復(fù)雜環(huán)境下45 m 高煙囪的爆破拆除

何家林

(安徽向科化工有限公司,安徽 安慶246100)

1 工程概況

某磚廠因擴建,需要爆破拆除一座煙囪。 該煙囪為圓筒式結(jié)構(gòu),由機制磚砌成,結(jié)構(gòu)完整,剛度較強。 煙囪高45 m,壁厚0.80 m,底部外徑為4.6 m。煙囪周圍環(huán)境復(fù)雜,西側(cè)為沼氣房,西南側(cè)有民房和水池,北側(cè)為上山道路,東側(cè)為樹林和麥地,具體距離和周邊環(huán)境如圖1 所示。

2 爆破方案選擇

為保護煙囪周圍建(構(gòu))筑物,根據(jù)煙囪結(jié)構(gòu),確定采用定向控制爆破的方法,煙囪傾倒方向為正東側(cè),沿著煙道方向倒去,設(shè)計允許偏差±5°,這樣可確保煙囪倒地后落在其正東側(cè)的空地上,從而保證煙囪周邊建(構(gòu))筑物的安全,同時也能保證周圍麥地和樹林不遭到破壞[1-5]。

3 爆破技術(shù)設(shè)計

3.1 爆破切口

爆破切口形狀采用正梯形,爆破切口的長度l按式(1)確定:

式中,D為煙囪直徑,m。 此處,D為4.6 m,則l=9.63 m。

圖1 待爆煙囪周邊環(huán)境

對于磚混結(jié)構(gòu)煙囪,缺口高度H一般應(yīng)大于1.5 倍筒身厚度δ[1],此處取H=1.5δ,δ為煙囪爆破部位壁厚,為0.8 m,則H=1.2 m。

3.2 定向窗位置大小及預(yù)處理方法

定向窗的開鑿規(guī)格為0.6 m×0.9 m,在爆破前用風鎬等器具在爆破切口兩端開設(shè)。 爆破前,將煙囪內(nèi)的內(nèi)襯紅磚人工拆除。

3.3 爆破參數(shù)

1)炮孔深度l:l=0.7δ=0.7×0.8=0.56 m,實際取0.56 m;

2)炮孔孔距a:根據(jù)工程經(jīng)驗,此處取a=0.34 m;

3)炮孔排距b:根據(jù)工程經(jīng)驗,此處取b=0.30 m;

4)炮孔直徑:鉆孔機械采用手持式鑿巖機,鉆孔直徑為38 ～42 mm;

5)煙囪炮孔排數(shù):H/b=1.2/0.3=4,因此,炮孔排數(shù)為4 排;

6)煙囪裝藥量Q:Q=qabδ=2.4×0.34×0.3×0.8≈0.20 kg。

由以上參數(shù)可以得出爆破切口的位置,如圖2所示。

圖2 爆破切口位置

3.4 爆破網(wǎng)路

因為煙囪布孔為矩形結(jié)構(gòu),距離被保護物距離較近,所以盡可能在同一缺口內(nèi)采用微差延時起爆。 采用分11 個段位延時起爆,先中間后兩邊的對稱傳爆方法,保證爆破后按預(yù)定方向倒塌,以保證效果和防止飛石,煙囪起爆網(wǎng)路如圖3 所示。

4 爆破振動安全驗算

爆破時,安全允許的質(zhì)點振動速度為

式中:V為安全允許的質(zhì)點振動速度,cm/s;K為與介質(zhì)和爆破條件因素有關(guān)的系數(shù),取200;R為爆源至被保護物的距離,m,取13 m;a為振動衰減系數(shù),取2.0。

因此,V=200×(1.61/3/13)2.0=1.619 cm/s,對于鋼混結(jié)構(gòu)房屋安全允許振速為3 cm/s,一般居民房安全允許振速為2 cm/s,計算值小于安全允許振速,加之地面以上爆破對爆破振動有較大的衰減作用,故不會造成影響。 但煙囪倒塌觸地產(chǎn)生的振動可能會對周圍建(構(gòu))筑物造成損害,加上廠區(qū)內(nèi)地面堅硬,緩沖較小,觸地振動可能會更大,因此,必須采取一定的減振措施。

圖3 煙囪起爆網(wǎng)路

5 安全防護

為減小煙囪塌落觸地振動對周圍環(huán)境的影響,同時也為了控制煙囪倒塌觸地時產(chǎn)生飛石對周圍建(構(gòu))筑物的危害,在被動防護施工時采取鋪設(shè)緩沖帶的措施:在水塔倒塌方向35 m 范圍內(nèi),用碎砂及黏土鋪設(shè)一條寬3 m、厚1 m 的減振緩沖帶,緩沖帶沿著煙囪倒塌中心線方向[6-7]。

主動防護主要是對煙囪爆破切口部位的防護,采用兩層綠紗網(wǎng)結(jié)合竹芭對煙囪爆破缺口部位進行覆蓋防護,主動防護覆蓋時,要保障防護材料的綁扎可靠性。

6 爆破效果

煙囪起爆后約2 s 開始下沉,然后向設(shè)計方向傾倒,倒塌方向準確,煙囪筒體沿著碎砂緩沖層方向倒塌,沒有發(fā)生后坐現(xiàn)象,筒體破碎較好,周邊區(qū)域的建筑物、沼氣池安然無恙。 在整個廠區(qū)內(nèi),布置了四川拓普爆破測振儀NUBOX-6016 監(jiān)測,測試點測到的振動速度分別為0.25 cm/s、0.12 cm/s,控制爆破拆除達到了預(yù)期的效果。