摘 要: 针对烟囱的定向爆破拆除,阐述了预处理的意义、原则和方法,通过烟囱爆破工程实践得出的经验对预处理技术问题做一总结。
关键词: 烟囱; 预处理; 定向
城市中需要爆破拆除的建筑物一般处在繁华地段,爆破的环境相对较差,再加上控制爆破本身具有一定的风险性,因此人们对控制爆破的安全越来越重视,对爆破控制的准确性、爆破飞石、爆破震动和爆炸冲击波等安全问题的要求更加严格。烟囱等高耸建筑物高宽比大,控制爆破的难度也相对较大,如果不采取预处理的方法,势必导致炸药量增加及高空爆破防护困难、爆破倒塌方向难以控制等诸多安全问题。因此,控制爆破拆除烟囱时,对其某些部位做预处理,对于降低工程消耗和保证爆破安全都具有重要的意义。
1 预处理的意义
预处理对于烟囱定向爆破拆除具有重要的意义,并在工程实践中得到了证实。
(1)在不破坏烟囱整体稳定性的情况下,对烟囱的某些部位实施预处理,破坏烟囱的局部结构。经过预处理,烟囱的整体性受到一定程度的破坏,有利于烟囱的顺利倒塌。
(2)在预处理的位置上不必钻孔和装药。如对于“两洞式爆破”,可以预先人工开设一定尺寸的定向窗,以减少钻孔的作业量,相应减少了雷管、炸药的使用量,简化了爆破网络,降低了工程消耗。
(3)可以减小爆破飞石的危害。此点对于爆破部位较高的烟囱尤其重要。
(4)可以改善烟囱在倒塌方向上的质量对称性。通过预处理,可以使烟囱在倒塌方向上质量相对称,从而确保烟囱顺利定向倒塌。
(5)有效地保证烟囱定向倒塌的准确性。在爆破周围环境较复杂的情况下,烟囱定向倒塌准确性的要求相对较高,通过采取预处理的方法如开设定向窗等,就可以有效地保证烟囱倒塌方向的准确性。
2 预处理的原则
烟囱爆破拆除的预处理必须依照一定的原则来进行,否则可能会使烟囱的稳定性遭到破坏,使烟囱产生危险性或未爆先塌,造成不可估量的损失。因此,所采取的预处理必须遵守以下两条原则:
2.1 安全性原则
安全性原则为烟囱拆除爆破的基本原则,烟囱爆破拆除的预处理同样也应确保安全。
(1)对承重部位的预处理应确保烟囱的稳定性。这里的承重部位主要是指爆破切口处。爆破切口处承担了烟囱的大部分重量,因此该处的预处理破坏不能太大,否则会破坏烟囱稳定性而产生险情;同时又不能破坏太小,破坏太小会达不到预处理的效果。根据实践经验和理论计算,爆破切口处的预处理破坏范围一般不得超过其面积的15%。
(2)对非承重部位的预处理应考虑到烟囱的整体性。它们所采取的预处理应从烟囱的整体性去考虑,不能盲目进行,以免给爆破安全带来隐患。
2.2 定向准确性原则
为保证烟囱定向倒塌的准确性,烟囱爆破拆除的预处理主要应从以下两方面来考虑:
(1)应保证烟囱在倒塌方向上的结构对称性;
(2)应保证烟囱在倒塌方向上的质量对称性。上述两点是相辅相成的。结构对称性是外在形式,而质量对称性是最终目的。一般烟囱的质量都是沿中心轴对称,因此,预处理时只要保证烟囱在倒塌方向上结构相对称,就可以确保烟囱在倒塌方向上的质量对称。有一些烟囱的质量不是中心轴对称的,就需要妥善做好预处理工作,使之在倒塌方向上的质量相对称,从而保证定向准确。
3 预处理的方法和具体形式
烟囱定向爆破拆除预处理的方法和具体形式在爆破工程实践中不尽相同,根据经验和具体情况可以采取不同的预处理方法和形式。
3.1 开设定位窗
在爆破切口范围内开设以爆破切口与保留部分分界处为一边的洞口即定向窗,如图1所示。定向窗的开设通常是采用人工或爆破法在爆破切口的边界处先开洞口,然后对其进行修整,使其具有一定的形状和尺寸,并保证两定向窗沿爆破切口中心线左右对称,如图1所示。其具体形状应根据爆破切口的形式来确定,通常采用三角形、矩形或梯形等。定向窗的大小应根据爆破切口的大小来确定,在安全性原则的基础上,根据实践经验和理论计算。对于砖结构烟囱,定向窗的大小一般不超过爆破切口大小的10%,对钢筋混凝土烟囱则不超过15%。通过开设定向窗可以隔离爆破切口与保留部分,有效地阻止爆破能量向保留部分扩散,避免保留部分遭到破坏,从而确保烟囱顺利定向倒塌。
3.2 开设掏槽窗
在爆破切口中间位置处开设具有一定形状和尺寸的洞口即掏槽窗。同定向窗的开设基本相同,通常采用人工或爆破法在爆破切口的中心处开设洞口,并对其进行修整,使其具有一定的形状和尺寸。掏槽窗的形状和尺寸也应根据爆破切口的具体情况来确定。其形状通常采用矩形、三角形或梯形等,其尺寸大小一般不超过爆破切口大小的10%。
3.3 内衬的预处理
烟囱内部大都有耐火砖内衬,内衬对于提高烟囱的稳定性具有一定的作用,因此爆破前对内衬进行妥善预处理是必要的。通常采取的方法是利用所开设的定向窗和掏槽窗人工拆除相对应的部分。根据烟囱整体强度的具体情况可适当扩大或减小拆除的范围,在保证不影响爆破安全的前提下,破坏内衬的整体性。
3.4 烟道口部的预处理
烟道口部的预处理可分为3种情况:
(1)烟道口位于爆破切口的下方时,一般不考虑进行预处理。
(2)烟道口位于爆破切口的标高处时,尽量选取烟道口作为定向窗或掏槽窗来使用,否则需对其进行强度校核。若其强度不够则需进行填补、加固等,以确保烟囱在倒塌方向上质量对称。
(3)烟道口位于爆破切口的上方时,同样需要对其进行强度校核,根据质量对称性原则,对强度不够的烟道口采取填补、加固等措施进行预处理。
3.5 部分内部钢筋的预处理
对于钢筋混凝土烟囱,爆破时爆破切口处和承2001年9月载面处的内部钢筋会分别产生不利于烟囱倒塌的支撑力和拉力,因此爆破前需对两处的竖筋进行预处理。通常采取的方法是,在两处外壁对称于倒塌中心线的左右两侧用风镐分别开凿一定长度和宽度的水平缝,露出钢筋,用电焊切断竖筋[2]。
3.6 其它部位的预处理
烟囱的结构不尽相同,有的烟囱还建有出灰漏斗和出灰平台,有的烟道口部还牵连着附带高设施等等。根据预处理的原则,对于所有可能影响到烟囱定向倒塌的部位都应进行预处理。通常采取的方法是利用人工或爆破对其整体性进行破坏或预先拆除,确保烟囱顺利定向倒塌。
4 结语
①预处理对于烟囱定向爆破拆除具有十分重要的意义。大量工程实践表明,爆破前对烟囱实施适当的预处理,能够有效地保证爆破安全和烟囱顺利定向倒塌。
②预处理必须依照一定的原则来进行。虽然预处理在烟囱爆破工程中能够起到十分重要的作用,但是不能盲目进行,工程设计和施工人员必须遵守安全性原则和定向准确性原则来实施预处理。
③对不同部位实施的预处理有不同的方法和形式,应根据待爆烟囱和周围环境的具体情况灵活实施。
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