某船塢圍堰工程鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除工程

謝博松，李國強，蘇家雄

（海南省爆破技術工程院，海南海口570206）

1 工程概況

1.1 煙囪結構

根據現場勘察實地測量得出需爆破拆除的某船塢圍堰工程鋼筋混凝土煙囪高為62m，底部內徑為3.10 m，底部外徑R為3.78m，外周長為11.87m，底部壁厚δ為36cm，煙囪底部正南方向有一個出灰口，出灰口高為2.5m，寬為1.6m。煙囪采用單層布筋，豎向布筋為?25mm螺紋鋼，間距為15cm，環向鋼筋為?10mm圓鋼，間距為15cm。

1.2 周圍環境

煙囪位于某船塢場內，煙囪正東側6.0m處是廢料池，煙囪東南方向距離臨建為12.0m；南側距離煙囪43.0m處是三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻；其西南方向距離8.0m是廢棄場房，西側距離22.0m處是三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻，58.0m是變壓器；北側一條東西走向的場區道路，距離20.0m處是一條沿著道路空架的高壓線。總體上煙囪爆破拆除周圍環境較為復雜。

1.3 工程要求與特點

煙囪爆破拆除周圍環境較為復雜，保證爆破倒塌方向精準及塌落振動與飛石控制是本工程的重點。保護好三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻不受破壞是難點。

2 爆破拆除技術方案

2.1 爆破方案選擇

根據煙囪的高度、結構狀況、平面位置、周圍環境和對施工的要求，經方案對比分析，決定采用向南偏東30°定向倒塌方法進行拆除。

2.2 確保倒塌方向準確的技術措施

為確保煙囪倒塌方向的精度，采用如下技術措施：

（1）現場確定煙囪的倒塌方向，用測量儀器精確測定煙囪倒塌中心線。

（2）確定爆破部位，準確標定爆破切口，合理布置炮孔。

（3）預先精確開設定向窗，開設好定向窗后，進一步校核倒塌中心線。

（4）采用導爆管雷管連接起爆網絡，保證準確可靠起爆。

2.3 爆破切口的形狀與尺寸

根據爆破場地環境狀況，確定爆破倒塌方向的中心線后，就要確定爆破的部位、切口形狀和大小。爆破部位布置在煙囪距地面+0.5m處的位置。本次爆破切口形狀為正梯形，采用梯形切口涉及到3個參數：梯形高度h、底邊長度L和底角β。

（1）爆破形切口的長度L。煙囪外徑3.78m，周長11.87m。根據實際爆破經驗以及理論資料,確定鋼筋混凝土煙囪爆破切口的長度公式為：L=0.66S=7.7m。

（2）爆破切口高度h。爆破切口的確定與煙囪的材質和壁厚有關。煙囪拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬間要離開原來的位置，使煙囪失穩，因此根據以往的成功爆破經驗在此煙囪爆破切口高度h=1.8m。

（3）底角β和定向窗。為了減少爆破鉆孔的數量和更好地保證煙囪的順利倒塌。爆破前，在鋼筋混凝土煙囪爆破前預切對稱性的角度為45°，長為40cm的三角形定向窗。

3 爆破設計參數

（1）最小抵抗線W。本次爆破工程采取在外部鉆孔爆破所以W=（0.65～0.68）δ ，δ為煙囪壁厚，取W=0.68δ=0.25m。

（2）炮孔深度l。當在外部鉆孔爆破時，炮孔深度l=0.70δ=25cm。

（3）孔距a和排距b。鋼筋混凝土煙囪a=（0.59～0.67）δ ，在此取l=0.63δ=21cm，實際上取a=20cm；則排距b：b=1.0a=20cm。

（4）單耗q。鋼筋混凝土煙囪：單耗q=5000g/m3。

（5）單孔裝藥量Q。單孔裝藥量Q=qabδ=5.0×0.2×0.2×0.36=0.07（kg），即單孔裝藥量Q裝藥量70g。

4 起爆網路設計

為了保證爆破缺口所有炮孔同時安全準爆，采用瞬發導爆管雷管起爆系統。采用簇連方式連接（俗稱“大把抓”），將炮孔引出的導爆管反向捆綁在雙發瞬發電雷管上，電雷管串聯連接。孔內導爆管雷管用Ms1段，孔外傳爆電雷管用Ms1段。

5 預處理措施

在爆破切口兩端預先開設2個對稱的定向窗，定向窗夾角取45°。預先用風鎬開鑿，盡量做到使得2個定向窗開口平整、角度一直，為準確定向創造有利條件。定向窗裸露出來的鋼筋在爆破在爆破前用氧氣焊割除。開鑿時必須注意：一要保證兩側定向窗與倒塌中心線相對稱；二不要有混凝土裂縫延伸到預留的支撐部分，尤其在使用爆破法開鑿時在三角形周邊要有不裝藥的控制孔，防止爆破裂縫的伸展。煙囪傾倒中心位置有一個1.6m寬煙囪出灰口與傾倒方向重合，根據其結構確定該出灰口為導向窗。將煙囪筒壁標高5m內外掛金屬爬梯全部拆除。

6 安全防護措施

進行加強覆蓋防護，以阻減飛石的飛出速度和距離。煙囪爆破部位采取3層覆蓋竹芭，在最頂排炮孔上0.4m每隔0.5m鉆一個0.2m深孔插入木棍，木棍之間用8#鐵絲連接起來以便掛上竹芭，竹芭再加之間必須重疊0.2m，竹芭覆蓋到炮孔周邊孔外0.4m處。鐵絲網將整竹芭包裹起來，最外層再用雙層彩布將竹芭包裹，首先用2根長棍將彩布支撐在煙囪上，再用8#鐵絲分上中下3層包繞著煙囪裹住，進行全部覆蓋遮擋防護。煙囪附近的建構筑物的窗門需要用綁掛上竹芭進行保護性防護。

在煙囪預定倒塌中心線方向有三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻需要保護，因此在此處的三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻上方鋪設長10m，寬6m，厚1.5m的沙堆，沙堆上及在倒塌方向上用防曬網覆蓋，防止煙囪倒塌時砸壞三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻。

7 爆破效果

2017年6月6日11時10分起爆后，煙囪準確向倒塌方向傾倒。爆后觀測，根部1/3煙囪基本完好，尾部2/3煙囪完全破碎，沒有發生“后坐”現象。爆堆集中堆積在鋪布的太陽網上，爆堆堆積長度約為65m寬度約為6m。對三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻沒有造成破壞，周圍的建筑物完好無損，爆破總體效果良好。