复杂环境下的烟囱拆除爆破.pdf

第 “卷第期 “ “ 年月 爆破 “ 1 , A ; C A A G F B A , A I J ’ I ; F 5 ; E , ; , ; F A , E ; A , D ’ C A G ; , A A G；H , A E LE C； H ’ B ’ E H 收稿日期 “ “ - “ 3 - “ 3 作者简介 郭学彬 （ 3 . 0 -） ， 男； 绵阳 西南科技大学教授 烟囱结构及环境条件 西南科技大学有一废弃砖质烟囱需要爆破拆 除。该烟囱高 2I， 底部外周长 “ I， 外壁厚. 3 E I， 内衬厚 .E I， 外壁和内衬间隙2 0E I。出灰 口拱高“ /I， 宽“ 4 I； 烟道高 /I， 宽 2I， 烟道的钢筋混凝土框厚“ .I， 烟囱内径为 2 I。地面以上.I高范围内的烟囱外壁配置较密的 环形钢筋， 层间距为 2E I， 每层两圈钢筋 （内外各 一层） ； . I高处环形钢筋的层间距2 “E I， 每 层一圈； I以上钢筋层间距为 2E I， 每层两圈 的配筋。 烟囱北距健身房 .I， 东距高压线和各类通 讯电缆线 4I， 西距围墙、 高压线及街道对面的街 房铺面分别为 3、 4 和 . I， 南距地下消防 水管及其露出地面 I的消防栓 2I（消防栓 至设计倾倒中心线仅 I） ， 到缝纫机房 I （东侧高压线与缝纫机房的间距/ 2I） ， 距门卫值 班室. 2I， 至校医院. I， 如图。该烟囱环境 条件复杂。 图烟囱环境示意图 （单位 I） 爆破方案选择 该烟囱四个方向的十多米范围内均有建 （构） 筑 物需要保护， 只有南面的高压线、 医院与缝纫机房、 门卫值班室之间有/ 2I宽的狭窄场地， 而消防栓 万方数据 在此方向上。 根据对烟囱环境情况的分析， 认为有下述三种 拆除爆破方案可供选择 方案一 上段向南、 下段向北的分段折叠式倾倒 爆破方案。该方案倒塌距离短， 适合该场地条件。 但需要高空作业， 施工难度较大， 且该烟囱 “以 上， 较薄的烟囱壁内配置层间距“ ， 每层两圈的 环形钢筋 （内外各一层） ， 增加了爆破难度。 方案二 爆破缺口位于烟囱底部的定向倾倒爆 破方案， 倾倒方向指向高压线与缝纫机房之间 ’ 宽的狭窄场地。该方案倒塌距离较长。由于倾 倒方向场地狭窄， 要求严格控制烟囱的倒塌方向、 塌 散范围及烟囱倒塌着地后碎块飞溅范围； 烟道和出 灰口影响倒塌方向， 需要砌筑砖块进行加固处理。 方案三 爆破缺口底边布置在地面以上处 的定向倾倒爆破方案， 倾倒方向同方案二。该方案 可使烟囱的倒塌距离缩短几米， 减少对高压线和缝 纫机房的威胁； 虽然要搭架施工， 但架高不大， 工作 量增加不多。由于爆破缺口位置提高， 既克服了出 灰口和烟道对倾方向的影响， 又可以避免底部的烟 囱外壁内较密的环形配筋 （层间距“ ， 每层两圈 钢筋） 对爆破效果的影响， 有利于准确定向。 基于上述分析， 决定采用方案三。 此次爆破的关键是保证准确定向。并有效地控 制碎块飞溅范围。为此， 用经纬仪测量烟囱高度并 在烟囱壁上准确定位倾倒中心线， 人工开凿高质量 的定向窗、 在烟囱倾倒方向上的水泥地面上铺缓冲 垫层。 爆破缺口设计 烟囱定向控爆是利用起爆瞬间形成的爆破缺口 使烟囱失稳， 并沿缺口两端的支承点转动而定向倾 倒。如果支承部分的强度不够， 在缺口形成的瞬间， 烟囱还未沿预定方向倾斜时就被压垮、 下沉， 就会倒 向失控。因此， 爆破缺口必须大于周长的／ “， 使烟 囱失稳； 支承部分必须有一定的强度而不被过早压 垮， 保证烟囱沿缺口两端的支承点转动而定向倾倒。 支承体的强度决定于烟囱壁的材质和支承体的有效 长度。 ’ 支承体的有效长度 支承体的强度由支承部分的有效长度决定， 支 承体有效长度是指强度未受影响的支承部分的水平 弧形长度。支承体的有效长度与爆破缺口长度、 缺 口两端炮孔的破裂半径、 底部结构 （烟道、 出灰口） 有 关。支承体的有效弧长 “按下式计算 “’ （） 式中为爆破部位外周长，为爆破缺口长度，’ 为位于支承部位内的烟道或出灰口等底部结构的水 平宽度。为了能同时满足爆破缺口长度和支承体长 度的要求， 常将烟道口或出灰口等封堵， 此时可取’ *。 图“爆破缺口长度示意图 人们通常将布孔范围的水平长度作为爆破缺口 长度， 实际上爆破形成的缺口长度大于布孔范围的 水平长度， 如图“， 其值为 ““ （“） 式中 “为布孔范围水平长度， ；为爆破缺口 两端炮孔的破裂半径， ， 所以支承体的实际有效长 度应为 “（ ““）’ （） “是影响烟囱倒塌情况的关键因素， 若将 “ 作为来计算支承体有效水平长度， 可能使实际的 支承体强度小于计算值， 引起烟囱下沉、 后坐， 严重 时倒向失控。 ’ “ 破裂半径试验 为了分析爆破缺口两端炮孔的爆破作用对支承 体的影响程度， 正确确定支承体的有效弧长， 进行了 砖质烟囱的爆破破裂半径试验。 绵阳市三台县刘营镇粮库建设工地砖质烟囱拆 除爆破。烟囱高 ， 底部周长 ’ ， 外壁厚 ， 内衬高， 内壁厚 “ ， 内衬和筒壁间距 。爆破缺口为倒梯形， 高度为 ’ ,， 上部长 度, ’ ， 下部长度 ’ 。矿电钻打孔， 孔径 ， 在爆破缺口一端试炮,个孔 （从上往下第、“、 排各“个孔） ， 孔距 ， 排距 ， 孔深 ， 单孔药量- .。爆破后， 形成宽 ’ （净空宽 ） ， 长 ’ 的空洞。炮孔的平均破裂半径为 * ’ 。 由于烟囱拆除爆破要求将碎块抛出爆破缺口， 常采用加强装药， 因此爆破破裂半径较大， 若把水平 布孔长度作为爆破缺口长度， 即不考虑破裂半径的 影响， 则与实际情况不符， 使支承体长度偏小。 为了严格控制倾倒方向， 必须保证支承体的有 *, 爆破 “ * * 年月 万方数据 效长度， 避免支承点位置受爆破作用的不确定因素 的影响。为此， 由人工开凿质量的定向窗， 用经纬仪 测量烟囱高度， 并在烟囱壁上准确定位倾倒中心线。 “ 爆破缺口设计 爆破缺口为倒梯形， 缺口长度 “ ， 约为周长 的／ ， 高度’ “ ， 保留的支撑部分长度 “ 。 缺口两端对称地布置倒三角形定向窗， 宽度 “ * ， 高度 “ *， 底边与最上一排炮孔处于同 一高程。定向窗由人工严格按设计要求凿成， 两缺 口严格对称于倾倒中心线。 爆破参数设计 孔间距 , “ ； 排间距“, “ *。 该烟囱内衬厚度为 - ， 砌筑质量好， 强度较 高， 为了避免内衬对倾倒方向的影响， 内衬和外壁同 时爆破， 方法是从外部钻孔， 孔深 “ （到内衬内 部） ， 双层装药 （即外壁和内衬各一个药包） 。由于内 衬不是承重墙体， 所以内衬的爆破缺口高度适当减 小。 孔深及装药量 上面三排孔的孔深为 “ ， 内 衬、 外壁分段装药， 每孔药量为’ .， 其中内衬药 包 .， 外壁’ .， 外壁药包装至 *- 深处。下 面两排孔的孔深 *- ， 只在外壁装药， 每孔药量 ’ ’ .。 双层装药时， 以竹片垫底， 木棒隔缝， 要求装药 到位， 保证堵塞质量。 * 安全防护及爆破效果 为了防止爆破飞石， 采用二层竹芭、 三层草垫、 二层雨蓬布覆盖爆破缺口。地面缓冲层防护 烟囱 倾倒中心线左边距地下消防水管及其露出地面’ “ 的消防栓仅 “ ， 右边至缝纫机房 “ *， 至 面粉加工房* “ *。估算烟囱倒塌长度为 *， 其 端点至左前方的校医院 “ *。倒塌方向上是水泥 地面， 因此， 控制烟囱倒地后的碎石飞溅是此次烟囱 爆破防护的重点。在倒塌方向上铺垫稻草、 树枝垫 层， 将高出地面的消防栓拆除， 然后用土袋堆码防 护。 爆破效果 倾倒方向准确， 爆堆全部塌散在缓冲 垫层上， 烟囱着地时的反弹飞石受到有效控制。临 近的消防栓、 缝纫机房、 面粉加工房、 校医院、 高压线 和各类通讯电缆线等均未受到损坏。 结束语 （’） 烟囱拆除爆破中， 支承体的有效长度和支承 点的位置是保证烟囱定向倾倒的关键因素， 人工开 凿高质量的定向窗， 能保证支承体的有效长度和支 承点的位置不受爆破作用的影响， 是复杂环境条件 下保证烟囱准确定向的有效措施； （） 当烟囱倾倒方向上为坚硬的混凝土地面时， 应该注意对烟囱倒塌着地时产生的二次飞石进行防 护。本次爆破采用稻草、 树枝等廉价材料铺垫地面， 对烟囱倒塌着地时的冲击力具有较好的缓冲作用， 有效地控制了反弹引起的飞石效应。 （） 按一般经验， 爆破缺口长度为 （’ ） “ 。本次爆破取其较大值， 爆堆长度较小， 虽 然倾斜方向是较低的斜坡地形， 堆体长度也只有 ’ 。 （） 该烟囱内衬结实、 外壁局部试爆未能使内衬 明显破坏， 采用内、 外壁双层装药处理强度较高的内 衬， 施工方便、 可靠性好， 但必须保证内、 外壁间的堵 塞质量。 参考文献 ［’］罗启军/ 高烟囱折叠爆破拆除 ［0］ /爆破， ’ / ’ （’） 1 / ［］贾永胜等/ *高砖烟囱控爆拆除 ［0］ /爆破， / ’ （） 1 / ［］ 林大能等/无后坐控爆拆除砖砌水塔的实践 ［0］ /爆 破， / ’ 2 （） * 1 * 2 / ［］ 冯叔瑜/城市控制爆破 ［3］ /北京 中国铁道出版社， / ［*］ 李萍丰等/减少高烟囱定向倒塌地振动的一种尝试 ［0］ /爆破， ’ / ’ （’） 1 / ’ 第 卷第’期郭学彬等复杂环境下的烟囱拆除爆破 万方数据