68 m高砖结构厚壁烟囱的爆破拆除

殷芳满 韩国光

(池州市长江岩土爆破工程有限公司)



68 m高砖结构厚壁烟囱的爆破拆除

殷芳满 韩国光

(池州市长江岩土爆破工程有限公司)

为拆除一68 m高的砖结构厚壁烟囱，根据现场实际情况，选择定向爆破方案，确定爆破缺口的形状和尺寸、爆破参数及爆破网路，并采取了一系列安全技术措施,使得爆破达到了预期的效果。为类似爆破工程提供借鉴。

定向爆破 爆破参数 爆破安全 砖结构烟囱

某地有一座厚壁砖结构烟囱，因长时间不用，决定对其进行爆破拆除。经现场实地测量，烟囱高度为68 m，底部筒体直径为5.0 m，壁厚0.90 m，无内衬。

烟囱南侧距居民楼10 m，北侧离围墙19 m，围墙外侧20 m处是家属宿舍楼，西侧距围墙22 m，东侧有较广阔的空场地，爆破不允许对居民楼房、家属宿舍楼、围墙等造成损坏，爆破环境比较复杂。

根据烟囱周围环境条件，南、北方向都有需要保护的建筑物，西侧有围墙，只有烟囱东侧的环境相对空旷，具备定向倒塌的条件，所以决定以正东为倒塌中心线方向，采用定向倾倒的爆破拆除方案[1]。

1 定向爆破

图1为该烟囱周围环境示意。

1.1 爆破参数设计[2-3]

为防止烟囱出现不倾倒，必须选择合适的爆破切口、正确的爆破参数、精确的爆破网路。

1.1.1 爆破缺口参数

(1)切口形状。参考类似工程，考虑到施工的便捷性，采用等腰梯形切口。

图1 烟囱周围环境示意(单位：m)

(2)切口高度。按经验公式：

(1)

式中，K介质常数，当待爆介质为砖结构时，K=1.5～3.0，取K=2；δ为爆破部位壁厚,δ=0.9 m。

(3)切口长度L。根据工程类比,确定梯形缺口上边长度L1=7.85 m；梯形缺口下边长度L2=10.5 m。

(4)爆破切口离筒体底部基础地面0.2 m。

1.1.2 缺口布孔参数

炮孔深度l=0.65 m，炮孔间距a=0.5 m,炮孔排距b=0.45 m。

爆破缺口如图2所示。

图2 爆破缺口展开(单位：mm)

1.1.3 单孔装药量

根据砖烟囱爆破经验，选取炸药单耗q=1 000～1 500 g/m3，单孔装药量为200～310 g，本次爆破确定上部3排炮孔装药量为200 g，底部两排炮孔装药量为250～300 g。

1.2 爆破网路[4]

为了减少因装药、填塞过程中造成的孔内导爆管的损坏而引起的个别炮孔拒爆，装药时，每个炮孔装入两发导爆管雷管。采用MS1、MS3、MS5毫秒延期雷管对称起爆所有炮孔，可以在一定程度上减小爆破振动。网路分四簇捆绑起爆，将四簇捆绑雷管连接成非电复式起爆网路，最终用两发电雷管引爆。本次爆破布置5排共计73个炮孔，总装药量为18 kg，每个炮孔内装2发非电导爆管雷管，共计使用导爆管雷管154发(包括捆扎雷管)、电雷管两发(起爆用)，起爆网路如图3所示。

图3 起爆网路

2 爆破安全设计及防护

2.1 震动安全验算

2.1.1 爆破震动

根据《爆破安全规程GB 6722—2014》校核震动[5]

(2)

式中，R为爆破点与被保护建筑物的距离，m；Q为最大一段装药量，kg；m为药量指数，取m=1/3；α为爆炸地震波衰减指数，取α=2.0；V为介质质点的安全临界震动速度值，普通砖结构V=2 cm/s；K为与地质、地形等条件有关的系数，一般为50～150，取K=150；K1为折减系数，对于楼房等K1=0.25～0.35，取K1=0.25。

本工程最大单响起爆药量6.4 kg，根据震动校核计算，得到在距离爆破点10，15,25 m的爆破震动速度计算值，如表1所示。

表1 爆破振动速度

由此可以看出，按照设计药量进行起爆，爆破振动不会对周围居民楼造成影响。

2.1.2 触地震动[6]

触地震动校核公式：

(3)

式中,I为触地冲量；I=m′(2gh)0.5；R′为质心至计算点的距离，m；g为重力加速度，9.8 m/s2；h为重心高度，经计算，此烟囱重心高度h=30 m；m′为水塔质量，m′=1 600 kg。

根据触地震动校核公式，可以算出在距离爆破点10，15，25 m的塌落震动速度值，如表2所示。

表2 塌落震动速度计算值

根据以上计算结果，水塔倒塌触地产生的震动接近建筑物允许的临界震动速度值，但烟囱倒塌落地后距离居民楼的距离远不止10 m，为安全起见，在烟囱倒塌范围内铺松散沙土1 m厚，再垫草层，以减少烟囱的倒塌触地震动。

2.2 安全防护措施[7-9]

①炮孔填塞要密实，不留空隙，同时采用两层竹笆结合旧棉被对烟囱爆破部位进行覆盖，并且采用铁丝进行缠绕固定，可以将爆破飞石有效的控制在警戒范围以内；②在烟囱的切口外围0.5 m处搭设一道2.5 m高的砂包埂作防护屏障；③爆破前将烟囱内的灰尽量清除干净，爆炸部位洒水湿润，减少爆破尘烟；④根据爆破安全规程的相关规定，本次的安全警戒线范围在倒塌方向上为100 m。

3 结 语

爆前对烟囱自身的结构、尺寸、周围环境进行了全面的勘察；在烟囱的切口外围0.5 m处搭设一道2.5 m高的砂包埂作防护屏障，虽然增加了施工工序，但对减少和防止飞石的危害非常有效;严格按照设计尺寸和形状预开定向窗，对烟囱倒塌方向有很大帮助;借助测振仪器对关键待保护建筑物区域布置测试点，掌握爆破振动参数。

由于准备详细、合理，起爆后，烟囱沿着设计的倒塌中心线方向准确倒塌，落地产生的振动较小，无后座现象。经四川拓普测震仪测试，烟囱触地碰撞造成的垂直震动最大速度只有0.58 cm/s，邻近居民楼、围墙安然无恙，爆破取得了良好效果。

[1] 郭子如.李洪伟.颜事龙.等.72m高砖结构厚壁烟囱的定向爆破拆除[G]∥中国工程爆破协会，中国力学学会.中国爆破新技术Ⅲ.北京：冶金工业出版社，2012．[2] 王玉杰．爆破工程[M].武汉:武汉理工大学出版社，2007．

[3] 于亚伦.工程爆破理论与技术[M].北京:冶金工业出版社,2004.

[4] 金骥良.顾毅成.史雅语.拆除爆破设计与施工[M].北京：中国铁道出版社，2004.

[5] 中华人民共和国标准.GB 6722—2014 爆破安全规程[S]．北京：中国标准出版社，2015．

[6] 周家汉．爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[J]．工程爆破，2009，15(1)：1-4．

[7] 许名标.砖烟囱定向倾倒拆除控制爆破[J].爆破，2011,28(3)：80-82.

[8] 刘荣朝.蒙云琪.程锡霖.复杂环境下46m高烟囱的拆除爆破[J].爆破，1997,14(3):64-66.

[9] 钟 帅.李洪伟.复杂环境下36m高钢筋混凝土结构水塔定向爆破拆除[J].煤矿爆破，2015(3):32-35.

2016-09-23)

殷芳满(1969—)，男，高级工程师，247100 安徽省池州市贵池区。