煙囪拆除爆破方式的選擇及影響因素

蘇海健　吉建嬌　茅獻彪

摘要：安全是萬事之本，煙囪實際爆破拆除時周圍多數(shù)都有其他工業(yè)與民用建筑物存在。爆破中飛石、炸藥粉末等飛濺比較多，爆破中的安全問題需要特別注意，以防各種事故的發(fā)生。文章介紹了煙囪控制爆破拆除的方法及其原理，實際工程中煙囪爆破時受到的各種因素影響，爆破方案的選擇。

關鍵詞：煙囪；定向爆破；影響因素；安全；折疊倒塌

中圖分類號：TU746文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）16-0009-02

一、煙囪的爆破拆除方式

煙囪屬于高聳構筑物，其結構特點是中心高，支承面積小，易于失穩(wěn)，所以多數(shù)采用“定向倒塌”或“折疊倒塌”的方案，由于各因素的影響，一般不采用“原地座塌”方案。

“定向倒塌”的設計原理主要是在煙囪、水塔傾倒一側的底部，將其支撐筒壁炸開一個大于周長1/2的爆破缺口，從而破壞其結構的穩(wěn)定性，導致整個結構失穩(wěn)和重心產生位移，在本身自重作用下形成傾覆力矩，迫使煙囪或水塔按預定方向倒塌，并使其倒塌在預定范圍內。

“折疊倒塌”又分為“單向折疊倒塌”和 “雙向折疊倒塌”。單向折疊倒塌的設計原理主要是在煙囪或水塔的底部和中間部位，在傾倒方向一側，分別施爆上下兩個缺口，爆破順序是先上后下，爆破時間是上缺口起爆起，煙囪、水塔傾斜到20°～25°時，再起爆下缺口，時間約為1s左右。雙向折疊倒塌也是同樣的機理，只是上下的兩個爆破口開在左右兩邊。

二、實際情況下煙囪爆破及其影響因素

煙囪實際爆破拆除時，一般受周圍環(huán)境的影響較大，周圍多數(shù)都有其他工業(yè)與民用建筑物存在。當煙囪周圍一個方向有一定的狹長場地，其長度即倒塌的水平距離不小于其高度的1.1～1.3倍，橫向寬度應大于其最大直徑的2.5～3.0倍時，可以使用“定向倒塌”爆破技術，定向爆破也是煙囪、水塔等高速建筑物爆破時最常用的爆破方式；當其倒塌方向上只具備“定向倒塌”距離一半或以上的場地時，最好選用“折疊倒塌”的拆除爆破技術。

由于煙囪的形狀和制造材料各式各樣，有鋼筋混凝土煙囪、磚煙囪，又有圓形煙囪、方形煙囪等，其高度、內襯都是各不相同，拆除爆破時受煙囪自身的構造因素影響也非常大。

（一）當煙囪高度越高，爆破后的堆積場地面積、引起粉塵等都會增大，特別是爆破難度也會加大

華電淄博熱電有限公司甲站210m高鋼筋混凝土煙囪，因節(jié)能減排要求拆除。淄博地區(qū)即將進入全面供暖季節(jié)之際，為了確保電廠正常生產和按時供暖，確保東北方向距煙囪160m處2座冷卻塔不受任何傷害等，該煙囪取消通常所用的一次性定向爆破的方案，而采用分次定向爆破拆除。

為了絕對保證東北方向的冷卻塔正常工作，且保證按時完成拆除任務，定向爆破的分次不宜過多，于是決定采用2次爆破。第一次爆破切口選在+95m處，除考慮+95m處為煙囪一變截面，直徑和壁厚都比較小，施工方便之外，還考慮了安全需要，即上部傾倒部分既不能太長，以免觸地點距旁邊的冷卻塔太近，但也不能太短，上部長度必須大于下部長度，以保證上部傾倒時頭部能夠觸地，以免上部筒體傾倒時直接沖擊下部筒體發(fā)生不測，危害下部筒體的穩(wěn)定；第二次切口即在煙囪底部。

該煙囪爆破中2次爆破均取得了成功，這是特高煙囪分次爆破在國內的首次嘗試，為以后的分次爆破奠定了基礎。

（二）當煙囪的內壁比較厚時，特別是鋼混結構的煙囪，整體穩(wěn)定性和剛度比較大，爆破時不易倒塌和解體，難度就相對比較大

淮南某礦主井旁的一座磚結構煙囪，建于1951年，全高40 m，壁厚 1.37 m，其中包括內襯為 12cm的耐火磚，中間為10cm的隔熱材料。由于長期不用，且中部出現(xiàn)一個長約2m的豎向裂縫，加之頂部無避雷針，將直接威脅該礦的安全生產，為此，決定需采用控制爆破予以拆除。

方案決定用定向爆破方法，破壞煙囪底部部分，形成一定形狀和大小的缺口，使之在自重的作用下定向傾倒。為防止爆破缺口影響傾倒方向的準確性，在缺口的兩邊用松動爆破法各開一個對稱的定向窗。起爆時采用分段微差起爆，以降低爆破震動對周圍環(huán)境的影響，尤其是礦井和周圍樓房的影響。方案中還采用了嚴密的防護措施，在爆破部位采用多層覆蓋，將爆破飛石及噪音等控制在安全范圍內。而且由于環(huán)境因素影響，周圍不遠處有高壓電線，為了避免高壓線產生的雜散電流，發(fā)生意外爆炸事故，方案決定采用非電起爆系統(tǒng)，以求安全可靠。當然，為了使煙囪準確倒塌和解體，煙囪下部外側加固的鋼結構和靠近爆破部位的內襯預先進行拆除，以利于后續(xù)爆破。如圖1所示：

爆破后，煙囪按預先設計方向準確倒塌，沒有后坐，也沒有偏斜。筒體完全解體，個別飛石不超過20m。周圍建筑物和高壓線沒有受到任何損壞，爆破完全達到預期效果，安全、快速、高效。

實際煙囪爆破拆除時，還可能受很多其他因素的影響，如煙囪本身的重心有一定偏移，爆破過程中就必須注意對煙囪傾倒的定向控制；當爆破煙囪的截面形狀不是圓形，而為方形或其他時，爆破缺口的形狀和位置的選擇就極其重要了。

三、結語

爆破中飛石、炸藥粉末等飛濺比較多，安全是萬事之本，爆破中的安全問題依舊需要特別注意，以防各種事故的發(fā)生。爆破引起的有毒氣體、粉末，對環(huán)境影響極大，須格外關注，當然各種爆破環(huán)保技術、環(huán)保措施也一直在開發(fā)和應用著，以盡量減小環(huán)境污染。

參考文獻

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作者簡介：蘇海健，男，江蘇啟東人，中國礦業(yè)大學建筑工程學院學生，研究方向：工程爆破；吉建嬌，女，江蘇鹽城人，中國礦業(yè)大學信息與電氣工程學院學生，研究方向：工程爆破；茅獻彪，男，江蘇啟東人，中國礦業(yè)大學教授，博士生導師，研究方向：工程爆破。