125m高钢筋混凝土烟囱定向折叠爆破拆除.pdf

第2 7 卷第3 期 2 0 1 0 年9 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 7N o ．3 S e p ．2 0 1 0 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 3 ．0 1 6 1 2 5m 高钢筋混凝土烟囱定向折叠爆破拆除 王健，付武，姚晓军 6 5 0 6 6 部队，大连1 1 6 1 0 0 摘要介绍1 座1 2 5m 高的钢筋混凝土烟囱的爆破设计和爆破效果。该烟囱周边环境复杂，倒塌范围非 常有限，通过采用定向折叠倒塌的方式，并对爆破方案精心设计，采用正确的爆破参数，设计合理的网路及延 时。采取有效的安全防护，爆破迭到了非常理想效果。 关键词折叠爆破；延时爆破；安全措施；复杂环境 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 3 0 0 5 8 0 3 E x p l o s i v eD e m o l i t i o no f1 2 5m R e i n f o r c e dC o n c r e t e C h i m n e yb yD i r e c t i o n a la n dF o l d e d W A N GJ 洫孔．F UW u 。Y A OX i a o - j u n 6 5 0 6 6T r o o p s ，D a l i a n11 6 1 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eb l a s t i n g ∞h e m ea n di t sr e s u l t so fe x p l o s i v ed e m o l i t i o no fa1 2 5m e t e r sh i 【g hr e i n f o r c e dc o n c r e t e c h i m n e yi nc o m p l e xe n v i r o n m e n tw 嬲i n t r o d u c e d ．∞n e a r b yb u i l d i n gW a si n t e n s i v e ．T h es p a c eo fc o l l a p s eW a sv e r y l i m i t e d ．T h ec h i m n e yw 鹪d e m o l i s h e db yad i r e c t i o n a lf o l d i n gb l a s t i n gw a y ．T h es c h e m ew a sd e s i g n e da c c u r a t e l ya c c o r d i n gt oe x a c tb l a s t i n gp a r a m e t e ra n dp i c k e de f f e c t i v es a f e t yp r o t e c t i o n ．T h ec h i m n e yW a ss u c c e s s f u l l yd e m o l i s h e d ． T op r o v i d es i m i l a rb l a s t i n gw i t hr d e r e n c e sd e s c r i b e d ． K e yw o r d s f o l d i n gb l a s t i n g ；d e l a yb l a s t i n g ；s a f e t yp r o t e c t i o n ；c o m p l e xe n v i r o n m e n t 1 工程概况2 爆破方案设计 为了绿化营区，某部营区内有1 座1 2 5m 高的 钢筋混凝土烟囱需要爆破拆除。该烟囱建造时间为 7 0 年代，烟囱总高为1 2 5m ，8 5n l 处为休息平台。 烟囱底部外直径7 ．5m ，壁厚0 ．5n l 。休息平台处外 直径4 ．8I n ，壁厚0 ．2n l ，自重约16 0 0t ，重心高度 5 5n l 。内部有1 层钢筋网，钢筋直径咖1 8 ，无内衬。 周围环境复杂，在烟囱的北侧3 0n l 有l 座仓库，东 侧4 2m 处有l 幢平房，西侧2 5n l 处有l 幢平房，东 南侧为空地 见图1 。 收稿日期2 0 1 0 0 1 1 7 作者简介王健 1 9 8 1 一 ，男，学士、讲师，从事拆除爆破方面的教 学和科研工作。E - m a i l w a n 舀i a n 2 6 5 4 y a h o o ．e l l 。 2 ．1 烟囱的倒塌方式 根据烟囱周围环境情况，烟囱的西南面有较大的 倒塌空间。经测量烟囱南偏西4 5 0 方向为最大倒塌方 向，倒塌长度为1 0 0m 。而实际需要安全倒塌长度为 1 ．2 1 2 5m 1 5 0m ，现场无法满足要求。因此我们 决定采用南向偏东3 0 。方向上下两段折叠倒塌。以休 息平台为分割线，上段长度为4 0m ，下段长度为 8 5m ，经计算现场环境可满足倒塌要求引。 2 ．2 烟囱爆破切口形式和位置确定 根据以往的烟囱拆除经验，此次爆破选择正梯形 切口。由于周围环境复杂，对倒塌要求比较高，确定 设2 个爆破切口折叠倒塌，并抬高底部切口位置高 度，降低倒塌长度下部切口位置高度为1 5m 圈梁 万方数据 第2 7 卷第3 期王健，付武，姚晓军1 2 5m 高钢筋混凝土烟囱定向折叠爆破拆除 5 9 处；上部切口高度为8 5m 休息平台处，上下切口中心 均南向偏东3 0 。方向，将烟囱落地时的长度控制在 8 5m 以内。并在距烟囱9 0r n 处采取设阻冲挡土墙防 护措施，来控制烟囱落地时的前冲长度悼刮 见图2 。 2 ．3 对应圆心角度 d 爆破切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 特殊结构，为保证其倾覆过程平稳、防止后坐等p 刁J ， 圆心角取a 2 2 0 0 见图2 。 围墙 道 路 图1 烟窗周围环境平面图 单位m 图2 爆破切口位置 单位n i 2 ．4 爆破切口形状与参数 本烟囱上、下切口包括定向窗的形状及参数‘“1 ， 见图3 所示。 下切口长度L l 2 2 0 。, n - D ／3 6 0 。 1 4 ．41 1 1 ，实取 L 1 1 5m 。 上切I Z l 长度L 2 2 2 0 。, r r D ／3 6 0 。 9 ．2n l ，实取 L 2 9m 。 根据烟囱1 2 5m 高和钢筋混凝土结构特点，下 切口高度按h 1 5 6 计算，h 。 2I T I 。上切V I 高度按 h 2 - - 4 6 计算，h 2 O ．8r n 。 ．勰 爆破区域导向孔爆破区域 划 L ．；． I 一2 一一2 一l 一_一 一l 1 5 a 下爆破切口 b 上爆破切口 图3 爆破切I Z l 形状与参数设计图 单位m 2 ．5 爆破参数设计 下部切口的炮孔参数设计 最小抵抗线阢 O ．4 6 l O ．4x 0 ．5 O ．2 0m ； 炮孔深度￡l 0 ．7 5 6 l 0 ．7 5 0 ．5 O ．3 8r n ； 炮孑L 间距口1 1 ．4 1 V l 1 ．4 O ．2 5 0 ．2 8m ，取 口l 0 ．3m ； 炮孑L 排距6 1 a 1 ，取b l 0 ．3 m 。 上部切口的爆破参数取值口 0 ．3m ， b 2 0 ．2m ，L 2 0 ．1 6m 。 炸药单耗k 42 0 0g ／m 3 单孔装药量 下部切口Q l k a l b l 艿l 42 0 0 0 ．3 0 ．3 0 ．5 0 1 8 9g ，实取Q l 1 5 0g 。 j 二部切口Q 2 k a 2 b 2 6 2 42 0 0 0 ．3 0 0 ．2 0 0 ．2 0 5 0 ．4g ，实取Q 2 5 0g 。 炮孔布置采用方形布孑L 。下部爆破切口布置7 排孑L ，每排2 8 炮孔，共1 9 6 炮孔，C 。 2 9 ．4k g 。上 部爆破切口布置4 排孔，每排1 8 炮孔，共7 2 炮孔， C 2 3 ．6k g 。 2 ．a 起爆网路 本次爆破采用非电毫秒雷管起爆网路，上下切 口依次延时起爆，待上部切口起爆7 5m s 后，再起爆 下部切口。 万方数据 6 0爆破2 0 1 0 年9 月 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 】。 K K K 箐 。 式中Q 为最大一段药量，取Q 2 9 ．4k g ；K 、a 为衰减 系数，取K 2 0 0 、a 1 ．8 ；R 为距爆源中心的距离， R 2 0m ；K 为拆除爆破修正系数，取K O ．2 5 。 将有关数据代人上式可得K 1 ．7 3e n V 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‘矧 f ， 墨 、1 8 弘K I 竽 刊 式中E 为塌落引起的地面振动速度，c m ／s ；K , 捆为塌 落振动衰减系数，K 3 ．5 ／3 ，届 一1 ．7 ；M I6 0 0t ； g 1 0m ／s 2 ；日 8 0m ；盯 1 0M P a ；R 为塌落的质心 至计算点的距离，R 4 0i n 。 将有关数据代人上式可得K 2 ．2 3m ／s ，由于 采取开挖减振沟设置减振带措施实际K 数值远小 于安全值3 ．0m ／s 。 4 安全防护措施 1 为防止爆破产生的个别飞石，在烟囱外部爆 破部位采用加强型防护，使用3 层草垫子用铁丝捆 绑固定，且覆盖面积大于爆破切口面积。 2 为防止烟囱倾倒时前冲，用编织袋装土在距 烟囱9 0m 处的 倒塌轴线上 筑设1 道长8I l l 、宽 2m 、高3I T I 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，在距烟囱5 0m 处倒塌轴线上设置 l 条减振带，再以9 0m 处为起点在倒塌轴线上每隔 1 5m 设置3 条减振带。 4 对烟囱倒塌轴线西侧和东侧的平房的门窗 采用悬挂草垫进行遮挡防护。 5 爆破效果 2 0 1 0 年1 月1 0 日1 3 时3 0 分准时起爆，起爆后 历时3s ，上段顺利倒塌，6S 后下段按预定方向倒 塌，没有发生大的破碎飞散、落地践飞和后坐现象， 烟囱东西两侧的平房内结构完好无损，爆破达到了 设计的效果。经爆破后现场测定，上段烟囱基本破 碎，下段烟囱在上段碎渣的支撑下在底部3 5m 处折 断、变形，底部6 0m 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1 0m 。整体倒塌范围控制在长9 0m ，宽1 5m 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。 6结论 1 由于烟囱倒塌空间的限制，在倒塌空间不足 的条件下，采用定向同侧折叠倒塌，对烟囱成功实施 了爆破拆除，关键是要控制好烟囱的倒塌轴线。 2 虽然这次倒塌轴线没有发生偏转，但经爆破 后现场检查发现上段烟囱的堆积物很可能会造成下 段烟囱塌落后的扭转。 3 如果要采用定向同侧折叠倒塌爆破烟囱，一 定要事先处理好上段烟囱塌落后的堆积物，可在上 段烟囱塌落的范围内开挖深沟来解决。 参考文献 [ 1 】冯叔瑜．城市控制爆破[ M ] ．北京中国铁道出版社， 2 0 0 0 ． [ 2 ] 刘殿中．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金工业出版 社，1 9 9 9 ． [ 3 ] 龙源，纪永适，张可玉．高耸筒形结构物爆破切口计 算原理研究[ J ] ．工程爆破，1 9 9 5 ，l 2 1 6 - 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