復(fù)雜環(huán)境下42m磚煙囪定向爆破拆除

楊江波

摘要：為了安全實(shí)施爆破拆除一座42m高的磚煙囪，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和以往類(lèi)似工程確定了煙囪切口圓心角205°、高度1.2 m及其他參數(shù)，并針對(duì)性采取安全防護(hù)措施。爆后煙囪的倒塌方向和范圍與設(shè)計(jì)一致，未損壞到周?chē)ㄖ铮瑸轭?lèi)似工程爆破提供了參考。

Abstract： In order to blasting demolition a 42m brick chimney safely， based on experience calculation and reference to similar projects， the angle of the cut central angle of 205°， the height of 1.2m and other parameters were determined and the corresponding safety measures were taken. After blasting， the direction and distance of the chimney exactly match with the design， which has no influence on the building nearby， providing reference for similar blasting engineering.

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境;磚煙囪;爆破拆除

Key words： complex environment;brick chimney;blasting demolition

中圖分類(lèi)號(hào)：TU746.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0122-03

0? 引言

隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)升級(jí)和環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)，許多工廠和企業(yè)升級(jí)改造中或城市改擴(kuò)建中遇到了越來(lái)越多的高聳建筑物需要拆除，如煙囪、水塔、冷卻塔等。由于這類(lèi)高聳建筑物的高度遠(yuǎn)大于直徑，并且周?chē)h(huán)境復(fù)雜，采用機(jī)械拆除安全風(fēng)險(xiǎn)較大。而爆破拆除高聳建筑物的施工速度和安全均可得到保證，已為大量工程實(shí)踐所證明。

1? 工程概況

瑞麗市某廢棄磚廠內(nèi)有一42m高的磚煙囪已廢棄不用，當(dāng)?shù)卣块T(mén)決定爆破拆除這座廢棄煙囪以消除安全隱患。擬拆除的磚煙囪位于瑞麗某磚廠內(nèi)，磚混結(jié)構(gòu)，底部為廢棄磚窯，從磚窯水平算起煙囪高度42m，底部離地0.5m處周長(zhǎng)11m，壁厚62cm，見(jiàn)圖1。待拆煙囪南側(cè)到倉(cāng)庫(kù)距離30m，西南側(cè)距民房38m，東南側(cè)距民房39m;東側(cè)距樓房40m;東北側(cè)距電線36m，北側(cè)距倉(cāng)庫(kù)69m;西側(cè)距最近民房46m。具體周?chē)h(huán)境見(jiàn)圖2。

2? 爆破方案的確定

根據(jù)煙囪尺寸、周?chē)h(huán)境及政府要求，決定采用定向爆破拆除。通過(guò)精心設(shè)計(jì)在待拆煙囪底部布置炮孔爆破后形成缺口從而失穩(wěn)傾倒落地，并采用多種防范措施控制爆破有害效應(yīng)的影響。

2.1 爆破切口的確定

為了安全高效拆除待拆煙囪，根據(jù)周?chē)h(huán)境情況，只有北邊和西北邊才有足夠的倒塌距離，決定采用單切口向北定向倒塌。切口形式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和類(lèi)似工程實(shí)例選擇梯形切口[1-2]。

煙囪爆破切口長(zhǎng)取決于圓心角的大小，進(jìn)而影響傾覆力矩的大小，如果設(shè)計(jì)圓心角過(guò)大，會(huì)使爆破后筒壁余留截面過(guò)小，導(dǎo)致爆破時(shí)切口上部煙囪產(chǎn)生后座，甚至偏斜或反傾。最終根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和類(lèi)似工程實(shí)例取205°的爆破切口圓心角[3-4]，見(jiàn)圖3。煙囪筒體風(fēng)化嚴(yán)重，且周?chē)h(huán)境復(fù)雜，為了確保按設(shè)計(jì)方向準(zhǔn)確傾倒，在爆破切口兩邊各開(kāi)設(shè)一個(gè)對(duì)稱定位窗，見(jiàn)圖4。

2.2 切口幾何參數(shù)的確定

為便于工人鉆孔施工作業(yè)，以高出地面0.5m處作為切口底部。爆破切口高度應(yīng)保證在煙囪傾倒至切口閉合時(shí)，重心位置已偏移到切口筒壁范圍以外[5]。可根據(jù)下式確定：H=（1.5～3）δ=（1.5～3）×0.62=（0.93～1.86）m，式中δ為煙囪壁厚。

設(shè)計(jì)爆破切口高度為1.2 m，定位窗開(kāi)口角度為45°。

煙囪切口對(duì)應(yīng)圓心角為205°，底部筒體周長(zhǎng)11 m，開(kāi)口長(zhǎng)度L=（205°/360°）πD≈6.3m。

2.3 內(nèi)襯預(yù)處理

待拆磚煙囪有0.24m厚的耐火磚內(nèi)襯，如不預(yù)先處理，會(huì)導(dǎo)致爆破時(shí)煙囪倒塌方向產(chǎn)生偏差，嚴(yán)重時(shí)內(nèi)襯甚至?xí)巫⊥脖冢斐蔁焽璞坏埂９试阢@孔同時(shí)，對(duì)切口范圍內(nèi)的內(nèi)襯進(jìn)行人工拆除處理。

2.4 爆破參數(shù)的確定

炮孔直徑d：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆的炮孔直徑為40mm。

最小抵抗線W：切口處煙囪壁厚一半，即W=δ/2=0.31m。

孔深L：L=（0.65～0.7）δ，取L=0.43m。

孔距a：a=（0.8～0.95）L，取a=0.4m。

排距b：b=0.4m。

單孔裝藥量Q1=qabδ：式中q為單位炸藥消耗量，g/cm3，根據(jù)拆除對(duì)象情況和類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)[6-8]，取1.0kg/m3;計(jì)算得到Q1=99.2g，實(shí)際取100g，為穩(wěn)妥起見(jiàn)，切口最底部一排炮孔每孔藥量增加到150g。實(shí)際炮孔總數(shù)N=42個(gè)，總藥量Q總=4700g。

切口的參數(shù)設(shè)計(jì)匯總見(jiàn)表1。

2.5 起爆網(wǎng)路的設(shè)計(jì)

采用簡(jiǎn)單安全可靠的簇聯(lián)所有炮孔導(dǎo)爆管雷管一次起爆網(wǎng)路，最后用激發(fā)針激發(fā)起爆，見(jiàn)圖5。

3? 安全驗(yàn)算及防護(hù)

3.1 振動(dòng)校核

3.1.1 爆破振動(dòng)

根據(jù)修正后的前蘇聯(lián)薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式（式（1））計(jì)算[9-10]。

式中：R為爆源中心到被保護(hù)建筑物距離，m;Q為最大單響藥量，4.7kg;K′為拆除爆破修正系數(shù)，因?yàn)闊焽栉挥诘孛嬉陨锨译x地面比較高，取K′=0.2;K、α分別為系數(shù)和衰減指數(shù)，取決于爆破區(qū)域的地形、地質(zhì)條件，K取150、α取1.5。

得不同距離爆破振動(dòng)速度見(jiàn)表2。

3.1.2 塌落振動(dòng)

根據(jù)量綱分析法，煙囪撞擊地面造成的塌落振動(dòng)可根據(jù)式（2）確定[10]。

式中：Vt為塌落振動(dòng)速度，cm/s;Kt為衰減系數(shù)，取3.37;σ為地面介質(zhì)的破壞強(qiáng)度，MPa，一般取σ=10MPa;β為衰減指數(shù)，取1.66;R為測(cè)點(diǎn)至撞擊中心的距離，m;M為煙囪質(zhì)量，430t;H為煙囪重心高度，17m。

計(jì)算得不同距離塌落振動(dòng)速度見(jiàn)表3。

煙囪塌落重心均離需保護(hù)的民房或其他構(gòu)筑物20m以外，塌落振動(dòng)速度Vt？燮0.11cm/s;民房均距煙囪30m以外，爆破振動(dòng)速度Vb？燮0.40cm/s。周邊民房都是一般民用建筑，按照《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）規(guī)定，此類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的安全振速標(biāo)準(zhǔn)為1.5～2.0cm/s，因此這些振動(dòng)均不會(huì)對(duì)周邊建筑造成損壞。

3.2 安全防護(hù)措施

①用炮泥把裝完藥的炮孔全堵上，做好填塞。

②對(duì)爆破切口實(shí)施帆布、玻纖網(wǎng)和鐵絲網(wǎng)三層防護(hù)全覆蓋，并用鐵絲捆扎牢固。

③為避免煙囪爆破落地撞擊地面濺起的飛散物對(duì)周?chē)藛T和建筑物造成影響，鋪兩層厚草席在倒塌地面，并在之上筑起三道長(zhǎng)5m、寬和高各0.5m的沙土緩沖埂，同時(shí)對(duì)周?chē)穹块T(mén)窗用草席覆蓋防護(hù)，并把人員參觀點(diǎn)、起爆站和警戒崗哨均設(shè)在300m的爆破安全距離以外。

4? 爆破效果

起爆后煙囪按設(shè)計(jì)方向緩慢傾倒，觸地產(chǎn)生的飛散物飛濺距離均沒(méi)超過(guò)20m，周?chē)拿穹繘](méi)有任何損壞。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文龍，楊仕教，鄭建禮.復(fù)雜環(huán)境下55m磚結(jié)構(gòu)煙囪定向爆破拆除工程實(shí)踐[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015（4）：119-123.

[2]楊明山，付玉華，張吉勇，等.復(fù)雜環(huán)境下62m高煙囪的拆除爆破及安全控制[J].工程爆破，2017（2）：53-57.

[3]張建平，王俊生，胡俊濤.150m鋼筋混凝土煙囪爆破拆除[J].工程爆破，2016（1）：82-85.

[4]余興春，馬世明，李西奇.150m高鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除[J].爆破，2012，29（3）：96-99.

[5]王凱，張智宇，黃永輝.傾斜磚煙囪定向爆破拆除[J].中國(guó)礦業(yè)，2018（8）：151-154.

[6]張強(qiáng)，許夢(mèng)國(guó)，王平.基于經(jīng)濟(jì)合理的爆破質(zhì)量分析及炸藥單耗優(yōu)化[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2016（9）：102-105.

[7]陳漢亮.鋼筋混凝土爆破拆除中炸藥單耗的分析[J].爆破，1987（4）：27-28.

[8]唐友祥，唐建明.68m高磚結(jié)構(gòu)厚壁煙囪的爆破拆除[J].工程爆破，2003（2）：15，36-37.

[9]徐鵬飛，張英才，劉殿書(shū)，等.180m鋼筋混凝土煙囪爆破拆除振動(dòng)監(jiān)測(cè)及分析[J].爆破，2016（4）：94-97.

[10]邢光武，張北龍，姬震西.順德五沙德勝電廠120m煙囪定向爆破拆除[J].爆破，2016（3）：92-95.