复杂环境下结构体破损的砖烟囱爆破拆除.pdf

第2 8 卷第1 期 2 0 1 1 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．1 M a t ．2 0 1 1 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 1 ．0 1 ．0 2 2 复杂环境下结构体破损的砖烟囱爆破拆除 邹锐1 ，池恩安1 ’2 ’3 1 ．贵州新联爆破工程有限公司，贵阳5 5 0 0 0 2 ；2 ．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉4 3 0 0 7 0 ； 3 ．贵州大学矿业学院，贵阳5 5 0 0 0 3 摘要介绍了用定向爆破拆除复杂环境下结构体破损的砖烟囱。为防止烟囱在爆破时发生后座和散架， 确保烟囱在倒塌过程中不发生偏移，根据烟囱的周围环境和结构特点，选择了合理的爆破切口长度，对破损 的支撑体部分采取了加固措施，对爆破切口采用对称微差爆破，取得了良好的爆破效果。 关键词结构体破损；砖烟囱；支撑体加固；爆破切口；对称微差爆破 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码B文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 l - 0 0 8 4 - 0 3 E x p l o s i v eD e m o l i t i o no fD a m a g e dB r i c kC h i m n e y u n d e rC o m p l e xE n v i r o n m e n t Z O UR u i l ．C H IE n ．口，1 1 ’2 ’3 1 ．G u i z h o uX i n l i a nB l a s t i n gE n g i n e e r i n gL i m i t e dC o r p ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a ； 2 ．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 u h a nU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ， W u h a n4 3 0 0 7 0 ，C h i n a ；3 ．C o l l e g eo fM i n i n g ，G u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 3 ，C h i n a A b s t r a c t T h ed a m a g e db r i c kc h i m n e yu n d e rc o m p l e xe n v i r o n m e n tw a si n t r o d u c e db yd 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 n ．T op r e v e n tt h eb a c k w a r do rf a l la p a r tw h e nb l a s t i n ga n dt oe n s u r en o td e f l e c t i o ni nt h ec o l l a p s ep r o c e s s ，t h e r a t i o n a lb l a s tc u tl e n g t h ，t h er e i n f o r c e m e n tm e a s u r eo fb r o k e ns u p p o r tp a r ta n dt h es y m m e t r i c a ld e l a yt i m ef i r i n go f b l a s tc u tw e r ec h o s e nt oo b t a i nt h eg o o db l a s t i n gr e s u l t sa c c o r d i n gt ot h ec h i m n e y s t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h e s u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t ． K e yw o r d s d a m a g e ds t r u c t u r e ；b r i c kc h i m n e y ；r e i n f o r c e m e n to fs u p p o r tp a r t ；b l a s tc u t ；s y m m e t r i c a ld e l a y t i m ef i r i n g 1 工程概况 待拆处砖烟囱位于贵州省贞丰县挽澜乡的焦化厂 内，该烟囱高6 0m ，0 处直径4 ．6m ，壁厚5 0c m ，内衬 2 4e m ，内衬与外筒体之间为5c m 厚砂填充的隔热层， 在底部北侧有一宽1 ．0m 、高0 ．5m 的烟道；该烟囱的 结构体严重破损，整个烟囱从 0 ．8m ～ 5 2m 有9 条 竖向裂缝，其中有4 条裂缝已穿透内衬层，全部裂缝都 收稿1 3 期2 0 1 0 1 0 0 8 作者简介邹锐 1 9 7 8 一 ，男，毕业于武汉科技大学采矿工程专 业，学士学位，贵州新联爆破工程有限公司爆破工程师， E m a i l h h h 8 0 2 8 s i n a ．t o n i 。 是下窄上宽，裂缝从下到上呈不规则的弯曲状，裂缝间 的最小间距为0 ．6m ，最大间距为2 ．3m ，裂缝宽度为 1 - 4c m 不等，由于裂缝众多和裂缝宽度偏大，导致该 烟囱的整体陛很差 见图1 。 该烟囱周围环境复杂，待拆除烟囱北侧5 0m 范 围为厂区；西侧1m 处为一办公楼；东北侧2 0m 处 为一搅拌站，东侧为砖窑，砖窑外侧为农田；南侧 3 0m 处为厂房实验室，东南侧6 5m 处有一污水蓄水 池；详见图2 。 万方数据 第2 8 卷第l 期邹锐，池恩安复杂环境下结构体破损的砖烟囱爆破拆除 图1 烟囱结构 图2 烟囱周围环境示意图 单位m 2 爆破方案 该烟囱周围环境复杂，周围有需要保护的建筑 物和工业厂房，业主方还要求烟囱爆破爆渣不能进 入农田，避免损坏庄稼和污染环境。经现场勘察，考 虑到有限的场地条件，只有东偏北方向有倒塌空间， 因此选择东偏北5 8 。方向定向倒塌。由于烟囱存在 多条竖向裂缝，结构的稳定性很差，为确保烟囱在倒 塌过程中不散架和准确定向，在触地破碎时爆渣不 对周围环境构成危害，对烟囱采取相应的技术措 施‘1 引 1 对爆破支撑体进行加固 烟囱定向的形成是在预定倒塌方向的底部利用 炸药能量形成一缺口，使其在自重作用下产生倾覆 力矩，在保留部分的支撑下沿设计方向倒塌，而倒塌 的方向取决于保留部分的中心线，倒塌的准确性取 决于保留部分的稳固性。为确保烟囱倒塌时支撑部 位的稳定，避免倒塌时烟囱后座伤击办公楼和防止 因支撑部分抗压强度不够造成的定向不准、倒塌方 向偏移，在烟囱拆除爆破前，用C 3 0 混凝土对其后 部整个支撑部位的缺口高度范围进行加固，加固的 厚度为2 0c m ，高度超过爆破缺V I 高度5 0e m 。 2 采用对称微差爆破 为避免切口装药同时起爆产生的振动和冲击波 影响保留体的稳定性，采用逐段起爆的方法，将切口 处分成3 段起爆，自切口中心线向两侧对称同段起爆 以减少一次齐爆的总药量，达到平衡、缓慢、整体、定 向倒塌的目的，同时，还能够保证切口形成的对称性。 3 对烟囱内衬进行处理 在爆破前将爆破切口范围内的内衬用人工按孔 距2 5c m 、排距2 0c m 凿孔洞，孔洞长6c m 、深9c m 、 高6c m ，在孔洞内埋设炸药，用炮泥填实，与外壁爆 破网路连接同时起爆。 4 蓄水池前铺设挡渣墙 由于蓄水池在烟囱倒塌方向的正前方6 5m ，为 防止蓄水池被爆破的爆渣损害而使污水流出污染周 围农田，在蓄水池前方5m 处用沙袋铺设一个长 1 0m 、宽2m 、高2 ．5m 的软挡墙，以避免烟囱帽滚 动和爆渣伤击蓄水池。 5 开设定向窗 为保证倒塌方向的准确，需避免预留部分免受 炸药爆炸能量的破坏，确保其保留部分的宽度和支 撑强度，本次爆破用人工在爆破缺口两端分别开设 一个长0 ．6m 、高1 ．0m 的三角形定向窗。 6 选择合理的爆破参数 由于烟囱的整体结构不好，为确保支撑部分有 足够的支撑强度和防止后座，爆破缺口的选取很重 要，如果缺口取得太长，则支撑部分太短，其支撑强 度就可能不够，容易发生后座或定向不准，如果缺口 取得太短，烟囱有可能发生前冲或因倾覆力矩不够 而不倒，因此，需要选择一个合理的缺口形状和长 度，本次爆破的缺口采用正梯形爆破缺E l 【3J ，缺1 2 1 的圆心角为2 1 00 。 7 在倒塌区域铺设沙袋防止飞石 为防止烟囱倒塌与地面直接碰撞造成飞石伤击 周围建筑物，本次爆破在倒塌范围内每隔1 0m 用沙 袋铺设一个缓冲层，同时在爆破缺口部位用3 层胶 皮网进行覆盖防护归1 。 3 爆破设计 3 ．1 爆破缺口 采用正梯形切口，两侧预开定向窗口J 。 1 缺口形式正梯形。 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 月 2 缺口高度h 3Xs 3X0 ．5 1 ．5I l l ，式中， s 为爆破缺口处的壁厚。 3 缺口圆心角2 1 0o 。 4 缺口长度底部外缺口展长 S 2 e r R 2 1 0 ／3 6 0 8 ．4 2 6 ，实取8 ．5m 。 5 缺口位置t 从 O ．2 一 1 ．7m 。 3 ．2 爆破参数 1 孔径D 4 2m m 。 2 孔距a 0 ．7 s 0 ．7 0 ．5 0 0 ．3 5 ，取 口 0 ．3 5m 。 3 孔深L 0 ．7 s 0 ．7x 0 ．5 0 ．3 5 ，取L 0 ．3 5i n 。 式中s 为爆破缺口处的壁厚。 4 排距b 0 ．8 5 a 0 ．8 5 0 ．3 5 0 ．2 9 7 ，取 b 0 ．3 0m 。 5 单耗q l3 0 0g ／m 3 。 6 单孔装药量q 单 q 口b 6 1 3 0 0 x 0 ．3 5x 0 ．3 0X 0 ．5 6 8 ．2 5g ，取7 0g 。 7 单个内衬孔洞装药8 0g 。 4 爆破器材与网路设计 1 西3 2m l n 乳化炸药； 2 1 、3 、5 段非电毫秒延期雷管； 3 8 号瞬发电雷管。 孑L 内用双发非电毫秒延期雷管，非电毫秒延期 雷管段位以设计中心线左右对称分别为3 、5 段，孔 外用1 段非电毫秒延期雷管连接，主网路采用交叉 复式起爆网路，用M D F 一1 0 0 型起爆器击发起爆。本 次爆破共用咖3 2m i l l 乳化炸药1 0 ．8 5k g ，其中最大 段单响炸药量为3 ．6 2k g 。 5 爆破振动校核 根据公式 V K 】K 7 Q ／尺 4 式中y 为介质质点的振动速度，c m ／s ；R 为爆点至 测点距离，在本工程中，距爆点最近需对爆破振动进 行预防的建筑物是厂区实验室3 0m ，该实验室按国 家标准最大允许振动速度为5 ．0c m ／s ；K ，口为与爆 破地质条件等有关的系数，经过类比，取K 1 8 0 ， 口 2 ；q 为最大段单响炸药量，爆药量q 3 ．6 2k g ； K 为修正系数，跟爆破方式有关的系数，临空面n 1 时取l ，n 2 时取0 ．5 ，本工程取0 ．5 。 V 0 ．5 1 8 0X 3 ．6 2 1 力／3 0 2 4 ．6c m ／s 5c m ／s 。 可见爆破振动不会对厂区实验室造成影响。 6爆破效果 由于适当加大了保留部分的长度和对保留部分 进行了加固，增加了保留部分的支撑强度，爆破时， 烟囱没有产生后座和出现散架，倒塌方向准确，烟囱 后部1m 处的办公楼没有受到损害，烟囱帽受到防 护墙的阻挡，没有冲出沙袋防护墙，仅有小量的碎砖 块飞落周围，蓄水池没有受到损坏，爆破取得了圆满 成功。见图3 。 7 结语 图3 烟囱倒塌效果 1 对于周围环境复杂而且结构破损的烟囱，在 进行爆破拆除时，为确保烟囱定向准确和防止后座， 应采用适当减小的爆破缺口长度、对保留部分支撑 体进行加固的技术措施以确保保留部分有足够的支 撑强度。 2 对于结构体严重破损、整体性差的烟囱，为避 免切口装药同时起爆振动较大容易引起烟囱在爆破 过程中散架和上端甩出的可能性，爆破时，需采用逐 段起爆的方法来减少单响起爆药量以降低起爆振动。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 郭进，王辛荣，王晓光．复杂环境下砖烟囱爆破拆除 [ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 4 6 0 6 2 ． [ 2 ] 潘晋，郑长青．支承体受损的砖烟囱爆破拆除[ J ] ． 爆破，2 0 0 3 ，2 0 3 4 8 ．4 9 ． [ 3 ] 满建新，余德运．4 6I n 砖烟囱设计后坐爆破拆除[ J ] ． 爆破，2 0 0 9 ，2 6 1 8 1 - 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