摘 要:介绍了100m高钢筋砼结构烟囱的爆破拆除。重点论述了爆破切口的方案设计、爆破参数的选取,对减少触地振动及二次飞石危害的控制制定了有效的防护措施,确保了周围建筑物的安全,对同类工程有借鉴意义。 关键词:烟囱;控制爆破;爆破切口;爆破参数;安全防护 1 工程概况 1·1 烟囱周围环境 待拆除的烟囱位于梧州市莲花山发电厂内,烟囱周围环境较复杂:烟囱东面48m为厂区道路,道路东面有浴室和办公楼;南面15m处为高压线、19m处为厂区道路,道路南侧为灰渣池和水塘;西面44m处为厂房;北面17m处为电厂主厂房。要求重点保护东面浴池和办公楼、南面高压线及北面厂房。烟囱周围环境。 1·2 烟囱结构 该烟囱为钢筋混凝土结构,内外双层布筋,布筋网格为10cm×10cm,钢筋尺寸Φ12mm~Φ16mm不等,筒身用200#混凝土整体浇筑,+2·0 m以上内衬用耐火砖砌筑,+2·0 m以下无内衬。烟囱高100m,底部外径为8·19m、壁厚0·4m;顶部外径为3·3m、壁厚0·23m。在烟囱正东面±0m的筒壁上有一个高2·0 m、宽1·2m的出灰口,在+1·75 m上有一个高3·55m、宽2·2m的烟道;在西面筒壁+5·3 m处有一个高5·7m、宽2·5m的烟道。烟囱重约1158t,重心高度约为42m。 1·3 工程特点 (1)烟囱较高,布筋较密,给钻爆施工造成一定困难。 (2)正东、西方向出灰口和烟道的存在,对定向倾倒中心线不在正东、西方向时的准确定向倒塌会产生一定的影响。 (3)周围环境复杂,需保护的对象多,只有东南侧一定范围满足倒塌需要,其余方向均不允许定向倒塌。 (4)烟囱高且重,势能大,倾倒触地冲量大,应采取措施减小振动。 (5)烟囱地处厂区和居民生活区,施工过程中不得影响厂区正常生产及居民的正常生活。 2 爆破方案 2·1 倒塌方向确定 根据对烟囱周围环境、烟囱高度及烟囱结构等的分析,确定烟囱的倾倒方向为东偏南20°,烟囱倒塌方向在浴室和高压线之间,而浴室位于烟囱东偏南12°,南面高压线位于烟囱东偏南30°,因此允许倾倒的范围为18°,可满足烟囱定向倒塌的要求。 2·2 预处理项目 (1)预拆除烟囱倾倒中心线正前方左右两侧一定范围内的出灰管、烟道、电线及水幕除尘器。 (2)将出灰口立柱内外侧螺纹钢竖筋用风镐剥离出来割断,以防止烟囱倒塌时受力不对称而出现偏离。 (3)用小型钩机预先清除出灰漏斗内余灰。 (4)试爆时爆破开设定向窗,将钢筋割断并用风镐修理到设计尺寸。 (5)把烟囱的爬梯和避雷线从±0m~+7m全部割断。 (6)对烟囱倾倒后方的烟道用强度大的砖或石块砌好,并用钢楔子楔紧顶部进行加固。 2·3 爆破切口设计 根据烟囱布筋密度、烟道及出灰口位置等情况,本次爆破切口形状设计为梯形,切口部位在地面以上+0·5m标高处,鉴于实际施工的可行性,梯形夹角设计为25°。 (1)切口弧长。烟囱预处理后,要保证爆破时按预定方向倾倒而不产生后坐,必须合理确定切口弧长。根据经验烟囱开口角取215°,此时对应爆破切口弧长为: L = R(215/180)π=14·95m 2·4 定向窗的布置及尺寸 为了确保烟囱按设计方向准确倒塌,除正确选取爆破切口的形状和参数外,还应该保证支撑区的对称,开凿定向窗是保证支撑区对称的主要技术措 施,根据确定的切口形状,定向窗开为三角形,三角形底边长取1·5m、高取0·8m。 2·5 炮孔布置 炮孔布置在爆破切口范围内,方向朝向烟囱中心,炮孔采用方形布置,爆破切口与炮孔布置。 2·6 爆破参数选取 (1)孔径取d=40mm;最小抵抗线W=0·5δ=0·20m。 (2)炮孔深度L=(0·65~0·68)δ=(0·26~0·272)m,实际取0·27m。 (3)炮孔间距a =1·2W =0·24m ;炮孔排距= a =0·24m ;炮孔排数m = (Hp/b)+1=7 (其中Hp为切口高度1·5m);炮孔数N =199个。 (4)单孔装药量q=Kabδ=3800×0·24×0·2×0·40=87·6g ,由于布筋密,实际取150g;总装药量为29·85kg。 2·7 起爆网路 炸药为2#岩石乳化炸药,使用1段非电导爆管雷管和瞬发电雷管,每孔采用1发非电导爆管雷管入孔,共199发非电导爆管雷管,分成8组,每组用2发非电导爆管雷管连接,再用2发电雷管连接起爆。共用了215发非电导爆管雷管和2发电雷管。 3 安全技术与防护措施 为了减小烟囱触地振动,防止烟囱直接撞击地面或烟囱顶部砸入地面引起周围泥土飞溅,同时减小触地振动对附近建筑物的影响,爆前把烟囱倒塌范围内的碎碴清理干净,用黄土、沙等,首先在倒塌方向40~80m处垂直于倾倒轴线成条状堆放宽约2·5m、长25~40m、高1·5~2m的缓冲材料,条与条间距为15m左右,再将沙袋整齐堆放在条状堆上。同时在烟囱倾倒中心线附近的水面铺一层高约1m的稻草,预防部分碎块砸入水塘引起淤泥飞溅。 个别飞石的防护措施:①严密进行炮孔填塞;②装药部位采用密目安全网进行包裹覆盖,外加地毯覆盖并用铁丝捆紧,再在外侧堆积沙袋进行防护;③为防止烟囱触地后反弹引起飞石,用沙袋、旧轮胎等在浴室、办公楼前堆积成2m高的防护层,减缓个别飞石对楼房的危害;④加大安全警戒范围为的重量小,所需要的数量就多。通过查阅有关资料选择了GB799-76中Φ30地脚螺栓。价格便宜,购买方便,又便于钻孔安装。 根据资料查得:A3钢的抗拉强度为170N/mm2、抗剪强度为130N/mm2,每根螺栓的截面积S=πd2/4 =706·5mm2,所允许承受的拉力为12255kg、剪切力为9372kg。支筒下部10m内衬重为28800kg,按螺栓的抗剪强度计算,需用螺栓数为3·1根,为保险起见我们用了6根,均匀地分布在内衬的周圈。每根螺栓承受的力为4800kg,小于螺栓的允许承受力,所以螺栓不至于被拉断或剪断。 从资料上查得这种砖的抗压强度极限不小于130kg/cm2,而每根螺栓所承受的重量为4800kg,每根螺栓与砖的接触面为3×24=72cm2,那么与螺栓接触面的砖所受到的螺栓的反作用力P=4800/72=66·7kg/cm2,小于砖的抗压强度极限值,内衬不会因此而下落。为加大内衬与支筒壁的结合力,螺栓与筒壁的垫圈为Φ100,与内衬的垫圈加大为Φ200,以增大垫圈与砖衬的接触面,增加摩擦力。 在水塔支筒的东西两侧爆破切口的两端各开设一个定向窗,定向窗为等腰直角三角形,每条直角边为80cm,爆破前将钢筋割断。 4 安全防护 (1)为防止爆破飞石飞散过远,除严格控制填塞质量外,还在爆破部位用3层草袋作覆盖防护;在爆破切口的前面拉设铁丝,悬挂草帘进行隔离防护;东面的办公楼和北面的工房窗户悬挂草帘进行保护性防护。 (2)为减少塌落振动,防止水塔烟囱倒塌后水箱触地与地面岩石碰撞产生飞溅,在水箱着地部位铺设了两层草袋。 5 爆破效果 起爆后2s水塔烟囱开始缓慢倾倒,随后略有下坐,然后迅速倒塌,6s水箱部位着地,整个水塔烟囱按预定的方向倒塌在地槽内。由于地槽低于地面7m,所以水塔支筒下部被压扁,水箱着地时与支筒分离并倒扣在地槽内。水塔烟囱周围的建筑设施未受任何损坏,完全达到了预期的目的。 |
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