摘 要:介绍了100m钢筋混凝土烟囱的定向爆破拆除。论述了爆破切口的设计、爆破参数的确定、定向窗的预先开凿及防止产生飞石和振动的措施等,可供同类工程参考。
关键词:钢筋混凝土烟囱;定向爆破;爆破拆除
1 工程概况
辽宁发电厂技改工程2×350mw火电机组选址在一期工程的8#~13#机组位置,需拆除10#~13#机组0m以上土建部分和一座100m钢筋混凝土烟囱。烟囱北侧80m为厂房,西距厂内道路130m,距变压器160m,东距厂房15m,南距正在使用的烟囱81m;距正在运行的机组厂房50m。
烟囱建于1958年,系钢筋混凝土结构,高度100m,标高±0.0m处外径9.50m,内径8.20m,壁厚0.65m,标高+100m处外径6.50m,内径6.20m,壁厚0.15m。烟囱标高±0.0m处东西方向有二个出入口,西侧出入口尺寸为1.5m×1.5m,东侧出入口1.5m×1.8m。在标高+2.2m处有一钢筋混凝土隔板,厚度0.50m。在隔板上部有一个高度为2m的耐火砖清灰漏斗。在烟囱南北两侧标高+4.7m处各有一个烟道口,尺寸为3.0m×5.0m,标高+3.0m部位壁厚为0.5m。布筋情况:标高±0.0~+5.0m为双层布筋,内外层钢筋均为 22mm螺纹钢,钢筋间距150mm;标高+ 5. 0 ~ + 100m为双层布筋,内外层钢筋为 12mm圆钢,钢筋间距150mm。标高+5.0m以上系耐火砖内衬,厚度0.24m。
2 爆破拆除设计方案
2.1 倾倒方向的选择
根据烟囱的高度、结构状况、周围环境和甲方对施工的要求,确定烟囱向西倾倒。
2.2 爆破参数的确定
2.2.1 爆破切口和定向窗
为保证烟囱较平缓倾倒,减少烟囱产生后座和烟囱触地引起的地震波和溅起飞石。爆破切口角即爆破切口弧长所对应的圆心角,选用230°,对应切口弧长19.05m,保留支撑部分弧长为10.8m,切口高度取2.5m,爆破切口底线位置于标高+0.2m处。为保证爆破倾倒方向的准确性,在爆破切口两端预先开设两个对称的定向窗,定向窗夹角取30°。定向窗预先用风镐开凿。切口平面展开示意图见图1。
图1 爆破切口展开示意图(单位:m)
2.2.2 药包参数及布置
在爆破切口范围内布设水平炮孔,炮孔的方向朝向烟囱中心。炮眼呈排布设。相邻两排炮孔交错布置。
(1)最小抵抗线w=δ/2=32.5cm(δ为壁厚)。
(2)炮孔间距a=(1.2~1.5)w=40cm。
(3)炮孔排距b=(0.85~0.9)a=35cm。
(4)炮孔深度l=(0.67~0.7)δ=46cm。
(5)单孔装药量:下二排孔q=300g;中间排孔q=200g;上二排孔q=150g。
(6)炮孔总数n=230个。
(7)总装药量q总=48kg。
2.2.3 爆破网路
为保证准爆,采用簇连非电导爆管起爆网路,每个药包装两发非电导爆管雷管,由倾倒中心线向两侧分1、3、5段起爆,一段最大起爆药量16kg。
2.3 预先处理部分
东侧的出入口用c20混凝土浇筑,烟囱内耐火砖清灰漏斗用人工拆除,隔板在倾倒方向半圆部位预先钻孔爆破拆除。定向窗预先用人工开凿,切口内的钢筋用气焊切割掉。在爆破切口倾倒中心线两侧各1.5m处用爆破法预先开出一个宽3.0m、高2.5m的导向窗,窗内的钢筋用气焊切割掉。保留支撑部分倾倒中心线两侧各3m筒壁外侧钢筋用气焊切割断。
3 安全防护措施
爆破切口部位用9层草垫子捆绑,防止爆破时产生飞石。沿烟囱倒塌中心线,距烟囱根部70~100m,宽20m区域地表有大量坚硬的砼基础,铺5层草垫子做缓冲层,减少烟囱触地溅起的飞石。
4 爆破效果
2002年7月30日下午6时准时起爆,随着一声闷响,烟囱向预定方向倾倒,倾倒方向准确,没有发生后坐,碎块飞散距离≤50m。爆破对正常运行的7台机组没有任何影响。爆破时对正在工作的主厂房进行了振动测试,在距倾倒中心线40m处,测得烟囱触地产生的最大垂直振动速度为2.2cm/s,主频率为14hz。烟囱倒地后的长度为126m,根部50m基本完好,呈扁平状;50~67m处由于纵向钢筋结合不牢而断开17m;67~126m筒体全部摔碎,个别大块达2.5m×2.0m。
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