摘 要:南宁糖业股份有限公司明阳糖厂的日榨万吨扩建工程前期施工中,成功爆破拆除了10000m2的厂房和两座烟囱。其中两座烟囱同时定向爆破拆除,这是在广西区内爆破拆除工程所没有过的。安全、高效、低成本的定向爆破技术值得在今后技改工程中推广应用。
关键词:扩建;拆旧;烟囱;定向爆破;施工安全
1 工程概况
明阳糖厂始建于1956年,1957年投产。后经40多年的不断发展,企业已达日榨甘蔗6500吨的能力。为适应经济的发展,做大做强,企业决定投入1.8亿资金,扩建日榨万吨工程。因此需拆除厂区内约10000m2的厂房和两座烟囱。
由于拆除工程规模大、难度高、环境十分复杂,风险性强、且工期短,因此大胆采用定向爆破技术是糖厂建厂46年以来乃至南宁糖业首次进行的大型定向爆破。作为定向爆破技术的发展已日趋成熟。一直以来,广西区内城市的楼房定向爆破,倒向空地长大于楼高的1倍,且周围空旷地带不小于20m。但此次厂区内大规模定向爆破的厂房最近楼间距仅20cm(沉清间距发配电间),为目前广西区内最近楼间距定向爆破。而在复杂环境中两座烟囱同时定向
爆破为广西区内之首例。
需要爆破拆除的两座烟囱高度分别为35m和50m。旧烟囱位于厂区内。距东侧制炼间(待生产)18.8m。距南侧发电间55m。距西侧1~2#锅炉(待拆)10.5m,距北侧架空管道12m,厂大道25m。见爆区平面示意图。
2 爆破方案选择
按通常情况,厂房和两座烟囱宜采用一次定向爆破的方式。但经实地勘察,有两个不利的因素:第一,厂房连成一片,结构复杂,不利于大面积定向爆破坍塌。第二,周围没有可供定向倾倒的场地。高大的烟囱即使采用折叠爆破,砸在钢筋砼爆堆上而造成的石块飞溅会形成极大的爆破危险。为确保周围建构物及设备的安全,决定先定向爆破煮糖楼、沉清间等车间。然后定向爆破烟囱。定向以烟囱中心向件最好使用冷冻干燥技术,不但效率高,而且由于温度低,可以极大限度地减少苦丁茶风味物质在干燥过程中的损失。制炼间(待生产)与发电间30°的开口角空阔地倾倒。在此仅对50m烟囱的爆破技术设计进行介绍。
3 爆破参数的确定[1]
3.1 定向爆破烟囱的结构特点
50m烟囱为砖砌圆锥体结构,在标高3.3m处的外直径为4.8m,内直径为3.48m,壁厚为0.66m(其中烟囱外体厚0.49m;空缝隔热层0.05m;耐火内衬厚0.12m)。
3.2 切口位置与切口高度h
烟囱出灰口在烟囟底部朝西,烟道朝南,由于烟道高2m,宽1.7m,并且偏离定向倾倒中心。为避免烟道门框不对称对准确倾倒的影响,因此切口选择在标高3.3m,切口中心对准定向倾倒中心。 采用“一”形(矩形)切口。切口高度h按下式计算:
h=(1.5~2.0)δ,取h=2.0×0.5 m =1.0m 实际取h=1.2m。 式中:δ——壁厚,0.5m。为避免烟道门框的影响h适当取大。
3.3 切口弧长s1
切口弧长s1是使烟囱重心失稳应炸去的长度。按下式计算:
s1=0.67s=0.67×15.07m =10.10m
式中:s——爆破部位外周长,s=15.07m
3.4 起爆网路与延时
采用导爆管与电雷管结合的混合起爆网路。炮孔内全部采用导爆雷管,孔内分1段毫秒(瞬发)~2段毫秒(25毫秒延期),1~2段由中心向两侧布置。将炮孔内导爆管引出与导爆管干线连接,用电雷管起爆。50m烟囱与35m烟囱并联起爆网路,但后者较前者滞后3段半秒(1秒延期)。
3.5 计算安全及防护措施
3.5.1 爆破震动[2]
按大型砌块型建筑物最大允许振速,利用下式计算允许的一次齐发最大炸药量q允:
q允=r3(v/kk' )3/akg
式中:r——爆破地震安全距离,m;
v——地震安全速度,cm/s,取3cm/s:
k、a——与爆破地形、地质条件有关系数和衰减指数,取k=150,a=2;
k'——与爆源远近、爆体临空面多少有关的系数,取0.3。
按装药分布几何中心到东侧制炼间距离为18.8m,允许一段起爆药量58kg。12/2 kg=6kg<58kg,可以保证周围建筑物的安全。
此外,对触地震动用公式:v=ka(i1/3/r)a校核,均在安全允许值内。而且,在之前爆破沉清间的残留碎砼、碎砖碴起到缓冲垫层作用。触地震动无任何危害。
3.5.2 控制爆破飞石[3]
控制飞石的措施在技术上合理计算药量的基础上,主要采取防护措施:
(1)对外侧立柱的药孔位置,主要采用稻草装袋对爆破部位(预留块)捆绑遮挡,并对主要飞石方向加盖铁皮。
(2)用铁皮、帆布等材料遮挡化验楼的门窗,防尘防渣。
(3)用竹跳板做隔离防护,保护发配电间,防爆破飞石。
4 施工安全管理
爆破施工安全不仅直接影响到扩建工程的展开,而且关系到厂区内开榨生产系统的安全运行。因此,把施工作为一个完整的安全系统严格操作。
4.1 选择技术过硬的施工单位
爆破施工风险性强,技术要求高。对有高资质的爆破施工单位,还必须有高难度爆破工程的优良记录。根据工厂的具体情况,特别侧重有楼间近距离定向爆破的工程业绩。
4.2 加强组织领导
工程展开前,由糖厂组成工程领导小组,负责抓安全。并由厂生产安全科检查施工过程中各项安全措施的落实。
工程准备阶段:听取爆破施工单位对爆破方案的汇报;派安全员监督作业现场,重点检查①爆破预处理是否到位,②炸药、雷管是否有专人看管,③安全防护的措施是否落实。
爆破前准备阶段:由厂领导挂帅,组成爆破指挥机构。编制《爆破拆除安全警戒预案》、《起爆指令及正常恢复程序》,用于指导和规范所有参爆人员及各专业小组的行动,做到组织落实、人员落实、制度落实、物资落实。正因为严格地把安全管理落实到整个爆破拆除过程,所以每次定向爆破都安全顺利。
5 爆破效果
2003年10月12日15时30分,一声闷响,两座烟囱按设计方向轰然倒下。其中50m烟囱倒塌前冲43.25m,爆堆高度约2m。爆破震动大大低于3cm/s的设计速度。爆破飞石得到完全控制。爆破后周围车间和厂区架空管道设备安然无恙。
|
