150+m钢筋砼烟囱定向爆破拆除.pdf

第2 6 卷第1 期 2 0 0 9 年3 月 爆破 B L A S T 【N G V 0 1 ．2 6N o ．1 M a r ．2 0 0 9 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 0 9 0 1 0 0 6 9 0 3 1 5 0m 钢筋砼烟囱定向爆破拆除 靳洋，任志远 广西大学资源与环境学院，南宁5 3 0 0 0 4 摘要在倒塌场地狭小的条件下，采用定向爆破方法成功拆除了一座1 5 0m 高钢筋砼结构烟囱。介绍了 爆破切口形状、切口参数和爆破参数的选择以及安全验算，通过开挖减振沟、铺垫缓冲层等安全防护措施，降 低了触地振动和爆破飞石危害，确保了附近厂房的安全，可供类似工程参考。 关键词1 5 0m 烟囱；定向爆破；爆破震动 中图分类号T U7 4 6 ．5 文献标识码A 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 0m H i g h 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 I Ny 口，l g ，R E NZ h i y u n r t C o l l e g eo fR e s o u r c e sa n dE n v i r o n m e n t ，G u a n g x iU 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 A b s t r a c t Ap r a c t i c a le x a m p l eo fd 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 faR Cs m o k es t a c kw i t l lah e i g h to f1 5 0m e t e r i nan a r r o ws u r r o u n d i n gw a sp r e s e n t e d ．T h ep a p e rd i s c u s s e dt h ef o r ma n dp a r a m e t e mo fb l a s t i n gc u t sa n dt h es e l e c - t i o no ft h eb l a s t i n gp a r a m e t e ma n ds e c u r i t yc h e c k e d ，t h r o u g hd i g g i n gt h ev i b r a t i o nd i t c h ，f o r e s h a d o w i n gt h eb u f f e rl a y - e ro fs e c u r i t yp r o t e c t i o nm e a s u r e s ，r e d u c i n gt h ed a m a g eo ft h et o u c h d o w nb l a s t i n gv i b r a t i o na n df l y i n gr o c k sh a z a r d s ， e u s u I _ et h es a f e t yo fn e a r b yp l a n t s ．i tc a nb eu s e da sc e r t a i nr e f e r e n c ef o rs i m i l a rp r o j e c t s ． K e yw o r d s 1 5 0ms m o k es t a c k ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g ；b l a s t i n gv i b r a t i o n 1 工程概况 1 ．1 工程环境 待拆除的烟囱位于广西滕县中胜电厂内，烟囱 周围环境较复杂。烟囱北面为主厂房，距离为2 8 m ；西面2 0m 处为8 ’皮带机栈桥，桥外为油罐、仓库 等；南面1 7m 处为推煤机房和7 。皮带机栈桥；东面 为露天堆煤场，相对比较开阔，烟囱到围墙的垂直距 离为1 4 6m 。 烟囱附近建筑物和设备比较多，爆破时不能损 坏建筑物和设备，同时要求尽量减少对围墙外农田 的危害。烟囱周围环境如图l 。 收稿日期2 0 0 8 1 0 1 3 ． 作者简介靳洋 1 9 8 2 一 ，女；南宁广西大学资源与环境学院硕 士生． 围墙 图l 烟囱周围环境示意图 单位m F i g1 S c h e m eo fs u r r o u n d i n go fc h i m n e y u n i t m 1 ．2 “ 1 - 程结构 该烟囱为钢筋混凝土筒式结构，内外双层布筋， 布筋网格为1 0c m 1 0c m ，钢筋尺寸西 1 2 q O 万方数据 7 0爆破2 0 0 9 年3 月 m m 不等，筒身用2 5 0 ’混凝土整体浇筑， 6 ．0r n 以 上内衬用2 3 0m m 1 1 3m m 耐火砖砌筑， 6 ．0m 以下无内衬。烟囱高1 5 0I T I ，底部外径为1 3 ．2m ，壁 厚0 ．5 5m ；顶部外径为2 ．0I T I ，壁厚0 ．2 3m 。烟囱 结构复杂，其正东、西面0m 标高的筒壁上各有一 个1 ．8m 2 ．5i n 的出灰口，而在 6m 标高处各有 一个尺寸为3 ．2 2m 3 ．4 0m 的烟道口，在烟囱内部 6m 有一个由井支梁支撑的出灰钢斗。 经计算烟囱重P 约为33 1 4 ．9 1 7t ，重心高度z 。 为4 9m 。烟囱底部结构如图2 所示。 图2 烟囱底部结构 单位m F i g2 T h eb o t t o mo ft h ec h i m n e y t r a i t m 1 ．3 工程特点 1 烟囱高度大，布筋密，给钻眼和爆破造成一 定困难； 2 周围环境复杂，需保护的对象多，应精确控 制烟囱的倒塌方向； ‘ 3 烟囱高且重，势能大，倾倒触地冲量大，应采 取措施减小振动； 4 烟囱地处厂区和居民生活区，施工过程中不 得影响厂区正常生产及居民的正常生活。’ 2 爆破方案与设计 2 ．1 爆破方案的确定 根据对烟囱结构、周围环境及施工的难易程度 等进行综合分析对比，烟囱的东北面虽然有较大空 间，但为了避免烟囱倒塌时前冲损坏东北面住宅楼， 同时避免出灰口不在倒塌中心线上影响倒向的准确 及增加施工难度，因此倒塌方向不宜选择东北向。 通过现场勘察测量，烟囱中心到正东面围墙的距离 为1 4 6m ，略小于烟囱的高度，在该方向倒塌时将有 部分结构前冲到围墙外的农田内，但因施工正处冬 季，农田内没有种植农作物，爆破后有足够时间恢复 烟囱倒塌时对农田的破坏。经过认真研究和协商 后，决定采用损失最小的向正东方向倒塌的定向爆 破方案。 2 ．2 爆破切口设计 1 切口形状与位置。为了严格控制烟囱的倒 塌方向，防止后坐，本工程采用正梯形切口，梯形夹 角设计为3 5 。。为了施工方便和易于飞石防护，同 时利于烟囱切口的定向转动，有效控制烟囱后坐，因 此爆破切口布置在烟囱底部 0 ．5m 处。 2 切口长度。爆破切口的展开长度是由切口圆 心角9 直接决定的，而切口长度决定了倾覆力矩的大 小。经专家论证切口圆心角以2 1 0 。2 2 0 。为宜[ 1 】，本 次设计取p 2 1 5 。，此时对应爆破切口弧长为 L 2 1 5 ／3 6 0 2 , r r R 3 ．7 5 R 3 ．7 5 6 ．6 ≈2 4 ．8m 余留截面抗压能力校核由烟囱自重引起的压 应力悼1 为 盯压 P g ／s ，S 王望学霄 尺2 一r 2 式中，P 为烟囱自重，33 1 49 1 7k g ；R 为爆破切口处的 平均外半径，6 ．6m ；r 为爆破切口处的平均内半径， 6 ．0 5m ；S 为余留截面的面积，m 2 ；盯匿为烟囱白重引 起的压应力，M P a ；o o 为混凝土的抗压强度，5 1M P a 。 计算得预留部分面积为S 8 ．8m 2 ，烟囱自重 引起的压应力为盯o 3 ．6 9M P a 5c m ／s ，K 4 ．8 7c m ／s 5c m ／s 因此爆破时塌落震动对南面干煤棚会产生 影响，而对北面主厂房不会产生影响。由于开挖减 振沟可以有效降低震动速度，为了保证安全，起爆前 沿着干煤棚北边基础边界开挖一条1 ．5mX1 ．5m 减震沟，同时在倒塌方向上垂直倾倒方向开挖6 条 尺寸为1 5m 3m 2m 间距1 5m 的减震沟，并把 挖出的泥土堆放在沟的两侧筑成缓冲层，通过降低 质点振动速度达到保护烟囱附近建筑物的目的。 3 ．2 ．3 爆破飞石 爆破飞石的飞散距离是划定爆破警戒范围和确 定防护等级的主要依据。本次爆破容易受飞石危害 的是北面厂房内的机械设备，为了爆破安全，爆破时 采取以下防护措施防止飞石产生危害 1 对炮孑L 进行严密堵塞； 2 切口部位及切口周边O ．5m 范围内先用一 层竹排覆盖，外面采用密目安全网进行包裹，再用地 毯覆盖并用铁丝捆紧于烟囱筒身上； 3 为防止烟囱触地后反弹引起飞石，用沙袋、 旧轮胎等在被保护建筑物前堆积成1 ．5m 高的缓冲 防护层，减缓个别飞石危害； 4 增大警戒范围到3 0 0m 外，爆破时所有人员 撤离到警戒线外。 下转第8 8 页 万方数据 8 8 爆破2 0 0 9 年3 月 2 由于增大爆破抛掷临空面，爆破剥离效果很 好，混凝土大部分脱笼，产生的大块很少，为钢筋的 切割和爆渣的清运创造了良好条件，也证明了爆破 参数的选取和装药结构的布置是合理的。 3 采用这种工作面的布置方式，使装药长度越 来越大，爆破剥离方量也随之而增加，保证了在业主 要求的工期内完成工作面的移交。 4 由于优化了爆破临空面和爆破网路的设计， 爆渣绝大部分都往基坑抛掷，有效地控制了飞石。 5 在爆破过程中，出现过爆后根底的积累增 大，为后排爆破造成很大麻烦。分析原因是孔深不 够2m ，孔内底部药量不够这2 种原因造成，在施工 中得到了及时纠正，并印证了所分析的原因。 6 宽孔距的布孔方法，在爆破实验后，由于挖机 剥离导致抵抗线太小，装药时不好调整而最终弃用。 8 结语 在装药满足不了安全振动距离所允许装药量的情 况下，采取布置减震孔、优化爆破作业面、改善孔内装 药结构、合理设计爆破网路等措施，有效地减少爆破预 期的破坏。值得一提的是，本工程减震孔范围的砼体 采用只装少许孔，将其炸裂成几段后用挖掘机剥离，减 少爆破次数和爆破规模，并大大提高了工作效率。 参考文献 [ 1 ] 孙秀民，汪进玉．爆破振动对建筑物的影响评价研究 [ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 2 7 3 - 7 6 ． [ 2 ] G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规程[ s ] ．北京中国标准出 版社，2 0 0 4 ． [ 3 】郑水明，姚运生，曾心传．工程场地隔振沟减震效应 [ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 3 1 0 3 ．1 0 6 ． [ 4 ] 郑峰，段卫东，钟东望，等．爆破振动研究现状及存 在的问题探讨[ J ] ．爆破，2 0 0 6 ，2 3 1 9 2 - 9 4 ． [ 5 ] 许名标，彭德红．车间内设备砼基础部分拆除爆破 [ J ] ．爆破，2 0 0 7 ，2 4 2 6 9 - 7 1 ． [ 6 ]汪顺庆，杨志，韩光明，等．超大面积钢筋混凝土支 撑爆破拆除[ J ] ．工程爆破，2 0 0 7 ，2 4 2 6 5 - 6 7 ． [ 7 ]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 ． 上接第7 1 页 4 爆破效果及总结 1 2 0 0 7 年1 2 月7 日下午3 时1 0 分实施爆破， 起爆3s 后烟囱整体向正东方向倾倒，烟囱倾倒到 3 0 。时在约6 0n l 的地方断为两截，烟囱顶部一截由 于受力变化向前冲出的同时略向干煤棚一侧偏斜， 但未影响到干煤棚，倒塌过程历时1 4s 。 2 爆后烟囱底部约有长6n l 的筒身基本保持 筒形，而6I T I 以上部分摔成扁平状或碎块，烟囱在倒 塌中心线上的最大塌散距离为1 6 3n a ，横向最大塌 散宽度为2 1m ，堆积体最高为1 ．1I T I ，爆堆集中，块 度比较破碎，约8 0 ％的钢筋裸露于砼外。见图4 。 图4 爆破效果图 F i g4B l a s t i n ge f f e c t 3 烟囱倒塌时垂直压在减震沟和泥土缓冲层 上，部分碎块和黄土被砸入地面，但没有引起碎石飞 溅。通过安置在倒塌中心线两侧的震动仪器测量数 据显示，爆破地震波和触地塌落振动均小于允许的 安全速度，因而爆破对附近厂房没有产生任何不良 影响，达到了预期要求。 4 从本次爆破效果来看，对环境复杂、结构高 大的高耸建筑物进行爆破拆除，成败的关键在于是 否在爆破前根据现场的实际情况，制定了合理的爆 破方案，并对爆破方案进行精心设计、合理施工和采 取有效的防护措施。 5 实践证明，对类似大型高耸建筑物构件倒塌 撞击地面引起的震动危害，爆破时通过在倒塌方向 范围内铺垫缓冲层、开挖减振沟等方法，对降低振 动、飞石等危害是可行的。 参考文献 [ 1 ] 谢先启．1 5 0m 钢筋砼烟囱爆破拆除技术与分析[ J ] ． 工程爆破，2 0 0 8 1 5 4 - 5 6 ． [ 2 ] 施富强，柴俭．狭长区域内1 2 0m 钢筋混凝土烟囱控 制爆破拆除[ J ] ．工程爆破，2 0 0 4 ，1 0 2 2 7 - 3 0 ． [ 3 ] 刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[ M ] ．2 版．北京 冶金工业出版社，2 0 0 3 ． [ 4 ]中华人民共和国标准．G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规程 [ s ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 4 ． [ 5 ] 杨人光，史家靖．建筑物爆破拆除【M ] ．北京中国建 筑工业出版社，1 9 8 5 ． 万方数据