50m高砖结构烟囱定向爆破拆除

50m高砖结构烟囱定向爆破拆除

发表时间：2016-11-24T10:14:49.317Z 来源：《低碳地产》2016年10月第20期作者：夏勇[导读] 定向爆破拆除技术经常在工程建设行列中使用。

广东宏大爆破股份有限公司【摘要】定向爆破拆除技术经常在工程建设行列中使用。本文结合某50m高砖烟囱定向爆破拆除的周围环境及结构特点，对爆破方案进行了精心设计，经过计算，选取了合理的爆破切口、爆破参数和预处理措施。通过安全技术及安全防护措施，确保了附近建筑物的安全，爆破取得了良好效果。

【关键词】烟囱；爆破；处理；技术措施；验算引言

烟囱实际爆破拆除时周围多数都有其他工业与民用建筑物存在，所处环境较复杂，定向爆破拆除难度大。爆破中飞石、炸药粉末等飞溅比较多，爆破中的安全问题需要特别注意，以防各种事故的发生。定向爆破拆除作为一种利用炸药爆炸而进行拆除的技术工作，具有一定的危险性。因此，为了保障爆破拆除工程的施工质量和安全，我们就必须要制定好合理的方案，熟练掌握应用定向爆破技术，以防止爆破工程事故的发生。本文主要针对复杂环境下砖烟囱的定向爆破拆除展开了探讨，通过结合工程实例，对爆破的方案选择、技术设计和预处理作了详细的阐述，并给出了一系列的安全措施，可为此类爆破工程提供一定的参考价值。

1 工程概况

待爆烟囱其东侧40m围墙外为职工宿舍楼群；西侧5m为待拆废旧锅炉房、西侧80m为206国道；南侧9m为旧仓储库翻新改造球馆，北50m处为某旅游公司办公楼、北65m处围墙外为矿区道路。由于人工和机械拆除难度很大、安全风险高，拟采用爆破法拆除。根据现场环境，只有东北方向有70m的空地可进行定向倒塌的条件，爆破环境十分复杂。周边环境如图1所示。

该烟囱高约50m，为水泥砂浆砌砖结构，底部直径4.6m、壁厚0.5m，0.24m的内衬，在距离地面2.5m处有一道混凝土圈梁，烟囱西侧底部有一高2m、宽1m的烟道口，整个烟囱外部用扁铁加固。

2 爆破施工方案

2.1 总体爆破方案的确定业内常用拆除烟囱的方法只要有定向倒塌和折叠倒塌两种，结合该烟囱周围环境，东北侧有70m的距离可供烟囱倒塌，因此决定采取向东北整体定向倒塌的爆破方案。

2.2 爆破参数

2.2.1 爆破切口的设计 (1)切口形状:切口形状直接影响烟囱爆破的倾倒，为减少烟囱在倾倒的后坐量，决定采用梯形状爆破切口，烟囱切口的下部距地面距离为2.5m，即在圈梁以上进行爆破切口。

(2)切口大小:根据以往施工经验，切口高度按下式计算: h=(1.0～3.0)δ (1)

式中:h为爆破切口高度，m；δ是爆破位置烟囱的壁厚，m。由式(1)计算得，h=0.5～1.5m，实际切口高度确定为1.2m。

(3)切口角度:角度的大小直接影响到烟囱倒塌的效果。角度太大，造成预留承载面过小，承受不了上部结构的重力而破坏，容易产生后坐；反之，角度过小，则容易使烟囱爆而不倒，为后续处理带来极大安全隐患。根据类似工程经验，爆破切口角度定为210°，由切口位置烟囱外壁直径4.45m计算出切口长度为8.15m。切口形状尺寸见图2。

2.2.2 爆破参数的设计

炮孔采用梅花形布孔，共布置4排炮孔，具体参数如下:

(1)孔深L:L=(0.65¯0.7)δ，δ是爆破部位烟囱砖壁厚；此处确定为0.35m。

(2)孔距a:一般为壁厚的0.8倍；此处定为0.4m。

(3)排距b:一般取(0.8¯1)a，此处确定为0.4m。

(4)单耗q:参考以往爆破经验，取q=1.2kg/m3。

(5)单孔装药量Q1:按公式Q1=qabL，算得96g，实际装药取100g。

(6)总装药量Q:本次爆破设计炮孔数60个，Q=60×100=6kg。

炮孔布置见图3。

2.3 起爆网路

此次起爆雷管数不多，但网路的可靠起爆是保证爆破成功的关键，因此采用复式非电导爆管爆破网路。具体做法为:每个炮孔内装2发非电半秒延期雷管，网路联结时采用“大把抓”簇联连接，即每20根非电导爆管为1把(每个炮孔内的2发非电秒延期雷管分别成把)，每把用2发瞬发电雷管反向连接，电雷管串联连接，用MFB-200型起爆器引爆。

3 预处理措施

3.1 定向窗口的开设

为了确保烟囱按照设计的方向定向倾倒，采用经纬仪反复校验爆破缺口中心位置并准确标注，并在烟囱切口的两端采用人工风镐开设1m×1m倒三角型定向窗口(见图3)。

3.2 耐火层的预处理

按照以往类似工程，耐火层非常坚固，如处理不慎将直接影响到烟囱倒塌的成败，处理方法一般有人工预拆除或钻孔爆破两种。考虑本工程周围建筑物较近，为减少飞石和爆破震动危害，同时也从环保角度出发，减少炸药用量。最终决定采用人工风镐剔除切口对应部位的耐火层内衬。

3.3 烟道口的处理

因烟道位于倒塌的反方向，为防止烟囱在倒塌过程中承受不了上部结构的重力而破坏产生后坐，故在内衬处理完后将烟道口用砖填充封堵。

3.4 外加固预处理

因烟囱外部用扁铁包裹加固，为减少烟囱倒塌时反方向的拉拽阻力导致烟囱倒塌时偏转，在施工过程中，人工用气割将爆破切口范围内的扁铁割断并清理。

4 爆破安全技术措施

4.1 地震波安全校核

烟囱拆除爆破时，药包的数量不多且分散在烟囱表面，爆破产生的震动与装药集中在地表面爆破引起的爆破震动要小的多，爆破振动按照萨道夫斯基公式计算:

v=KK＇(Q1/3/R)α (2)

式中:v为质点振动速度，cm/s；R为受保护目标到爆破中心的距离，m，本工程为9m；Q为爆破最大一次齐爆药量，kg，根据设计为5.4kg；K为与地质条件相关的系数，K=50～350，取150；K＇为修正系数，K=0.25～1.0，取0.35；α为地震波衰减系数，α=1.3～2.0，取1.8。

由式(2)算得，v=2.32cm/s，小于《爆破安全规程》(GB6722-2014)中规定的工业建筑物的安全允许振速(3.5¯5.0cm/s)标准。

4.2 塌落触地振动

建筑物塌落时所产生的振动速度可通过以下公式进行验算:

vt=Kt[R/(MgH/σ1/3)]β (3)

式中:vt为触地振动速度，cm/s；M为冲击地面构筑物的质量，kg，M约为80t；H为构筑物高度，m，此处为26m；R为观测点至冲击地中心点的距离，m，此处为9m；Kt为塌落振动速度衰减系数，无减振措施时Kt=3.37～4.09，有减振措施时Kt值是前者的1/4～1/3，本次取3.37；g为重力加速度，9.8m/s2；σ为地面介质的破坏强度，一般取10MPa；β为塌落振动速度衰减指数，β=-1.66～-1.80，本次取-1.76。由式(3)算得，距离倒塌中心27m处的质点振动速度为0.57cm/s。小于安全允许振速标准，可见塌落振动对周围建筑影响较小。