復雜環境下55 m高煙囪定向爆破拆除

陳紅剛，黃顯杭，馬闊源

(中國葛洲壩集團易普力股份有限公司，　重慶　401121)

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復雜環境下55 m高煙囪定向爆破拆除

陳紅剛，黃顯杭，馬闊源

(中國葛洲壩集團易普力股份有限公司，重慶401121)

其煙囪周圍存在民房、公路、電線等建筑設備，周邊總體環境特別復雜，拆除施工難度大，精細化程序要求高。為了保證煙囪順利爆破并向預定方向倒塌，采用控制爆破拆除技術，并精確計算了各爆破參數。最終成功爆破了55 m高煙囪，未對周邊構建筑物造成影響，達到了定向準確、安全的效果。

磚混煙囪；拆除爆破；網路聯接；定向爆破

1　工程概述

某磚廠由磚窯和煙囪兩部分組成，煙囪緊鄰磚窯的東側44 m有村路和農田；東北70 m處為村民委員會，150 m處有公路和民房；煙囪東南側66 m處為民房；東南側100 m處有民房；南側121 m處有民房，176 m處有公路；西面71 m處有民房，44 m處有電線；西北11.8 m處有110 kV高壓線，周邊總體環境特別復雜。

煙囪為磚混結構，總高約55 m；煙囪底部+1.5 m處外周長13.3 m，煙道口位于磚窯兩側，全部埋于地表。煙囪壁厚0.64 m，耐火內襯厚0.24 m，內襯與外墻間有約4 cm的空隙隔熱層；頂部周長約4.5 m，壁厚0.37 m。

2　控制爆破拆除方案

2.1施工特點

根據煙囪結構、施工條件、周圍環境以及拆除要求，本煙囪拆除施工有以下幾點特征：

(1) 煙囪修建年代較久，結構情況復雜。

(2) 安全控制要求高。爆區周圍的民房、高壓線、廠房等均為重要保護對象，必須嚴格控制爆破倒塌方向、飛石的影響，加強安全防護，確保爆區周邊保護對象的安全。

(3) 爆破技術含量大，施工精細化程度要求高，鉆孔數量較多。鉆孔施工時，孔位、孔向、孔深等必須精確控制；裝藥時必須按設計裝藥結構進行操作；網路聯接時，必須嚴格按設計精心聯接、保護好起爆網路，確保安全可靠起爆。

2.2方案選擇

煙囪常規拆除方法有原地坍塌拆除爆破、分段折疊定向拆除爆破、整體定向傾倒拆除爆破。根據本工程周邊環境及結構情況來看，由于煙囪東北方向有較為寬闊的空曠場地，本工程宜采用第3種方案，即整體定向傾倒拆除的爆破方案，倒塌中心方向設計為東偏南4°方向。

2.3拆除設計總體思路

施工前，首先將煙囪廠區內用電線進行拆除；鉆孔前，將操作平臺搭設至標高+1.5 m的位置。再合理設計鉆爆參數，鉆孔施工后，在設計的定向窗范圍內進行試驗炮并最終確定爆破單耗。隨后人工開鑿修整成型定向窗。最后嚴格按設計進行裝藥、聯網、堵塞及缺口飛石防護等一系列的精心施工，最終達到按設計方向精準倒塌的目的。

2.4爆破技術措施

(1) 合理地對影響爆破倒塌方向的建筑設施進行預拆除，嚴格按設計進行定向窗的人工開鑿。

(2) 實施多打孔少裝藥的原則，控制單孔裝藥量減小爆破震動和飛石距離，提高破碎效果。

(3) 近體采用草簾、鋼絲網及竹跳板等進行防護，嚴格控制爆破飛石的危害。

3　爆破參數確定

3.1爆破切口設計

(1) 切口形式。根據該煙囪的具體情況及以往經驗，該煙囪采用正梯形切口，切口位置設計在+1.5 m的位置，并在切口范圍內預先開設定向窗。

(2) 切口長度。根據經驗，切口長度一般取切口處筒體周長的3/5～2/3，本處筒體周長13.3 m，切口長度應為8.0～8.9 m左右，本工程取為8.4 m。

(3) 切口高度。煙囪在倒塌過程中，切口上、下沿閉合時，中心移動距離應大于切口下沿處外徑，根據以往經驗及眾多成功的實例，一般切口高度取切口處壁厚的1.5～3.0倍。根據資料顯示此處壁厚0.64 m，即切口高度應取0.96～1.92 m，該工程取為1.6 m。

3.2孔網參數及裝藥量計算

(1) 炮孔深度。煙囪類筒型建筑的爆破切口一律可視為拱形建筑物，爆破筒壁的內側受壓，外側受拉，而磚砌體的抗拉強度遠小于抗壓強度，所以外側爆破漏斗易于內側漏斗的形成。同時為保證爆渣易于清空，藥包位置一般布置于靠近內側。當于外側鉆孔時，孔深一般取壁厚的0.68～0.72倍，即炮眼深度為0.43～0.46 m，本工程取為0.45 m。

(3) 單孔藥量計算。根據以往經驗及眾多成功實例，對于大筒徑的磚混結構煙囪來講，要達到弱拋擲的目的，單孔裝藥量Q單=qv，式中，q為炸藥單耗，一般取1.0～1.5kg/m3，本工程取為1.5kg/m3。根據炸藥單耗可得單孔裝藥量為162g，實際取單孔藥量160g。

3.3炮孔布置

該工程采用梅花形布孔，共計5排，從爆破缺口中心線向定向窗布置。第一排為16孔、二排17孔、三排16孔、四排17孔，5排16孔，共計82孔。具體見圖1。

圖1　定向窗布置

3.4起爆網絡

孔內采用非電塑料導爆管雷管，每孔下2發同段雷管。孔底下7段雷管，孔外用2段非電塑料導爆管雷管簇聯，最后用2發電雷管起爆。

4　爆破安全計算

(1) 爆破振動速度計算。計算公式見(1)，式中kk′=350，α=1.8，Q=15kg，計算得出質點振動速度的允許范圍(見表1)。

(1)

根據表1可得，總藥量15 kg，50 m外即對磚混建筑無震動影響，而最近的民房距煙囪80 m，所以爆破震動不會對周邊建筑造成危害。

(2) 爆破飛石距離計算。計算公式見式(2)，根據式(2)，計算得出爆破飛石距離Rf=45 m，

(2)

因最近民房只有80 m，為確保絕對安全，必須加強對飛石的防護。

(3) 安全防護措施。缺口采取三層草簾+竹膠板+鋼絲網三重防護,特別注意對缺口網路的保護。因周邊建筑設施的安全允許距離均在控制范圍內，所以可不考慮振動危害影響。

5　爆破效果

爆破缺口起爆后，煙囪完全按照設計傾倒軸線向預定方向傾倒，煙囪倒塌后，倒塌殘留物完全分布于控制的中心線上，并經爆后檢查及振動測試，未對周邊構建筑物造成影響，爆破取得圓滿成功，煙囪倒塌過程見圖2。

6　結　論

(1) 煙囪類筒型建筑的爆破切口一律可視為拱形建筑物，爆破筒壁的內側受壓，外側受拉，而磚砌體的抗拉強度遠小于抗壓強度，所以外側爆破漏斗易于內側漏斗的形成，因此復雜環境下的煙囪定向爆破拆除其爆破切口位置及定向窗位置的選取直接影響其倒塌方向，本次爆破中煙囪筒體周長13.3 m，選取的長8.4 m高1.6 m的正梯形爆破切口經計算及爆破效果分析符合要求。

(2) 本次煙囪的拆除爆破周圍環境復雜，裝藥聯網完成后先用三層草簾再用竹跳板對炮孔進行防護，防止了爆破飛石造成的危害，由于草簾具有一定的隔音效果，同時也降低了爆破噪聲。

圖2煙囪拆除爆破倒塌

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2016￣03￣09)

陳紅剛(1986-)，男，陜西人，工程師，主要從事爆破技術與安全管理工作，Email：398623340@qq.com。