三座煙囪定向爆破拆除

徐華建，王威

（武漢爆破有限公司，武漢 430023）

1 工程概況

1.1 周邊環境

待拆除的構筑物均位于某公司廠區內。爆破拆除具體包括：高 85m 鋼筋混凝土煙囪1座、高 60m 和 40m 磚煙囪各1座。其中，高 85m 煙囪北面距廠區設備 20m，西面為廠區道路和綠化樹林，東面、南面是管線設施；高 60m 的煙囪北距1層廠房76m，南面是管線設施，西面距 85m 煙囪 226m，東面距2層廠房 19m；高 45m 的煙囪北面距1層廠房 72m，南面是管線設施，西面距 60m 煙囪 63m，東面距1層廠房 58m。

1.2 工程結構

85m 煙囪為鋼筋混凝土筒式圓形結構，建于20世紀 60年代，煙囪筒身采用 200#混凝土整體滑模澆筑，煙囪內側由耐火磚內襯砌筑而成，在+0.5m 標高處，煙囪外徑 6.71m，混凝土壁厚 0.28m，內徑 6.43m，+0.5～+12.5m 標高段，隔熱層厚 0.1m，內襯厚 0.24m；+12.5 標高處，煙囪外徑 6.086m，混凝土壁厚0.28m，內徑 5.086m；+12.5m 標高以上段隔熱層厚 0.1m，內襯厚 0.12m；在+85m 標高處，煙囪外徑 2.46m，混凝土壁厚0.16m，混凝土內徑 2.3m。煙囪底部+0.5m 處設有安裝洞1個，結構尺寸為寬 1.2m，高 1.8m。

60m 煙囪筒身采用 100#紅磚 50#水泥石灰混合砂漿砌筑，煙囪底部外徑 4.8m，壁厚 74cm，內側有內襯砌筑，內襯為24cm 厚，煙囪整體結構完好。

45m 磚煙囪用標準紅磚水泥砂漿砌成，煙囪整體結構比較完整。煙囪底部外徑 5m，壁厚 75m。

2 爆破方案

根據施工區的環境和煙囪的結構特征，85m 煙囪倒塌方向為西方向，60m 和 45m 煙囪倒塌方向為北方向。總體方案示意圖如圖1所示。

3 爆破設計

以 85m 和 60m 煙囪為例，詳細介紹爆破設計參數。

3.1 煙囪爆破設計

85m 煙囪爆破設計內容包括：（1）切口位置。切口布設于底部+0.5m 處。（2）切口形狀。為嚴格控制煙囪的倒塌方向，并防止后座，切口采用正梯形缺口[1]。（3）切口圓心角 θ。參照類似工程經驗，取切口圓心角 θ=216°。（4）缺口高度：H=（1/6－1/4）D，其中，D 為切口外徑。底部外直徑為 6.71m；H 取 2m。（5）切口展長：L=（216°/360°）×6.71×3.14=12.64m。（6）切口閉全角 α=30°。（7）定向窗為直角三角形，底長為 1m，坡高為 0.58m。（8）爆前預處理。采用人工運用風鎬、手錘、鑿子修鑿到設計尺寸，并保證兩側定向窗在同一高程。定向窗內鋼筋全部割掉。由于煙囪內襯為24cm 耐火磚砌成，其強度大，應將爆破切口范圍內的內襯全部清掉，爆破前在切口范圍內先鉆一排爆孔，其參數為：孔深16cm，孔距 30cm，單孔藥量 25g，爆破后在用人工方法修整[2]。

圖1 總體方案示意圖

85m 煙囪爆破參數為：（1） 炮孔參數設計：炮眼直徑 d=40mm；炮眼深度 l=0.68×28=19cm；炮眼間距 a=0.8δ=0.8×28=22cm（δ 為壁厚），取 25cm；炮眼排距 b=a=25cm；炮眼排數 N1=2.0/0.25=8 排。（2）裝藥設計：單孔藥量 q=Kabδ，取 K=3000g/m3，則 q=55g。本工程均采用 2#巖石乳化炸藥。

60m 煙囪爆破設計內容包括：（1）切口位置。切口位置在靠近煙囪底部標高+0.3m 處。（2）切口形狀。切口形狀采用正梯形切口。（3）切口圓心角 θ 取 216°。（4）缺口高度 H 取 1.5m。（5）切口展長：L=（216°/360°）×4.8×3.14=9.04m。（6）切口閉合角：α=45°。（7）定向窗。定向窗為直角三角形，底長為 1.5m，坡高為1.5m。（8）爆前預處理。采用人工運用風鎬、手錘、鑿子修鑿到設計尺寸，并保證兩側定向窗在同一高程。采用人工將爆破切口區范圍內相應的內襯耐火磚拆除，為保證上部的穩定性，將該范圍內襯拆除成3個圓拱洞，以便支撐上部耐火磚的重量[3]。

60m 煙囪爆破參數設計包括：（1）炮孔參數設計：炮眼直徑 d=40mm；炮眼深度 l=0.68×74=50cm；炮眼間距 a=50cm；炮眼排距 b=50cm；炮眼排數 N=1.5/0.5+1=4 排；（2）裝藥設計：單孔藥量 q=Kabδ，取 K=800g/m3，則 q=150g。本工程均采用 2#巖石乳化炸藥。

3.2 裝藥方式與起爆網絡

采用每孔內裝2發1段導爆管雷管，采取連續柱狀裝藥方式。裝藥堵塞完畢后，就近約20根導爆管捆成一束，每束用2 發瞬發電雷管串聯引爆，然后將電雷管串聯接入主線，用GM－300 起爆儀起爆[4]。3 座煙囪同一天不同時起爆，85m 煙囪先爆。

4 安全措施

85m 煙囪爆破切口采用近體防護，距煙囪 1.0m 搭設 2.5m砂袋防護墻，上部用竹跳板或膠簾封口，外側掛防護網1層。85m 煙囪的傾倒場地為硬場地，對硬場地進行軟化處理，本工程采用的水泥地面上鋪撒黃沙，保護路面和防止渣塊觸地飛濺。

60m 煙囪、45m 煙囪近體防護，用竹跳板扎成竹排架，斜靠在煙囪爆破部位，再把竹排架串聯在一起，并竹排架外側懸掛帆布。

臨近的建筑物玻璃窗用竹笆遮擋防護。

5 爆破效果及體會

起爆后，85m 煙囪按預定方向緩慢倒塌，切口范圍內的鋼筋與混凝土完全分離，無后座，爆堆相對集中；2 座磚煙囪站立約3s 后開始傾斜，煙囪上部有部分渣塊向下掉落，觸地后充分解體，兩側渣塊散落在倒塌中心線周邊，控制在要求的范圍內，磚煙囪后座渣塊最遠為 1.5m，為傾倒時煙囪上部落下的渣塊。爆破未對周邊的建（構）筑物產生影響，爆破取得了較好的效果。

本次爆破拆除工程后有如下體會：

1）3 座煙囪不同時爆破可以減少觸地振動。煙囪的倒塌方向有硬質地面時，在硬質地面上鋪設適當厚度的黃沙，對煙囪觸地時的可能引起的渣塊飛濺起到了一定的作用。

2）鋼筋混凝土煙囪與磚煙囪傾倒過程和爆堆形狀有明顯不同，磚煙囪的傾倒距離小于其高度并且有一定的后座，爆堆松散。鋼筋混凝土煙囪由于自身重量大、結構性好，無后座，爆堆集中。

3）鋼筋混凝土煙囪材質及炸藥單耗原因，近體防護要求比磚煙囪更高。

4）對煙囪的內襯進行預處理，無論采取何種方式都必須保證其爆破倒塌前結構的穩定性。

5）開鑿定向窗可以減少爆破對煙囪支撐區的破壞，但必須保證兩側的對稱性。