65m高磚混煙囪定向拆除爆破

程慶 朱正弟 呂苗

摘要：現(xiàn)有一65米高磚混結(jié)構(gòu)煙囪需定向倒塌控制爆破拆除，本文通過設(shè)計(jì)倒塌方向、切口設(shè)計(jì)、確定爆破參數(shù)和起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了煙囪按預(yù)定方向倒塌;對于爆破振動(dòng)、飛石飛濺和塌落振動(dòng)等危害進(jìn)行了校核及防護(hù)措施，保障了周邊建筑物的安全。

Abstract： A 65-meter-high brick-concrete chimney needs directional collapse and controlled blasting demolition due to energy saving and emission reduction. In this paper， by designing collapse direction， cutting design， determining blasting parameters and detonation network， it achieves the chimney collapses in a predetermined direction; for blasting vibration， flying rocks splashing and collapse vibration hazards， etc， checking and protective measures were carried out to ensure the safety of surrounding buildings.

關(guān)鍵詞：煙囪;拆除爆破;爆破振動(dòng)

Key words： chimney;demolition blasting;blasting vibration

中圖分類號(hào)：U45? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）29-0179-03

1? 工程概況

1.1 煙囪周圍環(huán)境

該磚煙囪東側(cè)60.0 m處是鄉(xiāng)村公路，沿著公路走向有一條低壓電線和電話電纜，公路外圍約180m有民房;其南側(cè)30.0m處是一間磚混結(jié)構(gòu)的廠房，120m處有民房，200m處是移動(dòng)信號(hào)塔;其西側(cè)距離一間磚混結(jié)構(gòu)的廠房最近距離為50.0m;其北側(cè)距離85.0m處是高壓變壓器。圖1為爆破周圍環(huán)境。

1.2 煙囪尺寸結(jié)構(gòu)

煙囪內(nèi)部為普通磚作內(nèi)襯厚度為10cm，煙囪內(nèi)襯內(nèi)徑為1.65m;外部煙囪筒體厚度為62cm;內(nèi)襯與煙囪筒體之間為6cm寬的空氣間隙作為隔熱層，其高度約65m，煙囪其南側(cè)有一個(gè)高為1.5m，寬為1.65m的煙囪進(jìn)煙口構(gòu)筑物，跟原磚窯連接一起;其東側(cè)有一個(gè)出煙口，圖2為煙囪現(xiàn)場圖。

2? 爆破拆除方案

2.1 倒塌方向設(shè)計(jì)

在煙囪爆破后的傾斜方向上需要留有一定的空曠場地，其倒塌方向的水平距離距煙囪中心不得小于煙囪高度的1.0-1.2倍，垂直于傾倒中心線方向的橫向?qū)挾炔坏眯∮跓焽璧撞勘撇课煌鈴酱u煙囪2-3倍。結(jié)合該爆區(qū)周圍環(huán)境，擬設(shè)計(jì)煙囪爆破后朝東北方向定向傾倒[1-4]。

2.2 爆破切口設(shè)計(jì)

本次爆破切口形狀為倒梯形，已知煙囪外徑4.97m，周長15.60m，相關(guān)切口參數(shù)計(jì)算公式如下：

H=（1.5-3.0）δ=1.6m;

L=（0.55-0.58）S，這里采取梯形切口的長度為L= 0.58，S=9.04m;

式中：H為爆破切口高度（m）;L為煙囪爆破切口長度（m）;S為煙囪周長（m）;δ為煙囪壁厚。

2.3 爆破設(shè)計(jì)參數(shù)

已知筒壁厚度δ=0.8m，外徑 D=4.97m，最小抵抗線[5]W=42cm，按照如下公式計(jì)算該煙囪爆破參數(shù)，具體結(jié)果見表1，圖3為炮孔布置示意圖，圖4為圓周截面布孔裝藥圖。

炮孔深度 L=（0.67-0.68）δ

炮孔間距a=（0.54-0.63）δ

炮孔排距b=（0.87-1.0）a

炸藥單耗q=1200g/m3

單孔裝藥量Q單= qabδ。

2.4 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

起爆網(wǎng)路采用非電導(dǎo)爆管簇聯(lián)網(wǎng)路，每個(gè)炮孔用雙雷管（A、B）起爆，不同炮孔的A、B雷管分別相聯(lián)成一簇，每10個(gè)聯(lián)成一簇，用電雷管激爆，A、B兩簇的電雷管分別組成兩個(gè)串聯(lián)網(wǎng)路，然后并聯(lián)起爆，圖5為起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)圖。

3? 安全校核及防護(hù)措施

3.1 爆破振動(dòng)校核

爆破引起的振動(dòng)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：V為煙囪爆破引起居民樓基礎(chǔ)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度，cm/s;Q為本煙囪爆破中一段起爆的最大藥量，kg，取Q=15.0kg;R為民房離煙囪的距離，m，R=30m;kk′，a分別為爆震波傳播介質(zhì)影響系數(shù)和震波傳播衰減指數(shù)，kk′=32.1，a=1.50，代入公式得V=0.76cm/s，該值小于《爆破安全規(guī)程》[6]規(guī)定的建筑物爆破振動(dòng)安全臨界值2cm/s，所以本次爆破振動(dòng)效應(yīng)不至影響其周圍建筑的安全，故不需單獨(dú)設(shè)防。

3.2 安全防護(hù)

為防止飛石的損害，采取以下安全措施：

①煙囪爆破部位采取兩層覆蓋竹芭，外加一層彩布，再用8#鐵絲包裹住，進(jìn)行全部覆蓋遮擋防護(hù)，以阻減飛石的飛出速度和距離;

②嚴(yán)格控制炸藥量;

③布設(shè)爆破安全警戒線：傾倒前方200m，側(cè)后方各150m，爆破前15分鐘該區(qū)域內(nèi)的所有人員均必須撤出。

3.3 塌落振動(dòng)校核

建筑物爆破拆除時(shí)的塌落震動(dòng)速度經(jīng)驗(yàn)公式[7]如下：

式中，M為下落構(gòu)件質(zhì)量，320 t;H為構(gòu)件重心的高度，為40 m;g為重力加速度，9.8m/s2;Kt為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取30-40，這里取35;R為著地點(diǎn)與測點(diǎn)的距離。經(jīng)計(jì)算得到離開落地中心不同距離上的振動(dòng)速度v見表2。

該結(jié)果對受保護(hù)的建筑物而言遠(yuǎn)小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的建筑物振動(dòng)安全臨界值，所以本次倒塌振動(dòng)效應(yīng)不至影響其周圍建筑的安全。

4? 爆破效果

實(shí)施爆破后，由于煙囪結(jié)構(gòu)本身局部開裂受損，倒塌過程中出現(xiàn)一定程度的扭曲，煙囪傾倒方向與預(yù)定方向有2-3度的偏差;傾倒后爆破振動(dòng)檢測結(jié)果比計(jì)算值略小;爆破飛石都在有效控制范圍內(nèi);煙囪傾倒后破碎效果良好便于清理工作順利進(jìn)行，煙囪傾倒過程如圖6-圖8所示。

5? 結(jié)語

爆破結(jié)果表明，本次65米高的煙囪定向拆除爆破達(dá)到了理想效果，說明此次爆破參數(shù)的設(shè)計(jì)是合理的;針對爆破過程中不可避免的爆破振動(dòng)和飛石飛濺等情況，所采取的安全防護(hù)措施保證了周圍建筑物的安全，對于類似工程具有很好的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014：475-490.

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[6]中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 6722-2014，爆破安全規(guī)程[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[7]何清舉.碾壓式土石壩塑性混凝土防滲墻設(shè)計(jì)方案探討[J].河南水利與南水北調(diào)，2017（11）：39-40.