村镇复杂环境下倾斜砖烟囱定向爆破拆除

母其现

(云南安化有限责任公司开远分公司, 云南 开远市 661699)

伴随着社会经济的高速发展,在城市扩建和企业升级改造中不可避免会遇到高耸建筑物的拆除,如烟囱、水塔等.这种高耸建筑物的结构特点是高度远大于直径,当这些建筑物位于人口集中的城市或企业厂区内,采用机械方法拆除,容易存在安全隐患.采用爆破方法拆除,在建筑物底部进行钻孔爆破,可以使建筑物失稳倒塌,不仅效率高且可以保证施工安全,在工程实践中得到了大量应用.

1 工程概况

为防止瑞丽市杜朝云红砖厂内的45 m废弃倾斜砖烟囱因长期风化导致垮塌事故,瑞丽市政府决定对这座废弃烟囱进行爆破拆除,以消除安全隐患.拟拆除的砖烟囱位于云南省德宏州瑞丽市杜朝云红砖厂厂区内,烟囱为砖混结构,下部为已废弃砖窑,自砖窑以上标高45 m,底部周长11.6 m,壁厚65 c m,烟囱向东南方向倾斜0.5°(见图1).待拆烟囱东边30 m为居民楼房;南边30 m为仓库,南边偏西32 m为民房;西边距离最近民房36 m;西北边38 m为电线,北边139 m为仓库.烟囱周围环境详见图2.

图1 烟囱倾斜情况

图2 待拆烟囱周围环境

2 爆破方案

根据现场踏勘了解的烟囱高度、结构尺寸资料及周围环境情况和业主方对爆破施工的安全要求等,确定采用定向控制爆破技术予以拆除,即在底部通过相应的爆破技术形成一个切口,使烟囱失稳倾斜,当切口闭合时,烟囱重心投影偏出支撑面,从而完成在重力作用下的定向加速倾倒.力求通过精心设计和采取有效的防护措施将爆破振动、塌落振动、爆破飞散物等爆破有害效应控制在合理范围内.

2.1 倒塌方向及爆破切口确定

本次爆破拆除烟囱采用单切口定向倒塌方式.根据周围环境和业主要求,设计倒塌方向见图3.参考类似工程选定本次爆破方案的切口形式为梯形爆破切口[1G2].

烟囱切口圆心角直接决定切口展开长度,而切口长度决定了倾覆力矩的大小,切口偏长,倾覆力矩偏大,爆破切口形成瞬间形成铰支的保留壁面易在烟囱上部重量作用下破坏而产生后座,不利于烟囱的平稳倒塌,甚至可能导致烟囱倾倒发生偏斜.参考类似工程取爆破切口圆心角为200°[3G4](见图3).同时因烟囱本身存在倾斜,且风化严重,所以需要开设定位窗来保证倾倒方向(见图4).

图3 烟囱余留截面及爆破切口

图4 定位窗

2.2 爆破切口的几何参数

因设计倒塌方向与烟囱倾斜方向夹角为120°,且周围环境较复杂,故不能忽略烟囱因倾斜而引起的倒向偏差,必须采取有效措施对烟囱的倾斜偏差加以控制.其纠偏角计算公式见式(1)[5G8].

式中,α为纠偏角;Me为烟囱倾斜产生的偏心矩,N