復(fù)雜環(huán)境下磚煙囪的定向爆破拆除

廣東宏大爆破股份有限公司 廣東廣州 510000

摘要：本文主要針對復(fù)雜環(huán)境下磚煙囪的定向爆破拆除展開了探討，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，對爆破的方案選擇、技術(shù)設(shè)計(jì)和預(yù)處理作了詳細(xì)的闡述，并給出了一系列的安全措施，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境；磚煙囪；定向爆破拆除

定向爆破拆除作為一種利用炸藥爆炸而進(jìn)行拆除的技術(shù)工作，其具有著相對的危險(xiǎn)性。但是，若熟練掌握應(yīng)用定向爆破技術(shù)，則會對建筑的拆除有著極大的便利。因此，為了保障爆破拆除工程的施工質(zhì)量和安全，我們就必須要制定好合理的方案，并采用有效的施工技術(shù)，以防止爆破工程事故的發(fā)生。

1 煙囪結(jié)構(gòu)

待拆煙囪為紅磚砂漿砌筑，呈圓形，高45m，筒體底部周長（距離地面+4m 處）12.7m，即外徑4.05m、內(nèi)徑2.45m、壁厚0.8m（外層0.49m 厚紅磚、內(nèi)層0.24m厚紅磚內(nèi)襯，內(nèi)外層之間有0.07m空隙）。筒體底部東面有一寬2.0m、高3.0m的進(jìn)煙口，南面有一寬0.8m、高1.2m 的出灰口；頂部有長約3m的避雷針和向東北面凸出的鋼筋圍欄；煙囪中部東北面有凸出的鋼筋圍欄（約0.8×1.0m）和爬梯。煙囪筒體完整，整體材質(zhì)較好。

2工程環(huán)境

煙囪位于廠區(qū)內(nèi)，周邊環(huán)境十分復(fù)雜。東面10m處為廠區(qū)內(nèi)臨時垃圾堆放場，42m 處為倉庫（鋼結(jié)構(gòu)），倉庫外墻高5m處有廠區(qū)內(nèi)熱力管線緊貼墻壁敷設(shè)，倉庫與臨時垃圾場之間為水泥空地，空地上方5m 處有一條廢棄的熱力管線；東南面10m處為廠房（鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)）；南面和西南面7m處有一組架高約5m 的10kv高壓線，8m處為該公司圍墻并緊鄰其他公司廠房（鋼架結(jié)構(gòu)）；西北面15m處為工具房，19m 為圍墻和一組110kv的高壓線及公共熱力管線，20m 處為市政道路；北面和東北面5m 處為鍋爐，10m處為廠房和架高約4m的廠區(qū)內(nèi)熱力管線及廠區(qū)通道；煙囪傾倒方向16m處南、北兩面為廠房，兩者之間寬度僅為7m。

3 爆破方案的選擇

3.1 工程特點(diǎn)和難點(diǎn)

（1）煙囪倒塌場地的長度為42m、寬度為7m，唯一傾倒方向上的倒塌長度和倒塌擴(kuò)散范圍均受到限制，不滿足高聳建（構(gòu)）筑物定向倒塌的一般場地要求。對煙囪的傾倒方向和倒塌擴(kuò)散范圍控制精度要求高。

（2）煙囪結(jié)構(gòu)復(fù)雜。煙囪壁厚僅為0.8m，且分兩層；煙囪底部有進(jìn)煙道和出灰口。

（3）施工過程不能影響廠區(qū)的正常生產(chǎn)，煙囪爆破產(chǎn)生的有害效應(yīng)不能影響周圍的建（構(gòu)）筑物及公共設(shè)施。

3.2 爆破方案的確定

經(jīng)對比分析，并咨詢多位國內(nèi)行業(yè)知名專家，決定采用高切口定向拆除爆破方法，即在煙囪筒底+4m以上的位置炸開爆破切口，實(shí)施定向倒塌爆破拆除。最終確定煙囪傾倒方向?yàn)闁|偏北10°，煙囪橫向倒塌寬度為7m，需調(diào)整傾倒方向16m處的北面廠房預(yù)留倒塌寬度為2.45m，南面廠房預(yù)留倒塌寬度僅為0.5m（煙囪外徑4.05m），保證倒塌長度為42m。

4 爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

4.1 爆破切口的確定及布置

4.1.1 切口高度H〔1〕

H ≥（3～5）δ，δ為筒體壁厚，實(shí)際取H =1.75m。

4.1.2 切口寬度L

切口寬度L為：（1/2）πd≤L≤（2/3）πd。切口下底寬度L下=0.66πd，實(shí)取L下=8.0m（含定向窗）；切口上底寬度L上=0.5πd，實(shí)際取L上=6.2m。切口圓心角θ=225°（周長的0.62倍）。

4.2 爆破參數(shù)的確定

煙囪外層壁厚δ=0.49m；最小抵抗線W =δ/2=0.245m，炮孔深度L=0.66δ，實(shí)際取L=0.34m；炮孔間距a=（1.2～2.0）W，實(shí)際取a=0.35m；炮孔排距b=（0.8～1.0）a，實(shí)際取b=0.35m；炸藥單耗取q=1.2kg/m3。

4.3 爆破器材消耗

單孔藥量Q=qabδ=0.072kg，實(shí)際取Q=80g；對于底部兩排孔，由于受到夾制作用，其單孔裝藥量按正常藥量的1.15～1.3倍計(jì)算；靠近底部一排，Q1=1.15Q=92g，取Q1=100g；靠近底部二排，Q2=1.3Q =104g，取Q2 =110g。填塞長度控制在0.24m左右。該煙囪共需布六排孔，呈梅花形布置，減去導(dǎo)向窗所占的面積，需鉆孔91個，共需炸藥為7.98kg。

4.4 爆破網(wǎng)路

該煙囪起爆網(wǎng)路采用導(dǎo)爆管雷管孔內(nèi)延時起爆網(wǎng)路，采用由切口中間向切口兩端水平對稱的起爆順序，孔外采用“大把抓”的方式捆扎（圖1）。

圖1 起爆網(wǎng)路示意圖

5 爆前預(yù)處理

（1）拆除煙囪頂部的避雷針和煙囪頂部、中部的鋼筋圍欄。

（2）定向窗、導(dǎo)向窗的布置與開設(shè)。選擇在爆破切口兩端開鑿小角度定向窗，為0.42×0.9m 的三角形（高0.42m、底長0.9m）。在倒塌方向軸線中心的部位開一個寬1.05m、高1.2m 的矩形導(dǎo)向窗。用風(fēng)鎬和鑿子開設(shè)定向窗和導(dǎo)向窗，保證兩邊的定向窗對稱精確，并用砂輪將定向窗的夾角兩條邊打磨平整。

（3）拆除爆破切口范圍內(nèi)的煙囪內(nèi)襯。

（4）拆除傾倒場地上方的廢棄熱力管線。清理傾倒方向及倒塌范圍內(nèi)的地面，使其平整，無雜物、石渣等。

6 安全措施

6.1 安全技術(shù)措施

通過提高爆破切口高度，開鑿中間導(dǎo)向窗和定向窗，采用微差起爆網(wǎng)路，選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)、單耗及單孔裝藥量等技術(shù)措施有效控制爆炸飛散物、沖擊波、爆破振動、塌落振動等爆破有害效應(yīng)。

6.2 安全防護(hù)措施

6.2.1 爆破切口臨空包裹防護(hù)

在切口上下50cm 處，每隔80cm 鉆鑿一孔，鉆孔位置長度超出切口兩邊（含定向窗）各50cm。待裝藥、填塞、連線完畢后，先用三層建筑用安全防護(hù)網(wǎng)將煙囪切口位置一圈纏繞牢固（高于爆破切口50cm）。然后在鉆鑿的孔內(nèi)插入鋼筋并固定，鋼筋挑出煙囪壁50～60cm。再用鐵絲沿鋼筋上下纏繞，使之形成網(wǎng)狀，并用鐵絲將腳手片緊密的固定在網(wǎng)狀的鐵絲上，直至覆蓋爆破切口范圍，腳手片臨空50～60cm。最后在腳手片外再纏繞4～6層的建筑用安全防護(hù)網(wǎng)，可防止爆破時產(chǎn)生的個別飛散物和爆炸沖擊波對水平高度的高壓線和其他周邊設(shè)施及廠房造成危害（圖2）。

圖2 爆破切口防護(hù)圖

6.2.2 降振、防沖擊措施

先將煙囪傾倒方向和倒塌范圍內(nèi)的水泥地面清理干凈，然后在地面上鋪上一層沙土，再在沙土層上每隔1m用裝有沙土的編織袋均勻密實(shí)的鋪墊高1.0m～1.5m 的減振堤，并在砂土袋上鋪一層麻布袋，以阻擋煙囪倒塌觸地一瞬間濺起個別飛散物和削弱塌落振動。在煙囪傾倒方向正前方42m 的位置，用沙袋敷設(shè)防沖擊墻，防沖擊墻呈“L”形，長5m、寬3m、高1.5m，能有效防止煙囪傾倒時產(chǎn)生的飛散物和沖擊波對周邊建（構(gòu)）筑物的影響（圖3）。

圖3 降振、防沖擊措施

爆破振動監(jiān)測點(diǎn)所測得的最大振速為煙囪重心觸地瞬間的塌落振動，振速為2.2cm/s，在《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋安全允許振速3.0～5.0cm/s的范圍內(nèi)，爆破振動和塌落振動未對周邊廠房造成影響，采取的減振防護(hù)措施效果明顯（圖4）。

圖4 倒塌過程振動監(jiān)測點(diǎn)波形圖

6.2.3 隔擋防護(hù)

在煙囪傾倒方向前方的廠房墻外1m處搭設(shè)長20m、高5m的腳手片防護(hù)排架，防止煙囪倒塌觸地一瞬間濺起個別飛散物對廠房、倉庫等建（構(gòu)）筑物造成損壞。

6.2.4 其他安全措施

（1）爆破前5分鐘暫停廠區(qū)內(nèi)熱力管線的供熱、供氣；

（2）加強(qiáng)安全警戒，確保人員疏散；

（3）采用爆破振動監(jiān)測儀對爆破振動和塌落振動進(jìn)行監(jiān)測，測振點(diǎn)位置布置在煙囪傾倒方向16m處南面的廠房內(nèi)，距離傾倒中心線10m的位置。

7 爆破效果及分析

7.1 爆破效果

2014年3月6日11時30分準(zhǔn)時起爆，整個爆破傾倒歷時10s。起爆后瞬間產(chǎn)生爆破切口，煙囪整體先向預(yù)定位置略微傾斜，緩慢傾斜約4s，從第5s開始加速傾倒，8s后高速傾倒，10s后完成整個傾倒過程。煙囪按預(yù)定方向，倒塌在預(yù)定范圍之內(nèi)，未產(chǎn)生后坐，傾倒過程煙囪未發(fā)生折斷，周邊建（構(gòu)）筑物都完好無損。煙囪完全解體，整體效果較好，爆破取得圓滿成功。

7.2 總結(jié)與分析

（1）雖然煙囪周邊環(huán)境十分復(fù)雜，不滿足高聳建（構(gòu)）筑物定向倒塌的一般場地要求，但通過提高爆破切口位置、選擇小角度定向窗等精細(xì)技術(shù)措施和有效的復(fù)合防護(hù)措施解決了爆破拆除煙囪的難題?？蔀橐院箢愃骗h(huán)境爆破拆除提供參考。

（2）精確的測量和放樣是煙囪拆除成功與否的關(guān)鍵，必須保證準(zhǔn)確。

8 結(jié)語

綜上所述，定向爆破作為一種新型的拆除技術(shù)，若對其應(yīng)用得當(dāng)，則對建筑的拆除有著極大的便利。因此，我們需要重視對定向爆破技術(shù)的應(yīng)用，并采取有效施工技術(shù)做好施工質(zhì)量和安全的保障，以為進(jìn)一步應(yīng)用爆破技術(shù)提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙要才、宗琦.復(fù)雜環(huán)境下40m高磚煙囪定向爆破拆除[J].煤礦爆破.2013（04）.

[2]袁發(fā)培、秦根杰、章克凌.復(fù)雜環(huán)境中78m磚結(jié)構(gòu)煙囪定向爆破拆除[J].爆破.2011（01）.

上接第383頁

出了清表清淤，分層填土壓實(shí)的地基技術(shù)，分層填土的厚度為300mm，分層壓實(shí)遍數(shù)為8～13t量振動碾壓4～6遍，壓實(shí)填土施工縫各層錯開搭接，在施工縫搭接處，增加壓實(shí)遍數(shù)，要求壓實(shí)后地基承載力特征值fak≥150kap，壓實(shí)系數(shù)0.94以上，擋護(hù)措施結(jié)合馬隘河治理工程設(shè)置。實(shí)踐證明，經(jīng)技術(shù)評審后的設(shè)計(jì)，節(jié)省了基礎(chǔ)超深處理費(fèi)93.6萬元和擋護(hù)工程兩塊費(fèi)用，大大降低了項(xiàng)目投資。

2.2.5住宅設(shè)計(jì)尊重考慮移民原有的生活習(xí)慣和生活方式

住宅建筑的差異是安置點(diǎn)特色的又一重要體現(xiàn)，具體表現(xiàn)在建筑單體的造型、群體空間組合、庭院排列、結(jié)構(gòu)的穿插、門窗的位置、局部的雕鑿、整體的神韻氣度、建筑選材等方面。但無論水庫移民的設(shè)計(jì)如何發(fā)展和變遷，庫區(qū)移民的生活方式仍然打著深深的傳統(tǒng)農(nóng)村生活烙印，住宅功能與城市住宅尚有很大差異。農(nóng)村家庭空間具有多功能、模糊化的特征，如生活空間和生產(chǎn)空間沒有嚴(yán)格分離，家庭成員各自的私密空間沒有嚴(yán)格分離，室內(nèi)與室外空間沒有嚴(yán)格分離等，因此在多旁水庫馬隘移民安置點(diǎn)住宅設(shè)計(jì)時予以考慮宜居的、可行的保留，不合理的加以引導(dǎo)革新。

在充分了解和掌握多旁水庫移民的生產(chǎn)方式、生活習(xí)俗以及住房狀況的基礎(chǔ)上，結(jié)合農(nóng)戶的家庭經(jīng)濟(jì)條件，同時考慮馬隘鎮(zhèn)建筑的地方特色，住宅設(shè)計(jì)根據(jù)《廣西德?？h多旁水庫工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃大綱》宅基地面積每戶不高于150㎡的安置標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合安置點(diǎn)總用地面積以及馬隘街實(shí)際情況確定，開間為7m，進(jìn)深為14m，建筑物基底面積為98㎡。住宅平面功能分區(qū)以活動區(qū)、休息區(qū)為主，牲畜飼養(yǎng)區(qū)和后院為輔，前主后輔。

多旁水庫馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)典型住宅設(shè)計(jì)平面圖

根據(jù)農(nóng)村生活的特點(diǎn)以及少數(shù)民族的風(fēng)俗習(xí)慣，對生活空間和儲存空間都做了詳細(xì)的布置。如當(dāng)?shù)卮迕翊蟛糠钟性诤笤涸O(shè)置灶臺燒煮的生活習(xí)慣，因此設(shè)計(jì)在滿足每戶人員結(jié)構(gòu)居住的前提下，在宅基地后側(cè)臨路留設(shè)了一個后院，以便居民進(jìn)出或種植蔬果，利用后院西側(cè)設(shè)置畜牧棚，天面留有較大空間以供曬谷、晾衣之用，功能齊全，分區(qū)合理，便于居住，滿足當(dāng)?shù)厝罕姷木幼×?xí)慣和農(nóng)村住宅的特點(diǎn)。

2.3 多旁水庫馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)存在的問題

2.3.1移民群眾公眾參與過度的問題

移民群眾參與意識在多旁水庫的移民工作中執(zhí)行得比較充分，移民群眾的參與對整個規(guī)劃設(shè)計(jì)過程起到了很大的推動作用。但是，也是由于移民群眾的參與，在總體規(guī)劃布局時，群眾代表找來多個風(fēng)水先生對安置布局提出了布局角度、整體統(tǒng)一朝向、主入口位置等要求，對規(guī)劃設(shè)計(jì)師的環(huán)境構(gòu)思、安置點(diǎn)的空間設(shè)計(jì)等造成了一定的阻礙，以至于出現(xiàn)了住宅棋盤式排排坐的布局僵化現(xiàn)象，缺少一種靈動感。

2.3.2絕對平均主義思想的問題

水庫移民工作，在宅基地劃分過程中，移民群眾有建房的絕對平均主義和最大面積利用的思想，這思想影響了宅基地面積在整個規(guī)劃中均為規(guī)整統(tǒng)一的7mx14m的格局，安置人口542人156戶，只有一種建房形式。這種建房形式讓馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)街巷景觀過于單調(diào)，缺少錯落有致的同時，少了一份特色。

多旁水庫馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)住宅設(shè)計(jì)效果圖

3結(jié)語

廣西德?？h多旁水庫馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)的設(shè)計(jì)，相對其他水庫移民來說，其移民搬遷安置人口雖然不多，但結(jié)合用地地形特點(diǎn)，通過科學(xué)合理的技術(shù)論證，在設(shè)計(jì)上尊重生活習(xí)慣和生活方式，在整個項(xiàng)目實(shí)施過程中，未存在一項(xiàng)設(shè)計(jì)變更，這對從事移民規(guī)劃設(shè)計(jì)工作來說，是一項(xiàng)較成熟的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。通過對多旁水庫馬隘鎮(zhèn)移民安置點(diǎn)的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，我們獲得了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為從事其他項(xiàng)目的移民工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前新頒布的政策、條例和規(guī)范，對移民設(shè)計(jì)工作提出了更高的要求，移民工作是一項(xiàng)政策性很強(qiáng)的工作，它涉及社會的方方面面，特別是當(dāng)前強(qiáng)調(diào)“和諧社會”、“以人文本”的要求下，對我們移民規(guī)劃設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 廣西水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院.《廣西德?？h多旁水庫工程初步設(shè)計(jì)階段建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告》（2010年3月）；

[2]張泉.王暉.梅耀林.趙慶紅.《村莊規(guī)劃》第二版，中國建筑工業(yè)出版社。

作者簡介：

朱敏（1981-），女，廣西貴港市人，廣西水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，城市規(guī)劃師，國家二級注冊建筑師，主要從事水利樞紐工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)工作。