城市復(fù)雜環(huán)境100米高砼結(jié)構(gòu)煙囪定向爆破拆除的設(shè)計(jì)思路構(gòu)架

【摘 要】本文以一座高100米高砼結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除為例，介紹了高砼結(jié)構(gòu)煙囪的爆破設(shè)計(jì)和施工方案，并對(duì)爆破過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】城市復(fù)雜環(huán)境；高砼結(jié)構(gòu)；煙囪定向爆破；拆除

前言：

近些年，爆破拆除了許多煙囪，成功案例有很多，但因爆破方案選擇不當(dāng)而導(dǎo)致的失敗案例亦不少見。煙囪的特點(diǎn)是體型高聳，重心較高，極易在重力作用下失穩(wěn)傾倒。國(guó)內(nèi)外通常采用爆破拆除，在爆破拆除時(shí)，可以采用不同的爆破方案使之實(shí)現(xiàn)定向、折疊、原地倒塌。一般整體定向傾倒易于準(zhǔn)確控制倒塌方向。

工程實(shí)踐表明，對(duì)于復(fù)雜條件下的砼混煙囪定向爆破的炸藥單耗，切口形式的選取等方面存在較大的差別，下面結(jié)合一個(gè)復(fù)雜環(huán)境條件砼混結(jié)構(gòu)煙囪的爆破拆除實(shí)例，談幾點(diǎn)體會(huì)。

一、工程概況

嘉興熱電廠積極響應(yīng)國(guó)家及嘉興市政府提出的節(jié)約能源、降低能源消耗，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，嘉興市政府為了加快城市開發(fā)建設(shè)，進(jìn)一步提升城市品位，改善周邊群眾的生產(chǎn)生活環(huán)境，促進(jìn)和諧社會(huì)建設(shè)應(yīng)對(duì)全球氣候變化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，根據(jù)嘉興市人民政府決定對(duì)嘉興熱電廠進(jìn)行整體拆除，現(xiàn)在拆除過程中廠中間有一100米高砼結(jié)構(gòu)煙囪需要爆破拆除。

待拆除煙囪在嘉興熱電廠中間，現(xiàn)廠內(nèi)建筑物已全部拆除，整個(gè)廠區(qū)只有一根蒸氣管道需要保護(hù)。廠區(qū)四周都有圍墻，待拆煙囪東側(cè)距離蒸氣管線為80米，爆破時(shí)需要保護(hù)，約210米為待拆樓房與東方路相隔；西面已拆除建筑物空地，距離圍墻為150米，圍墻外是整理好空地，隔空地40米為京杭運(yùn)河支流，西側(cè)符合定向倒塌方向條件，確定為煙囪定向倒塌方向；南面距圍墻為77米，圍墻內(nèi)已拆除建筑物空地，圍墻外為空地，田地，隔320米為一小區(qū)居民樓；北面距圍墻為110米，圍墻邊上是需保護(hù)的蒸氣管線，圍墻外緊鄰中環(huán)北路；整體爆破環(huán)境較好的（詳見圖1爆區(qū)環(huán)境衛(wèi)星圖）。

二、爆破拆除方案

根據(jù)煙囪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及周圍環(huán)境，采用正西定向倒塌的方案，倒塌方向兩邊100米沒有需保護(hù)建筑物，足夠煙囪倒塌。在煙囪著地之前，煙囪由于慣性作用，煙囪爆破切口上面部分已經(jīng)離開煙囪底部，不會(huì)受到煙囪底部的影響，煙囪著地后，煙囪被摔變形不會(huì)發(fā)生滾動(dòng)。

1、總體方案

因周邊環(huán)境較好，考慮煙囪底部結(jié)構(gòu)等因素，確定本次爆破采用在煙囪頂板圈梁上（從地標(biāo)高4.5米起），進(jìn)行切口，切口為正梯形對(duì)本煙囪進(jìn)行爆破，此方作業(yè)方便，后坐影響較小，方向控制性好，施工任務(wù)少。

為確保倒塌的方向，鑒于待拆除煙囪高度、結(jié)構(gòu)尺寸以及環(huán)境條件和安全等要求，在煙囪的正梯形爆破切口兩邊設(shè)定向窗，倒塌中心位置開定向窗，采用鉆孔試爆、人工修整拆除形成對(duì)稱定向窗，確保煙囪按設(shè)定的方向倒塌。并對(duì)煙囪內(nèi)部4.2米煙道口位置（頂板上）有一780cm×23cm×600cm長(zhǎng)寬高斜立的砼結(jié)構(gòu)隔墻在爆前預(yù)處理上下開口隔斷，確保在不影響倒塌方向。

2、爆破方案技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1煙囪爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1.1爆破切口形式

為了能夠滿足煙囪倒塌過程中完全閉合的設(shè)計(jì)要求及煙囪結(jié)構(gòu)情況，保證定向準(zhǔn)確，以及施工的方便和減少藥孔數(shù)量，煙囪采用正梯形爆破切口，爆破切口底部設(shè)在離地面4.5米處。切口形式及位置見圖2。

切口長(zhǎng)度的大小決定切口形成以后煙囪能否實(shí)現(xiàn)偏心失穩(wěn)，如果切口過大可能導(dǎo)致余留部分沒有足夠的支撐力而使煙囪倒塌方向失去控制，甚至出現(xiàn)反向倒塌，反之可能出現(xiàn)傾而不倒的情況。根據(jù)該煙囪的結(jié)構(gòu)和實(shí)際受力情況。煙囪煙囪4.5米高處周長(zhǎng)為28.5m，，則切口長(zhǎng)度為：

上切口寬度L上=0.50πD=14.25m，取14m。下切口寬度L下=0.67πD=19.09m，取19.1m。爆破切口高度HP

對(duì)鋼筋混凝土煙囪而言，應(yīng)考慮切口形成后，切口內(nèi)裸露的豎向鋼筋必須失穩(wěn)。同時(shí)，還應(yīng)使煙囪在傾倒至較大角度時(shí)，切口的上下沿才閉合相撞，防止相撞時(shí)使傾倒方向發(fā)生偏離。同時(shí)，還應(yīng)使其傾倒至爆破切口閉合時(shí)，重心位置偏移到切口標(biāo)高處筒壁范圍以外。切口高度Hp根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)按下列公式確定：

HP≥（1/6～1/4）D

式中，Hp—切口高度，m；

D—煙囪切口處的直徑，m，本煙囪為9.07。

按照此式計(jì)算，座煙囪的最大切口高度為：

煙囪H1p=1.5～2.3m。

根據(jù)煙囪的實(shí)際情況及計(jì)算結(jié)果綜合考慮，煙囪爆破切口高度：取2.1m（7排孔，a×b=35mm×30mm）。

2.2.2起爆方式選擇

為避免雜散電流、射頻電流對(duì)起爆網(wǎng)路影響，防止早爆或誤爆事故發(fā)生，所有雷管均采用非電導(dǎo)爆管雷管，起爆網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式非電導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)，最后用起爆導(dǎo)爆管專用起爆器起爆。

3、技術(shù)措施

3.1布孔時(shí)，要做到精確嚴(yán)密，符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔時(shí)，鉆桿應(yīng)垂直于煙囪表面，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)鉆孔，保證炮孔的位置、方向和深度；

3.2裝藥前要對(duì)炮孔進(jìn)行驗(yàn)孔，清理炮孔內(nèi)的粉塵等雜物；

3.3要采用能用手攥成團(tuán)的堵塞材料進(jìn)行炮孔堵塞，并保證堵塞質(zhì)量和堵塞長(zhǎng)度。

三、爆破飛石防護(hù)措施

1、煙囪撞擊地面濺石預(yù)防與處理措施

鋼筋混凝土煙囪落地撞擊地面時(shí)會(huì)產(chǎn)生比爆破地震波大得多的振動(dòng)危害效應(yīng)，并濺起大量飛石。為防止或避免出現(xiàn)云南某煙囪爆破落地破片飛濺傷人傷物的重大事故，本次爆破施工，在我公司多次安全爆破的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，擬采取以下技術(shù)措施，以確保其安全：

1.1在煙囪倒塌落地的預(yù)定撞擊點(diǎn)處的地面位置，垂直于倒塌軸線開挖4道深2m寬2m長(zhǎng)20米的減振溝，挖出來(lái)的的土壤一部分用來(lái)筑堤壩，一部分用來(lái)鋪墊在煙囪落地范圍內(nèi)，或鋪墊一層大于50cm（近煙囪處50cm，煙囪中部及頂部落地處100cm厚）的亞粘土或沙土，并用土壘筑數(shù)道一定寬度高2m、寬（上部）2m，長(zhǎng)20m，以便減輕或避免煙囪落地撞擊振動(dòng)和飛石的危害。

1.2對(duì)于煙囪頭部，可在預(yù)計(jì)的落地部位開挖一個(gè)深約4m、寬10m、長(zhǎng)約5m的土坑，并在坑的上沿一端用沙土壘筑一道長(zhǎng)2m，寬為2m，寬約2m的堵絕墻，以避免煙囪頭部落地撞擊飛石的產(chǎn)生。

2、安全措施

2.1講究科學(xué)施工，按爆破方案施工，嚴(yán)格現(xiàn)場(chǎng)管理爆破火工品和爆破器材。

2.2為減少和防止飛石，采用浸泡草席覆蓋防護(hù)，然后用鐵絲進(jìn)行固定。同時(shí)加強(qiáng)警戒，起爆前爆區(qū)四周300m以內(nèi)不得有人，爆破作業(yè)面四周和各個(gè)路口由專人警戒，臨時(shí)終斷金玉村交通，確保過往人員和車輛安全。

2.3加強(qiáng)火工品管理，按公安局規(guī)定存放，每天實(shí)行出入庫(kù)登記制度，施工現(xiàn)場(chǎng)由專人保管、安全員監(jiān)督，爆破員專人使用。

2.4建立健全安全管理制度，爆破人員持證上崗，并設(shè)專職安全員，監(jiān)督施工人員嚴(yán)格按方案及有關(guān)操作規(guī)程施工。

四、結(jié)束語(yǔ)

本次100m高砼結(jié)構(gòu)煙囪爆破實(shí)踐說(shuō)明：1）砼結(jié)構(gòu)煙囪爆破時(shí)，為了定向準(zhǔn)確，爆破缺口不宜過小，一般取周長(zhǎng)的2/3倍即可，為了施工簡(jiǎn)便、傾倒方向的精確控制，盡量選用梯形切口；2）由于煙囪周邊場(chǎng)地情況復(fù)雜，要求倒塌方向嚴(yán)格，定向窗的開設(shè)一定要準(zhǔn)確并應(yīng)充分利用煙囪本身的構(gòu)造，它關(guān)系到煙囪是否能按預(yù)定的方位倒塌。因此在定向窗開設(shè)時(shí)必須精確施工、嚴(yán)格驗(yàn)收；3）因?yàn)楸魄锌诟叨鹊?，?duì)爆破切口采取棉被和鐵絲網(wǎng)包裹等防護(hù)措施，有利于減少飛石。

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