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四川烟囱地震倒塌后的烟囱拆除方法
主要介绍了某烟囱爆破拆除的设计及爆破效果,以爆破缺口设计为重点,阐述了烟囱的结构、爆破的炮孔布置、孔网参数、药量计算、起爆网路以及安全防护措施等,为类似工程爆破设计提供参考。
关键词: 烟囱; 定向倒塌; 控制爆破
1 工程概况
某工程场地平整区有一座50m高的砖烟囱,决定采用定向控制爆破法拆除该烟囱。砖烟囱底部外径3.24m,壁厚37cm,耐火砖内衬壁厚24cm。与可倾倒方向垂直有2个对称的烟道,烟道高1.2m,宽0.85m,其中一个已砌实。距底部1.38m有一圈梁,梁高0.25m,内有配筋,纵筋410,箍筋
6@250。圈梁在烟道的顶部0.18m处通过。在可倒塌方向的反面砸了2个洞,可以看到砖壁受压裂纹(圈梁以下),圈梁以上外表来看是完好的。倒塌方向有避雷针(从上到下的连续的扁铁),后侧有手梯,梯蹬之间无联系。甲方要求的倒塌方向场地宽约70m,长150m以上,场地条件较好。
2 爆破设计
根据烟囱结构、爆区周围环境,决定采用定向倾倒爆破方案[1,2]。
2.1 缺口参数设计
由于距底部1.38m圈梁下的砖壁有裂纹,加之背面有2个破洞,为防止作为烟囱倾倒支座部位的砖提前失稳而影响倾倒方向,爆破缺口位置需适当提高,缺口底标高确定为+2.0m[3]。缺口展开形状采用倒梯形,在梯形缺口内的两侧各开一个定向窗[1,2]。定向窗为高度1.2m、宽度1.0m的三角形,采用风镐钻凿、辅助人工撬挖的方式施工。施工中确保定向窗边沿平整,定向口端部平滑,特别是保留部分不得产生破坏。爆破缺口形状尺寸见图1。依据成功爆破经验,缺口可取圆周长的0.6~2/3倍(即216°~240°),实际缺口取圆周长的0.62倍(即224°),对应的爆破缺口展开长度为5.9m。烟囱缺口布置见图1,定向窗和缺口展示见图2。
倒塌中心线附近缺口高度为1.0m。
2.2 内衬处理
用风镐完成爆破缺口两侧的定向窗口后,将部分内衬预拆除。保留部分的内衬与主爆孔同时爆破。
2.3爆破参数
2.3.1 孔网参数
烟囱壁厚δ为37cm,孔深取24cm;孔距为a=(1.0~1.5)W,实际孔距取30cm;排距取25cm,采用梅花形布孔。采用手风钻钻孔,钻孔直径42mm。根据爆破缺口参数,布置5排炮孔,每排布置12~13个,总计钻孔数65个(含处理内衬的3个孔)。
2.3.2 装药量
本工程砖烟囱爆破火药单耗取1450g/m3,采用下式计算单孔装药量[2]
Q=ρKabδ式中,Q为单孔药量,g;K为火药单耗,g/m3;a、b、δ分别为孔距、排距、壁厚,m。ρ为火药换算系数,乳化火药取1.25。经计算单孔药量Q=50g。靠近导向窗且抵抗线小的个别孔药量减少为40g,其余孔按计算单孔装药。火药采用32mm的乳化火药卷,孔底集中装药。对爆破缺口范围内没有预处理的耐火砖层,从烟囱外壁钻3个孔,孔径42mm,孔深37cm。装150g的火药卷进行破碎。整个烟囱爆破总装药量为:3510g。
2.4 起爆网路[3,4]
为降低爆破振动,本次爆破分2段进行爆破,即中部孔内使用Ms2段非电雷管,两侧孔内使用Ms3段非电雷管。为确保起爆安全,孔内均用2发非电雷管。两侧和中部的非电导爆管各自集中为一束,分别用3发Ms1段非电雷管传爆,X后用2发即发电雷管引爆。
3 施工测量与钻孔
爆前采用全站仪对烟囱结构尺寸进行复核,钻孔前采用全站仪测量放点并用红油漆标注孔位及定向窗位置,确保钻孔按设计要求实施。钻孔时,每个炮孔应指向烟囱中心,并严格控制孔深。钻孔后应进行清孔、验孔。
4 爆破安全措施
1)降低爆破振动 为降低爆破振动,本次爆破孔内分2段进行爆破,使X大单段药量降低为2.0kg。
2)烟道处理 由于烟道口位于烟囱倾倒的支撑区域,为加强烟道处局部强度,爆前用红砖砌筑密实,砌筑壁厚与烟囱壁厚相同。烟囱背面的破洞也予补实。
3)爆破飞石防护 爆区(包括定向窗)采用挂双层草袋进行防护覆盖。对烟囱附近需保护建筑物进行适当的近体防护。
4)安全警戒范围 临爆前安全警戒范围为倾倒前冲方向150m,其余方向100m。
5 爆破效果
按照预定方案施工爆破,烟囱在起爆后几秒钟朝预定方向倒塌,偏离设计倒塌中心线约10°。烟囱倒塌落地时有较大震动。爆渣集中在宽约10m,长约60m的范围内。下部块度较大,而顶部块度比较破碎,可以看到烟囱中上部的钢筋大都脱离。
