简壁内置钢筋砼框架砖烟囱的定向爆破拆除.pdf

第2 8 卷第4 期 2 0 1 1 年1 2 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．4 D ∞．2 0 l l D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 11 ．0 4 ．0 1 6 简壁内置钢筋砼框架砖烟囱的定向爆破拆除 赵金旺，贺广龙，田飞 内蒙古生力中伟爆破集团有限公司，准格尔旗0 1 0 3 0 0 摘要拟爆破拆除的砖烟囱，底部外径和壁厚尺寸都较大，并且筒壁内置钢筋砼框架结构复杂。在技术 方案设计和爆破施工中为确保烟囱顺利倾倒，对倒塌方位爆破缺口形式、布孔的具体位置和关键的预处理部 位以及重点部位装药量等都做出了明确的技术要求。并针对破拆除出现的偏差效果进行了原因分析。为类 似结构的砖烟囱爆破拆除提供借鉴。 关键词爆破拆除；定向爆破；内置钢筋砼框架；筒壁；厚壁 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 1 0 4 0 0 6 1 0 2 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 fB r i c kC h i m n e y w i t hI n n e rR e i n f o r c e dC o n c r e t eF r a m e Z H A OJ i n w a n g ，H EG u a n g l o n g ，T I A NF e i I n n e rM o n g o l i aS h e n S iZ h o n g w e iB l a s tG r o u pC oL t d ，Z h u n g e e r0 1 0 3 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h eb r i c kc h i m n e yb ed e m o l i s h e dh a sl a 孵b o t t o md i a m e t e ra n dt h i c k n e s s ，a n di t si n n e rr e i n f o w e d c o n c r e t ef r a m es t r u c t u r eo fw a l li sc o m p l e x ．I no r d e rt oe n s u r et h ew e l lc o l l a p s eo fc h i m n e yd u r i n gt h et e c h n i c M 髓h e m ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o nt h eb l a s tC U tt y p e ，l a y o u to fh o l e sa n dk e yp o i n tp r e t r e a t m e n ta n dc h a r g ea m o u n to f k e yp a r tw e r er e q u i r e m e n tc l e a r l y ．T h er e a s o no fd e v i a t i o nd u r i n gc o l l a p s ew a aa n a l y z e df o rp r o v i d i n gr e f e r e n c ef o rt h e s i m i l a rs t r u c t u r eo f 场c kc h i m n e ye x p l o s i v ed e m o l i t i o n ． K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g ；i n n e rr e i n f o r c e dc o n c r e t ef r a m e ；w a l l ；w a l lt h i c k 1 工程概况 根据县城环保治理的总体规划，阳曲县煤炭气 化有限责任公司进行整体搬迁，原有的焦化炉、烟 囱、储煤塔、输煤栈桥等建筑均要拆除，彻底平整后 确定新的开发工程项目用地。但是，业主提出砖烟 囱的爆破拆除不准殃及未拆除的其它建筑和设备， 有的设备拆除后要重新利用，这种要求对环境现场 条件确定烟囱的倒塌方位成为难题刮。 1 ．1 周围环境 烟囱周围环境比较复杂，正北方相距1 2I n 为 收稿日期2 0 1 l 一0 3 一l l 作者简介赵会旺 1 9 4 7 一 ，男，准格尔旗，内蒙古生力中伟爆破集 团有限公司。高级工程师， E - m a i l h g l h g 1 2 6 ．c o m o 2 台高压泵，1 4I n 为厂区围墙，西北方2 2m 处为锅 炉房，东北方2 0m 处为工房和4 个钢制立罐；正西 方距6 0m 为煤气管道；南距6I n 为推焦车，2 2i n 处 为焦炉，焦炉南侧是储焦炭场，地面全部硬化，存煤 已清理，如图1 所示。 1 ．2 烟囱结构 该烟囱为混合型水泥浆砌砖结构，高H 7 5m ， 底外径咖8m ，距地面3i n 处为一道圈梁，厚壁内置 6 根截面为0 ．6m 0 ．5 5I n 的钢筋砼立柱，从烟囱 基础开始一直延伸向烟囱顶部，3I n 处开始每1 2m 设 一道圈梁，截面为0 ．5 5I nx 0 ．4i n ，共7 道。圈梁和立 柱主筋为咖2 0m m 的螺纹钢，箍筋为咖1 0m i l l 的圆钢， 3i n 处的外径为咖7i n ，壁厚曰 0 ．9i n ，隔热层8c m ，填 充物为水渣，耐火层8 o ．2 4m ，筒体内3i n 以下有隔 万方数据 6 2爆破2 0 1 1 年1 2 月 墙，正南方为烟道口2 ．8mx 2m 宽高 ，正北侧地面 处有通气口。筒壁外侧设有铁爬梯，避雷线，顶部有 2 根3m 长的避雷针，如图2 所示。 北 f 町鬣 虱 准。货车 废焦炉 输 攥 栈 桥 囤∥ - ‘夕 通往县城公路大门 图1 爆区周围环境图 单位m F i g ．1 S c h e m a t i co fb l a s tz o n es u r r o u n d i n g u n i t m ◎ 图2 烟囱结构示意图 单位m F i g ．2S c h e m a t i co fc h i m n e y ss t r u c t u r e u n i t m 2 方案确定 烟囱的特点是底部直径大，筒壁厚，且筒壁内置 钢筋砼框架具有相当的高度，结构和质量坚固，整体 性好。 ’ 根据烟囱周围的环境条件和结构特点，选择一次 性定向控制爆破拆除，由于北侧、西侧和东侧的场地 倒塌长度距离不够，并且有煤气管道和设备无法拆 除，经与业主协商确定倾倒方向为南侧方位，造成的 经济损失最小。因焦炉也在拆除范围，但由于时间关 系，焦炉及部分管道无法拆掉，将会埋在残渣中。 为了便于处理内置钢筋砼立柱和确保倒塌方向 的准确性，减少一次起爆药量，决定在爆破缺口范围 内开凿3 个窗口，东西两侧各开定向窗一个，南侧正 面开定位窗一个，为缓解烟囱在倒塌过程中的前冲 作用，采用正梯形缺口形式；另外在开凿定位窗时把 正南侧的筒壁中的钢筋砼立柱提前处理掉。烟囱头 部落地处的东南角是厂区大门口，为防止飞石从门 口飞出对倒塌中心适当地向西偏斜l Oo 为宜。 3 技术设计 3 ．1 设计原则 1 根据失稳原理，利用炸药爆炸能量破坏烟 囱倒向侧的局部结构，造成整体失稳和重心偏移，在 烟囱自重作用下形成倾覆力矩，迫使其按照预定方 向顺利倒塌。 2 虽然烟囱处在大范围拆除环境中，但甲方 要求在其它建筑和设施未进行拆除前，不得对其造 成伤害或损坏，有的设施还要重新利用。 3 选取合理的爆破参数，采取必要可行的防 护措施，确保安全倒塌。 4 认真做好预处理，不留爆破隐患。 5 爆破不允许伤人损物，安全施工。 6 作好施爆部位的防护措施和安全警戒工作。 3 ．2 技术要求 1 烟囱采用一次性定向倒塌爆破技术，方位 为正南偏西方向1 0o 。 2 爆破缺口形式为正梯形，其开口角度为 2 2 0o ，梯形底角为4 5o 。 3 两侧定向窗的高度、长度和角度应对称一致。 4 梅花形布孑L 方式，钻水平孔，底排孑L 布置在 3m 处圈梁之上0 ．4m 处。 5 对爆破缺口内的钢筋砼立柱进行钻孔，装 药，其中有3 根立柱要进行预处理。 6 作好局部结构的预处理，并对施爆部位用 湿草帘进行捆绑防护。 3 ．3 参数选取 1 最小抵抗线W 0 ．4 5m ，孔间距口 0 ．5m ， 孔排距b 0 ．5m ，炮孔深度L ’ 0 ．6 3m 。 2 单孔药量Q 单 q a b B 0 ．4 5 0 ．5X 0 ．5 0 ．9 1 0 1g ，实际取1 0 0g 。注①预留内衬支撑部 分，在隔热层中贴药包，药量2 0 0s ／包；②对预留简 体内的钢筋砼立柱进行钻孔，装药，药量1 2 0g ／孔。 3 爆破缺口长度L I 2 ／3 , t r D 2 ／3 3 ．1 4 7 1 4 ．6 5m ，实取1 4m 。 爆破缺口高度巩 2 B 2 0 ．9 1 ．8m 。 4 底排布孔数N 缺口长度／口 1 1 4 ／0 ．5 l 2 9 个；切口布孔排数N ’ 缺口高度／6 l 1 ．8 ／0 ．5 1 5 排；钻孔总数为1 3 5 个。 下转第7 6 页 万方数据 7 6爆破 2 0 1 1 年1 2 月 上接第6 2 页 烟囱爆破缺口尺寸，炮孔布置图如图3 所示。 定 烟囱倒塌中心线 图3 烟囱爆破缺口尺寸及炮孔布置图 单位m H g ．3C h i m n e yb l a s tc u ts i z ea n dl a y o u to fb o r e h o l e u n i t m 3 ．4 预处理 1 开凿定向窗，采用正梯形爆破切口形式，缺 口的底边划定在筒壁的3m 处 即烟道口的上方 。 由于烟囱筒壁厚度较大，且有2 4c m 厚的内衬，因 此，采用放小炮和人工修整的方法进行开凿。 2 正南侧的定位窗同样采用放小炮和人工修 整的方法，并将立柱的竖筋全部切割掉。 3 在左右两侧定向窗底角处的钢筋砼立柱钻 孔，装药进行软化处理，为使烟囱倒塌向西偏移 1 0o ，在左侧立柱根部布孔2 个，右侧立柱根部布孔 1 个，对其实施爆破，破坏其刚度。 4 对缺口范围内的内衬进行合理拆除，预留 足够的支撑面。 5 切断烟囱北侧的避雷针接地线。 3 。5 装药方式 根据烟囱筒体的结构特点，全部采用密实装药 方式，用黄土堵塞。 3 ．6 起爆网络及起爆方式 鉴于该烟囱比较高大，且结构上的特殊性，为确 保一次性顺利倾倒，孔内药包采用双雷管起爆，爆破 网络连接采用串并联的连接方式，使用G M - - 1 0 0 0 型高能起爆器起爆。 4 防护措施 1 施爆部位用湿草帘覆盖3 层，铁丝捆绑，里 紧外松，防止飞溅。 2 在底排孔位置，堆垒土袋1 排，高度1m ，长 度1 0m 。 3 警戒点位置，根据厂区四周环境进行安排， 无关人员全部撤离到安全带。 4 由于倒塌方向围墙外是通往县城的公路， 车辆流动较大，起爆时对该路段实行临时交通管制。 5 爆破效果及存在问题原因分析 5 ．1 爆破效果 起爆后，烟囱经8s 应声倒地，破碎充分，周围 建筑及设施无任何损伤。废焦炉中央砸开一道口子 业主同意此位置 ，由于倒塌位置是硬化地面，所 以残渣散落较远。 5 ．2 存在问题及原因分析 烟囱倒地后经过现场观察，其倒塌方位并不是 按照技术设计的正南偏西1 0p 的方向倾倒，而是朝 正南方向倒地，虽然飞溅物并没有飞出东南方的大 门，但严格地讲没有达到技术设计的要求。原因分 析方案设计上以软化烟囱左右两侧钢筋砼立柱的 不同高度来控制和调整倒塌方位，由于在实施过程 技术措施没有到位，只炸松了2 个支点 左侧两个 孔，右侧一个孔 ，用不同高度作为调整幅度，而没 有切割断两侧支点立柱的钢筋，成为无法实现改变 倒塌方位的主要障碍。事实上，尽管炸松了混凝土 结构，没有切断的钢筋仍然在起着牵制作用，使铰链 支点的位置没有发生根本的改变，致使烟囱仍然按 照正南方向倾倒。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 张志呈，王刚，杜云贵．爆破原理与设计[ M ] ．北京 冶金工业出版社，1 9 9 2 1 0 8 1 1 3 ． [ 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 ] 顾毅成，史雅语，金骥良．工程爆破安全[ M ] ．合肥中 国科学技术大学出版社，2 0 0 9 2 A 8 - 2 4 9 ，2 9 1 - 2 9 3 ． 万方数据