爆破法開定向窗的煙囪控制爆破拆除

周浩倉，王 泳

(1.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012； 2.南昌陸軍學院，江西 南昌 330103； 3.江西國泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

爆破法開定向窗的煙囪控制爆破拆除

周浩倉1,3，王 泳2

(1.長沙礦山研究院有限責任公司， 湖南 長沙 410012； 2.南昌陸軍學院，江西 南昌 330103； 3.江西國泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

通過具體工程實例，詳細論述了利用爆破法開定向窗拆除不對稱煙道煙囪的控制爆破方法、爆破參數設計、微差時間選擇、爆破振動控制和飛石防護等技術，以給類似工程提供借鑒經驗。

定向窗；不對稱煙道煙囪；倒塌；控制爆破

珠湖磚廠有一廢舊磚結構圓形煙囪需要拆除，經實際測量煙囪高53.0 m，底部外徑4.95 m，周長15.54 m，壁厚80 cm，內部另有0.3 m厚耐火磚，煙囪已很久未使用，上部向西南有8°左右傾斜，可能影響倒塌方向的控制，且煙道采用混凝土柱與煙囪相連，其煙道寬度為1.0 m，混凝土柱高為1.7 m，截面為0.3 m×0.3 m。

被拆除煙囪四周，東面35.0 m有一條通訊電纜，51.0 m為河流，煙囪北面12.0 m為村民看護菜地的住房，18.0 m為菜地，西邊30.0 m為磚廠燒磚窯，50.0 m為鄉村公路，南邊100.0 m處為河流，具體環境見圖1。

圖1 煙囪四周環境示意圖

1 爆破方案

(1) 由于煙囪上有很多裂紋及開定向窗位置正好有鋼筋混凝土立柱，若采用人工辦法開設定向窗，可能因敲擊振動過大引起頂部塌落而出現事故。

(2) 根據測量，煙囪上部向西南有8°傾斜，有可能會影響煙囪倒塌方向的精確控制。

1.1 傾倒方向

根據現場勘查和煙囪結構，決定采用定向傾倒爆破方案，倒塌方向為向南偏東6°，這樣設計是為了更好校正煙囪頂部傾斜，讓煙囪準確倒塌在正南方向，以防止煙囪上部傾斜倒塌而砸壞西邊的燒磚窯，從而避免爆破拆除過程中對周邊建構筑物的損害。

1.2 爆破切口

爆破切口的形狀、切口位置、切口是否對稱和切口與地面高度等是影響煙囪失穩及定向傾倒位置的關鍵因素，是本次爆破設計需要認真考量的，特別是要充分利用煙囪本身構造和現有狀況，合理設置切口位置與形狀(見圖2)。

(1) 切口位置。爆破切口選擇在靠近煙囪煙道一側，具體見圖2，為保證施工簡單和易于操作，切口距地面0.5 m。

(2) 切口形狀。考慮到準確定位和倒塌，采用上小下大的切口，切口形狀大體類似正梯形(見圖2)。

(3) 切口尺寸。切口尺寸應滿足煙囪傾覆倒塌的需要，并保證預留部分最大，以防止煙囪后傾和影響倒塌方向的準確。因此，取爆破切口下部對應的圓心角為202°，煙囪下部切口長度為8.7 m，占所處周長的56%，上部切口長度為5.3 m，切口高度為2.5 m，定向窗傾倒角為26°，切口尺寸見圖2。

(4) 定向窗開設。本次定向窗開設采用人工和爆破兩種，右邊定向窗通過人工爆破前開設好，以確保爆破倒塌的準確定向，防止其倒塌時向右邊傾斜。左邊的定向窗采用爆破方法開設，其原因是開設定向窗位置為煙道的鋼筋混凝土柱，采用人工開設費時費力，且若人工開設只能用風鎬，振動過大怕引起煙囪頂部傾斜部分塌落造成事故，炮孔布置見圖3，其大小與人工開設一致。

本次爆破法開設定向窗，其要求是：不但要完全爆破掉煙道和混凝土柱體，使其對倒塌的煙囪沒有任何支撐，同時還要準確形成與人工開鑿的定向窗形狀、位置和大小一致，以避免影響煙囪倒塌方向。

圖2 爆破切口與位置

圖3 炮孔布置及裝藥

1.3 爆破參數

根據公司現有設備，采用YT28氣腿式鑿巖機鉆孔，炮孔布置為梅花型，共布設4排炮孔，爆破前通過掏灰口進去將耐火磚層敲斷，使其不連續，以免爆破后其影響倒塌。其他主要爆破參數見表1。

表1 主要爆破參數

1.4 裝藥結構

為裝藥方便和加快煙囪倒塌，本次爆破采用了比常規煙囪爆破大4倍的裝藥量，且筒壁全部采用同段雷管，目的是使煙囪爆破后盡快下座、快速倒塌，讓煙囪沒有靠自身失穩倒塌的機會，以保障按照設計方向倒塌。

本項目選用32 mm卷狀乳化炸藥，筒壁每個炮孔裝200 g乳化炸藥，安裝一發5段導爆管雷管，定向窗每個炮孔裝150 g乳化炸藥，安裝一發1段導爆管雷管。筒壁和定向窗均采用連續裝藥。

1.5 起爆網絡

起爆網絡采用毫秒導爆管雷管，孔內延期，分兩個延時區，定向窗炮孔內裝1段毫秒雷管，筒壁切口炮孔內全部裝5段毫秒雷管，孔外采用“一把抓”的形式，將不超過15發導爆管雷管抓成一把，每把用2發1段瞬發電雷管串聯，每把電雷管相連形成網絡，檢查無誤后與主起爆網絡連接，形成起爆網絡，待做好警戒后起爆。

2 爆破施工與安全防護

2.1 爆破施工

根據合同和進度安排，計劃1天完成拆除任務，上午布孔和鉆孔、驗孔、校核爆破參數、準備防護材料和召開協調會等，下午裝藥、連線、防護、警戒、起爆和爆后檢查等。起爆時間確定在下午16∶10，這個時間段，正好是學校沒有放學、附近人員都在上班，有利于警戒和爆破。

2.2 安全防護

根據設計本工程重點是防護爆破飛石，設計爆破炮孔位置用一層竹芭、一層鐵絲網和一層草袋進行防護，分別將竹芭、鐵絲網和草袋裹包在炮孔位置，每邊超出炮孔0.8 m。因定向窗位置無法包裹，把竹芭緊貼定向窗位置放好，竹芭外邊用沙袋堆起，堆高超過定向窗位置0.8 m。本次爆破的安全警戒距離按照《爆破安全規程》(GB6722-2014)設置為200 m，防護過程見圖4。

圖4 防護過程

3 爆破效果

起爆后煙囪緩緩向設計的倒塌方向傾倒，約1.6 s后全部倒塌(見圖5)。

倒塌過程出現煙囪上部變形、折斷、形成緊連的兩端快速下落，然后倒塌在設計的方向，煙囪堆渣寬度最大處8.6 m，最大長度43.1 m，大部分集中在37.0 m以內，煙囪全部解體松散(見圖6)。

圖5 煙囪倒塌過程

圖6 煙囪倒塌現場

從爆破后爆堆情況來看：煙囪在倒塌中沒有發生后座現象，爆破飛石控制在40.0 m范圍內，沒有給周邊建構筑物造成損害。

4 結 語

(1) 對于傾斜或年久不使用煙囪，在爆破前一定要詳細勘察其結構，做爆破設計一定要考慮施工安全，防止因鉆孔、開設定向窗而引起事故，必要時可以像本工程一樣采用爆破法開設定向窗。

(2) 爆破前建議將內襯采用人工辦法敲斷，有利于煙囪倒塌和定向。

(3) 盡量采用振動小的鉆孔設備，防止因鉆孔振動使煙囪上部松散的磚塊掉落引發事故。

[1]汪旭光,等.爆破設計與施工[M].北京：冶金工業出版社，2014.

[2]GB6722-2014.爆破安全規程[S]. [3]孫俊鵬,繆玉松,周衍明,等.非對稱定向窗爆破拆除煙囪的施工技術[J].采礦技術,2014,14(06):115-117.

[4]孫向陽,朱金華,郭天天.210 m高鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術,2014,14(05):115-116，139.

[5]楊樹全,文輝軍,朱金華.60 m高風化裂縫磚煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術,2014,14(05):129-130，139.(收稿日期：2016-10-27)

周浩倉(1964-)，男，陜西岐山人，高級工程師，主要從事爆破技術研究、爆破施工設計與管理工作，Email：351931092@qq.com。