150+m高烟囱爆破拆除振动测试.pdf

第3 0 卷第2 期 爆破 V 0 1 ．3 0N o ．2 2 0 1 3 年6 月B L A S T I N GJ u n ．2 0 1 3 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 3 ．0 2 ．0 2 8 15 0m 高烟囱爆破拆除振动测试 唐春海1 ，张永哲2 ，梁向前2 1 ．广西大学资源与冶金学院，南宁5 3 0 0 0 4 ；2 ．中国水利水电科学研究院，北京1 0 0 0 3 8 摘要在包头第三热电厂1 5 0m 钢筋混凝土烟囱爆破拆除工程中，测量了爆破缺口内炸药爆炸和烟囱倒 塌触地引起的地面质点振速和主振频率。经分析得出结论在烟囱等高耸建筑物的爆破倒塌过程中，炸药爆 炸产生的振动强度小于烟囱倒塌触地引起的振动强度； 构 筑物落地冲击振动的频率一般比爆破引起的振 动频率要低；铺设缓冲材料、挖减振沟等措施可减小触地冲击引起的地面振动强度。 关键词烟囱；拆除爆破振动监测 中图分类号’r U 7 4 6 ．5文献标识码 A 文章编号1 0 0 l 一4 8 7 x 2 0 1 3 0 2 一0 1 3 1 0 3 M o I l i t o r i n g0 nV i b r a t i o nc a u s e db yE x p l o s i V eD e m 、t i t i o no f 15 0M e t e r sH e i g h tC l I i 砌e y m ，G 吼Ⅱ，l 一舰i 1 ，Z 黝 ，Gy o 昭锄e 2 ，埘 ，G ‰n g ．g 诅几2 1 ．C o l l e g eo fM i n e m lR e s o u r c e s 锄dM e t a l l u r l g ，，G u a n 鲥U n i v e r s i t y ，N a n n i n g5 3 0 0 0 4 ，C h i n a ； 2 ．C h i n aI n s t i t u t eo fW a t e rR e 8 0 u r c e 8 粕dH y d r o p o w e rR e s e a r c h ，B e i j i n g1 0 0 0 3 8 ，C h i n a A b s t r a c t ’ T od e m o l i s ha1 5 0 - m e t e rh i g l l 陀i n f o r c e dc 伽c r e t ec h i 舳e yi nB 舳t 叫p o w e rp l 帅tw i t hb l 鹪t i n gt e c h ． n o l o g y ，t I I ev e l o c i t i ∞彻dd o m i n 舯tf r e q u ∞c i 髓o fg m u n dp a n i c l e sv i b r a t i ∞i n d u c e db ye x p l ∞i v e 肌dc h i 咖e y t o u c h d o w nw e 陀d e t e c 吲．C o n c l u s i o 璐h mt I l ee x p l ∞i v ed e m o l i t i o no fh i g h b u i l d i n gs h o w e dt h tt I 地i n t e 璐i t yo f g ∞u n dv i b m t i o nc a u s e db yc h 盯g ee x p l 惦i ∞w 鹪u s u a l l ym u c hl o w e rt h a nb yt h ec o l l a p ∞i m p a c to fh i g I lp a №∞t I I e g m u n d ；t h eh 蜘u e n c yo ft 叭c h d o 帅v i b r a t i o nw a sl o w e rt h 肌t I l a to fb l 鹬t i n gv i b m t i o n ． T h ei n t e 他i t yo ft I l e t o u c h d o w l l “b 腿t i ∞w 酗r e d u c e db yu s i n g ∞m et e c h n o l o g i c a lm e 艄u r e ss u c h 鹅l a y i n gb u f r e n gm a t e r i a l 彻dd 锄p ． i n gd i t c h ． l 【e y ’I r o r I d s c h i m n e y ；d e m o l i t i o nb l a B t i n g ；v i b I j a t i o nm o n i t o 而n g 1工程概况 爆破拆除的烟囱位于包头市第三热电厂老厂院 内，为了响应国家“节能减排、上大压小”号召，需要 将其拆除。待拆除烟囱为钢筋混凝土结构，始建于 1 9 9 0 年，烟囱高度1 5 0m ，自然地面以上的混凝土量 为1 1 1 1 ．4 3m 3 。整个烟囱的直径和壁厚自下而上 逐渐减小，简体的底部最大外直径1 3 ．1 6m ，壁厚 收稿日期2 0 1 3 一O l 1 0 作者简介唐春海 1 9 7 l 一 ，男．博士．主要从事工程爆破的研究与 教学， E m a i l t M g c c I l 2 0 0 8 1 2 6 ．o m 。 5 0 0n u n ；上部最大外直径5 ．3m ，壁厚2 3 0m m ，最小 直径1 6 0m m 。混凝土标号为5 ～5 0m 为2 5 0 。， 5 0 1 5 0m 为2 0 0 ’j 拆除的钢筋混凝土结构烟囱的周围环境较复 杂，东侧1 5 ．0m 是楼房，南侧有较开阔的狭长空地 约1 8 0 ．0m ，西侧距离主厂房2 0 ．Om ，西南侧距泵站 房1 0 0m ，北侧距厂房约4 0m ，东南方向距铁路货站 约1 2 0 ．0m 。待拆除烟囱的周嗣环境见图1 。 本次拆除采用定向爆破拆除方案，烟囱整体向 南倒塌。爆破缺口为梯形，位于烟囱底部。最大爆 万方数据 1 3 2爆破2 0 1 3 年6 月 高约3 ．0m 。总装药量为9 7k g 。 图l 爆区周围环境与测点布置示意图 单位m F i g ． 1S k e t c ho fn M m u r i n gp o i n ta n d 吼b i e n c eo fc h i m n e y u n i t m 。 为了减少因烟囱倒塌冲击引起的振动，爆破前 在预计的倒塌范围 从5 0m 开始，每l Om 一道 铺 设高度不小于2 ．0m 、长2 0m 一4 0m 的松软土层 堆，土堆上用沙袋堆起高约2 ．0m 的减振土墙，并在 土堆侧挖深约2 ．0m 减振沟。 2 测试仪器及测点布置 。 根据爆破安全规程 G B 6 7 2 2 2 0 0 3 的规定 和相关文献的介绍【l 圳。爆破振动控制主要以质点 振动速度为主。因此，本次测试采用质点振动速度 传感器，配接I D l ’s 3 8 5 0 型爆破振动记录仪。爆破时 将传感器受振动产生的模拟信号进行数字转换后自 动存储于记录仪内，然后通过记录仪的R s 2 3 2 接口 与计算机连接，由专用软件进行数据分析处理。具 体测试系统见图2 。 图2 爆破振动测试系统框图 F i g ．2 ，n l en o ws h e e to fb l a s t i n gv i b r a t i o nt ∞t i n gs y s t e m 本次测试共布置4 个测点，每个测点布置水平 径向和铅垂直向2 台传感器，共8 台传感器。测点 布置位置见图l 及表l 。 表1 测点具体布置 T a b kl A p p 珈嘎i n I a 协p b 啷o fm e 咖r i n gp o i n 忸 3 测试结果 起爆后，烟囱向预定方向倒塌。据爆后观察，烟 囱解体较好，飞石得到有效控制。4 个测点所测数 据见表2 。 表2爆破振动观测结果 T 曲l e2 ’n e 懈u №o f 、，i b m 廿∞m o n i t o r i n g 万方数据 第3 0 卷第2 期唐春海，张永哲，梁向前1 5 0m 高烟囱爆破拆除振动测试 1 3 3 部分测点的波形见图3 、图4 。 l l 0 晷o } 一。 飞 一l l O ．0 05 ．0 0 】O ．0 0l5 ．0 02 0 ．O O 力m P ／s 图3 测点2 实测振动波形图 水平径向 F i g ．3 ％ev i b m t i o nw a v e f o r m 如mN o ．2 h o r i z o n t a lr 8 d i a l O ．0 05 ．O O1 0 ．O O 1 5 ．0 02 0 ．O O2 5 ．o o n 用P ／s 图4 测点3 实测振动波形图 铅垂向 F i g ．4 r n I ev i b m t i ∞w a v 舶咖f m mN o ．3 V e r t i c a l i 哆 4 分析及结论 1 从以上测试结果可以看出炸药爆炸引起 的最大振动幅值为1 ．0 9c ∥s 距爆源约1 8m ，小 于烟囱倒塌触地引起的最大振动幅值 1 ．9 7c n ∥s 距倒塌中心线4 5m ，除测点l 外，在其它3 个测 点处，倒塌引起的振动强度都大于炸药爆炸引起的 振动强度，说明在此类烟囱爆破拆除过程中，烟囱倒 塌引起的振动起主导作用，在防护时应重点对其进 行控制。同时从测点l 的数据看到该点处炸药爆 炸引起的振动大于烟囱倒塌引起的振动，因此在距 爆源较近处，也应校核炸药爆炸振动对周围建筑物 的影响，必要时采取防护措施。 2 从各点振动的主振频率可以看出烟囱倒 塌触地引起的振动频率 1 0H z 低于炸药爆炸引 起的振动频率 6 ．1 2 5 ．1H z 。 3 从振动波形图可以看出从炸药爆炸到烟 囱整体触地这一过程所用时间约1 3 一1 4s ，其中从 炸药爆炸到爆破缺口闭合的时间约为4s 。 4 比较测点2 与测点3 的实测结果可以看 出，烟囱的顶部位置因冲击地面的速度最大，因而倒 塌引起的振动强度比其它部位也大得多。因此，防 护工作的重点应在烟囱顶部触地区域。 5 对于高达1 5 0m 的烟囱，其倒塌触地时的 冲击强度是很大的，引起的振动强度也较大，从测点 3 的数据来看，已接近安全振速值 2 ．0 3 ．Oc ∥s ，若没有减振措施，测点3 附近的房屋可 能遭到破坏。因此，在倒塌范围内铺设土堆，在保护 建 构 筑物前挖减振沟都是必要的防护措施怕引。 从实测结果来看，由于爆破现场采取了以上措施，减 少了振动强度，保护了周围环境。 参考文献 R e f e 陀n c 岱 [ 1 ]G B 6 7 2 2 枷3 爆破安全规程[ S ] ．北京中国标准出 版社，2 0 0 4 ． [ 2 ]于亚伦．工程爆破理论与技术[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． [ 3 ] 朴志友，崔正荣，赵明生，等．1 2 0m 砼烟囱拆除振动 测试与分析[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 1 7 9 - 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9 5 ． [ 6 ] L u 0 x i 蚰r l 蚰，F A N Gx i a n g ，T A Nx u e 静l n g ，e ta 1 ．V i b 阳舡∞r e d u c t i o nt e c h n i q u e 粕dv i b m t i o na I I a l y s i so fd e - m o l i s h i I I gb l 船t i n go fl 舳mc h i 舢e y [ J ] ．B l a s t i n g ， 2 0 0 9 。2 6 2 9 2 ．9 5 ． i nC h i n e 驼 ， ● o o 加 一 一 万方数据