外部集团装药法定向爆破拆除高危砖结构烟囱.pdf

第2 8 卷第3 期 爆破 V o l 2 8N o ．3 2 0 1 1 年9 月B L A S T I N GS e p ．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 11 ．0 3 ．0 2 7 外部集团装药法定向爆破拆除高危砖结构烟囱 王从银，张少光，赵琳 工程兵指挥学院军事教学系，徐州2 2 1 0 0 4 摘要针对“5 1 2 ”大地震形成的高危砖结构烟囱，采用外部集团装药法成功地实施了定向爆破拆除， 文中介绍了爆破参数的设计及爆破施工方法。该爆破方法不需钻孔设备，作业时间短，速度快，效率高，可以 保证定向倾倒，而且倒塌范围较小。 关键词烟囱；定向爆破；外部集团装药 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 3 0 0 9 4 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 fD a n g e r o u sB r i c k C h i m n e yb yE x t e r n a lC o n c e n t r a t e dC h a r g e W A N Gc D 昭一y i n ，Z H A N GS h a o - g u a n g ，Z H A OL i n T h eC o m m a n d i n gI n s t i t u t eo ft h eE n g i n e e rC r o p sP L A ，M i l i t a r yT e a c h i n g D e p a r t m e n t ，X u z h o u2 21 0 0 4 ，C h i n a A b s t r a c t Ad a n g e r o u sb r i c kc h i m n e yc a u s e db y ”5 1 2 ”W e n c h u a ne a r t h q u a k eW a Ss u c c e s s f u l l yd e m o l i s h e d b yd i r e c t i o n a lb l a s t i n gw i t he x t e r n a lc o n c e n t r a t e dc h a r g e ．T h ed e s i g no fb l a s tp a r a m e t e r sa n dt h ec o n s t r u c t i o nm e t h o d w e r ei n t r o d u c e ．w h i c hn o tn e e dd r i l l i n gm e c h i n ea n ds h o r tc o n s t r u c t i o nt i m ew i t hg u a r a n t i n gd i r e c t i o n a lc o l l a p s ea n d s m a l lc o l l a p s er a t l g e ． K e yw o r d s c h i m n e y ；d i r e c t i o n a lb l a s t i n g ；e x t e r n a lc o n c e n t r a t e dc h a r g e 1 工程概况 四川省什邡县回澜镇有一砖结构烟囱，高约 5 0m ，水泥砂浆砌红砖结构，烟囱底部壁厚0 ．9m ， 底部外周长1 2 ．5m ，烟囱东西两侧各有一个宽 0 ．6m 、高1 ．5m 的烟道，烟囱内部的耐火砖内衬预 先已砸落，烟囱内部地面标高比外部地面标高低 O ．5m 。在“5 1 2 ”大地震中，其上部1 0m 已被震 断并掉落，该烟囱已成高危建筑物，需用爆破法拆 除。烟囱的东南方向5 0m 处有一片民房，正西 8 0m 处有高压线路，烟囱的东2 0m 、南6m 、西8m 、 收稿E t 期2 0 1 0 0 7 2 9 作者简介王从银 1 9 6 4 一 ，男。博士，教授，主要从事爆破教学科研 工作，徐州工程兵指挥学院地雷爆破指挥教研室。 E m a i l 冽驴y 7 6 7 8 s i n a ．锄。 d L l 5m 范围内为无庄稼的空地，周围其余部分均为 水稻田地，烟囱周围环境见图l 。要求爆破时保护 高压线路及民房的安全，尽量减少水稻田的损失。 水稻田 图1 爆破环境 单位m F i g ．1 s c h e m eo fb l a s t i n gs u r r o u n d i n g s u n i t m Ⅳ▲f 万方数据 第2 8 卷第3 期 王从银，张少光，赵琳外部集团装药法定向爆破拆除高危砖结构烟囱 9 5 2 爆破方案 烟囱的倒塌环境比较好，采用常规的钻孔法定 向拆除爆破是能够满足拆除要求的，而且施工速度 快，倒塌方向及飞石距离容易控制，所产生的冲击波 及地震波也很小，但是该法的施工安全不易保证，因 为烟囱的上部1 0i n 掉落之后，在残留部分烟囱的上 部还有大量的碎砖，这些碎砖在钻孔所引起的振动 过程中随时都有掉落的危险，因此在钻孔过程中危 险性较大。 为了克服钻孔法定向拆除爆破施工过程中的危 险问题，决定采用外部集团装药爆破法进行定向拆 除，即借鉴军用爆破的外部集团装药爆破方法，将装 药设置在烟囱内部靠近倾倒方向的一侧实施定向爆 破，但运用该方案时必须严格控制飞石及爆炸冲击 波。决定采用该方案的另一原因是，为以后类似工 程的施工积累技术及经验资料。 考虑到2 个烟道在烟囱的东西两侧及飞石安 全，决定正北方向为烟囱的倾倒方向。 3 爆破参数设计 3 ．1 切口弧长 烟囱底部外周长1 2 ．5i n ，烟囱东西两侧各有一 个宽0 ．6m 的烟道，烟道中心线一侧外壁的弧长为 5 ．6m ，将2 个烟道的宽度及其一侧外壁的弧长之和 作为爆破切口弧长，则切口弧长为6 ．8m ，切口弧长 占总周长的比例为0 ．5 4 ，该数值在烟囱定向控制爆 破切E l 弧长确定原则的范围之内⋯。 3 ．2 单个集团药包药量 采用军用爆破集团装药的药量计算公式旧J Q A B R 3 式中Q 为单个药包重量 中级炸药T N T ，k g ；A 为 材料抗力系数，水泥砂浆砌的砖墙A 1 ．2 4 ；B 为填 塞系数，外部装药不填塞时B 9 ，有填塞物 土壤 时B 5 ；R 为破坏半径，R 0 ．9m 。 则单个药包的药量 外部装药有填塞 为 Q 1 ．2 4 5 0 ．9 3 4 ．5 2k g 对于砖结构外部集团装药爆破药量的计算，目 前还没有T N T 炸药与2 号岩石硝铵炸药的换算公 式。借鉴军用爆破木材爆破时r I ’N T 炸药与2 号岩 石硝铵炸药的换算系数为1 ．5 ，在本工程中取1 ．5 ， 则使用2 号岩石硝铵炸药时则单个药包的药量为 Q 4 ．5 2x 1 ．5 6 ．7 8k g ，实际取7 ．0k g 。 3 ．3 药包间距 由于采用外部集团装药，故只需布设一排装药。 装药设置在烟囱的内部爆破切口一侧，烟囱内侧的 弧的较短，外侧较长，单个装药的破坏半径R 为烟 囱的壁厚，为使相邻2 个装药的破坏范围相联并使 装药的整个破坏范围覆盖切口所有的破坏区域，烟 囱内侧相邻两装药的间距取1 ．0m ，外侧则为 1 ．8 7m 。具体的装药配置见图2 。 图2 装药配置平面图 单位m F i g ．2 P l a n es c h e m eo ft h ec } l a 弹 u n i t m 4 爆破施工 由于烟囱内部地面标高比外部地面标高低 O ．5m ，因此在布设药包之前，先烟囱上部掉落的碎砖 将烟囱内部的地面垫高，使烟囱内部地面标高比外部 地面标高高出0 ．3m ，然后按照设计的装药间距及装 药位置布设药包。用编织袋装土，压在药包的上部及 周围，压土的厚度不小于1 ．0m ，以提高装药爆炸的能 量利用率。所有装药用瞬发电雷管同时起爆。 因烟囱倒塌方向的环境较好，可以不考虑飞石 及振动的安全问题。虽是外部集团装药，但装药是 设置在烟囱的内部，装药爆炸之后在烟囱外部形成 的冲击也很小，因此不需采用安全防护措施。 5 爆破效果及分析 装药起爆之后，瞬间只见一股浓烟上冲，烟囱随 即向下塌落，在距烟囱1 0 0m 处的起爆点处听到的 声音很小，没有看到任何飞石，也没有感觉到振动。 见图3 。经检查，烟囱基本上是原地塌落，稍微向原 设计倒塌方向偏移约4m ，装药一侧个别飞石最远 约2 0I l l ，其它方向无飞石。之所以出现这样的结 果，经分析。主要有以下几个方面的原因 1 虽然设计是定向倾倒，装药设置在倒塌方 向的一侧，爆破之后烟囱的倒塌也略有定向，但不是 万方数据 爆破 2 0 1 1 年9 月 太明显。这是因为一是烟囱砖体的强度不是很高； 二是装药虽然设置在倒向的一侧，破坏的主要方向 也是倒向的一侧，但由于装药外围的覆盖土的厚度 较薄且强度较小，装药量也较大，因此在装药爆炸的 瞬间．在烟囱的内部产生大量的爆生气体及强大的 冲击波。在该气体及强大的冲击波的作用下，与倒 塌方向相反- N 的支撑体及爆破部位上部筒体的强 度也受到一定程度的削弱，因此，在爆破切口形成之 后，烟囱底部的支撑作用已经很弱，烟囱垂直下落与 定向倾倒同时发生。 a 起爆前 b 起爆瞬间㈦起爆后效果 图3 爆破效果罔 F i g ．3 E f f e c to ft h ee x p l o s i v e 2 虽然是外部集团装药，但装药是设置在烟 囱的内部，并且两侧烟道的尺寸较小，装药爆炸之后 首先在烟囱内部形成冲击波，然后冲出烟道的量较 小，因此在烟囱外部听到的声音很小。 3 由于烟囱的墙壁较厚，硝铵炸药的猛度比 T N T 炸药小，装药量适当，因此爆破产生的飞石距离 较近。 6 结语 1 用外部集团装药爆破法拆除砖结构烟囱， 不需钻孔设备，作业时间短，速度快，效率高，可以保 证定向倾倒，而且倒塌范围较小。 2 装药要设置在烟囱内部，并且保证装药位 置高出烟囱外部地面标高0 ．3i n 以上，以增大装药 的向上破坏范围。 3 装药要紧贴烟囱内壁，装药的外部要压上 一定厚度的土或砂，以提高装药爆炸的能量利用率。 参考文献IR e f e r e n c e s [ 1 ] 何广沂，朱忠节．拆除爆破新技术[ M ] ．北京中国铁 道出版杜，1 9 8 8 ． [ 2 ] 叶晓华，王从银．军事爆破工程[ M ] 北京解放军出 版社，1 9 9 9 ． 科技论文关键词使用的小知识 关键词是反映文章最主要内容的术语，对文献检索有重要作用。凡期刊文章的文献标识码为 A 、B 、c 三类者均应标注中文关键词，有英文摘要者应同时给出英文关键词。中、英文关键词应一一 对应。一般每篇文章可选3 8 个关键词，如有可能，中文关键词尽量用汉语主题词表等词袁提 供的规范词，英文关键词最好从E I 控制词中选取；未被词表收录的新学科、新技术中的重要术语以 及文章题名中的人名、地名也可以作为关键词标出。多个关键词应按词条外延层次 学科目录分 类 ，由高至低顺序排列，关键词之间应以分号“；”分隔，以便于计算机自动切分。最后一个词后不打 标点符号，并以显著的字符排在同种语言摘要的下方。中文关键词前应冠以“关键词”．英文关键 词前冠以“K e yw o r d s ”作为标识。 万方数据