军事爆破工程(烟囱水塔的爆破拆除)

11.4 烟囱水塔的爆破拆除
11.4.1 烟囱水塔的构造和受力特点
烟囱是一种下端嵌固、上端自由的高细构筑物，属悬臂 结构，其高度远大于自身的直径。烟囱的截面一般为圆 形，也有少数方形的，一般自下而上逐渐缩小，表面有 一定斜度。它具有双层墙体：外墙厚，一般用普遍砖砌 成或钢筋混凝土浇注而成；内墙薄，用耐火砖砌成。两 层墙中间夹有 5 ～ 8cm 的空隙（隔热层）。烟囱的墙是 曲面墙，厚度自下而上分段减小，是变直径、变厚度的 高细建筑物。按材质不同，有砖砌烟囱和钢筋混凝土烟 囱。烟囱内部通常砌有一定高度的耐火砖内衬，内衬与 筒身内壁间有。烟囱筒身的壁厚自下而上分段减小，其 直径或边长也随高度逐渐减小，
（2）折叠倒塌 对于高度较大的烟囱、水塔，如果场地的
长度不够，不能采用定向倒塌方案时，可 采用折叠倒塌方式。其原理是在烟囱、水 塔的底部和中部适当位置分别炸开一个缺 口，使其分段折叠倒塌。折叠倒塌可分为 单向折叠倒塌和双向折叠倒塌两种方式。 单向折叠倒塌时，爆破切口在烟囱、水塔 的同一侧；双向折叠倒塌时，爆破切口交 替在烟囱、水塔的倒向和反向两侧。
（7）切口内的全部装药最好同时起爆。如需分
段起爆，在倒塌中心线两侧的装药位置、药量 大小、起爆的顺序和时间间隔必须对应，使切 口的两端同时形成，否则，烟囱容易向先起爆 的一侧倾倒。 （8）钢筋混凝土烟囱和水塔落地撞击地面时会 产生比爆破地震波大得多的振动危害效应，并 溅其大量飞石。因此，爆破前应在烟囱和水塔 预计落地处堆积数道沙土袋，以便减轻或避免 烟囱和水塔落地撞击振动和飞石的危害。
（ 4 ）在倾倒中心线两侧，保留的支承断面大小
和强度必须相同，避免因两侧的断面或强度不同 使烟囱发生偏斜。 （ 5 ）确定倒塌方向时，最好将烟道口或门洞完 全处于爆破切口之内。烟道口或门洞处于支撑体 一侧时，应用砖和砂浆将其砌好，使其与原筒体 形成一个整体，并保证其支撑强度与另一侧相等 或接近，以防止烟囱、水塔倾倒时偏转。 （ 6 ）烟囱、水塔的钢梯和避雷针以及水塔内的 上、下水管道必须在爆破前切断，以防其妨碍或 影响烟囱水塔的顺利准确倒塌。
11.4.5 确定爆破切口位置和药
孔的配置
（1）确定爆破切口位置

如果倒塌场地的长度足够，宜从筒身的 底部爆破，最下面一排药孔的位置一般距 地面0.5m。如果场地的长度小于烟囱、水 塔的塌散长度时，应从筒身的适当高度爆 破，采用高位切口爆破。爆破切口的位置 较高时，倒塌方向不易控制，且容易发生 支撑筒体部分向相反方向塌落的现象（称 为后坐），爆破时应引起注意。
（2）爆破切口高度HP 爆破切口高度HP是爆破拆除烟囱、水塔
的重要参数。对钢筋混凝土烟囱和水塔 而言，首先应考虑切口形成后，切口内 裸露的竖向钢筋必须失稳。同时，还应 使烟囱、水塔在倾倒较大角度时，切口 的上下沿才闭合相撞，防止相撞时使倾 倒方向发生偏离。
11.4.4 药孔参数的确定
（1）药孔深度L 烟囱、水塔的筒身为曲面墙，爆破时其筒壁的内 侧受压，外侧受拉，而砖砌体和混凝土的抗压强度大 于其抗拉强度，因而内侧比外侧难以破坏。因此，装 药中心应偏向内侧。 （2）最小抵抗线W 最小抵抗线W一般取烟囱、水塔筒身厚度δ的1/2。 （3）孔距a和排距b 孔距a可取最小抵抗线W的1～1.5倍，即a=(1～1.5)W。 或者按照孔深确定，通常取 a<L。砖结构取 a=（0.8～ 0.9）L，钢筋混凝土结构取a=（0.9～0.95）L，结构良 好时取较小值，风化腐蚀严重时取较大值。
倾倒中心 线 HP LP 水平型 倾倒中心线
倾倒中心 线 HP LP 梯型 类梯型
倾倒中心 线 HP LP V型 H1
倾倒中心 线 α LP
HP
H
倾倒中心线 L1 HP H LP HP
倾倒中心线 L2 L 1 L2
倾倒中心线 L2 L1 L2
HP
H
α LP HP
H
α
LP
H
LP 倾斜型
倾斜与水平的组合型 V型与水平的组合型
采用定向倒塌和折叠倒塌方式爆破拆除 烟囱、水塔时，爆破切口的形式有水平型、 倾斜型、梯型、V型、混合型等（图11-42 ）。水平型切口形式简单、施工方便， 不易后坐，但定向的准确性不及后几种形 式。倾斜型切口定向较准，但布孔比较复 杂，后坐现象严重。梯型切口施工亦较方 便，且可减少药孔数量，定向也较准确。
（1）定向倒塌 定向倒塌是爆破拆除烟囱、水塔最常
见的形式，其原理是在烟囱、水塔预计 倾倒方向的一侧底部，将支撑筒体炸开 一个弧长大于其１／２周长的缺口（爆 破切口），从而破坏其结构的稳定性， 使烟囱、水塔失稳，重心产生偏移，在 其自重的作用下形成倾覆力矩，使烟囱 水塔按预定的方向倒塌在一定的范围内。
标定筒身外壁中心线的方法有以下几种： （1）仪器测量法；
（2）切线法；
（3）标杆法。
A
B O B A 测点1 测点2 ♀ 皮尺 图11-4-4 切线法 图11-4-5 标竿法 标杆1 标杆2 ♀
11.4.9 烟囱、水塔爆破拆除的注意事项
（ 1 ）爆破前要详细了解烟囱、水塔的结构和环
境情况，仔细查阅原设计资料，准确测量其各部 尺寸，以便为爆破方案设计提供可靠依据。 （ 2 ）定向倒塌的中心线必须准确无误，必要时 最好用经纬仪测定。布孔时严格以标定的中心线 为基准，使爆破切口与倒塌中心线对称。 （ 3 ）为了保证烟囱按预定方向倾倒，爆破切口 必须与倾倒中心线对称，以保证烟囱的倾倒力矩 与倒塌中心线方向平行。
反V型与水平的组合型
图11-4-2 烟囱水塔爆破切口类型
11.4.3.2 爆破切口尺寸 （1）切口长度Lp

切口长度（弧长）应大于圆周长的一半， 但不宜过长，应能在保证形成倾覆力矩的前 提下，使未爆的支撑部分有足够的强度，以 形成支座反力并保证倒塌方向的准确性，防 止支撑体过早被压碎或后坐使方向偏离预定 方向。切口长度Lp通常应满足下式：
水塔的支撑体有框架式和圆筒式两种，
框架式支撑体除少数为钢结构外，大多 数为钢筋混土结构。圆筒式支撑体有砖 砌结构和钢筋混凝土结构两种，顶部的 水柜（箱）通常为钢筋混凝土结构。框 架式支撑水塔的爆破方法与框架楼房的 爆破方法类似；圆筒式支撑水塔的爆破 与烟囱的爆破基本相同。
11.4.2 倒塌形式的确定
（3）原地坍塌 原地坍塌的原理是在烟囱、水塔的底部
将支撑筒体沿周长炸去足够且相等的高 度，使其在自重的作用下自然下落、冲 击地面而解体并塌散在一定范围内，塌 散直径一般为其高度的 1/3 。原地坍塌 方式仅适用于刚度和强度较低的砖砌烟 囱、水塔。
11.4.3 爆破切口的形式与尺寸
11.4.3.1 爆破切口形式
11.4.6 爆破前的预处理
爆破烟囱筒身时，应同时爆破其内衬，否则将影
响烟囱的准确倒塌，甚至出现爆而不倒的严重后 果。爆破内衬，亦可用人工事先打掉 。 对于倒向要求高的烟囱，应在切口两侧预先开设 定位窗，以免爆破时造成切口过大或过小，影响 倒塌的准确性或产生较大的后坐。 对于钢筋混凝土烟囱，若主筋较密较粗时，爆破 前应在切口范围内预先切除一部分，以免爆后影 响烟囱的失稳。预先切除的钢筋位置和根数应与 倒塌中心线对称。 烟囱预处理后应对其施工安全性进行校核。
11.4.7 装药量的计算
烟囱水塔爆破药量计算公式 单个装药量Q可按下式计算：
Q=qabδ
式中，Q—单个装药量，g； q—单位体积耗药量，g/m3； δ—筒壁壁厚，m； a、b—药孔的孔距及排距，m。
11.4.8 倒塌中心线的标定
根据烟囱、水塔的高度、直径、材料种
类及环境情况，确定倒塌的形式及其方 向。倒塌方向应选择在场地较开阔、地 下无水、气、通讯管线、无障碍物或障 碍物较少的方向。在该场地距烟囱水塔 筒身外壁的距离略大于其高度的适当位 置确定一点，该点至筒身竖直中心线与 地面的交点的连线即为倒塌中Βιβλιοθήκη Baidu线。
（2）标定药孔位置 布孔时应先标定烟囱水塔的倒塌轴线，
并在筒身外壁上准确地标出爆破切口的 中心线，并按照切口形式确定切口的轮 廓。然后以中心线为准，先在筒体外壁 的中心线上标出最下面一排中间药孔位 置，再按计算的列距b标出各列中间孔的 位置。然后按药孔间距a和药孔个数对称 地向左右两侧分别标出各排药孔的位置。 标定时，均沿外壁按弧长量取药孔间距。