68 m高磚結構厚壁煙囪的爆破拆除

殷芳滿 韓國光

(池州市長江巖土爆破工程有限公司)

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68 m高磚結構厚壁煙囪的爆破拆除

殷芳滿 韓國光

(池州市長江巖土爆破工程有限公司)

為拆除一68 m高的磚結構厚壁煙囪，根據現場實際情況，選擇定向爆破方案，確定爆破缺口的形狀和尺寸、爆破參數及爆破網路，并采取了一系列安全技術措施,使得爆破達到了預期的效果。為類似爆破工程提供借鑒。

定向爆破 爆破參數 爆破安全 磚結構煙囪

某地有一座厚壁磚結構煙囪，因長時間不用，決定對其進行爆破拆除。經現場實地測量，煙囪高度為68 m，底部筒體直徑為5.0 m，壁厚0.90 m，無內襯。

煙囪南側距居民樓10 m，北側離圍墻19 m，圍墻外側20 m處是家屬宿舍樓，西側距圍墻22 m，東側有較廣闊的空場地，爆破不允許對居民樓房、家屬宿舍樓、圍墻等造成損壞，爆破環境比較復雜。

根據煙囪周圍環境條件，南、北方向都有需要保護的建筑物，西側有圍墻，只有煙囪東側的環境相對空曠，具備定向倒塌的條件，所以決定以正東為倒塌中心線方向，采用定向傾倒的爆破拆除方案[1]。

1 定向爆破

圖1為該煙囪周圍環境示意。

1.1 爆破參數設計[2-3]

為防止煙囪出現不傾倒，必須選擇合適的爆破切口、正確的爆破參數、精確的爆破網路。

1.1.1 爆破缺口參數

(1)切口形狀。參考類似工程，考慮到施工的便捷性，采用等腰梯形切口。

圖1 煙囪周圍環境示意(單位：m)

(2)切口高度。按經驗公式：

(1)

式中，K介質常數，當待爆介質為磚結構時，K=1.5～3.0，取K=2；δ為爆破部位壁厚,δ=0.9 m。

(3)切口長度L。根據工程類比,確定梯形缺口上邊長度L1=7.85 m；梯形缺口下邊長度L2=10.5 m。

(4)爆破切口離筒體底部基礎地面0.2 m。

1.1.2 缺口布孔參數

炮孔深度l=0.65 m，炮孔間距a=0.5 m,炮孔排距b=0.45 m。

爆破缺口如圖2所示。

圖2 爆破缺口展開(單位：mm)

1.1.3 單孔裝藥量

根據磚煙囪爆破經驗，選取炸藥單耗q=1 000～1 500 g/m3，單孔裝藥量為200～310 g，本次爆破確定上部3排炮孔裝藥量為200 g，底部兩排炮孔裝藥量為250～300 g。

1.2 爆破網路[4]

為了減少因裝藥、填塞過程中造成的孔內導爆管的損壞而引起的個別炮孔拒爆，裝藥時，每個炮孔裝入兩發導爆管雷管。采用MS1、MS3、MS5毫秒延期雷管對稱起爆所有炮孔，可以在一定程度上減小爆破振動。網路分四簇捆綁起爆，將四簇捆綁雷管連接成非電復式起爆網路，最終用兩發電雷管引爆。本次爆破布置5排共計73個炮孔，總裝藥量為18 kg，每個炮孔內裝2發非電導爆管雷管，共計使用導爆管雷管154發(包括捆扎雷管)、電雷管兩發(起爆用)，起爆網路如圖3所示。

圖3 起爆網路

2 爆破安全設計及防護

2.1 震動安全驗算

2.1.1 爆破震動

根據《爆破安全規程GB 6722—2014》校核震動[5]

(2)

式中，R為爆破點與被保護建筑物的距離，m；Q為最大一段裝藥量，kg；m為藥量指數，取m=1/3；α為爆炸地震波衰減指數，取α=2.0；V為介質質點的安全臨界震動速度值，普通磚結構V=2 cm/s；K為與地質、地形等條件有關的系數，一般為50～150，取K=150；K1為折減系數，對于樓房等K1=0.25～0.35，取K1=0.25。

本工程最大單響起爆藥量6.4 kg，根據震動校核計算，得到在距離爆破點10，15,25 m的爆破震動速度計算值，如表1所示。

表1 爆破振動速度

由此可以看出，按照設計藥量進行起爆，爆破振動不會對周圍居民樓造成影響。

2.1.2 觸地震動[6]

觸地震動校核公式：

(3)

式中,I為觸地沖量；I=m′(2gh)0.5；R′為質心至計算點的距離，m；g為重力加速度，9.8 m/s2；h為重心高度，經計算，此煙囪重心高度h=30 m；m′為水塔質量，m′=1 600 kg。

根據觸地震動校核公式，可以算出在距離爆破點10，15，25 m的塌落震動速度值，如表2所示。

表2 塌落震動速度計算值

根據以上計算結果，水塔倒塌觸地產生的震動接近建筑物允許的臨界震動速度值，但煙囪倒塌落地后距離居民樓的距離遠不止10 m，為安全起見，在煙囪倒塌范圍內鋪松散沙土1 m厚，再墊草層，以減少煙囪的倒塌觸地震動。

2.2 安全防護措施[7-9]

①炮孔填塞要密實，不留空隙，同時采用兩層竹笆結合舊棉被對煙囪爆破部位進行覆蓋，并且采用鐵絲進行纏繞固定，可以將爆破飛石有效的控制在警戒范圍以內；②在煙囪的切口外圍0.5 m處搭設一道2.5 m高的砂包埂作防護屏障；③爆破前將煙囪內的灰盡量清除干凈，爆炸部位灑水濕潤，減少爆破塵煙；④根據爆破安全規程的相關規定，本次的安全警戒線范圍在倒塌方向上為100 m。

3 結 語

爆前對煙囪自身的結構、尺寸、周圍環境進行了全面的勘察；在煙囪的切口外圍0.5 m處搭設一道2.5 m高的砂包埂作防護屏障，雖然增加了施工工序，但對減少和防止飛石的危害非常有效;嚴格按照設計尺寸和形狀預開定向窗，對煙囪倒塌方向有很大幫助;借助測振儀器對關鍵待保護建筑物區域布置測試點，掌握爆破振動參數。

由于準備詳細、合理，起爆后，煙囪沿著設計的倒塌中心線方向準確倒塌，落地產生的振動較小，無后座現象。經四川拓普測震儀測試，煙囪觸地碰撞造成的垂直震動最大速度只有0.58 cm/s，鄰近居民樓、圍墻安然無恙，爆破取得了良好效果。

[1] 郭子如.李洪偉.顏事龍.等.72m高磚結構厚壁煙囪的定向爆破拆除[G]∥中國工程爆破協會，中國力學學會.中國爆破新技術Ⅲ.北京：冶金工業出版社，2012．[2] 王玉杰．爆破工程[M].武漢:武漢理工大學出版社，2007．

[3] 于亞倫.工程爆破理論與技術[M].北京:冶金工業出版社,2004.

[4] 金驥良.顧毅成.史雅語.拆除爆破設計與施工[M].北京：中國鐵道出版社，2004.

[5] 中華人民共和國標準.GB 6722—2014 爆破安全規程[S]．北京：中國標準出版社，2015．

[6] 周家漢．爆破拆除塌落振動速度計算公式的討論[J]．工程爆破，2009，15(1)：1-4．

[7] 許名標.磚煙囪定向傾倒拆除控制爆破[J].爆破，2011,28(3)：80-82.

[8] 劉榮朝.蒙云琪.程錫霖.復雜環境下46m高煙囪的拆除爆破[J].爆破，1997,14(3):64-66.

[9] 鐘 帥.李洪偉.復雜環境下36m高鋼筋混凝土結構水塔定向爆破拆除[J].煤礦爆破，2015(3):32-35.

2016-09-23)

殷芳滿(1969—)，男，高級工程師，247100 安徽省池州市貴池區。