50 m高砖结构烟囱的控制爆破拆除
摘 要: 介绍了一座50 m高砖结构烟囱的控制爆破拆除实例,通过合理方案设计、爆破参数确定及有效的安全防护措施,取得了良好的爆破效果。
关键词: 砖结构烟囱; 爆破拆除; 爆破切口
1 工程概况
山东龙口某单位家属院内有一烟囱,因城市建设的要求,需要拆除。烟囱为砖结构,筒体高50 m,底部外径4. 3 m,壁厚75 cm,包括隔热层和耐火内
衬25 cm,因受潮底部砖体强度较低。烟囱南侧距楼房10 m;北侧距围墙19 m,围墙外侧20 m处是家属宿舍楼;西侧22 m围墙外是一所小学;东侧是建筑基坑,且场地较空,烟囱的周围环境。
2 爆破方案的确定
烟囱为高耸建筑物,该类建筑物的结构特点是重心高,支撑面积小,容易失稳。由经验公式可预计烟囱倒地后的堆积范围:
L=1.2H=60 m
式中,L为烟囱倒地后的长度,m;B为烟囱倒地后的宽度,m;H为烟囱高度,H=50 m;D为烟囱的最大直径,D=4. 3 m。
由此,只有东面的场地能满足烟囱定向倒塌的根据烟囱的周围环境、结构特点和施工要求等因素,经方案比较,采用控制爆破法拆除是最经济、安全、可靠的方案。所以,决定采用向东定向爆破拆除该烟囱,倒塌中心线方向定为东侧建筑基坑。
3 爆破参数设计
3. 1 爆破切口设计
为了保证定向的准确性,满足烟囱爆破倾覆过程中不同时刻的力系和力矩平衡条件,要选择合理的爆破缺口形状、尺寸和爆破参数[1-6]。
本次爆破切口采用等腰梯形切口,沿烟囱倾倒中心线对称布置。
1)切口的高度
一般情况下,爆破切口高度不宜小于爆破部位壁厚的1. 5倍,即h >1.5δ=1.5×0.75=1.125 m式中,δ为筒体底部壁厚;h为切口高度,实取h=1. 2 m。
2)切口的长度
切口的长度直接影响倒塌距离和方向。若切口过长,会使留下的支撑部分过小,容易使烟囱倾倒方向产生偏差,也易发生后坐现象;若切口过短,不利于倒塌。一般情况下取L = (2/3—3/4)πD =9—10.1 m式中,D为烟囱的最大直径;L为切口的长度,考虑到该烟囱砖砌体强度较差,实取L=9. 2 m。
3)定向窗
为确保倾倒方向的准确性,使爆后保留部分满足支撑能力的要求,按照设计切口形状和尺寸,在爆破切口两侧人工预开凿三角形对称定向窗。
3. 2 爆破参数设计[1-6]
1)孔网参数:炮孔直径d=40 cm;一般孔深L=(2/3)δ,其中外壁取33 cm,含内衬的孔深取70cm;炮孔间距a=40 cm;炮孔排距b=0.8a=32 cm,取30 cm。
2)单孔装药量Q:“碎而不抛”是炮眼装药量的设计原则,由烟囱的布孔方式和壁厚来确定单位用药量,即Q=qabδ=1.2×0.4×0.3×0.5=0.072 kg,取80 g,内衬孔每孔装药40 g。
3)布孔方式:采用梅花形布孔,由于所选爆破切口为等腰梯形,底边最大长度9. 2 m,可布置23个孔。以上各排递减一孔布置,切口高1. 2 m,炮孔排距30 cm,布孔排数N=5排。钻孔时将上2排孔外壁穿透钻至内衬层,分2层装药同时爆破外壁和内衬。为便于钻孔施工,自地面0. 5 m以上布孔。
4)炮孔总数为105个,总装药量约为10 kg。
3. 3 爆破器材与网路设计
本次爆破采用乳化炸药, 1—4段半秒延期非电起爆系统,起爆顺序从倾倒中心线向切口两端依次对称起爆。爆破网路由非电半秒雷管、导爆管和电雷管组成,采用四通连接块形成复合网路。
4 安全防护措施
1)在整个爆破设计和施工过程中,要严格执行《爆破安全规程》和《拆除爆破安全规程》的相关规定,施爆人员持爆破作业证上岗,确保施工安全。
2)炸药和雷管必须严格测试,确保质量可靠。
3)为了防止爆破飞石,在炮孔部位上挂双层铁丝网夹湿草垫进行防护;为了防止烟囱倒塌时产生过大的前冲和触地震动,充分利用倒塌前方的建筑
基坑,并将坑内0. 5 m表土疏松。清理地面杂物防止飞溅,对易产生飞尘处提前洒水。
4)警戒区在烟囱100 m范围以外,爆破前30min警戒人员到各警戒岗位,起爆时提前10 min中断交通。
5)爆破后自然通风10 min,方可由爆破作业人员进入现场进行安全检查,观察是否有险情,并决定处理措施。
5 爆破效果与体会
起爆3 s后,烟囱整体按预定方向倒塌,倒塌中心线两边破碎物堆积范围小于3. 5 m。倾倒过程中,烟囱前部全部落入基坑,触地后没有产生任何大
的飞石,爆破飞石和爆破冲击波对人员及建筑物没有造成任何伤害。本次爆破取得了良好的效果。几点体会:
1)充分重视处理烟囱的耐火内衬,有条件时可直接进入钻孔装药提前或同时爆破;不能进入时,从外部钻孔至耐火内衬,双层装药爆破;
2)采用乳化炸药可准确控制装药量;烟囱底部首爆炮孔夹制大,应增加装药量;
3)八字形对称布置爆破顺序,有利于形成切口和控制飞石抛掷;
4)使用非电导爆管四通连接块,能构成可靠的网状式复合起爆网路;
5)固定防护材料时,也要按起爆顺序对称分片分别防护。
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