城市复杂环境烟囱定向爆破拆除设计与施工

城市复杂环境烟囱定向爆破拆除设计与施工

【摘要】在城市建设过程中，为科学合理保护环境和周边设施，不可避免采用定向爆破拆除技术。本文结合某厂烟囱定向拆除的周围环境及结构特点,对烟囱进行爆破拆除。

【关键词】复杂环境;爆破拆除;设计施工

一、工程概况

本爆破工程位于某市西城区，因道城市道路建设和环保处理的原因，需要把该砖厂平整，恢复原貌，砖厂内部及周边的厂房已经平整完毕，只剩待爆破的三座烟囱，最近的B座距离环城公路仅50米，高度分别为：A座高46米；B座高46米，C座高48米；其中C座为独立型，烟囱底部厚度为0.75米，外部直径为2.8米；A和B座是互联的，底座厚度为0.65米，直径为2.2米，相距仅有35米，离A座约有250米，厂区北面80米为原厂区，现己平整；南面40米为稻田；西面是70米外是果园，东面50米为山谷路，公路沿线有电信及专用的光缆线。

二、拆除爆破方案的选定

本工程所涉及的三座烟囱具有倒塌的环境条件，因此本工程采用定向倒塌爆破方案。

1、根据烟囱周围环境，并考虑最近建筑物规避原则及预留壁体部分应尽量避开烟道口这一原则，确定其倾倒中心线方向为：C座的倒塌向东偏北45°；A 座和B座则倒向北偏西15°，倒塌区域用堆较湿的土作为缓冲层。

2、爆破点区域，烟囱每3米高有一混凝土肩梁，因此把爆破点选择在最底层一道圈梁的上部区域。

3、爆破切口，爆破切口采用梯形切口，爆破切口区内预先开2个窗口，两边起导向作用的各1个，两侧定向窗的好处是便于拆除内衬，确保倒塌方向的。

三、爆破设计

（一）、C座烟囱的爆破参数

1、爆破切口

爆破切口底线标高：+1m（高出砌体基础上部），烟囱底部外部直径2.8m，筒身壁厚δ=0.75m。

（1）、不考虑出灰口的位置，爆破范围是烟囱筒壁周长的1/2～2/3。爆破切口长度：1/2πD≤L≥2/3πD，4.4m≤L≥5.9m，L取5.5m

（2）、切口对应的圆心角为225º。

（3）、爆破切口高度H: H≥（3.0～5.0）δ,则H=(2.25～3.75)m，取H=3.0m；

（4）、爆破切口是以倒塌中心线对称的梯形底边是设计的爆破部位长度，中间的长方形是钻孔爆破部位，两边的三角形是定向窗，定向窗的底边长为1.0m。

2、爆破孔网参数

烟囱爆破部位材质完好,筒壁壁厚δ=0.75m,药包指向外侧的最小抵抗线W=0.68δ=0.68×0.75=0.51m,实取W=0.50m。

（1）、炮孔深度L0：L0=2/3δ=0.50m；

（2）、炮孔间距a：a=（0.8～0.9）L 0=（0.40～0.45）m,实取a=0.40m；

（3）、炮眼排距b：上下排炮孔采用梅花形交错布孔,取炮孔排距b=0.85a= 0.85×0.40=0.34m,实际取b=0.35m。

3、控爆参数

孔排数及每排孔数：孔排数=H/b=3m÷0.35m/排=8.5排，实取9排；每排的爆破孔数为:3.5m÷0.40m/孔=9孔。在烟囱设计的倾倒中心线两侧均匀对称地布置炮孔,统计烟囱共布置81孔，整个烟囱炮孔共需钻孔40.5延米。

4、药量计算

单孔装药量q：按烟囱壁厚δ（m）、眼距a（m）、排距b（m）计算单孔装药量q=K·a·b·δ

其中K为单位用药量系数，K值确定为1400g/m3。将有关爆破参数代入上述药量计算式计算后，得出单孔装药量q=1400×0.40×0.35×0.75=147g。考虑在装药中的损耗，确定单孔装药量为150g，并用塑料包成一个完整的药包，以防炸药包的变形或损坏。

总装药量Q =81×150=12150(g) =12.15 (kg)，在81个炮孔中，整个烟囱使用乳化炸药12.15㎏。

（二）、A、B座烟囱的爆破参数

1、爆破切口

烟囱、水塔等高耸构筑物定向倒塌其核心是对称，爆破切口形式拟定为正梯形,两边为三角形定向窗。爆破切口底线标高：+1m（高出砌体基础上部），烟囱底部外部直径2.2m，筒身壁厚δ=0.65m。

（1）、不考虑出灰口的位置，爆破范围是烟囱筒壁周长的1/2～2/3。爆破切口长度：1/2πD≤L≥2/3πD，3.5m≤L≥4.6m，L取4.5m

（2）、切口对应的圆心角为235º。

（3）、爆破切口高度H≥（3.0～5.0）δ,则H=(1.95～3.25)m，取H=3.0m。

（4）、爆破切口是以倒塌中心线对称的梯形底边是设计的爆破部位长度，中间的长方形是钻孔爆破部位，两边的三角形是定向窗，定向窗的底边长为1.0m。

2、爆破孔网参数

烟囱爆破部位材质完好,筒壁壁厚δ=0.65m,药包指向外侧的最小抵抗线W=0.68δ=0.68×0.65=0.44m,实取W=0.45m。

（1）、炮孔深度L0：L0=2/3δ=0.45m。

（2）、炮孔间距a：a=（0.8～0.9）L 0=（0.36～0.41）m,实取a=0.38m；

（3）、炮眼排距b：上下排炮孔采用梅花形交错布孔,取炮孔排距b=0.85a=0.85×0.38=0.32m,实际取b=0.32m。

3、控爆参数

孔排数及每排孔数：孔排数=H/b=3m÷0.32m/排=9.3排，实取10排；每排的爆破孔数为:2.5m÷0.38m/孔=7孔。在烟囱设计的倾倒中心线两侧均匀对称地布置炮孔,统计烟囱共布置70孔，整个烟囱炮孔共需钻孔31.5延米。

4、药量计算

单孔装药量q：按烟囱壁厚δ（m）、眼距a（m）、排距b（m）计算单孔装药量q=K·a·b·δ

其中K为单位用药量系数，K值确定为1400g/m3。将有关爆破参数代入上述药量计算式计算后，得出单孔装药量q=1400×0.38×0.32×0.65=110。考虑在装药中的损耗，确定单孔装药量为120g，并用塑料包成一个完整的药包，以防炸