0m ，倒塌长度按烟 囱高度的1 ．2 倍计算，确定倒塌长度为9 6m 。倒塌 宽度按烟囱最大直径的3 倍计算，确定倒塌宽度为 1 8m 。现场倒塌空间足以满足以上参数需要，所以 设计烟囱朝向北方倒塌。 2 ．2 ．烟囱爆破缺口形式和位置 根据以往的烟囱拆除经验，此次爆破选择正梯 形缺口。由于烟囱底部1 ．8m 以下壁厚为O ．7 5m ， 万方数据 爆破2 0 1 0 年6 月 1 ．8m 以上壁厚为0 ．3m 。为减少钻孔工作量、炸药 火具消耗及控制爆破振动，决定缺口高度设在烟囱 底部正北侧1 ．8m 以上位置。如图2 所示。 开阔地 道路 防冲墙 嗣 3 2 倒 塌 ％1 薰减振墙 3 淘 线 大 连 盛 富 有 限 公 司 厂 房 图l 烟囱周围环境平面图 单位m 图2 爆破缺口形式和位置 单位m 2 ．3 对应圆心角度 口 爆破缺口圆心角是烟囱爆破的重要参数，其值 大小对烟囱爆破倾覆态势、平稳程度、扭折、后坐等 至关重要⋯。根据钢筋混凝土烟囱爆破失稳状态 数据分析研究，临界圆心角为a 2 1 5 0 。考虑到本 烟囱为高、重烟囱及其特殊结构，为保证其倾覆过程 平稳、防止后坐等，圆心角取a 2 2 0 0 。 2 ．4 爆破缺口长度 L L 2 2 0 0 ／3 6 0 0 霄D 2 2 0 ／3 6 0X3 ．1 4 5 ．8 1 1 ．1 3m ，取L 1 2m 。通过计算爆破缺口的长度 L 为烟囱周长的0 ．6 1 倍，可使烟囱重心失去平 衡。如图2 所示。 2 ．5 爆破缺口高度 根据烟囱8 0m 和钢筋砼结构特点，缺口高度按 h 4 6 计算，h 4 0 ．3 0 1 ．2m 。 2 ．6 定向窗 为控制缺口爆破作用范围，确保烟囱沿轴线方 向准确倒塌，防止出现后座现象，爆破前在爆破缺口 采用了预开定向窗措施一是在烟囱的缺口范围两 侧各开1 个1 ．2 5m 长、1 ．2m 高的三角形定向窗， 来控制缺口的破坏作用范围；二是在倒塌方向轴线 中心的窗口部位开1 个高1 ．2m 宽1 ．5m 的导向 口，在倒塌轴线两侧各2 ．1 5m 处各开设高1 ．2m 、 宽1 ．2m 的缺口，以创造临空面有利于烟囱的倾倒； 三是割断预开导向口处的钢筋，以减少烟囱倾倒时 的钢筋阻力，同时便于对装药部位实施加强型捆绑 防护。经计算预开定向窗、导向口和缺口长度为6 ．4 m ，占烟窗周长的3 4 ％，爆前烟囱预留缺口截面为 6 6 ％，故能保证爆破前烟囱安全稳定[ 2 - 3 】。如图2 所示。 2 ．7 爆破参数设计及炮孔布置 爆破部位的炮孔参数设计 最小抵抗线W 0 ．5 6 0 ．1 5m ； 炮孔深度L 0 ．7 6 0 ．2 1m ； 炮孔间距口 1 ．4 W 0 ．2 1m ，实取0 ．2 5m ； 炮孔排距6 a O ．2 1m ，实取0 ．2m ； 炸药单耗k 42 0 0g ／m 3 ； 单孔装药量Q 茧 k a b 6 6 3g 。 炮孔布置形式，为方便钻孑L 作业采用方形布孑L 。 共4 块爆破部分，每个爆破部分内布置5 排装药孔， 每排内5 个药孔，共1 0 0 个炮孔，Q 总 6 ．3 蝇。如图 3 所示。 _ o ．2 5 厂、 VVV一VV g l VVVVV VVVVV 厂、 VVVVV VVVVV 1 ．4 图34 块保留部分装药设置 单位m 磷圆幅固 万方数据 第2 7 卷第2 期付武，王健，王金生，等8 0m 高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除 6 7 2 ．8 起爆网路 本次爆破采用非电毫秒雷管起爆网路，一次性 起爆，最大起爆药量为6 ．3k g 。 3 爆破安全校核 3 ．1 爆破振动校核 爆破振动速度公式采用以下进行设计校核。 ，／- 1 2 ／3 、口 v i K i K l 等} 、／1 L ， 式中，Q 为最大一段药量，取Q 6 ．3k g ；K 、a 为衰减 系数，取K 2 0 0 、0 c 1 ．8 ；R 为距爆源中心的距离， R 1 2m ；K i 为拆除爆破修正系数，取K i O ．2 5 。 将有关数据代入上式可得v i 1 ．7 2c m ／s 。 3 ．2 烟囱落地振动校核 按照中国科学院力学所提供的塌落振动公 式[ 5 1 r 堡 丫 K K ff 丝幽2 力I L ＼盯／／ 式中，K 为塌落引起的地面振动速度，c m ／s ；K 、J B 为 塌落振动衰减系数，K t 3 ．3 7 ／3 ，口 一1 ．7 ；M 7 5 0 t ；g 1 0 ；日 8 0m ；盯 1 0b l P a ；R 为塌落的质心至 计算点的距离，R 2 0n l 。 将有关数据代入上式可得K 3 ．5m ／s ，由于 采取开挖减振沟设置减振带措施实际K 数值远小 于3 ．0 。 4 安全防护措施 1 为防止爆破产生的个别飞石，一是在烟囱外 部爆破部位采用加强型防护，使用5 层草垫子用铁 丝捆绑固定，且覆盖面积大于爆破缺口面积。二是 烟囱西侧9m 处搭设1 排高度5m ，长度覆盖2 栋 楼的山墙，大于爆破飞散角的防护围挡，上挂固定1 层铁丝网和2 层厚湿草垫进行阻挡防护。 2 为防止烟囱倾倒时前冲，用编织袋装土在距 烟囱9 0n l 处的 倒塌轴线上 筑设1 道长8m 、宽2 ／／1 、高3m 的阻冲挡土墙。 3 为减弱烟囱倾倒落地质点振动、翻滚和落地 后产生碎石飞溅，用土在距烟囱5 0m 、6 0m 、7 0m 处 倒塌轴线上设置3 条长81 1 1 、宽1 ．5n l 、高1 ．5n l 减 振墙。 4 对烟囱倒塌轴线东侧的厂房的门窗采用悬 挂草垫进行遮挡防护。 5 爆破效果及体会 5 ．1 爆破效果 2 0 0 9 年1 1 月1 7 日1 0 时3 0 分准时起爆，爆破 历时1 ls ，烟囱按预定方向向北倒塌，没有发生破碎 飞散、落地践飞和后坐现象，烟囱西侧1 5m 居民楼、 5n l 厂房内各种设施完好无损，爆破达到了设计的 效果。经爆破后现场测定，烟囱4 8m 以下为圆桶 状，以上部分变成扁平状，大部分钢筋与混凝土脱 离，烟囱的头部落地后沿轴线向两侧分开7n l 。整 体倒塌范围控制在长8 0m ，宽1 0n l 以内，所设的阻 冲墙、防振缓冲带起到了较好的阻冲和减振作用。 5 ．2 几点体会 1 由于烟囱周围建设物复杂，要求倒塌方向严 格，定向窗的开设一定要准确，它关系到烟囱是否能 按预定方向倒塌。因而，在现场施工中，必须有技术 人员严格把关，按设计方案进行精确施工、验收。 2 爆破前，在切口两侧预先爆破开设定位窗，割 除其部位的钢筋，能有效控制爆破切口的破坏作用范 围、防止出现后坐现象，提高烟窗倒塌方向准确性。 3 预先在爆破切口轴线对称处开1 ．51 i 设导 向口，在两侧2 ．1 5n l 处各开设高1 ．2n l 、宽1 ．2m 的缺口，割除其钢筋可扩大烟窗倒塌方向的临空面， 减小切口部位的支撑力，有利于烟囱定向倒塌，可以 减少切口炮孔的装药个数及药量，有利于对瞬问一 次最大起爆药量的控制。同时，也有利于对装药部 位的捆帮防护，提高防护质量。 4 在爆破烟囱倒塌轴线上，设置防振缓冲带、 阻冲墙，能有效防止烟囱倒塌触地时反弹产生的飞 溅物，可减小触地振动、控制前冲长度。 参考文献 [ 1 ] 薛峰松，姚新，夏志成．1 8 0m 钢筋混凝土烟囱控制 爆破安全分析[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 3 4 7 4 9 ． [ 2 ] 勒洋，任志远．1 5 0m 钢筋烟囱定向爆破拆除[ J ] ．爆 破，2 0 0 9 ，2 6 1 6 9 - 7 1 ． [ 3 ]张继春，曾庆福，严军，等．成都华能电厂2 1 0m 钢筋 砼烟囱控制爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 2 4 1 4 5 ． [ 4 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业工业 出版社。1 9 9 9 ． [ 5 ] 周家汉．高烟囱拆除爆破及塌落振动测量与分析[ C ] ∥ 工程爆破文集第七辑．乌鲁木齐新疆青少年出 版社，2 0 0 1 ． 万方数据