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 . 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