摘 要: 通过烟囱爆破拆除实例,确定了爆破方案、爆破设计,运用了爆破施工方法,同时进行安全验算及安全防护措施,从而达到了预期的效果。
关键词: 钢筋混凝土; 烟囱; 定向爆破
1 工程概况
待拆除的钢筋混凝土烟囱属双层双向布筋,主筋为25螺纹钢,筒体材质完好,钢筋混凝土密度2.5 t/m3。高86 m,壁厚36 cm,底部外径9 m,出口处外径1.6 m,锥度0.9。该烟囱南侧有居民房,距离61 m;北侧有工棚,距离44 m;东侧是厂房,距离73 m,西侧为较宽空地,但空中横挂南北走向的高压线,必须事先拆除,烟囱才能往西侧倒塌。爆区环境如图1。
2 爆破方案
筒形高耸建筑物爆破拆除是利用炸药爆炸作用,在构筑物的倾倒方向上,破坏一定高度和长度的支撑体,并以保留部分作为倾倒绞支,使整个构筑物的重心偏移,在重力作用下发生倒塌触地解体。从烟囱相对位置可看出,西侧有足够的场地,可作倒塌方向。
3 爆破设计[1~4]
3.1 孔网参数
炮孔深l =0.67δ=0.24 m(实取0.25 m),δ为壁厚;
炮孔间距a =1.0l =0.24 m(实取0.3 m);
炮孔排距b = a =0.3 m。
3.2 切口设计
3.2.1 切口形状
目前爆破切口有长方形、梯形、倒梯形、两翼斜形和反人字形等,为了便于设计且施工较简单,并在烟囱倒塌过程中不出现坐塌现象,以确保烟囱按预定方向顺利倒塌,通过比较后,采用了倒梯形。
3.2.2 切口高度h、上边长l上、下边长l下
h =7b =2.1 m;图1 爆区环境图(单位:m)
l上=0.67πd =18.9 m;
l下=0.50πd =14.1 m。
3.3 炮孔布置及炮孔数目
炮孔布置形式:梅花形布孔。炮孔数目如下:
n8= (18.9/0.3)+1=64
n1= (14.1/0.3)+1=48
n2=51,n3=53,n4=55,n5=57,n6=59,
n7=61
n总= n1+ n2+ n3+ n4+ n5+ n6+ n7+ n8
=448
3.4 装药量
q = f(q1a+ q2v) =86.7 g(实取100 g);
q = n总q =44.8 kg。
3.5 爆破网路
该烟囱爆破采用非电毫秒延期导爆管雷管微差起爆。倒塌中心线两侧离其距离远近依次为5、3、1段毫秒非电导爆管雷管。由于烟囱周围有高压线,整个起爆网路是非电导爆管双路起爆网路。所有炮孔分7组,每组用2发非电导爆管簇联,然后一分为二,每组各2发瞬发电雷管起爆,组成非电导爆管双路系统。
4 爆破施工方法
1)为防止烟囱倾倒时切口余留面迅速压垮而导致后坐,爆前预先将烟道口砌堵,以加强其支撑强度,确保倾倒方向的准确性。
2)爆前将烟囱倒塌方向高压线临时拆除。
3)在烟囱倒塌方向挖15 m宽的浅沟,两侧堆约3 m高的土堆,距烟囱70 m、50 m两处分别堆3m左右高的草堆。
4)对定向倒塌方向及中心线,用经纬仪认真反复测量,并将其准确定位于烟囱的爆破缺口。
5)炮眼严格按设计对称布置于中心线两侧,并用粉笔标注。
6)钻眼时,钻杆指向烟囱圆心,确保炮眼方向垂直于烟囱表面,确保炮眼深度。
7)装药前要对炮眼进行验孔,清除炮孔内的粉尘等杂物。
8)装药前要进行试爆,并根据爆破效果进行调整。
5 爆破验算及安全措施
5.1 安全验算[1~4]
1)爆破振动
根据萨道夫斯基爆破振动速度公式:
v = k•k1(q1/3/r)α(1)
式中,v为介质质点的振动速度,cm/s;k为与传播介质有关的系数;k1为修正系数,取0.1~1.0之间;q为炸药总量,kg;r为爆心距建筑物的距离,m;α为衰减系数。
估算时将k =150,k1=0.25,α=1.0,q =
5 kg,r =44 m代入式(1),得被保护目标处的振速
v =1.46 m/s<5 cm/s,可见爆炸振动是安全的。
2)坍落振动
根据中科院的经验公式:
v =0.08(3i/r)1.67
式中,i为m2gh,为烟囱倒地时的冲量,n•s;m为触及地面时解体构件质量,kg;g为重力加速度,
cm2/s;h为解体构件落高,m;r为落地构件所在位置与被保护物间距离,m。
取h =49.8 m
m =1.95×106kg
i =6.15×107n•s
则v =3.1 cm/s
所以坍落振动不会造成破坏。
3)爆破飞石
根据个别飞石飞散距离计算公式:
rf=20kn2w(2)
式中,rf为飞石距离,m;k为系数;n为爆破作用指
数;w为最小抵抗线,m。
将k =1.5,n =1.5,w =0.18代入式(2),得
rf=12.2 m。
5.2 安全措施
1)烟囱表面用两层麻袋覆盖,并以铁丝绑住。
烟囱周围约2 m左右围一层土堆或土沙包,围高比最上层布孔略高一些,上层用脚手片覆盖。
2)装药施工前对所有电雷管进行导通,并控制每发电阻差值≤0.2ω,同时把各段别分开,并贴上电阻标签,以免出现差错。
3)联线时,每个雷管再导通一次,联线后测出每组总电阻差值≤0.2ω,否则应进行电阻平衡。采用同一厂家同批生产的雷管。
6 爆破效果
起爆后,烟囱轻微下坐,然后分段倒塌,整个烟囱完全向西倒塌,无偏差、无建筑物损坏、无人员伤亡,爆破效果好。整个工程只花了2 d时间,缩短了1个多月的工期,节约经费10多万元。
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