煙囪拆除爆破技術的研究

摘要：隨著煙囪爆破拆除安全性越來越被重視，煙囪爆破拆除技術必須由經驗設計向科學化和規范化發展。文章以高要市白土鎮樂塘磚廠煙囪拆除為例，對煙囪拆除爆破技術進行了分析，對爆破拆除煙囪管理、杜絕事故的發生具有參考價值。

關鍵詞：煙囪工程；拆除爆破；施工技術

拆除爆破作為控制爆破的一項爆破新技術，在城市市政建設、交通工程、廠礦企業技術改造中被廣泛的運用，大大地開拓了工程爆破的應用領域。煙囪拆除爆破技術具有安全、經濟、快速的特點。被爆煙囪倒塌時間迅速，對周圍環境只是瞬間的影響，不安全因素集中，便于防范。施工安全、施工效果、環境影響程度比較人工拆除優勢明顯。

1 工程概況

高要市白土鎮樂塘磚廠煙囪拆除爆破工程位于高要市白土鎮境內樂塘村。其中高約50m。因工程建設需要，擬實施爆破拆除。爆區四周環境：東面為磚廠內空地，90m處為一排單層磚房，西面為磚廠內空地，70m處為廢棄廠房、變電房。西北角最近25m處為一兩層民房。

南面距離50m有一條三相電線（廢棄未拆）。為磚廠內空地，100m范圍內無建筑物。北面最近45m為四棟三層民房和兩棟兩層民房。

2爆破設計方案

2.1爆破方案選擇

由于建設方工程工期緊急，煙囪高度達50m，屬于高聳構筑物。根據以往的經驗，對于這種重心高的高聳構筑物，若采用人工方法拆除，不僅工期長，而且十分危險。由爆區四周環境平面示意圖可看出，煙囪一側有可供其定向傾倒的場地，經對爆破方法進行比較討論，從爆破安全、技術可行性、經濟效益等方面論證，認為采用定向爆破方案拆除該煙囪具有如下優點：

（1）施工速度快，僅需一天時間，有利于加快施工進度；

（2）操作工人在地面施工，無須高空作業，安全管理容易，操作簡便；

（3）由于作業時間短，所以對周圍環境的影響小。

2.2 傾倒方案的確定

根據爆區四周環境及甲方要求，煙囪的周圍環境較開闊。根據現場踏勘，確定爆破傾倒方向為煙囪的東南方向，即圖1中的A方向。

圖1 爆破點周圍環境平面示意圖

2.3爆破缺口中心線的確定

在施工現場確定傾倒方向A點后，用切線法在煙囪筒體上標出爆破缺口的中心點B。

2.4 爆破缺口布置及爆破參數

2.4.1 爆破缺口型式

為了便于施工，并避免使煙囪在傾倒過程中出現座塌等不良情況，確保周圍建筑物的安全，使煙囪向預定方向傾倒，根據我公司多年定向爆破拆除煙囪的經驗，設計采用以傾倒方向線為中心，左右對稱的梯形爆破缺口。

2.4.2 爆破參數

（1）爆破缺口弧長L

指爆破缺口展開后的長度。此長度如果過大，則保留起臨時支承作用的筒壁太短，承受不了煙囪的全部重量，在傾倒之前會壓垮，而發生煙囪后座等事故，增加了傾倒方向的不確定性因素，達不到定向倒塌的效果。如果缺口長度過小，則保留的筒壁雖然具有足夠的強度來支承煙囪的全部重量，但煙囪可能會一時倒塌不下來，遺留后患。

缺口長度L按下式計算：

L=（0.5～0.75）S

式中S—煙囪爆破缺口部位的外周長，m。

L=（0.5～0.75）×15.7

=7.85～11.78m

取L=10m。

（2）爆破缺口高度HC：

爆破缺口高度是保證定向倒塌的一個重要參數。缺口高度過小，煙囪在傾倒過程中會出現偏轉，達不到正確的傾倒方向；爆破缺口過大，又容易出現座塌等不良現象。

爆破缺口高度按下式計算：

HC=（1.5～2）δ

式中δ—爆破缺口處煙囪壁厚，m。

HC=（1.5～2）×0.9

=1.35～1.8m

取HC=1.5m。

（3）炮眼眼距a：

a=（1.0～1.5）W

式中W—爆破抵抗線，m。

a=（1.0～1.5）0.45

=0.45～0.68

取a=0.5m。

（4）炮眼排距b：

取b=a=0.50m。

（5）炮眼深度l：

l=2/3δ

式中δ—意義同上。

l=2/3×0.9

=0.6m。

（6）炮眼直徑d：

根據所選用的鉆眼工具，鉆頭直徑為38mm，則炮眼直徑為d=40mm。

（7）煙囪重心高度HG：

HG≈H/3

式中H—煙囪總高，m。

HG≈H/3=50/3

=16.67m。

煙道在煙囪的南側（已拆除），與傾倒方向形成200的夾角。

2.5裝藥量計算

單孔裝藥量Q按下式計算：

Q=qabδ

式中q—炸藥單耗，具體數值要根據爆破試驗確定。對于厚度為60mm的磚質煙囪，一般取q=0.5～0.8kg/m3。暫取q=0.7kg/m3；

a、b、δ—意義同上。

內隔熱層在爆破前人工拆除。

Q=0.7×0.5×0.5×0.9

=0.157kg

取Q=150g。

2.6 裝藥結構與炮眼堵塞及起爆方式

（1）裝藥結構：裝藥為連續裝藥，炸藥裝在炮眼底部。

（2）炮眼堵塞：炮眼堵塞采用具有一定粘度的粘土，由藥包至炮孔口堵塞嚴密，不得采用石塊作為填塞材料。

（3）起爆方式：采取反向起爆方式。

2.7 爆破安全檢算

2.7.1檢算爆破振動安全距離RV：

（1）檢算爆破時的振動安全距離RV

RV按下式計算：

RV=（K/V）1/aQ1/3

式中K、a—與爆破地點地形、地質條件有關的系數和衰減指數，查表得：K=200，a=2；

V—建筑物安全振動速度，對于鋼筋混凝土框架結構的房屋，V=5.0cm/S；

Q—最大一段裝藥量，本次爆破最大一段裝藥量不超過12kg。

（2）檢算煙囪傾倒時對地面的沖擊地震安全距離RV

地面為磚廠的土石渣地面，對煙囪傾倒時起了緩沖作用，塌落地震很小。根據以往的施工經驗，煙囪最近25m處的房屋位于煙囪倒塌方向的反方向，而煙囪倒塌產生的沖擊地震主要來自煙囪上部落地所產生，其它房屋都在45m范圍以外，地震很小，不必驗算其安全距離。

2.7.2檢算爆破飛石安全距離Rf

由于本次爆破采取了對爆破體近體防護，預計不會出現大的飛散物拋擲現象。正式裝藥爆破施工前可做好炸藥單耗試驗。施工時，必須嚴格按照試驗數據裝藥爆破，并且做好爆破體的近體防護工作（尤其在北面有民房的一側重點加強近體防護），防止飛散物危害。爆破警戒的距離為以煙囪為中心，半徑100m范圍，對于煙囪傾倒的一側設警戒距離為150m。設計實施爆破時個別飛散物對人員的安全允許距離為：100m。

由爆區四周環境示意圖可看出，爆區北側的民房距離爆區較近，爆破時需通知住戶所有人撤離至警戒線以外，爆破時警戒范圍為以爆區為中心，半徑100m范圍內人員嚴禁進入，所以爆破個別飛散物不會對建筑物和人員造成損害。

2.7.3檢算煙囪觸地時爆破飛濺物的安全距離Rj

煙囪倒塌場地為磚廠的土石渣地，對爆破振動有一定的緩沖作用。警戒時全部人員應在100m外，煙囪傾倒一側為150m外。

3 爆破施工技術

3.1 爆破器材與藥包制作

為了便于切割和稱量，炸藥選用φ32mm乳化炸藥（炸藥重量采用天平稱測量）。爆破時每個孔內的起爆藥包內裝1發毫秒延時第1段電雷管，接成大串聯網路，外接起爆器引爆。

3.2.起爆網路

采用電雷管“大串聯”，外接起爆器引爆的起爆網路；引爆電源采用FB—300型起爆器。

本次爆破單次起爆的電雷管數量少于100發（FB—300型起爆器最多可一次起爆300發電雷管）說明爆破網路可靠，無需檢驗。

3.3 安全管理

安全管理是本次爆破工程的重中之重。為貫徹執行國家有關安全生產相關法律法規，安全注意事項及安全保證措施如下：

（1）必須嚴格按照爆破設計進行裝藥，放炮前三天應在周圍貼出放炮告示及警戒范圍，確定放炮時間，由專人負責指揮調度，并且派專人警戒，保證人員安全；

（2）嚴格執行公安局批準的放炮時間放炮，嚴格執行通知公布的放炮程序和信號，放炮后確認爆破完畢之后，要等十五分鐘才能進入工地；

（3）爆破物品的管理嚴格遵守《廣東省民用爆破物品管理實施細則》要求執行；

（4）要有專人負責保管爆破器材，嚴格按照公安部門的規定保管和使用；并加強對工地上人員和材料的管理，保證不從工地上流失一發雷管、一條炸藥；

（5）所使用的爆破器材在安裝前均應經過檢測，未經檢測的嚴禁采用。裝藥及防護工作完成后，要重新檢查起爆網路，核準無誤后才能接入起爆裝置；

（6）嚴格執行本單位通過的B/T24001—2004、GB/T28001—2001“質量、安全、環境與職業健康”三合一管理體系認證關于施工安全控制的相關內容

4 結束語

綜上所述，由于爆破參數選擇合理，爆破缺口設計精確，爆破安全防護措施完善。經爆后檢查，爆破沒有對周圍建筑物等造成影響，爆破沒有發生后坐現象，保證了周邊民房的安全。同時由于采取了適當的減振措施，爆破觸地振動也沒有對周圍建筑物產生影響。爆破達到了預期的爆破效果，得到了相關單位的好評。

參考文獻

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