南寧市燈泡廠原車間大樓及48 m煙囪拆除爆破

王東平 郭克非 程貴海

1 工程概況

為配合南寧市二坑溪綜合整治工程，南寧市燈泡廠決定將原車間大樓及48 m高的磚混結構煙囪爆破拆除。

待爆破拆除的建(構)筑物位于南寧市北際南路3號，工地東側為二坑溪小河，相距約50 m;西面為北際南路，與街道對面的小學相距50 m，緊鄰爆破體僅2 m處有一高20 m供電線路;南側為新建住宅樓，相距僅5 m，中間有2 m的圍墻相隔;北側為空曠的開闊地，相距80 m有待拆樓房。建(構)筑物周圍環境比較復雜，爆破拆除技術難度大。

爆破拆除的車間大樓由兩排混凝土磚柱和鋼筋混凝土梁、鋼屋架構成的框架結構，高17 m，僅1層，長40 m，寬 15 m，由長方向10條磚柱，寬方向4條磚柱及部分磚墻構成，磚柱斷面尺寸均為35 cm×30 cm;煙囪為圓形磚砌結構，高48 m，底部外半徑 R1=2.5 m，壁厚 δ=0.5 m，經計算煙囪重374 t。

2 爆破拆除總體方案

待爆破拆除的建(構)筑物北側有比較開闊的空地，具有良好的倒塌空間，根據周圍環境，通過查閱原車間大樓及煙囪的原始資料和現場實測結果，為了保證此次爆破既不影響周圍建筑物和設施的安全，又能保證良好的爆破效果，采取的總體方案是:原車間大樓及煙囪采用向北定向爆破倒塌;一次點火，分段起爆，減少一次起爆藥量，降低爆破震動的危害。

3 煙囪爆破設計

3.1 爆破缺口及定向窗

根據以往多次爆破拆除煙囪的經驗以及參考國內外有關煙囪爆破拆除的資料，爆破缺口布置在距地面0.5 m以上，設計煙囪向北定向倒塌;選用梯形缺口，缺口對應圓心角為216°，煙囪外周長度 L=15.7 m，故缺口長度 L′=9.4 m，缺口高度取 1.6 m，夾角α=54°，如圖1所示。

為了保證煙囪的順利倒塌，在設計傾倒中心線兩側，對稱布置2個高1.6 m、長1.2 m的三角形作為定向窗。其缺口部位平面如圖1所示。

3.2 爆破參數設計

1)炮孔直徑d:采用風動鑿巖機鉆孔，藥孔直徑為38 mm～40 mm。2)最小抵抗線:W=0.5δ=25 cm。3)炮孔間距:a=40 cm;排距 b=a=40 cm;炮孔長度 L=0.6δ=30 cm。4)炮孔排數:m=(Hp/b)+1=5排。5)炮孔總數:N=85孔。6)單孔裝藥量:q=100 g。7)總裝藥量:Q總=85×100=8.5 kg。8)同段起爆最大藥量為4.5 kg。

4 車間大樓爆破拆除設計

4.1 支柱的爆破高度

爆破切口高度按重心法計算:

其中，S為樓體寬度，m;H為樓體高度，m;h為爆破切口高度，m。

根據計算及實際情況，取 H=3 m(見圖2)。

4.2 爆破參數

1)炮孔直徑d:采用風動鑿巖機鉆孔，藥孔直徑為38 mm～40 mm。2)最小抵抗線:W=1/2B=15 cm(其中，B為立柱斷面的短邊)。3)炮孔排距:b=50 cm。4)炮孔長度:L=0.6A=22 cm(其中，A為支柱截面中鉆孔方向上的邊長)。5)立柱炮孔總數:N=70孔。6)彈孔裝藥量:q=60 g。7)總裝藥量:Q總=60×70=4.2 kg。8)同段最大藥量為3.6 kg。

5 起爆順序與網絡連接

為了避免因射頻電、雷電、雜散電流等干擾，發生早爆事故，本次拆除爆破采用非電導爆管雷管爆破網絡。網絡采用分級簇聯、雙網絡并聯方式。即將各區炮孔引出的導爆管雷管以15發左右為一束，連接到2發導爆管雷管上，再分別以15發左右為一束，連接到下一級的2發導爆管雷管上，以此類推，直到主爆雷管。

起爆順序為:A區瞬發，B區、C區為3段，D區為5段，E區為7段(見圖1，圖2)。

6 爆破安全

6.1 安全防護

1)對煙囪和大樓布置炮眼的部位采用柔性物質進行包裹，然后再用竹排遮擋，以防爆破飛石飛出。

2)沿住宅樓及高壓電桿一側搭設高12 m的腳手架并掛三層竹籬笆，形成防護簾幕，以防爆破碎塊及爆堆對其破壞。

3)對大樓西面的小學、制鞋廠用竹排遮擋。

6.2 質點垂直振動速度

爆破引起的質點振動速度根據薩道夫斯基公式:

其中，K，α分別為場地介質系數及衰減指數，本工程中取K=150，α=1.8;K′為爆破拆除修正系數，取0.25;R 為爆心到最近住宅樓的距離;Q為同段起爆最大藥量。

表1 爆破震動速度計算值

由表1可以看出，爆破產生震動速度遠小于《爆破安全規程》所規定的鋼筋混凝土結構物所允許的安全震動速度(5 cm/s)的要求，因此爆破時產生的震動不會對附近住宅樓產生不良影響。

7 爆破效果

經過本公司精心設計和嚴格施工，于2009年4月17日13:00準時施爆，車間大樓及煙囪完全按設計預定方向倒塌，煙囪倒塌長度40 m，車間大樓傾倒時未碰到住宅樓及高壓電桿，個別磚塊觸底后滾動，但均被防護墻有效攔截。實測距被爆體僅5 m的住宅樓處，爆破最大震動速度1.32 cm/s，塌落觸底最大震動速度0.506 cm/s，均小于《爆破安全規程》所規定的安全震動速度。

[1] 汪旭光.中國典型爆破工程與技術[M].北京:冶金工業出版社，2006.

[2] GB 6722-2003，爆破安全規程[S].

[3] 靳 洋，任志遠，程貴海.復雜環境下45 m高煙囪的定向爆破拆除[J].山西建筑，2008，34(14):110-111.

[4] 李 振，李天忠.復雜環境下磚砌煙囪的爆破拆除[J].煤礦爆破 ，2008 ，2(81):33-34.

[5] 戴 俊.爆破工程[M].北京:機械工業出版社，2005.