某磚煙囪定向拆除未達預期效果的原因

彭 藝 龍昌軍 梁建銘 農(nóng)青鳳 廖武王

(廣西金建華爆破工程有限公司)

某磚煙囪定向拆除未達預期效果的原因

彭 藝 龍昌軍 梁建銘 農(nóng)青鳳 廖武王

(廣西金建華爆破工程有限公司)

廣西防城港某糖業(yè)公司50 m磚煙囪定向爆破拆除雖然取得成功，但未達到技術設計要求，爆破后煙囪出現(xiàn)下座及倒塌方向偏移約2 m的現(xiàn)象，使該廠龍門吊的一根鋼筋混凝土柱微偏(待拆除龍門吊水泥柱)，未達到設計方案中倒塌中心線距龍門吊水泥柱2 m的預期要求。對該磚煙囪定向拆除的基本流程進行了分析，在此基礎上對產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因進行了詳細討論，為類似爆破拆除工程提供參考。

定向窗 爆破切口 爆破參數(shù) 安全防護 磚煙囪

近年來，隨著廣西大力推廣節(jié)能減排措施，相當一部分污染嚴重的小冶煉廠及磚廠陸續(xù)被拆除，在此過程中涉及到大量磚煙囪的爆破拆除。結合實例，通過對某次磚煙囪拆除的流程以及未達到設計要求的原因進行詳細分析，為類似爆破拆除工程提供借鑒。

1 工程概況

待拆除的煙囪位于廣西防城港某糖業(yè)公司生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，需拆除煙囪高50 m，屬圓筒狀磚結構煙囪。煙囪底部外徑5.0 m，內(nèi)徑4.0 m，頂部外徑2.5 m，底部壁厚37 cm，有厚0.12 m的內(nèi)襯。煙囪底部北側與南側各有1個出灰口(規(guī)格分別為120 cm×140 cm，50 cm×50 cm)，排灰口已用磚封堵(單層磚)，在2個出灰口上部距地面約2 m處各有1個排煙道(規(guī)格150 cm×200 cm)，北側出灰口頂部距排煙道底部約0.6 m，南側出灰口頂部距排煙道底部約1.50 m。北側排煙道與1#降塵器連接,南側排煙道與2#降塵器連接，整個煙囪重量約500 t，煙囪重心距地面16.5 m。待拆除煙囪周圍環(huán)境情況見圖1。

2 煙囪拆除設計方案及爆破施工方案

2.1 拆除方案

(1)人工與機械拆除。根據(jù)煙囪的結構構造，可采用人工或炮機拆除，但由于煙囪周邊環(huán)境復雜，采用機械拆除時煙囪倒塌方向不確定而用人工拆除時磚塊搬運不安全，人工與機械拆除均存在較嚴重的安全隱患，也無法在短時間內(nèi)完成拆除任務。

圖1 煙囪周邊環(huán)境

(2)定向爆破拆除。根據(jù)煙囪的高度、結構尺寸、平面位置及其分布、周圍環(huán)境以及業(yè)主對爆破施工的安全要求，在對煙囪進行必要預處理的基礎上采用定向倒塌的方式進行爆破拆除。該方法要求合理設計爆破參數(shù)，有效控制藥量并對爆破體及保護物進行嚴格防護，且耗時較少。

2.2 爆破施工方案

2.2.1 倒塌方向確定

由于煙囪較高，若倒向正西偏南超過15°，煙囪頭部極易砸到煤場，因此煙囪倒塌方向定為西偏南5°方向的空地，倒塌煙囪邊緣距龍門吊水泥柱約2 m，即龍門吊與煤場之間的空地作為倒塌場地，煙囪倒塌后盡可能不損傷龍門吊水泥柱。

2.2.2 切口位置

根據(jù)煙囪結構及周邊環(huán)境情況，為獲得更好爆破效果并確保廠區(qū)設備、廠房等各類設施安全，同時也為便于施工，在方便打孔的情況下，爆破切口底部應盡可能接近地面。

2.2.3 預處理及切口處理

(1)在對稱于傾倒軸線的爆破切口兩側開設定向窗，定向窗底邊寬1.5 m，高1.05 m，傾倒角度35°，定向窗開設后可用風鎬修整。

(2)爆破前對煙囪南北兩側的排煙道進行割斷處理，排煙道支撐磚柱從煙囪底部開始拆除至爆破切口高度，防止由于煙道等因素導致爆破后煙囪出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)或不倒的現(xiàn)象。

(3)由于煙囪內(nèi)有內(nèi)襯及隔煙墻，可根據(jù)實際情況在開設定向窗的同時將內(nèi)襯與隔煙墻進行人工拆除，也可與爆破切口同時爆破拆除。

2.2.4 倒塌中心線標定

建筑行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系十分緊密，為確保增值稅鏈條的完整性，就要在營改增范圍內(nèi)加入相關內(nèi)容。其中，應綜合考慮房地產(chǎn)調(diào)控政策與土地增值稅制度的調(diào)整內(nèi)容，從而保證能夠合理地確定不動產(chǎn)抵扣的范圍。

采用切線法確定煙囪倒塌中心線(圖2)。

圖2 煙囪倒塌中心線標定

3 煙囪爆破拆除相關技術設計

3.1 爆破孔網(wǎng)參數(shù)

根據(jù)煙囪周圍環(huán)境以及便于施工，為確保煙囪準確倒向，爆破切口形式采用梯形切口[1-6]。根據(jù)經(jīng)驗，爆破切口部位設置于距地面0.5 m煙囪筒體部位，爆破傾倒角度35°。爆破切口長10.0 m，高1.5 m,最小抵抗線18 cm，炮孔深度25 cm，孔距22 cm，排距19 cm。在爆破切口范圍內(nèi)采用梅花形布孔，共8排，約346個炮孔。單孔裝藥量15 g，底部2排炮孔裝藥量增加約20%，裝藥量18 g，總裝藥量5.5 kg。

3.2 裝藥、堵塞及起爆網(wǎng)絡

所有裝藥均采用乳化炸藥，偶合裝藥結構。起爆雷管采用8#毫秒導爆雷管，孔內(nèi)延期爆破網(wǎng)路(1、3、5、7、9共5個段別)。采用黃泥與砂按3∶1比例作為混合炮泥，堵塞長度不小于15 cm，炮孔裝藥結構見圖3，爆破切口布孔見圖4。

圖3 切口炮孔裝藥結構

圖4 爆破切口布孔

3.3 爆破安全設計

(1)爆破飛石。拆除爆破的地震成因主要有：①炸藥爆炸通過建筑物基礎傳給地面的振動；②建筑構件塌落沖擊地面產(chǎn)生的振動。根據(jù)相關拆除爆破經(jīng)驗公式計算得爆破安全距離為70 m。由于煙囪距周邊建(構)筑物較近，因此需充分考慮爆破飛石造成的保護物損壞。為此，在煙囪倒塌方向周邊需保護的建(構)筑物周圍搭鋼結構排架，用于防護爆破產(chǎn)生的飛石及煙囪倒塌后前部頭端出現(xiàn)的前沖現(xiàn)象。

(2)爆破地震波及最大一段(次)起爆藥量的確定。根據(jù)業(yè)主給出的允許振動標準(振速4.5 cm/s)，經(jīng)計算得最大一段(次)單響藥量為1.476 kg，爆破共分5個段別，最大一段(次)單響藥量未超過設計要求。

4 爆破效果分析

4.1 爆破效果

起爆后，從起爆到煙囪倒塌整個過程耗時約8 s，爆破后煙囪完全形成爆破切口耗時約2 s，3 s后煙囪形成傾倒角開始傾倒，4 s后煙囪開始下坐，5 s后在下坐過程中向北側龍門吊水泥柱方向偏轉(zhuǎn)倒塌，6 s后砸中水泥柱，8 s后完全倒塌著地。雖然煙囪順利倒塌，但使得龍門吊待拆除水泥柱發(fā)生傾斜，可認為，爆破不完全成功。

4.2 煙囪偏轉(zhuǎn)原因

(1)排煙道的影響。煙囪南北兩側距地面2 m處各有1個排煙道，該2個煙道是煙囪下坐的主要原因：由于爆破切口炸高1.5 m，因此起爆后爆破切口內(nèi)的煙囪筒壁被全部拋出，但同時也使切口上方排煙道的煙囪筒壁幾乎全部脫落，無形中使切口的炸高提高了近2倍，即煙囪的支撐部分高度約3 m，因而導致煙囪形成傾倒角開始傾倒約4 s后產(chǎn)生下坐現(xiàn)象。

(2)出灰口及排煙道支撐磚柱的影響。煙囪南北兩側的出灰口不對稱：北側的定向窗支撐點位于排煙道支撐磚柱前且出灰口有部分位于保留支撐部位(出灰口為單磚封堵)；南側的定向窗支撐點位于排煙道支撐磚柱后且出灰口完全在爆破切口內(nèi)，使得保留部位的支撐點受力不均，北側保留部分可承受的壓力弱于南側保留部分。因此，在爆破前應對北側的出灰口進行封堵使兩側的支撐受力均勻。

(3)爆破切口位置設計的影響。煙囪拆除爆破的爆破切口位置選擇不合理，造成起爆后爆破切口炸高增大，使煙囪在形成傾倒后將保留的支撐部分擠壓后倒，使煙囪支撐部分失去形成鉸鏈的作用而發(fā)生下坐。

5 結 語

結合工程實例，對煙囪拆除爆破的基本流程進行了討論，并對爆破效果未達到設計要求的原因進行了詳細分析，認為在類似煙囪拆除爆破方案設計時，應根據(jù)煙囪的結構和性質(zhì)，對爆破切口的位置選擇、煙囪構造可能造成的影響進行反復驗證，對應封堵的部位須有效封堵，最大限度提高爆破效果。

[1] 史家堉，程貴海，鄭長青.建筑物爆破拆除理論與實踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

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[3] 張云鵬，甘德清，鄭瑞春.拆除爆破[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

[4] 顧毅成，史雅語，金驥良.工程爆破安全[M].安徽：中國科學技術大學出版社，2009.

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[6] 龍昌軍，宋其程，伍姣娥.鋼質(zhì)結構煙囪定向爆破拆除實踐[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(12)：200-201.

2015-08-07)

彭 藝(1973—)，男，董事長，工程師，533000 廣西百色市右江區(qū)建華路8號。