58 m高鍋爐房的爆破拆除

陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

58 m高鍋爐房的爆破拆除

陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

介紹了復雜環境條件下爆破拆除鍋爐房的實例。該工程由于周邊環境條件受限，通過整體設計方案的論述，解決了前側傾倒場地不足，后側禁止后座的控制問題，保證了設計目標的實現。

鍋爐房；爆破拆除；安全控制

1 工程概況

陜西華能秦嶺發電有限公司將原有的3#、4#機組關停，并將該機組的鍋爐房予以拆除。由于待拆除的鍋爐房為鋼筋混凝土框架結構建筑，高度為58 m，無法采用人工或機械方式安全、快速拆除，決定采用控制爆破技術進行拆除。

1.1 鍋爐房的結構

待拆鍋爐房屬于鋼筋混凝土框架結構。橫向寬度為32 m，縱向長度為30 m，由四行橫柱、四列縱柱共16根柱組成，支撐柱斷面尺寸為70 cm×180 cm和70 cm×100 cm，鍋爐房剖面結構見圖1。

圖1 鍋爐房剖面結構

1.2 周邊環境

3#、4#鍋爐房位于廠區中部，東側20 m為需要保留的輸煤廊道，30 m為辦公樓；南側35 m處有一組與鍋爐房平行的電纜溝需要重點保護，150 m處為龍海鐵路；東南角有一間配電房，距離3#鍋爐房28 m，配電房有1 m部分與3#鍋爐房的東側支撐柱軸線重疊；西側30 m外為暫不拆除的5#鍋爐房；北側5 m為暫不拆的3#、4#機組的煤斗間，拆除環境較為復雜(見圖2)。

圖2 周邊環境

2 爆破方案

根據鍋爐房自身結構特點和周邊環境情況，爆破拆除時要求鍋爐房倒塌過程中不能損壞周邊的保留建筑和設施，確定以下拆除方案：

(1) 對3#、4#鍋爐房采取一次性定向爆破的方法進行拆除。

(2) 提高爆破切口高度，控制鍋爐房的倒塌距離在30 m范圍內，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在25 m之內。

(3) 對鍋爐房采取微差依次起爆，控制觸地產生的振動速度小于安全允許的最大振動速度。

(4) 為防止后座而損壞保留的煤斗間支撐柱，爆破采取后支撐前移技術，保證不發生較大的后座現象。

3 爆破技術設計

3.1 倒塌方向的確定

由于周邊環境條件受限，可供倒塌方向上的距離不足，因此，擬采用提高爆破切口高度對鍋爐房實施定向倒塌爆破，倒塌方向確定為：4#鍋爐房沿縱軸線方向向南倒塌；3#鍋爐房沿對角線向西南方向倒塌(見圖3)。

圖3 倒塌方向

3.2 爆破切口設計

爆破切口大小、高低位置是鍋爐房能否按設計方向順利倒塌和控制較小倒塌范圍的重要保證。根據鍋爐房現有平臺鉆孔施工條件，倒塌方向的前兩排柱采取高切口，在24 m高平臺上設計爆破切口，使倒向第一排支撐柱的爆高達到26 m，控制鍋爐房的倒塌距離在25 m范圍內，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在20 m距離內；倒塌方向的后排柱僅爆出一個鉸口，防止鍋爐倒塌過程中后座(見圖1)。倒塌范圍控制在倒塌方向前方25 m，側面10 m，后方2 m范圍內。

3.3 爆高尺寸的確定

鍋爐房立柱爆高根據計算爆高達到3.3 m時就可以滿足立柱失穩條件，為了確保立柱失穩并產生足夠的傾倒角度，鍋爐房各排立柱爆破高度參數見表1。

表1 鍋爐房立柱爆破高度

3.4 爆破參數選擇

爆破鉆孔使用40 mm鉆頭，炸藥選用乳化炸藥。爆破參數根據常用公式和經驗數據，計算所得見表2。

表2 單個鍋爐房爆破參數

3.5 起爆網路設計

起爆元件使用半秒塑料導爆管延期雷管(HS2～HS6)，傳爆元件使用毫秒導爆管和四通聯接件，擊發元件使用高能起爆器。

為了減輕構筑物一次倒地沖擊振動質量，同時使構筑物各排柱之間的梁、柱在爆破過程中有足夠的時間變形、解體，鍋爐房爆破采用孔內半秒微差起爆。

4#鍋爐房按A軸、B軸、C、D軸的順序間隔500 ms起爆，C軸和D軸同時作為支撐軸，同步起爆，確保后側不產生后座。

3#鍋爐房采取斜線起爆順序，從A軸的①柱至D軸的④柱分4個區段逐次起爆，每個區段時差500 ms。具體起爆分段延時時序見圖4。

圖4 起爆順序

4 爆破安全

4.1 爆破振動控制

從構筑物的爆破參數表和分段延時表統計出各段雷管的用藥量如表3所示。

表3 各段雷管爆破藥量

最大一段HS4段單響藥量為75.76 kg,距爆心不同距離質點爆破振動速度計算結果見表4。

表4 不同距離的振動速度

依據表4，鍋爐房爆破振動不會對周邊需要保護的建筑物產生有害影響。

4.2 塌落振動控制

由于鍋爐房為高大建筑物，爆破使其傾倒時會對地面產生塌落振動，根據業內估算塌落振動的常用經驗公式，不同距離的目標產生的振動速度見表5。

表5 不同距離的塌落觸地振動速度

從計算結果可分析出，鍋爐房傾倒時的沖擊振動對離其20 m以外的廠房建筑物振動影響較小，不會造成損壞。爆破振動和塌落振動對周邊的建筑物和設施不會造成有害影響。

4.3 飛石控制

拆除控制爆破無防護條件下個別飛石的最大飛散距離，按經驗公式計算為63 m，根據無防護條件下個別飛石最大飛散距離估算結果以及周邊環境復雜的實際情況，對爆破飛石須采取預防技術措施, 加強防護，以減少飛散距離。主要措施是在爆破部位使用草簾、鐵絲網進行外部包裹防護，防護后個別飛散物的飛散距離不會大于30 m，對周圍建筑物不會造成危害。

5 爆破效果

按設計時差3#、4#鍋爐房間隔500 ms起爆，起爆后鍋爐房爆破切口以上部分整體快速下落，然后是觸地傾倒，鍋爐房的頂部建筑在傾倒中散架垮塌，垮塌過程持續了10 s。解體非常充分，爆堆最高點約5 m。3#鍋爐房因采取了斜線起爆，鍋爐房整體向縱軸線的右側發生偏轉(見圖5)，前方倒塌距離在20 m范圍內，達到了預期目的。4#鍋爐房前方倒塌距離在25 m左右。兩個鍋爐房的后側沒有發生后座現象。后方需要保護的建筑完好無損。爆破飛石沒有對周邊的建筑造成任何損壞，爆破振動和塌落振動在辦公樓實測振動速度為1.4 cm/s(距離3#鍋爐房邊緣28 m),符合設計要求，爆破達到了預期目的。

圖5 鍋爐房起爆瞬間

[1]史家堉,程貴海,鄭長青.建筑物爆破拆除爆破理論實踐[M].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]汪旭光,于亞倫.拆除爆破理論與工程實例[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]韋克武,陸林欣,湯山元,等.混合結構樓房分段連續定向拆除爆破[J].爆破,2000(03):49-52.

[4]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.

[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：2016-10-22)

陸林欣(1963-)，男，高級工程師，主要從事爆破工程技術及管理工作，Email：2960236355@qq.com。