复杂环境下55 m高烟囱定向爆破拆除

陈红刚，黄显杭，马阔源

(中国葛洲坝集团易普力股份有限公司，　重庆　401121)



复杂环境下55 m高烟囱定向爆破拆除

陈红刚，黄显杭，马阔源

(中国葛洲坝集团易普力股份有限公司，重庆401121)

其烟囱周围存在民房、公路、电线等建筑设备，周边总体环境特别复杂，拆除施工难度大，精细化程序要求高。为了保证烟囱顺利爆破并向预定方向倒塌，采用控制爆破拆除技术，并精确计算了各爆破参数。最终成功爆破了55 m高烟囱，未对周边构建筑物造成影响，达到了定向准确、安全的效果。

砖混烟囱；拆除爆破；网路联接；定向爆破

1　工程概述

某砖厂由砖窑和烟囱两部分组成，烟囱紧邻砖窑的东侧44 m有村路和农田；东北70 m处为村民委员会，150 m处有公路和民房；烟囱东南侧66 m处为民房；东南侧100 m处有民房；南侧121 m处有民房，176 m处有公路；西面71 m处有民房，44 m处有电线；西北11.8 m处有110 kV高压线，周边总体环境特别复杂。

烟囱为砖混结构，总高约55 m；烟囱底部+1.5 m处外周长13.3 m，烟道口位于砖窑两侧，全部埋于地表。烟囱壁厚0.64 m，耐火内衬厚0.24 m，内衬与外墙间有约4 cm的空隙隔热层；顶部周长约4.5 m，壁厚0.37 m。

2　控制爆破拆除方案

2.1施工特点

根据烟囱结构、施工条件、周围环境以及拆除要求，本烟囱拆除施工有以下几点特征：

(1) 烟囱修建年代较久，结构情况复杂。

(2) 安全控制要求高。爆区周围的民房、高压线、厂房等均为重要保护对象，必须严格控制爆破倒塌方向、飞石的影响，加强安全防护，确保爆区周边保护对象的安全。

(3) 爆破技术含量大，施工精细化程度要求高，钻孔数量较多。钻孔施工时，孔位、孔向、孔深等必须精确控制；装药时必须按设计装药结构进行操作；网路联接时，必须严格按设计精心联接、保护好起爆网路，确保安全可靠起爆。

2.2方案选择

烟囱常规拆除方法有原地坍塌拆除爆破、分段折叠定向拆除爆破、整体定向倾倒拆除爆破。根据本工程周边环境及结构情况来看，由于烟囱东北方向有较为宽阔的空旷场地，本工程宜采用第3种方案，即整体定向倾倒拆除的爆破方案，倒塌中心方向设计为东偏南4°方向。

2.3拆除设计总体思路

施工前，首先将烟囱厂区内用电线进行拆除；钻孔前，将操作平台搭设至标高+1.5 m的位置。再合理设计钻爆参数，钻孔施工后，在设计的定向窗范围内进行试验炮并最终确定爆破单耗。随后人工开凿修整成型定向窗。最后严格按设计进行装药、联网、堵塞及缺口飞石防护等一系列的精心施工，最终达到按设计方向精准倒塌的目的。

2.4爆破技术措施

(1) 合理地对影响爆破倒塌方向的建筑设施进行预拆除，严格按设计进行定向窗的人工开凿。

(2) 实施多打孔少装药的原则，控制单孔装药量减小爆破震动和飞石距离，提高破碎效果。

(3) 近体采用草帘、钢丝网及竹跳板等进行防护，严格控制爆破飞石的危害。

3　爆破参数确定

3.1爆破切口设计

(1) 切口形式。根据该烟囱的具体情况及以往经验，该烟囱采用正梯形切口，切口位置设计在+1.5 m的位置，并在切口范围内预先开设定向窗。

(2) 切口长度。根据经验，切口长度一般取切口处筒体周长的3/5～2/3，本处筒体周长13.3 m，切口长度应为8.0～8.9 m左右，本工程取为8.4 m。

(3) 切口高度。烟囱在倒塌过程中，切口上、下沿闭合时，中心移动距离应大于切口下沿处外径，根据以往经验及众多成功的实例，一般切口高度取切口处壁厚的1.5～3.0倍。根据资料显示此处壁厚0.64 m，即切口高度应取0.96～1.92 m，该工程取为1.6 m。

3.2孔网参数及装药量计算

(1) 炮孔深度。烟囱类筒型建筑的爆破切口一律可视为拱形建筑物，爆破筒壁的内侧受压，外侧受拉，而砖砌体的抗拉强度远小于抗压强度，所以外侧爆破漏斗易于内侧漏斗的形成。同时为保证爆渣易于清空，药包位置一般布置于靠近内侧。当于外侧钻孔时，孔深一般取壁厚的0.68～0.72倍，即炮眼深度为0.43～0.46 m，本工程取为0.45 m。

(3) 单孔药量计算。根据以往经验及众多成功实例，对于大筒径的砖混结构烟囱来讲，要达到弱抛掷的目的，单孔装药量Q单=qv，式中，q为炸药单耗，一般取1.0～1.5kg/m3，本工程取为1.5kg/m3。根据炸药单耗可得单孔装药量为162g，实际取单孔药量160g。

3.3炮孔布置

该工程采用梅花形布孔，共计5排，从爆破缺口中心线向定向窗布置。第一排为16孔、二排17孔、三排16孔、四排17孔，5排16孔，共计82孔。具体见图1。

图1　定向窗布置

3.4起爆网络

孔内采用非电塑料导爆管雷管，每孔下2发同段雷管。孔底下7段雷管，孔外用2段非电塑料导爆管雷管簇联，最后用2发电雷管起爆。

4　爆破安全计算

(1) 爆破振动速度计算。计算公式见(1)，式中kk′=350，α=1.8，Q=15kg，计算得出质点振动速度的允许范围(见表1)。

(1)

根据表1可得，总药量15 kg，50 m外即对砖混建筑无震动影响，而最近的民房距烟囱80 m，所以爆破震动不会对周边建筑造成危害。

(2) 爆破飞石距离计算。计算公式见式(2)，根据式(2)，计算得出爆破飞石距离Rf=45 m，

(2)

因最近民房只有80 m，为确保绝对安全，必须加强对飞石的防护。

(3) 安全防护措施。缺口采取三层草帘+竹胶板+钢丝网三重防护,特别注意对缺口网路的保护。因周边建筑设施的安全允许距离均在控制范围内，所以可不考虑振动危害影响。

5　爆破效果

爆破缺口起爆后，烟囱完全按照设计倾倒轴线向预定方向倾倒，烟囱倒塌后，倒塌残留物完全分布于控制的中心线上，并经爆后检查及振动测试，未对周边构建筑物造成影响，爆破取得圆满成功，烟囱倒塌过程见图2。

6　结　论

(1) 烟囱类筒型建筑的爆破切口一律可视为拱形建筑物，爆破筒壁的内侧受压，外侧受拉，而砖砌体的抗拉强度远小于抗压强度，所以外侧爆破漏斗易于内侧漏斗的形成，因此复杂环境下的烟囱定向爆破拆除其爆破切口位置及定向窗位置的选取直接影响其倒塌方向，本次爆破中烟囱筒体周长13.3 m，选取的长8.4 m高1.6 m的正梯形爆破切口经计算及爆破效果分析符合要求。

(2) 本次烟囱的拆除爆破周围环境复杂，装药联网完成后先用三层草帘再用竹跳板对炮孔进行防护，防止了爆破飞石造成的危害，由于草帘具有一定的隔音效果，同时也降低了爆破噪声。

图2烟囱拆除爆破倒塌

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2016￣03￣09)

陈红刚(1986-)，男，陕西人，工程师，主要从事爆破技术与安全管理工作，Email：398623340@qq.com。