簡易快速控制爆破拆除煙囪方法研究

巫桂康

(南寧航道管理局，廣西　南寧　530031)

簡易快速控制爆破拆除煙囪方法研究

巫桂康

(南寧航道管理局，廣西南寧530031)

巫桂康(1958—)，工程師，主要從事航道港口施工管理工作。

摘要：文章結(jié)合桂平市長安工業(yè)園區(qū)碼頭建設(shè)煙囪爆破拆除工程實(shí)例，介紹一種簡易快速控制爆破拆除煙囪的方法，能降低安全風(fēng)險(xiǎn)和施工成本，為港口碼頭、公路、車站等交通工程建設(shè)中涉及的爆破拆除煙囪工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：碼頭建設(shè)；控制爆破；煙囪拆除；成本對比

0引言

高大型建筑物拆除，特別是鋼筋混凝土構(gòu)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：利用力學(xué)理論，通過微差爆破使建筑物失穩(wěn)而按設(shè)計(jì)方位塌落，并在塌落過程中相互作用使建筑物破碎。該方法具有技術(shù)含量高、安全可靠的特點(diǎn)，但需要布設(shè)炮眼、開切口、開定向窗、預(yù)切割建筑物鋼筋和輔助配重加壓、鋼纜繩牽引等工作，存在工序較復(fù)雜、工期較長、工作量大的問題。

本文通過施工實(shí)例介紹一種簡易快速控制爆破拆除煙囪的方法。該方法不需要開缺口、定向窗及鋼纜繩牽引等措施，與常規(guī)控制爆破拆除法相比，具有安全、高效、簡捷、省料等優(yōu)點(diǎn)。

1工程概況

桂平市長安工業(yè)園區(qū)，廣西巴帝食品有限公司碼頭建設(shè)區(qū)內(nèi)有一磚廠煙囪需要拆除。煙囪高約55 m，底部外周長13.5 m，為磚結(jié)構(gòu)單圓筒，底部圓筒壁厚0.5 m，沒有內(nèi)襯。煙囪東面有高壓線、道路，東北有民房，西面有舊工房，東南面和南面150 m內(nèi)為一開闊的平地。其中，煙囪距離民房約100 m，距離道路、高壓線約80 m，見圖1。

圖1　煙囪平面位置示意圖

2施工方案選擇

對于煙囪的拆除，通常可采用人工拆除法、火燒法、控制爆破拆除法等三種方法。

(1)人工拆除法：搭建腳手棚架，人工從煙囪頂部往下拆除。

優(yōu)點(diǎn)：不用炸藥，無需申請辦理爆破、民爆材料使用審批手續(xù)。

缺點(diǎn)：高空作業(yè)及若煙囪體風(fēng)化或豎向裂縫時(shí)，拆除安全隱患大；材料、人工使用量大，工期相對長，拆除工程約需要10 d時(shí)間。

(2)火燒法：在煙囪底部開鑿倒向缺口，一邊拆除一邊用可燃性抗壓支撐圓木支撐缺口，使之形成“打滿堂”支撐，然后澆灑助燃劑(柴油)，點(diǎn)燃支撐圓木，使之軟化煙囪失衡倒下。

優(yōu)點(diǎn)：不用炸藥，無需申請辦理爆破、民爆材料使用審批手續(xù)；拆除費(fèi)用相對人工拆除法低廉。

缺點(diǎn)：需要準(zhǔn)確設(shè)計(jì)開鑿缺口的寬度，開鑿缺口小了，支撐圓木燃燒后煙囪不能倒塌，開鑿缺口過大，會產(chǎn)生開鑿過程中煙囪失衡倒塌危及現(xiàn)場施工人員的安全；施工時(shí)間相對長，拆除工程約需要6 d時(shí)間。

(3)控制爆破拆除法：人工預(yù)開鑿定向窗和倒向缺口，鉆孔微差爆破倒向支撐墻體，使煙囪失穩(wěn)按預(yù)定方向倒下。

優(yōu)點(diǎn)：該方法技術(shù)含量高、安全可靠，工作量小，工期短，拆除工程約需要3 d時(shí)間。

缺點(diǎn)：使用炸藥、雷管，須向公安部門申請辦理爆破、民爆材料使用審批手續(xù)。費(fèi)用相對高。

綜合上述，碼頭建設(shè)區(qū)域原磚廠煙囪拆除工程，結(jié)合施工現(xiàn)場周邊環(huán)境和拆除工期緊迫，筆者作為本拆除工程的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，提出采用“簡易快速控制爆破拆除方法”拆除。

3拆除工程實(shí)施方案

“簡易快速控制爆破拆除方法”，不需人工預(yù)開鑿定向窗和倒向缺口，只在倒向缺口范圍直接鉆孔、裝藥、不設(shè)微差一次瞬爆，爆破使煙囪底部形成切口，煙囪失穩(wěn)墜倒向預(yù)定區(qū)域。此方法比常規(guī)控制爆破拆除法施工時(shí)間短、人工少、使用民爆材料少，雷管型號單一化。因不需要人工預(yù)開鑿定向窗和倒向缺口，安全隱患大大降低，施工相對安全。

3.1　煙囪倒塌方向

根據(jù)煙囪的高度及四周環(huán)境選擇煙囪爆破方案，因磚煙囪高為55 m，東南面150 m內(nèi)為一開闊的平地，擬采用一次性控制爆破倒塌方案，倒塌方向?yàn)闁|南面(SE45°)。(如煙囪倒塌位置狹窄，可在爆破缺口兩側(cè)邊緣加鉆一排豎向貫通鉆孔，以確保倒向準(zhǔn)確)。

3.2　爆破部位

為了方便鉆設(shè)炮孔，故擬定該煙囪的爆破部位在+1.0~+2.6 m段。

3.3　爆前場地清理

煙囪倒塌方向靠近根部處有一磚泥混合堆砌物，爆前必須清理，降低其高度在1 m以下(煙道在爆破缺口范圍內(nèi))，降低高度基本與煙道頂平行，所以不需要特殊處理。

4爆破技術(shù)參數(shù)

4.1　爆破缺口長

(1)缺口圓心角：β=226°，煙囪底部1m高處外周長13m；

(3)支承部分弧長：L2=4.8 m。

4.2　爆破缺口形狀

因該煙囪東南面(SE45°)方向空地長150 m，有足夠的余地，故選擇爆破缺口形狀為正方形。詳見圖2。

爆破缺口示意圖

A-A′剖面示意圖

4.3　爆高

根據(jù)理論計(jì)算數(shù)據(jù)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取爆高h(yuǎn)=1.6 m。暴高稍大一點(diǎn)，是考慮讓煙囪爆破過程下墜、折斷、倒塌半徑減少。

4.4　爆破參數(shù)

(1)最小抵抗線：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)炮孔間距：a=0.45 m；

(5)炮孔排距：b=0.4 m；

(6)炮孔排數(shù)：5排；

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

(8)單位炸藥消耗量：q=0.8 kg/m3；

(9)單孔裝藥量：Q=q×a×b×δ=0.8×0.45×0.4×0.5=0.072kg；

(10)總裝藥量：Q總=NQ=94×0.072=6.77 kg；

(11)耗用雷管數(shù)：瞬發(fā)電雷管2×94=188發(fā)。

4.5　炮孔排列

采用梅花形炮孔排列。詳見圖3：煙囪爆破炮孔排列圖。

圖3　炮孔布置立面示意圖

4.6　起爆方法及爆破網(wǎng)路

炮孔全部采用瞬發(fā)電雷管裝孔引爆，保險(xiǎn)起見每孔2發(fā)電雷管，電雷管腳線用標(biāo)準(zhǔn)號，爆破網(wǎng)路采用簡單的串聯(lián)連接法。

5爆破安全距離計(jì)算及警戒半徑的確定

5.1　計(jì)算依據(jù)

《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)

安全振動速度：3 cm/s；

爆破總裝藥量Q總：Q總=6.77 kg；

裝藥量最大的一段起爆炸藥量：Qmax=6.77 kg；

單孔裝藥量：72 g；

設(shè)需保護(hù)建筑物距爆區(qū)等效距離：R=30 m。

5.2　爆破空氣沖擊波安全距離

對在避炮掩體內(nèi)的起爆人員：

5.3　考慮爆破地震波

(1)

式中：V——介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動速度，cm/s；

Qmax——裝藥量最大的一段起爆炸藥量，kg；

R——爆區(qū)幾何中心至保護(hù)建筑物的最小距離，m；

K·α——與爆區(qū)地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)、衰減指數(shù)；

取k=150；α=1.5。

2.38cm/s∠3cm/s，振速屬于安全范圍內(nèi)。

5.4　爆破飛石安全距離

g為系數(shù)，取g=9.8。

5.5　警戒半徑R警的確定

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》及上述爆破有害效應(yīng)計(jì)算情況，確定安全警戒半徑R警為150 m。

6施工期

鉆設(shè)炮眼、清理倒塌方向的亂磚泥堆的時(shí)間為半天，裝藥警戒爆破的時(shí)間為半天，共需要工期1 d。(該工期不包括辦理相關(guān)手續(xù)及雷雨天)。

7體會及成本分析對比

本工程施工順利，爆破成功。當(dāng)天施工隊(duì)進(jìn)場施工至煙囪控制爆破按預(yù)定方位安全倒塌，剩余爆破物品全部銷毀，僅用了大半天時(shí)間(下午3：30結(jié)束)。體會及成本分析對比僅限“簡易快速控制爆破拆除與常規(guī)控制爆破拆除”。

(1)在時(shí)間上，與以往常規(guī)控制爆破拆除煙囪施工法(施工需3 d)節(jié)省時(shí)間少于2/3時(shí)間。

(2)在使用爆破材料上省料。見表1：

表1　采用簡易快速控制爆破拆除煙囪法與常規(guī)控制爆破拆除煙囪法的耗材對比表

備注:根據(jù)民爆公司規(guī)定火工材料購買規(guī)格以件數(shù)為單位，故剩余量較多。

(3)從上表看出爆破材料總消耗：

①簡易快速控制爆破拆除煙囪法耗材：

乳化炸藥8 kg，電雷管200發(fā)；

②常規(guī)控制爆破拆除煙囪法耗材：

乳化炸藥8 kg，電雷管100發(fā)，非電導(dǎo)爆管2 000發(fā)。

對比前種方法多消耗：電雷管100發(fā)，非電導(dǎo)爆管2 000發(fā)。

8結(jié)語

綜上可見，“簡易快速控制爆破拆除”能在確保施工安全的前提下，將煙囪按指定方位爆破拆除下來，且省時(shí)、省工、省料，大大降低安全風(fēng)險(xiǎn)和施工成本，在港口碼頭、公路、車站等交通工程建設(shè)中涉及爆破拆除煙囪工程方面，是值得推廣的一種控制爆破拆除方法，適宜拆除爆破B級、60 m高以下磚結(jié)構(gòu)煙囪。

參考文獻(xiàn)

[1]史秀志，等.水塔折疊爆破技術(shù)[J].工程爆破，2000(4)：26-29.

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[3]呂美東，等.四洲磚廠煙囪爆破拆除技術(shù)[C].廣西工程爆破論文集.北京：中國大地出版社，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

文章編號：1673-4874(2015)12-0080-05

中圖分類號：U653.96

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.12.018

作者簡介

收稿日期：2015-11-15 2015-11-09