某船坞围堰工程钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除工程

时间：2024-07-28

谢博松，李国强，苏家雄

（海南省爆破技术工程院，海南海口570206）

1 工程概况

1.1 烟囱结构

根据现场勘察实地测量得出需爆破拆除的某船坞围堰工程钢筋混凝土烟囱高为62m，底部内径为3.10 m，底部外径R为3.78m，外周长为11.87m，底部壁厚δ为36cm，烟囱底部正南方向有一个出灰口，出灰口高为2.5m，宽为1.6m。烟囱采用单层布筋，竖向布筋为Ø25mm螺纹钢，间距为15cm，环向钢筋为Ø10mm圆钢，间距为15cm。

1.2 周围环境

烟囱位于某船坞场内，烟囱正东侧6.0m处是废料池，烟囱东南方向距离临建为12.0m；南侧距离烟囱43.0m处是三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙；其西南方向距离8.0m是废弃场房，西侧距离22.0m处是三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙，58.0m是变压器；北侧一条东西走向的场区道路，距离20.0m处是一条沿着道路空架的高压线。总体上烟囱爆破拆除周围环境较为复杂。

1.3 工程要求与特点

烟囱爆破拆除周围环境较为复杂，保证爆破倒塌方向精准及塌落振动与飞石控制是本工程的重点。保护好三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙不受破坏是难点。

2 爆破拆除技术方案

2.1 爆破方案选择

根据烟囱的高度、结构状况、平面位置、周围环境和对施工的要求，经方案对比分析，决定采用向南偏东30°定向倒塌方法进行拆除。

2.2 确保倒塌方向准确的技术措施

为确保烟囱倒塌方向的精度，采用如下技术措施：

（1）现场确定烟囱的倒塌方向，用测量仪器精确测定烟囱倒塌中心线。

（2）确定爆破部位，准确标定爆破切口，合理布置炮孔。

（3）预先精确开设定向窗，开设好定向窗后，进一步校核倒塌中心线。

（4）采用导爆管雷管连接起爆网络，保证准确可靠起爆。

2.3 爆破切口的形状与尺寸

根据爆破场地环境状况，确定爆破倒塌方向的中心线后，就要确定爆破的部位、切口形状和大小。爆破部位布置在烟囱距地面+0.5m处的位置。本次爆破切口形状为正梯形，采用梯形切口涉及到3个参数：梯形高度h、底边长度L和底角β。

（1）爆破形切口的长度L。烟囱外径3.78m，周长11.87m。根据实际爆破经验以及理论资料,确定钢筋混凝土烟囱爆破切口的长度公式为：L=0.66S=7.7m。

（2）爆破切口高度h。爆破切口的确定与烟囱的材质和壁厚有关。烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬间要离开原来的位置，使烟囱失稳，因此根据以往的成功爆破经验在此烟囱爆破切口高度h=1.8m。

（3）底角β和定向窗。为了减少爆破钻孔的数量和更好地保证烟囱的顺利倒塌。爆破前，在钢筋混凝土烟囱爆破前预切对称性的角度为45°，长为40cm的三角形定向窗。

3 爆破设计参数

（1）最小抵抗线W。本次爆破工程采取在外部钻孔爆破所以W=（0.65～0.68）δ ，δ为烟囱壁厚，取W=0.68δ=0.25m。

（2）炮孔深度l。当在外部钻孔爆破时，炮孔深度l=0.70δ=25cm。

（3）孔距a和排距b。钢筋混凝土烟囱a=（0.59～0.67）δ ，在此取l=0.63δ=21cm，实际上取a=20cm；则排距b：b=1.0a=20cm。

（4）单耗q。钢筋混凝土烟囱：单耗q=5000g/m3。

（5）单孔装药量Q。单孔装药量Q=qabδ=5.0×0.2×0.2×0.36=0.07（kg），即单孔装药量Q装药量70g。

4 起爆网路设计

为了保证爆破缺口所有炮孔同时安全准爆，采用瞬发导爆管雷管起爆系统。采用簇连方式连接（俗称“大把抓”），将炮孔引出的导爆管反向捆绑在双发瞬发电雷管上，电雷管串联连接。孔内导爆管雷管用Ms1段，孔外传爆电雷管用Ms1段。

5 预处理措施

在爆破切口两端预先开设2个对称的定向窗，定向窗夹角取45°。预先用风镐开凿，尽量做到使得2个定向窗开口平整、角度一直，为准确定向创造有利条件。定向窗裸露出来的钢筋在爆破在爆破前用氧气焊割除。开凿时必须注意：一要保证两侧定向窗与倒塌中心线相对称；二不要有混凝土裂缝延伸到预留的支撑部分，尤其在使用爆破法开凿时在三角形周边要有不装药的控制孔，防止爆破裂缝的伸展。烟囱倾倒中心位置有一个1.6m宽烟囱出灰口与倾倒方向重合，根据其结构确定该出灰口为导向窗。将烟囱筒壁标高5m内外挂金属爬梯全部拆除。

6 安全防护措施

进行加强覆盖防护，以阻减飞石的飞出速度和距离。烟囱爆破部位采取3层覆盖竹芭，在最顶排炮孔上0.4m每隔0.5m钻一个0.2m深孔插入木棍，木棍之间用8#铁丝连接起来以便挂上竹芭，竹芭再加之间必须重叠0.2m，竹芭覆盖到炮孔周边孔外0.4m处。铁丝网将整竹芭包裹起来，最外层再用双层彩布将竹芭包裹，首先用2根长棍将彩布支撑在烟囱上，再用8#铁丝分上中下3层包绕着烟囱裹住，进行全部覆盖遮挡防护。烟囱附近的建构筑物的窗门需要用绑挂上竹芭进行保护性防护。

在烟囱预定倒塌中心线方向有三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙需要保护，因此在此处的三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙上方铺设长10m，宽6m，厚1.5m的沙堆，沙堆上及在倒塌方向上用防晒网覆盖，防止烟囱倒塌时砸坏三轴搅拌桩高压旋喷桩止水芯墙。