摘要:介绍了定向爆破拆除一高40m砖砌烟囱方案。其中包括爆破切口设计、网孔参数以及起爆网路等,并对爆破效果进行了描述。同时根据该烟囱烟道的特殊结构实施预处理,保证了爆破的成功。
关键词:烟囱;定向爆破;预处理
1 工程概况
江苏某铝厂因拆迁需要将一废弃不用的烟囱进行定向爆破拆除。该烟囱为砖结构,水泥砂浆勾缝。高40m,壁厚0.75m,内衬0.35m,外径4.0m,周长12.6m。烟囱底座部分暴露,高出地面0.5m。南北两侧各有一个拱型加固式烟道,烟道高1.7m,宽1.4m。烟道门顶部和两侧立柱用钢筋混凝土一次浇注而成,立柱高1.7m,宽0.4m,厚0.75m,为钢筋砼。烟道上部有一厚度为0.3m的钢筋混凝土圈梁,烟囱上部略有风化。爆破目标距南边铝厂厂房30m,北边35m和西侧30m各有正在使用的平房,在东边50m处有一废弃厂房。
2爆破方案设计
2.1 倒塌方向
根据烟囱自身特点和倒塌方向的长度不小于烟囱高度的1.2倍,宽度大于烟囱底部直径的2.5~3倍场地的要求[1],同时考虑到烟囱南北方向的两个烟道恰好在倒塌方向切口边缘可充当定向窗的作用。综合上述因素决定正东方向为烟囱倒塌方向。
2.2爆破切口设计
2.2.1 切口形式和切口位置
在爆破高耸建筑物的各种缺口形式中有水平型、倾斜型、正梯型、倒梯型等。由于梯形缺口施工方便且可减少药孔数量,定向也比较准确,所以经过分析决定采用倒梯形的切口形式。为了减小烟囱后座现象和钻孔方便,降低了爆破切口高度。设计切口底边缘(即底排炮孔)在地面以上1.0m。
2.2.2 切口长度、切口高度
为了避免保留部分过早压坏而增加后坐作用,切口长度又不宜过大,可按下式计算确定:l=(1/2)c~(2/3)c (1)在烟囱外部打眼,取烟囱外部周长l=πd(d为塔外部直径,d=4.0m)带入(1)式得l=6.28~8.38m,取7.50m。切口高度按下式计算:h=(1.5~2.0)δ[2](2)将烟囱壁厚δ=0.75代入(2)式得h=1.13~1.50m,本次取1.3m。
2.3爆破参数设计
(1)炮孔深度:l=0.50m。
(2)孔距与排距:a取0.45m,b取0.4m。
(3)根据切口高度及网孔参数,确定炮孔排数为3排,采用梅花型布孔,沿倾倒中心线对称分布。
(4)单孔药量:
q=qabδ
式中:q———单孔药量,g;
q———单位体积耗药量,g/m3;
δ———烟囱壁厚;
a、b———药孔的孔距及排距,m。炸药单耗q取690g/m3,经计算得93.15g。由于筒体略有风化所以实际在倒塌中心轴线的主炮孔范围内装药120g,其余装药100g。
2.4起爆线路与电源
使用8#铝壳瞬发桥丝电雷管,采用串联线路,电阻差值限制在0.3ω。电源为军用手摇发电机电容式起爆器。
3预处理
3.1 内衬预处理
去掉内衬的主要好处是彻底消除了内衬对倒塌的不利影响,减小了壁厚,降低了爆破药量,加大了安全系数,提高了爆破综合效益[3]。为了消除爆破切口范围内烟囱内衬对倒塌方向不利影响,在爆破切口下部紧贴筒壁配置数块200g军用梯恩梯药块提前起爆后,内衬在爆破震动和之身重力势能下部分塌落下来。其余部分通过人工用大锤、撬杠将其耐火砖撬掉。
3.2 烟道口部的预处理
由于烟道口位于爆破切口的标高处所以选取将烟道口作为定向窗。烟道门顶部和门两侧壁立柱为钢筋砼强度较大其内部的钢筋会产生不利于倒塌的支撑力和拉力因此爆破前要对门顶和立柱进行预处理。两侧立柱各采用梅花形各布5个孔,门顶中央集中布3个孔。孔深l=0.45m,孔距a=0.3m,单孔药量q=50g,破坏高度1.2m。爆破后混凝土大部抛离钢筋笼钢筋变形,然后用电焊将钢筋和保留部分切断。
4作业施工及安全防护
作业采用内燃凿岩机水平钻孔,孔径30mm。由于爆破切口距地面较高打设1.5m高的作业台架。爆破是在地表以上进行且距保护目标较远,爆破震动一般不会对周围建筑物造成危害,所以本次爆破的主要安全是爆破飞石的防护。在塔身上缠绕一根铁丝然后做若干“s”型的铁钩一端挂在塔身的铁丝上另一端挂用水浸湿过的草袋三层以防飞石飞出。对人员安全警戒距离为60m。
5爆破效果
在点火起爆瞬间,随着一声沉闷的炮响烟囱首先颤动一下后静止片刻,然后烟囱上部按预定方向迅速倾倒。爆后观测烟囱大部解体无任何后坐现象发生。烟囱头部前冲较大最远达到50m,个别砖块前冲到东边厂房。造成前冲较大的原因主要是受筒体干燥及上部风化的影响。除此之外周围建筑物和人员均安全无事故。
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