复杂环境下65m高砖结构烟囱定向爆破拆除.pdf

第2 9 卷第1 期 2 0 1 2 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 9N o ．1 M 盯．2 0 1 2 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 2 ．0 1 ．0 2 1 复杂环境下6 5m 高砖结构烟囱定向爆破拆除 袁岳琪1 ，周洪文1 ，刘红2 ，万里鹏1 ，尚亿军’ 1 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ；2 ．中国一冶集团有限公司华北分公司，天津3 0 0 3 0 1 摘要介绍了6 5m 高砖结构烟囱的爆破设计和施工方案。针对烟囱内衬较厚的特点，采用浅孔与深孔 搭配布置的布孔方式，合理选用爆破施工参数、施工工艺和安全防护手段。为了有效破坏烟囱较厚的内衬 层，采用1 5 0g 集中药包和2 0 0g 间隔装药药包2 种装药结构。达到了预期爆破效果，并对爆破过程中出现 的问题进行了分析。 关键词砖烟囱；定向爆破；爆破切口；复杂环境；爆破参数 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 2 0 1 0 0 8 1 一0 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 f 6 5mB r i c k C h i m n e yi nC o m p l e xE n v i r o n m e n t Y U A NY u e - q i l ，Z H O Ul i o n ．w e n l ，L I UH o n 9 2 ，W A NL i - p e n 9 1 ，S H A N GY i - j u n l 1 ．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 i n e e r i n g ，W H U T ，W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ； 2 ．N o r t h e r nB r a n c ho fC h i n aF i r s tM e t a l l u r g i c a lG r o u pC oL t d ，T i a n j i n3 0 0 3 0 1 ，C h i n a A b s t r a c t 1 1 地d e s i g na n dc o n s t r u c t i O ns c h e d u l eo f6 5mb r i c kc h i m n e yW a Si n t r o d u c e d ．B a s e do nt h es t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i e so ft h i c kl i n i n go ft h ec h i m n e y ，t h ec o m b i n a t i o no fs h a l l o wh o l ea n dd e e ph o l ew a sc h o s e nw i t hr e a s o l l a ． b l es e l e c t i o no fb l a s tp a r a m e t e r s ，c o n s t r u c t i o nt e c h n i q u e sa n ds a f e t ym e a s u r e s ．F o re f f e c t i v e l yd e s t r o y e dt h et h i c kl i n - i n go ft h ec h i m n e y ，t h e1 5 0gc o n c e n t r a t e dc h a r g ea n d2 0 0gs p a c e dl o a d i n gc h 越g cW a sa d o p t e dt oa c h i e v e dt h ea n - t i c i p a t e db l a s tr e s u l t ．a n dm a d ead e t a i l e da n a l y s i so ft h ep r o b l e m so c c u 蒯d u r i n gt h eb l a s t i n g ． K e yw o r d s b r i c kc h i m n e y ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g ；b l a s tc u t ；c o m p l e xe n v i r o n m e n t ；b l a s tp a r a m e t e r 1 工程概况 湖北赤壁柳山湖镇在建造柳山湖生物环保电厂 的过程中，需对柳山湖砖场1 座砖结构烟囱进行爆 破拆除。该烟囱建于1 9 7 8 年，系由水泥砂浆与红砖 砌筑而成的圆筒式烟囱。烟囱高6 5m ，底部周围为 已拆除的窑体废渣，约高2 ．5m ，烟囱外径为5m ，壁 厚为8 8c m ，分3 层外壁为5 9c m 砖层，中间有5c m 的保温层，内壁是厚2 4c m 的砖衬层。 烟囱周围环境比较复杂，北侧6 0I l l 处为4 幢 收稿日期2 0 1 I ～0 9 0 3 作者简介袁岳琪 1 9 8 7 一 ，男，浙江杭州人．武汉理工大学硕士研 究生，采矿工程， E m a i l y u a n y u e q i l 9 8 7 1 6 3 ．c o i n 。 2 层的砖结构民房，西侧4 0m 处为机耕路，南侧和东 侧距高压输电线分别为3 5m 和1 0 0m ，东南侧3 5m 处为正在搭建的开工典礼台。具体环境如图l 所示。 2 爆破方案选择 根据现场实地环境和定向爆破的先决条件，均 满足其倒塌方向的水平距离距烟囱中心不小于烟囱 高度的1 ．O ～1 ．2 倍，垂直于倾倒中心线方向的横向 宽度不小于烟囱底部爆破部位外径的2 3 倍条件， 故选择定向倒塌，倒塌方向为东偏北1 0o 。 3 爆破技术设计 根据烟囱定向爆破原理，要通过在烟囱底部一 万方数据 爆破2 0 1 2 年3 月 定范围内的切口进行爆破，破坏烟囱的底部支撑，使 其重心发生偏移，在爆破瞬间产生倾倒力矩，破坏其 稳定性，沿预设的方向倒塌‘1 | 。因此，爆破设计主 要是针对爆破切口部位进行。 图l 烟囱周边环境示意图 单位m F i g ．1 S c h e m eo fc h i m n e ys u r r o u n d i n g u n i t m 3 ．1 爆破切口设计 为了保证定向的准确性，满足烟囱爆破倾倒过 程中不同时刻的力矩和力系平衡条件，要选择合理 的爆破切口形状、尺寸和爆破参数【2 一】。 本次爆破切口采用等腰梯形切口，沿烟囱倾倒 中心线对称布置。 1 切口的长度L 切口长度直接影响倒塌方向和距离。切口过 长，会使留下的支撑部分过小，容易使烟囱倾倒方向 产生偏差，也容易发生后坐现象；反之，则不利于倒 塌。一般情况下取L 3 ／5 2 ／3 盯D 9 ．4 2 一 l O ．4 7m ，根据经验，取L 1 0I l l 。 2 切口的高度日 一般情况下，切口高度不小于烟囱爆破切口处壁 厚的2 倍【4 J ，即曰≥筋 2x 0 ．8 8m ，实取H 2m 。 3 ．2 爆破参数设计 1 炮孔设计 烟囱爆破切口处壁厚6 为8 8c m ，炮孔深度通常 取烟囱壁厚的0 ．6 7 ～0 ．7 0 ，即Z 0 ．6 7 0 ．7 0 6 5 8 ．9 - 6 1 ．6c m ，针对烟囱内衬层较厚的结构，实际操 作时炮孔深度取7 4e m 与5 5c m 两种孔深，深孔与浅 孔布置方式如图2 所示，实心圈代表深孔，空心圈代 表浅孔；根据经验公式和参考成功案例∞J ，炮孔间距 口 0 ．9 1 4 9 ．5c m ；为便于施工，实取孔距口 5 0c m ， 取排距b O ．8 a 4 0c m 。 采用梅花形布孔，共钻孔6 排，最上排为1 6 个 炮孑L ，下排每排递增1 个炮孔，切口部位共布置 1 1 1 个炮孔，炮孔布置如图2 、图3 所示。 图2 爆破切口与炮孔布置图 单位．m F i g ．2 U n f o l d e dm a po fb l a s tc u ta n db l a s t h o l el a y o u t u n i t m 倒塌中心线 图3 爆破切口断面炮孔布置示意图 单位c m F i g ．3I 上y o u to fb l a s th o l ei nb l a s tc u tS e c t i o n a l u n i t c m 2 炮孔装药量计算与炮孔装药结构没计 单孔装药量Q g a b , 5 。式中，K 为设计炸药单 耗，类比相似工程，参照成功经验’6 ’7 j ，炸药单耗K 值确定为10 0 0g ／m 3 。将有关参数代人上式得出单 孔装药量Q l0 0 0k 0 ．5x 0 ．4x 0 ．8 8 1 7 6g ，由于 爆破现场急于举办环保电厂奠基典礼，爆破工期短， 没有足够时间开设定向窗，并且实施爆破的烟囱砖 结构内衬层较厚，故炮孔装药量实际调整为浅孔装 1 5 0g 和深孔装2 0 0g 两种装药量。在1 1 1 个爆破 孔中，装药量为2 0 0g 的深孔有2 1 个，装药量为 1 5 0g 的浅孔有9 0 个，如图2 中所示，其中实心圈表 示加强装药深孑L 。为了有效破坏烟囱较厚的内衬 层，达到良好的爆破效果，2 0 0g 药包采用间隔装药， 间隔装药的结构是孔底装药5 0g ，回填1 0c m 炮泥 再放入1 5 0g 药包，最后用炮泥全部填塞。共使用 1 7 ．7k g2 号岩石乳化炸药。 3 ．3 起爆网路与起爆顺序设计 采用非电毫秒微差塑料导爆管雷管与电雷管混 合起爆系统，网路采用“并一串一串”形式，即导爆 管雷管采用“一把抓”接法与2 发串连的电雷管连 接，各点电雷管相互串联方式连接。 导爆管雷管段别为l 段、2 段、3 段、5 段和7 段，采用孔内延时，以设定的倒塌中心线逐段向两侧 方向对称延时。 万方数据 第2 9 卷第l 期袁岳琪，周洪文，刘红，等复杂环境下6 5m 高砖结构烟囱定向爆破拆除 8 3 4 爆破振动和飞石防护 4 ．1 爆破振动 根据中华人民共和困爆破安全规程中规定， 爆破振动的传播和衰减规律可采用下式计算与修正 ．r1 上 Q 一 月3 f 掣 4 、 尼 ， 式中Q 。，为最大一段起爆药舒；口为爆破地震波在 保护建筑的振速，c m ／s ；月为建筑物的最小爆心距， 取R 6 0m ，K 为场地介质系数，取K 2 0 0 ；O t 为地 震波衰减指数，取a 2 。 经计算，爆破所产生的振动在距离爆破点6 0m 爆破烟囱正北方向 砖结构民房处的质点振速为 O ．1 7c m ／s 。此速度小于爆破安全规程规定一般砖 房的允许振速2 ．5c m ／s 。此次爆破主要保护的建、 构筑物是安全的。 4 ．2 爆破飞石安全 为了能够有效控制烟囱爆破产生的碎石飞溅，在 爆破前，将爆破切口采用l 层竹跳板加2 层加厚彩条 布进行包裹，有效地阻止了爆破产生碎石的飞溅。 5 爆破效果 烟囱切口爆破后约ls 开始倾斜，倾斜速度较 快，至9s 烟囱完全倒地，倒塌过程中没有出现折断 现象。烟囱倾倒中心线比预想中心线偏南2 。，但仍 倒塌在设计范围内。烟囱在倒塌中心线上的最远塌 ‘散距离为7 9m ，横向最大塌散宽度为1 3i n ，爆堆集 中，块度比较破碎。四周建 构 筑物和设施安全无 损。由于爆破切口与爆破参数设计合理，爆破安全 防护措施完善，经爆后检查，爆破没有对周围建筑物 等造成影响，爆破没有发生后坐现象。同时由于采 取了适当的减振措施，爆破触地振动也没有对周围 建筑物产生影响，达到了预期的爆破效果。 参考文献 R e f e r e n c e s 杨建华．马玉岩，卢文波．高烟囱爆破拆除倾倒折断力 学分析[ J ] ．岩土力学，2 0 1 1 ，3 2 2 4 5 9 - 4 6 4 ． Y A N GJH ，M AYY ．L UW B ．A n a l y s i so ff r a c t u r em e - c h a n i c sf o rf a l l i n gt a l lc h i m n e y sd u r i n gd e m o l i t i o nb l a s t i n g [ J ] ．R o c ka n dS o i lM e c h a n i c s ，2 0 1 1 ，3 2 2 4 5 9 4 6 4 ． i nC h i n e s e 袁涛，任靓，吕冬梅．较厚内衬烟囱定向爆破拆除 [ J ] ．西部探矿工程，2 0 1 0 1 2 1 8 4 1 8 6 ． Y U A NT ，R E NL ，L VDM ．D i r e c t i o n a lb l a s t i n go ft h i c kl i n e d c h i n m e y [ J ] ．W e s t e r nE x p l o r a t i o nE n g i n e e r i n g ，2 0 1 0 1 2 1 8 4 1 8 6 ． i nC l l i n e s e 邓祖明，姜防．8 0m 砖钢筋混凝土复合结构烟囱爆 破拆除[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 1 6 7 6 9 ． D E N GZM 。J l A N GF ．T h eb l a s t i n gd e m o l i t i o no fa8 0 一盼 t e r } l i 曲b r i c ka n dr e i n f o r c e dc o n c r e t ec o m b i n e ds t r u c t u r e c h i m n e y [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 1 6 7 - 6 9 ． i nC M n e s e 靳洋，任志远．1 5 0m 钢筋砼烟囱定向爆破拆除[ J ] ． 爆破，2 0 0 9 ，2 6 1 6 9 - 7 1 ． J I NY ．R E NZY ．D i r e c t i o n a lb l a s t i n gd e m o l i t i o no f1 5 0n l h i 曲r e i n f o r c e dc o n c r e t es m o k es t a c k [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 9 ， 2 6 1 6 9 ．7 1 ． i nC h i n e s e 王泳．复杂环境F3 5I t l l 高砖烟囱定向爆破拆除 [ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 1 7 0 7 1 ． W A N GY ．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 f3 5mb r i c k c h i m n e yi nc o m p l e xe n v i r o n m e n t [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ， 2 7 1 7 0 - 7 1 ． i nC h i n e s e 罗先南，方向，谭雪刚．1 8 0m 烟囱爆破拆除减振技 术与振动分析[ J ] ．爆破，2 0 0 9 ，2 6 2 9 3 - 9 5 ． L U OXN ，F A N CX ，T A NXG ．V i b r a t i o nr e d u c t i o nt e e h - n i q u ea n dv i b r a t i o na n a l y s i so fd e m o l i t i o nb l a s t i n go f1 8 0m c h i n m e y [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 0 9 ，2 6 2 9 3 - 9 5 ． i nC h i n e s e 刘国军．复杂环境下5 0m 高砖结构烟囱爆破拆除 [ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 3 7 0 - 7 2 ． L I UGJ ．E x p l o s i v ed e m o l i t i o no f5 0mb r i c kc h i m n e yi n c o m p l e xe n v i r o n m e n t [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 0 ，2 7 3 7 0 - 7 2 ． i nC h i n e s e 耘锄≮％％向s 军嘞勘匈勘劫劫劫勘劫翱勘嘞岛翱％嘞％劫匈专秽‰％向≮％s 聿勘劫嘞匀勘％劫勘嘞％却％{ 琦 中钢集团武汉安全环保研究院有限公司爆破拆除南昌发电厂2 1 0m 烟囱 2 0 1 2 年2 月1 2 日上午1 0 点3 0 分，随着爆破指挥长的一声令下，中电投南昌电厂的一座2 1 0m 的烟囱朝着预定方向缓 缓饲下。本次爆破的环境十分复杂、难度极大，烟囱位于江西南昌发电厂生产区中央，东西北三面均为保留建筑物和正在 运行设备。为了保证爆破方向的准确，定向角采用绳锯切割，正面开凿8m 1 0m 的导向窗。为提高网路的准保性，同时 采用了数码电子雷管网路、数码电子雷管一导爆管网路和电雷管一导爆管网路3 套独立起爆网路。为降低触地振动和飞 石，在倾倒方向上构筑了9 道缓冲坝，同时为降低烟囱触地扬尘，在缓冲坝中闻开挖沟渠蓄水降尘。烟囱爆破倾倒历时 1 8S ．爆破飞石控制在2 0m 以内，触底飞溅控制在2 0 0n l 以内，爆破地震波控制在0 ．7c m ／s 以下，2 1 0m 高烟囱一次性成功 爆破。烟囱倒塌后2 0m 以上部分完全破碎，2 0m 以下部分肢解。爆破工作受到了业主和当地领导、群众的广泛好评，在当 地引起了巨大的反响和媒体的关注．此次爆破被新华社、中央电视台新闻频道、中国新闻网、人民网、江西电视台、江西卫 视、新浪网、搜狐周、网易网等众多媒体广泛报道。 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1J．1J 1 J 1 j 1 J 1 j 1 J H n 呛 心 b D I l ■ b 陋 № №、 口 口 万方数据