南寧市燈泡廠原車間大樓及48 m煙囪拆除爆破

王東平 郭克非 程貴海

1 工程概況

為配合南寧市二坑溪綜合整治工程，南寧市燈泡廠決定將原車間大樓及48 m高的磚混結(jié)構(gòu)煙囪爆破拆除。

待爆破拆除的建(構(gòu))筑物位于南寧市北際南路3號(hào)，工地東側(cè)為二坑溪小河，相距約50 m;西面為北際南路，與街道對(duì)面的小學(xué)相距50 m，緊鄰爆破體僅2 m處有一高20 m供電線路;南側(cè)為新建住宅樓，相距僅5 m，中間有2 m的圍墻相隔;北側(cè)為空曠的開闊地，相距80 m有待拆樓房。建(構(gòu))筑物周圍環(huán)境比較復(fù)雜，爆破拆除技術(shù)難度大。

爆破拆除的車間大樓由兩排混凝土磚柱和鋼筋混凝土梁、鋼屋架構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，高17 m，僅1層，長(zhǎng)40 m，寬 15 m，由長(zhǎng)方向10條磚柱，寬方向4條磚柱及部分磚墻構(gòu)成，磚柱斷面尺寸均為35 cm×30 cm;煙囪為圓形磚砌結(jié)構(gòu)，高48 m，底部外半徑 R1=2.5 m，壁厚 δ=0.5 m，經(jīng)計(jì)算煙囪重374 t。

2 爆破拆除總體方案

待爆破拆除的建(構(gòu))筑物北側(cè)有比較開闊的空地，具有良好的倒塌空間，根據(jù)周圍環(huán)境，通過(guò)查閱原車間大樓及煙囪的原始資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果，為了保證此次爆破既不影響周圍建筑物和設(shè)施的安全，又能保證良好的爆破效果，采取的總體方案是:原車間大樓及煙囪采用向北定向爆破倒塌;一次點(diǎn)火，分段起爆，減少一次起爆藥量，降低爆破震動(dòng)的危害。

3 煙囪爆破設(shè)計(jì)

3.1 爆破缺口及定向窗

根據(jù)以往多次爆破拆除煙囪的經(jīng)驗(yàn)以及參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)煙囪爆破拆除的資料，爆破缺口布置在距地面0.5 m以上，設(shè)計(jì)煙囪向北定向倒塌;選用梯形缺口，缺口對(duì)應(yīng)圓心角為216°，煙囪外周長(zhǎng)度 L=15.7 m，故缺口長(zhǎng)度 L′=9.4 m，缺口高度取 1.6 m，夾角α=54°，如圖1所示。

為了保證煙囪的順利倒塌，在設(shè)計(jì)傾倒中心線兩側(cè)，對(duì)稱布置2個(gè)高1.6 m、長(zhǎng)1.2 m的三角形作為定向窗。其缺口部位平面如圖1所示。

3.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

1)炮孔直徑d:采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，藥孔直徑為38 mm～40 mm。2)最小抵抗線:W=0.5δ=25 cm。3)炮孔間距:a=40 cm;排距 b=a=40 cm;炮孔長(zhǎng)度 L=0.6δ=30 cm。4)炮孔排數(shù):m=(Hp/b)+1=5排。5)炮孔總數(shù):N=85孔。6)單孔裝藥量:q=100 g。7)總裝藥量:Q總=85×100=8.5 kg。8)同段起爆最大藥量為4.5 kg。

4 車間大樓爆破拆除設(shè)計(jì)

4.1 支柱的爆破高度

爆破切口高度按重心法計(jì)算:

其中，S為樓體寬度，m;H為樓體高度，m;h為爆破切口高度，m。

根據(jù)計(jì)算及實(shí)際情況，取 H=3 m(見圖2)。

4.2 爆破參數(shù)

1)炮孔直徑d:采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆孔，藥孔直徑為38 mm～40 mm。2)最小抵抗線:W=1/2B=15 cm(其中，B為立柱斷面的短邊)。3)炮孔排距:b=50 cm。4)炮孔長(zhǎng)度:L=0.6A=22 cm(其中，A為支柱截面中鉆孔方向上的邊長(zhǎng))。5)立柱炮孔總數(shù):N=70孔。6)彈孔裝藥量:q=60 g。7)總裝藥量:Q總=60×70=4.2 kg。8)同段最大藥量為3.6 kg。

5 起爆順序與網(wǎng)絡(luò)連接

為了避免因射頻電、雷電、雜散電流等干擾，發(fā)生早爆事故，本次拆除爆破采用非電導(dǎo)爆管雷管爆破網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)采用分級(jí)簇聯(lián)、雙網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)方式。即將各區(qū)炮孔引出的導(dǎo)爆管雷管以15發(fā)左右為一束，連接到2發(fā)導(dǎo)爆管雷管上，再分別以15發(fā)左右為一束，連接到下一級(jí)的2發(fā)導(dǎo)爆管雷管上，以此類推，直到主爆雷管。

起爆順序?yàn)?A區(qū)瞬發(fā)，B區(qū)、C區(qū)為3段，D區(qū)為5段，E區(qū)為7段(見圖1，圖2)。

6 爆破安全

6.1 安全防護(hù)

1)對(duì)煙囪和大樓布置炮眼的部位采用柔性物質(zhì)進(jìn)行包裹，然后再用竹排遮擋，以防爆破飛石飛出。

2)沿住宅樓及高壓電桿一側(cè)搭設(shè)高12 m的腳手架并掛三層竹籬笆，形成防護(hù)簾幕，以防爆破碎塊及爆堆對(duì)其破壞。

3)對(duì)大樓西面的小學(xué)、制鞋廠用竹排遮擋。

6.2 質(zhì)點(diǎn)垂直振動(dòng)速度

爆破引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度根據(jù)薩道夫斯基公式:

其中，K，α分別為場(chǎng)地介質(zhì)系數(shù)及衰減指數(shù)，本工程中取K=150，α=1.8;K′為爆破拆除修正系數(shù)，取0.25;R 為爆心到最近住宅樓的距離;Q為同段起爆最大藥量。

表1 爆破震動(dòng)速度計(jì)算值

由表1可以看出，爆破產(chǎn)生震動(dòng)速度遠(yuǎn)小于《爆破安全規(guī)程》所規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物所允許的安全震動(dòng)速度(5 cm/s)的要求，因此爆破時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)不會(huì)對(duì)附近住宅樓產(chǎn)生不良影響。

7 爆破效果

經(jīng)過(guò)本公司精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格施工，于2009年4月17日13:00準(zhǔn)時(shí)施爆，車間大樓及煙囪完全按設(shè)計(jì)預(yù)定方向倒塌，煙囪倒塌長(zhǎng)度40 m，車間大樓傾倒時(shí)未碰到住宅樓及高壓電桿，個(gè)別磚塊觸底后滾動(dòng)，但均被防護(hù)墻有效攔截。實(shí)測(cè)距被爆體僅5 m的住宅樓處，爆破最大震動(dòng)速度1.32 cm/s，塌落觸底最大震動(dòng)速度0.506 cm/s，均小于《爆破安全規(guī)程》所規(guī)定的安全震動(dòng)速度。

[1] 汪旭光.中國(guó)典型爆破工程與技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2006.

[2] GB 6722-2003，爆破安全規(guī)程[S].

[3] 靳 洋，任志遠(yuǎn)，程貴海.復(fù)雜環(huán)境下45 m高煙囪的定向爆破拆除[J].山西建筑，2008，34(14):110-111.

[4] 李 振，李天忠.復(fù)雜環(huán)境下磚砌煙囪的爆破拆除[J].煤礦爆破 ，2008 ，2(81):33-34.

[5] 戴 俊.爆破工程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.