特殊結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除

魏 興

（貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州 貴陽 550002）

1 工程概況

貴陽市聯(lián)力冶金機(jī)械有限責(zé)任公司內(nèi)有一根高約40m的磚混煙囪需拆除。煙囪周圍環(huán)境復(fù)雜，東邊5m處有廠房；北邊7．7m處有民房，該民房后面，距煙囪10．6m處有工廠使用的電線，該電線需重點(diǎn)保護(hù)；南邊5．6m處有在建廠房；西邊有空地，此空地的南北民房相距11m。根據(jù)現(xiàn)場情況，煙囪只能向西側(cè)空地倒塌，但倒塌范圍狹窄，僅有20°夾角的傾倒范圍，不利于煙囪安全倒塌，需要加強(qiáng)安全防護(hù)。煙囪周圍環(huán)境見圖1。

圖1 周圍煙囪環(huán)境示意

2 煙囪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）煙囪矮而粗。煙囪高約40m，筒身及基礎(chǔ)材料為普通粘土磚，有內(nèi)襯。煙囪外徑為3．08m，內(nèi)徑為1．4m，周長為9．68m，壁厚為84cm，其中外壁厚50cm，內(nèi)壁厚24cm，空氣隔熱層厚10cm。

（2）支撐部位有大缺口。煙囪的東面有高2 m、寬0．8m的煙道口，現(xiàn)已用單層磚頭封堵；煙囪的西面有高為0．8m，寬為0．5m的出灰口；煙囪的南面，有高為0．6m、寬為0．4m打通的缺口。

（3）由于筒身有裂隙，則煙囪的剛度減小，這就可能在倒塌過程中出現(xiàn)折斷，不利于定向整體倒塌。

由于煙道口在支撐部位，影響傾倒方向的準(zhǔn)確性，因此需對煙道口進(jìn)行加固處理。煙囪南面的缺口，剛好在定向窗的左下方，如不進(jìn)行處理，爆破缺口形成后會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄏ虼埃瑥亩鴮?dǎo)致倒塌中心線偏移，改變煙囪的倒塌方向，且周圍環(huán)境復(fù)雜，不利于爆破安全防護(hù)，不利于定向倒塌。

3 爆破技術(shù)方案

根據(jù)現(xiàn)場勘測，只有煙囪西面有倒塌空地，且僅有約20°夾角的傾倒范圍，故采用向西定向倒塌方案。

（1）爆破缺口。在實(shí)際工程中，在設(shè)計(jì)的爆破缺口兩段進(jìn)行預(yù)拆除施工，開鑿定向窗，其目的是為了使倒塌方向得到控制。這是因?yàn)橐淮涡员飘a(chǎn)生的爆破缺口與設(shè)計(jì)要求相比誤差較大，會(huì)導(dǎo)致煙囪倒塌的方向發(fā)生變化。在本工程中的爆破缺口形狀選擇正梯形，并在兩側(cè)開鑿定向窗，見圖2。

圖2 爆破缺口展開平面

（2）缺口圓心角。煙囪在爆破過程中是否能夠平穩(wěn)倒塌，取決于截面彎矩的大小，而截面彎矩的大小由爆破缺口長度來決定。爆破缺口長度選擇的基本原則為：保證被拆除建筑重力引起的截面彎矩等于或稍大于預(yù)留支撐界面最大抗彎矩。爆破缺口長度取決于爆破缺口圓心角的大小，通過對同類工程的類比，本工程取爆破缺口圓心角為214°，見圖3。

圖3 爆破缺口斷面

（3）缺口展開長度。煙囪爆破缺口中心截面處底部筒體周長為9．68m，缺口圓心角為214°，則底部展長為5．754m，實(shí)取5．8m。根據(jù)現(xiàn)場的勘察，由于煙囪北邊為廢棄民房，而南邊的民房需要保護(hù)，所以煙囪可以稍微偏北倒塌，因此選出灰口的左側(cè)約0．2m為倒塌中心線。根據(jù)煙囪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和倒塌方向控制，缺口兩側(cè)預(yù)開三角形定向窗，定向窗底長0．7m，高0．7m，出灰口作為中間定向窗，見圖2。

（4）缺口高度。缺口高度（H）的確定與煙囪的材質(zhì)和筒壁的厚度有關(guān)，是煙囪拆除爆破設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。煙囪拆除爆破要求爆破缺口的筒壁瞬間離開原位，使煙囪在重力作用下失穩(wěn)，據(jù)一般工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)要求爆破缺口的高度H＝（1．5～3）δ，式中δ為缺口處煙囪的壁厚，δ＝0．75m，則取 H＝1．125～2．25m，實(shí)取1．4m。

（5）缺口位置。從底部平臺(tái)起＋0．5～＋1．9m。

4 爆前預(yù)處理

（1）把爆破缺口范圍內(nèi)筒身上的管架（含避雷線）全部拆除。

（2）當(dāng)煙囪爆破缺口形成時(shí)，由于煙道存在于煙囪的后支座上，可能影響煙囪的倒塌方向，出現(xiàn)不可預(yù)期的后果，因此為保證煙囪能夠準(zhǔn)確的定向倒塌，需將煙道口用磚頭封堵，其厚度與煙囪壁厚相同，并用C30混凝土對后部整個(gè)支撐部位高度范圍進(jìn)行加固，加固的厚度為20cm，高度超過爆破缺口高度50cm。待混凝土晾干、凝固后方可爆破。

（3）煙囪南面的缺口，如果不進(jìn)行封堵，當(dāng)爆破缺口形成時(shí)，定向窗可能往后移，導(dǎo)致煙囪倒塌方向可能偏移。因此也要封堵，封堵方法如封堵煙道口。

5 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

5．1 外壁參數(shù)

孔徑為40mm；外壁厚B＝50cm；孔深L＝2／3×B＝35cm；孔距a＝30cm，排距b＝a＝30 cm；單耗q＝2100g／m3；單孔裝藥量Q＝qabB＝94．5g，實(shí)取100g。

采用三角形布孔方式，經(jīng)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，煙囪爆破缺口內(nèi)（開定向窗的炮孔除外）總共布孔71個(gè)，炸藥量7．1kg，每個(gè)孔內(nèi)裝2發(fā)雷管，外壁孔內(nèi)共需雷管142發(fā)。

5．2 內(nèi)壁參數(shù)

由于內(nèi)襯厚24cm，而內(nèi)徑僅1．4m，不能打孔，因此采用藥龕法處理。在內(nèi)壁鑿出12cm×12cm×6cm的長方體，孔距0．3m，排距0．3m，共15個(gè)炮孔，炮孔最底下一排離地面0．8m。每個(gè)炮孔裝0．4kg，炸藥量6kg，每個(gè)孔內(nèi)裝2發(fā)雷管，內(nèi)壁孔內(nèi)共需雷管30發(fā)。

本工程共需172發(fā)1段非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管（含孔內(nèi)）。煙囪具體爆破參數(shù)見表1。

表1 煙囪拆除工程爆破參數(shù)

5．3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

煙囪單孔內(nèi)使用2發(fā)1段非電導(dǎo)爆管雷管，每20發(fā)1段非電雷管抓一簇，用2發(fā)1段雷管連接，煙囪共分5簇1段非電雷管，將10發(fā)雷管綁一簇，用2發(fā)電雷管連接。本工程采用MFB—150起爆器，起爆網(wǎng)絡(luò)見圖4。

圖4 爆破網(wǎng)絡(luò)示意

6 爆破有害效應(yīng)驗(yàn)算

6．1 爆破地震效應(yīng)

根據(jù)爆破安全規(guī)程規(guī)定，對于煙囪拆除爆破，應(yīng)考慮被保護(hù)對象的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度峰值和主振動(dòng)頻率來判斷爆破地震效應(yīng)的大小。振動(dòng)安全回歸計(jì)算公式：

式中：V——介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度，cm／s；

Q——炸藥量，kg；

R——爆破地震安全距離，m；

K、a——與爆破地質(zhì)條件等有關(guān)的系數(shù)；

K1——修正系數(shù)，跟爆破方式有關(guān)的系數(shù)。

本工程各參數(shù)取值如下：一次最大起爆藥量Q＝7．1kg，最大允許振動(dòng)速度取為2cm／s，R＝5 m，取K＝80，a＝2．5，K1取值0．2。

即V＝0．2×80×［7．11／3／5］2．5≈1．5cm／s＜2 cm／s

綜上所述，煙囪爆破拆除時(shí)所產(chǎn)生的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度小于最大允許振動(dòng)速度2cm／s，不會(huì)對周圍建筑物造成危害。

6．2 爆破個(gè)別飛散物安全距離

為預(yù)防爆破過程中產(chǎn)生飛石，避免造成人員傷亡、物體損壞、環(huán)境破壞，先對飛石最遠(yuǎn)飛行距離進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)設(shè)計(jì)，個(gè)別飛石的安全距離RF按照下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：KF——安全系數(shù)，一般取KF＝1～1．5，本工程取1．4；

n——最大藥包爆破作用指數(shù)，按爆破單耗取n＝1．1；

W——最小抵抗線，即W＝0．23m。

則RF＝20×1．4×1．12×0．23＝7．792m＞5 m，即個(gè)別飛石的最遠(yuǎn)距離大于煙囪與建筑物的最近距離，故在施工過程中對煙囪缺口部位采用4層膠皮網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。

7 爆破效果

爆破后煙囪按照預(yù)定方向傾倒，經(jīng)爆后檢查，爆破沒有對周圍建筑物等造成任何影響，爆破完全達(dá)到了預(yù)期的效果。

［1］ 周鳳儀，劉士兵，王本鳳，等．120m煙囪爆破拆除倒偏原因分析［J］．采礦技術(shù)，2011，11（5）：152－153．

［2］ 張亞文，曹 躍，趙明生，等．特殊結(jié)構(gòu)磚混煙囪爆破拆除［J］．爆破，2011，28（3）：77－79．

［3］ 溫健強(qiáng)，譚衛(wèi)華，李戰(zhàn)軍．聯(lián)體筒倉爆破拆除的幾個(gè)問題［J］．采礦技術(shù)，2010，10（3）：103－105．

［4］ 于亞倫．工程爆破理論與技術(shù)［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2004．

［5］ 魏 興，池恩安，鄒 銳．復(fù)雜環(huán)境下鋼筋混凝土雙煙囪爆破拆除技術(shù)［J］．爆破，2008，25（2）：57－60．

［6］ 潘玉忠，張義平，吳 斌，等．爆破拆除高聳筒式建筑物觸地震動(dòng)監(jiān)測與分析［J］．礦業(yè)研究與開發(fā)，2011，31（1）：95－97．

［7］ GB6722－2013．爆破安全規(guī)程［S］．

［8］ 王旭光．爆破設(shè)計(jì)與施工［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2011．