1 工程概况
安庆市枞阳县因规划用地的需要,拟将某轮窑厂内1 座砖结构烟囱拆除。考虑到人工机械作业拆除危险性较大,无法保证施工的安全,决定采用定向爆破拆除。待拆除的烟囱位于枞阳县浮山镇轮窑厂内中心位置,爆破环境良好,北侧20m 处是农田,西边8m 处有村民果园,东侧15m 处有3 座废弃建筑,南侧150m 处有一条简易公路。具体环境如图1 所示。
待拆除烟囱全高40m ,系砖结构。地坪处外直径约4. 5m。烟囱底部筒体为水泥砂浆砖砌体,自外向内分别为承重砖壁(约50cm) 、隔热层和耐火内衬,总厚度δ约为70cm。
2 控制爆破方案
根据该烟囱自身结构和周围环境条件,为确保安全,采用定向倒塌爆破拆除方案,使烟囱向正南方向倒塌。
2. 1 爆破切口设计
为严格控制烟囱倒塌方向,防止后坐,选择爆破切口为正梯形,有利于提高烟囱的支撑能力和定向准确度。切口角度直接决定切口的展开长度,切口长度决定了倾覆力矩的大小,切口偏长,倾覆力矩偏大。结合工程经验公式[1 ] ,下部爆破切口展开长度取开口处周长的65 % ,上部爆破切口展开长度取开口处周长的56. 5 %。底部爆破切口距离地面取0. 5m ,不仅施工方便,飞石易于防护而且有利于烟囱切口定向转动。采用4 排梅花形炮孔布孔,爆破切口中央的最大高度取值不小于壁厚的1. 5～3 倍[223 ] ,实取高度h = 1. 7δ= 1. 2m。爆破切口
展开如图2 所示。
2. 2 爆破参数设计
炮孔直径d = 40mm ,炮孔深度l = 35cm(底部1 排孔孔深适当调整为承重墙壁厚) ,炮孔间距a 取40cm ,炮孔排距b 取40cm ,共计4 排共90 个炮孔。本次爆破采用2 # 岩石乳化炸药,炸药单耗k 取900g/ m3 ,单孔装药量q = kabδ= 100g。考虑内衬墙和隔热层结构,确保爆破一次成功,实取底部1 排孔的单孔装药量为150g ,上部3 排孔的单孔装药量为100g。40m 高烟囱爆破拆除技术与分析
2. 3 起爆网络设计
起爆网络如图3 所示。爆破网络采用毫秒延期导爆管雷管起爆,整个网络采用多段微差起爆网路,由高能电容式起爆器一次点火起爆。本烟囱爆破切口区中所有炮孔以设计的倾倒中心线为对称轴,采用一个段别雷管起爆。
2. 4 爆破震动校核
本次烟囱爆破引起周围结构基础质点振动效应可用萨道夫斯基修正公式[425 ] 表示:V = kk’ (Q1/ 3 / R) a式中:V ———烟囱爆破引起周围结构质点振动的速度,cm/ s ;Q ———本次爆破烟囱爆破中一段起爆的最大药量,10. 2kg ;R ———要保护的乡村公路距离爆破区域的距离, R= 150m ;k、k’、a ———爆震波传播介质影响系数和震波传播衰减指数, k k’ = 50 , a = 1. 6 。则V = 0. 057cm/ s。
该值远小于《爆破安全规程GB6722 - 2003》规定的钢筋混凝土结构的安全临界值3cm/ s ,所以本次爆破震动效应不会影响其周围结构的安全。
3 爆破安全与防范措施
本次爆破中除了主要考虑爆破飞散物造成的危害外,还应该对烟囱倒地后产生的飞石和碎块采取必要的防护措施。从上述安全验算可知,爆破振动产生的影响不大,主要是防止爆破飞石及触地产生的二次飞石。具体安全防护措施有:
(1) 对爆区炮眼全部覆盖遮挡,用草袋和竹排交替覆盖炮孔,以减少飞石飞出速度和距离;
(2) 采用毫秒微差起爆技术,减小一次起爆药量;
(3) 适当增大爆破安全警戒范围,以爆破区为中心,在倾倒前方150m 外设置警戒线。侧方后方各50m。
4 爆破效果
2009 年10 月23 日下午6 点20 实施爆破。起爆后,整个烟囱失稳倾斜,烟囱倒塌过程中上部20m 处断裂,但仍按预定方向倾覆,在4s 内倒塌触地,且倒地后破碎充分,定向倒塌方向准确,爆堆高1. 7m ,爆堆最大宽度7m ,爆破后周围环境均安然无恙,爆破取得圆满成功。
