某船塢圍堰工程鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除工程

謝博松，李國(guó)強(qiáng)，蘇家雄

（海南省爆破技術(shù)工程院，海南?？?70206）

1 工程概況

1.1 煙囪結(jié)構(gòu)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察實(shí)地測(cè)量得出需爆破拆除的某船塢圍堰工程鋼筋混凝土煙囪高為62m，底部?jī)?nèi)徑為3.10 m，底部外徑R為3.78m，外周長(zhǎng)為11.87m，底部壁厚δ為36cm，煙囪底部正南方向有一個(gè)出灰口，出灰口高為2.5m，寬為1.6m。煙囪采用單層布筋，豎向布筋為?25mm螺紋鋼，間距為15cm，環(huán)向鋼筋為?10mm圓鋼，間距為15cm。

1.2 周圍環(huán)境

煙囪位于某船塢場(chǎng)內(nèi)，煙囪正東側(cè)6.0m處是廢料池，煙囪東南方向距離臨建為12.0m；南側(cè)距離煙囪43.0m處是三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻；其西南方向距離8.0m是廢棄場(chǎng)房，西側(cè)距離22.0m處是三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻，58.0m是變壓器；北側(cè)一條東西走向的場(chǎng)區(qū)道路，距離20.0m處是一條沿著道路空架的高壓線?？傮w上煙囪爆破拆除周圍環(huán)境較為復(fù)雜。

1.3 工程要求與特點(diǎn)

煙囪爆破拆除周圍環(huán)境較為復(fù)雜，保證爆破倒塌方向精準(zhǔn)及塌落振動(dòng)與飛石控制是本工程的重點(diǎn)。保護(hù)好三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻不受破壞是難點(diǎn)。

2 爆破拆除技術(shù)方案

2.1 爆破方案選擇

根據(jù)煙囪的高度、結(jié)構(gòu)狀況、平面位置、周圍環(huán)境和對(duì)施工的要求，經(jīng)方案對(duì)比分析，決定采用向南偏東30°定向倒塌方法進(jìn)行拆除。

2.2 確保倒塌方向準(zhǔn)確的技術(shù)措施

為確保煙囪倒塌方向的精度，采用如下技術(shù)措施：

（1）現(xiàn)場(chǎng)確定煙囪的倒塌方向，用測(cè)量?jī)x器精確測(cè)定煙囪倒塌中心線。

（2）確定爆破部位，準(zhǔn)確標(biāo)定爆破切口，合理布置炮孔。

（3）預(yù)先精確開設(shè)定向窗，開設(shè)好定向窗后，進(jìn)一步校核倒塌中心線。

（4）采用導(dǎo)爆管雷管連接起爆網(wǎng)絡(luò)，保證準(zhǔn)確可靠起爆。

2.3 爆破切口的形狀與尺寸

根據(jù)爆破場(chǎng)地環(huán)境狀況，確定爆破倒塌方向的中心線后，就要確定爆破的部位、切口形狀和大小。爆破部位布置在煙囪距地面+0.5m處的位置。本次爆破切口形狀為正梯形，采用梯形切口涉及到3個(gè)參數(shù)：梯形高度h、底邊長(zhǎng)度L和底角β。

（1）爆破形切口的長(zhǎng)度L。煙囪外徑3.78m，周長(zhǎng)11.87m。根據(jù)實(shí)際爆破經(jīng)驗(yàn)以及理論資料,確定鋼筋混凝土煙囪爆破切口的長(zhǎng)度公式為：L=0.66S=7.7m。

（2）爆破切口高度h。爆破切口的確定與煙囪的材質(zhì)和壁厚有關(guān)。煙囪拆除爆破要求爆破部位的筒壁瞬間要離開原來(lái)的位置，使煙囪失穩(wěn)，因此根據(jù)以往的成功爆破經(jīng)驗(yàn)在此煙囪爆破切口高度h=1.8m。

（3）底角β和定向窗。為了減少爆破鉆孔的數(shù)量和更好地保證煙囪的順利倒塌。爆破前，在鋼筋混凝土煙囪爆破前預(yù)切對(duì)稱性的角度為45°，長(zhǎng)為40cm的三角形定向窗。

3 爆破設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）最小抵抗線W。本次爆破工程采取在外部鉆孔爆破所以W=（0.65～0.68）δ ，δ為煙囪壁厚，取W=0.68δ=0.25m。

（2）炮孔深度l。當(dāng)在外部鉆孔爆破時(shí)，炮孔深度l=0.70δ=25cm。

（3）孔距a和排距b。鋼筋混凝土煙囪a=（0.59～0.67）δ ，在此取l=0.63δ=21cm，實(shí)際上取a=20cm；則排距b：b=1.0a=20cm。

（4）單耗q。鋼筋混凝土煙囪：?jiǎn)魏膓=5000g/m3。

（5）單孔裝藥量Q。單孔裝藥量Q=qabδ=5.0×0.2×0.2×0.36=0.07（kg），即單孔裝藥量Q裝藥量70g。

4 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

為了保證爆破缺口所有炮孔同時(shí)安全準(zhǔn)爆，采用瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管起爆系統(tǒng)。采用簇連方式連接（俗稱“大把抓”），將炮孔引出的導(dǎo)爆管反向捆綁在雙發(fā)瞬發(fā)電雷管上，電雷管串聯(lián)連接。孔內(nèi)導(dǎo)爆管雷管用Ms1段，孔外傳爆電雷管用Ms1段。

5 預(yù)處理措施

在爆破切口兩端預(yù)先開設(shè)2個(gè)對(duì)稱的定向窗，定向窗夾角取45°。預(yù)先用風(fēng)鎬開鑿，盡量做到使得2個(gè)定向窗開口平整、角度一直，為準(zhǔn)確定向創(chuàng)造有利條件。定向窗裸露出來(lái)的鋼筋在爆破在爆破前用氧氣焊割除。開鑿時(shí)必須注意：一要保證兩側(cè)定向窗與倒塌中心線相對(duì)稱；二不要有混凝土裂縫延伸到預(yù)留的支撐部分，尤其在使用爆破法開鑿時(shí)在三角形周邊要有不裝藥的控制孔，防止爆破裂縫的伸展。煙囪傾倒中心位置有一個(gè)1.6m寬煙囪出灰口與傾倒方向重合，根據(jù)其結(jié)構(gòu)確定該出灰口為導(dǎo)向窗。將煙囪筒壁標(biāo)高5m內(nèi)外掛金屬爬梯全部拆除。

6 安全防護(hù)措施

進(jìn)行加強(qiáng)覆蓋防護(hù)，以阻減飛石的飛出速度和距離。煙囪爆破部位采取3層覆蓋竹芭，在最頂排炮孔上0.4m每隔0.5m鉆一個(gè)0.2m深孔插入木棍，木棍之間用8#鐵絲連接起來(lái)以便掛上竹芭，竹芭再加之間必須重疊0.2m，竹芭覆蓋到炮孔周邊孔外0.4m處。鐵絲網(wǎng)將整竹芭包裹起來(lái)，最外層再用雙層彩布將竹芭包裹，首先用2根長(zhǎng)棍將彩布支撐在煙囪上，再用8#鐵絲分上中下3層包繞著煙囪裹住，進(jìn)行全部覆蓋遮擋防護(hù)。煙囪附近的建構(gòu)筑物的窗門需要用綁掛上竹芭進(jìn)行保護(hù)性防護(hù)。

在煙囪預(yù)定倒塌中心線方向有三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻需要保護(hù)，因此在此處的三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻上方鋪設(shè)長(zhǎng)10m，寬6m，厚1.5m的沙堆，沙堆上及在倒塌方向上用防曬網(wǎng)覆蓋，防止煙囪倒塌時(shí)砸壞三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻。

7 爆破效果

2017年6月6日11時(shí)10分起爆后，煙囪準(zhǔn)確向倒塌方向傾倒。爆后觀測(cè)，根部1/3煙囪基本完好，尾部2/3煙囪完全破碎，沒有發(fā)生“后坐”現(xiàn)象。爆堆集中堆積在鋪布的太陽(yáng)網(wǎng)上，爆堆堆積長(zhǎng)度約為65m寬度約為6m。對(duì)三軸攪拌樁高壓旋噴樁止水芯墻沒有造成破壞，周圍的建筑物完好無(wú)損，爆破總體效果良好。