简易快速控制爆破拆除烟囱方法研究

巫桂康

(南宁航道管理局，广西　南宁　530031)

简易快速控制爆破拆除烟囱方法研究

巫桂康

(南宁航道管理局，广西南宁530031)

巫桂康(1958—)，工程师，主要从事航道港口施工管理工作。

摘要：文章结合桂平市长安工业园区码头建设烟囱爆破拆除工程实例，介绍一种简易快速控制爆破拆除烟囱的方法，能降低安全风险和施工成本，为港口码头、公路、车站等交通工程建设中涉及的爆破拆除烟囱工程提供借鉴。

关键词：码头建设；控制爆破；烟囱拆除；成本对比

0引言

高大型建筑物拆除，特别是钢筋混凝土构筑物的拆除，最常用的施工方法是采用控制爆破拆除法。其基本原理是：利用力学理论，通过微差爆破使建筑物失稳而按设计方位塌落，并在塌落过程中相互作用使建筑物破碎。该方法具有技术含量高、安全可靠的特点，但需要布设炮眼、开切口、开定向窗、预切割建筑物钢筋和辅助配重加压、钢缆绳牵引等工作，存在工序较复杂、工期较长、工作量大的问题。

本文通过施工实例介绍一种简易快速控制爆破拆除烟囱的方法。该方法不需要开缺口、定向窗及钢缆绳牵引等措施，与常规控制爆破拆除法相比，具有安全、高效、简捷、省料等优点。

1工程概况

桂平市长安工业园区，广西巴帝食品有限公司码头建设区内有一砖厂烟囱需要拆除。烟囱高约55 m，底部外周长13.5 m，为砖结构单圆筒，底部圆筒壁厚0.5 m，没有内衬。烟囱东面有高压线、道路，东北有民房，西面有旧工房，东南面和南面150 m内为一开阔的平地。其中，烟囱距离民房约100 m，距离道路、高压线约80 m，见图1。

图1　烟囱平面位置示意图

2施工方案选择

对于烟囱的拆除，通常可采用人工拆除法、火烧法、控制爆破拆除法等三种方法。

(1)人工拆除法：搭建脚手棚架，人工从烟囱顶部往下拆除。

优点：不用炸药，无需申请办理爆破、民爆材料使用审批手续。

缺点：高空作业及若烟囱体风化或竖向裂缝时，拆除安全隐患大；材料、人工使用量大，工期相对长，拆除工程约需要10 d时间。

(2)火烧法：在烟囱底部开凿倒向缺口，一边拆除一边用可燃性抗压支撑圆木支撑缺口，使之形成“打满堂”支撑，然后浇洒助燃剂(柴油)，点燃支撑圆木，使之软化烟囱失衡倒下。

优点：不用炸药，无需申请办理爆破、民爆材料使用审批手续；拆除费用相对人工拆除法低廉。

缺点：需要准确设计开凿缺口的宽度，开凿缺口小了，支撑圆木燃烧后烟囱不能倒塌，开凿缺口过大，会产生开凿过程中烟囱失衡倒塌危及现场施工人员的安全；施工时间相对长，拆除工程约需要6 d时间。

(3)控制爆破拆除法：人工预开凿定向窗和倒向缺口，钻孔微差爆破倒向支撑墙体，使烟囱失稳按预定方向倒下。

优点：该方法技术含量高、安全可靠，工作量小，工期短，拆除工程约需要3 d时间。

缺点：使用炸药、雷管，须向公安部门申请办理爆破、民爆材料使用审批手续。费用相对高。

综合上述，码头建设区域原砖厂烟囱拆除工程，结合施工现场周边环境和拆除工期紧迫，笔者作为本拆除工程的项目负责人，提出采用“简易快速控制爆破拆除方法”拆除。

3拆除工程实施方案

“简易快速控制爆破拆除方法”，不需人工预开凿定向窗和倒向缺口，只在倒向缺口范围直接钻孔、装药、不设微差一次瞬爆，爆破使烟囱底部形成切口，烟囱失稳坠倒向预定区域。此方法比常规控制爆破拆除法施工时间短、人工少、使用民爆材料少，雷管型号单一化。因不需要人工预开凿定向窗和倒向缺口，安全隐患大大降低，施工相对安全。

3.1　烟囱倒塌方向

根据烟囱的高度及四周环境选择烟囱爆破方案，因砖烟囱高为55 m，东南面150 m内为一开阔的平地，拟采用一次性控制爆破倒塌方案，倒塌方向为东南面(SE45°)。(如烟囱倒塌位置狭窄，可在爆破缺口两侧边缘加钻一排竖向贯通钻孔，以确保倒向准确)。

3.2　爆破部位

为了方便钻设炮孔，故拟定该烟囱的爆破部位在+1.0~+2.6 m段。

3.3　爆前场地清理

烟囱倒塌方向靠近根部处有一砖泥混合堆砌物，爆前必须清理，降低其高度在1 m以下(烟道在爆破缺口范围内)，降低高度基本与烟道顶平行，所以不需要特殊处理。

4爆破技术参数

4.1　爆破缺口长

(1)缺口圆心角：β=226°，烟囱底部1m高处外周长13m；

(3)支承部分弧长：L2=4.8 m。

4.2　爆破缺口形状

因该烟囱东南面(SE45°)方向空地长150 m，有足够的余地，故选择爆破缺口形状为正方形。详见图2。

爆破缺口示意图

A-A′剖面示意图

4.3　爆高

根据理论计算数据及实践经验，取爆高h=1.6 m。暴高稍大一点，是考虑让烟囱爆破过程下坠、折断、倒塌半径减少。

4.4　爆破参数

(1)最小抵抗线：W=0.36 m；

(2)壁厚：δ=0.5m；

(3)炮孔深度：L=0.65δ=0.65×0.5=0.33m；

(4)炮孔间距：a=0.45 m；

(5)炮孔排距：b=0.4 m；

(6)炮孔排数：5排；

(7)炮孔数：N=(8.2÷0.45+1)×3+(8.2÷0.45)×2=94孔；

(8)单位炸药消耗量：q=0.8 kg/m3；

(9)单孔装药量：Q=q×a×b×δ=0.8×0.45×0.4×0.5=0.072kg；

(10)总装药量：Q总=NQ=94×0.072=6.77 kg；

(11)耗用雷管数：瞬发电雷管2×94=188发。

4.5　炮孔排列

采用梅花形炮孔排列。详见图3：烟囱爆破炮孔排列图。

图3　炮孔布置立面示意图

4.6　起爆方法及爆破网路

炮孔全部采用瞬发电雷管装孔引爆，保险起见每孔2发电雷管，电雷管脚线用标准号，爆破网路采用简单的串联连接法。

5爆破安全距离计算及警戒半径的确定

5.1　计算依据

《爆破安全规程》(GB6722-2003)

安全振动速度：3 cm/s；

爆破总装药量Q总：Q总=6.77 kg；

装药量最大的一段起爆炸药量：Qmax=6.77 kg；

单孔装药量：72 g；

设需保护建筑物距爆区等效距离：R=30 m。

5.2　爆破空气冲击波安全距离

对在避炮掩体内的起爆人员：

5.3　考虑爆破地震波

(1)

式中：V——介质质点振动速度，cm/s；

Qmax——装药量最大的一段起爆炸药量，kg；

R——爆区几何中心至保护建筑物的最小距离，m；

K·α——与爆区地形、地质条件有关的系数、衰减指数；

取k=150；α=1.5。

2.38cm/s∠3cm/s，振速属于安全范围内。

5.4　爆破飞石安全距离

g为系数，取g=9.8。

5.5　警戒半径R警的确定

根据《爆破安全规程》及上述爆破有害效应计算情况，确定安全警戒半径R警为150 m。

6施工期

钻设炮眼、清理倒塌方向的乱砖泥堆的时间为半天，装药警戒爆破的时间为半天，共需要工期1 d。(该工期不包括办理相关手续及雷雨天)。

7体会及成本分析对比

本工程施工顺利，爆破成功。当天施工队进场施工至烟囱控制爆破按预定方位安全倒塌，剩余爆破物品全部销毁，仅用了大半天时间(下午3：30结束)。体会及成本分析对比仅限“简易快速控制爆破拆除与常规控制爆破拆除”。

(1)在时间上，与以往常规控制爆破拆除烟囱施工法(施工需3 d)节省时间少于2/3时间。

(2)在使用爆破材料上省料。见表1：

表1　采用简易快速控制爆破拆除烟囱法与常规控制爆破拆除烟囱法的耗材对比表

备注:根据民爆公司规定火工材料购买规格以件数为单位，故剩余量较多。

(3)从上表看出爆破材料总消耗：

①简易快速控制爆破拆除烟囱法耗材：

乳化炸药8 kg，电雷管200发；

②常规控制爆破拆除烟囱法耗材：

乳化炸药8 kg，电雷管100发，非电导爆管2 000发。

对比前种方法多消耗：电雷管100发，非电导爆管2 000发。

8结语

综上可见，“简易快速控制爆破拆除”能在确保施工安全的前提下，将烟囱按指定方位爆破拆除下来，且省时、省工、省料，大大降低安全风险和施工成本，在港口码头、公路、车站等交通工程建设中涉及爆破拆除烟囱工程方面，是值得推广的一种控制爆破拆除方法，适宜拆除爆破B级、60 m高以下砖结构烟囱。

参考文献

[1]史秀志，等.水塔折叠爆破技术[J].工程爆破，2000(4)：26-29.

[2]张云鹏.爆破工程[M].北京：冶金工业出版社，1996.

[3]吕美东，等.四洲砖厂烟囱爆破拆除技术[C].广西工程爆破论文集.北京：中国大地出版社，2005.

Research on Chimney Demolition Method by Quick and Easy Controlled Blasting

WU Gui-kang

(Nanning Waterway Authority，Nanning，Guangxi，530031)

Abstract：Combined with chimney blasting demolition practices in dock construction of Guiping Changan Industrial Park，this article introduced a quick and easy chimney demolition method by con-trolled blasting，which can reduce the safety risk and construction cost，thereby providing the reference for the chimney blasting demolition engineering involved in the transportation construction projects such as ports，highway，and railway stations.

Keywords：Dock construction；Controlled blasting；Chimney demolition；Cost comparison

文章编号：1673-4874(2015)12-0080-05

中图分类号：U653.96

文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.018

作者简介

收稿日期：2015-11-15 2015-11-09