周浩倉，王 泳

(1.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410012； 2.南昌陸軍學(xué)院，江西 南昌 330103； 3.江西國泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

爆破法開定向窗的煙囪控制爆破拆除

周浩倉1,3，王 泳2

(1.長沙礦山研究院有限責(zé)任公司， 湖南 長沙 410012； 2.南昌陸軍學(xué)院，江西 南昌 330103； 3.江西國泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

通過具體工程實(shí)例，詳細(xì)論述了利用爆破法開定向窗拆除不對(duì)稱煙道煙囪的控制爆破方法、爆破參數(shù)設(shè)計(jì)、微差時(shí)間選擇、爆破振動(dòng)控制和飛石防護(hù)等技術(shù)，以給類似工程提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

定向窗；不對(duì)稱煙道煙囪；倒塌；控制爆破

珠湖磚廠有一廢舊磚結(jié)構(gòu)圓形煙囪需要拆除，經(jīng)實(shí)際測(cè)量煙囪高53.0 m，底部外徑4.95 m，周長15.54 m，壁厚80 cm，內(nèi)部另有0.3 m厚耐火磚，煙囪已很久未使用，上部向西南有8°左右傾斜，可能影響倒塌方向的控制，且煙道采用混凝土柱與煙囪相連，其煙道寬度為1.0 m，混凝土柱高為1.7 m，截面為0.3 m×0.3 m。

被拆除煙囪四周，東面35.0 m有一條通訊電纜，51.0 m為河流，煙囪北面12.0 m為村民看護(hù)菜地的住房，18.0 m為菜地，西邊30.0 m為磚廠燒磚窯，50.0 m為鄉(xiāng)村公路，南邊100.0 m處為河流，具體環(huán)境見圖1。

圖1 煙囪四周環(huán)境示意圖

1 爆破方案

(1) 由于煙囪上有很多裂紋及開定向窗位置正好有鋼筋混凝土立柱，若采用人工辦法開設(shè)定向窗，可能因敲擊振動(dòng)過大引起頂部塌落而出現(xiàn)事故。

(2) 根據(jù)測(cè)量，煙囪上部向西南有8°傾斜，有可能會(huì)影響煙囪倒塌方向的精確控制。

1.1 傾倒方向

根據(jù)現(xiàn)場勘查和煙囪結(jié)構(gòu)，決定采用定向傾倒爆破方案，倒塌方向?yàn)橄蚰掀珫|6°，這樣設(shè)計(jì)是為了更好校正煙囪頂部傾斜，讓煙囪準(zhǔn)確倒塌在正南方向，以防止煙囪上部傾斜倒塌而砸壞西邊的燒磚窯，從而避免爆破拆除過程中對(duì)周邊建構(gòu)筑物的損害。

1.2 爆破切口

爆破切口的形狀、切口位置、切口是否對(duì)稱和切口與地面高度等是影響煙囪失穩(wěn)及定向傾倒位置的關(guān)鍵因素，是本次爆破設(shè)計(jì)需要認(rèn)真考量的，特別是要充分利用煙囪本身構(gòu)造和現(xiàn)有狀況，合理設(shè)置切口位置與形狀(見圖2)。

(1) 切口位置。爆破切口選擇在靠近煙囪煙道一側(cè)，具體見圖2，為保證施工簡單和易于操作，切口距地面0.5 m。

(2) 切口形狀。考慮到準(zhǔn)確定位和倒塌，采用上小下大的切口，切口形狀大體類似正梯形(見圖2)。

(3) 切口尺寸。切口尺寸應(yīng)滿足煙囪傾覆倒塌的需要，并保證預(yù)留部分最大，以防止煙囪后傾和影響倒塌方向的準(zhǔn)確。因此，取爆破切口下部對(duì)應(yīng)的圓心角為202°，煙囪下部切口長度為8.7 m，占所處周長的56%，上部切口長度為5.3 m，切口高度為2.5 m，定向窗傾倒角為26°，切口尺寸見圖2。

(4) 定向窗開設(shè)。本次定向窗開設(shè)采用人工和爆破兩種，右邊定向窗通過人工爆破前開設(shè)好，以確保爆破倒塌的準(zhǔn)確定向，防止其倒塌時(shí)向右邊傾斜。左邊的定向窗采用爆破方法開設(shè)，其原因是開設(shè)定向窗位置為煙道的鋼筋混凝土柱，采用人工開設(shè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且若人工開設(shè)只能用風(fēng)鎬，振動(dòng)過大怕引起煙囪頂部傾斜部分塌落造成事故，炮孔布置見圖3，其大小與人工開設(shè)一致。

本次爆破法開設(shè)定向窗，其要求是：不但要完全爆破掉煙道和混凝土柱體，使其對(duì)倒塌的煙囪沒有任何支撐，同時(shí)還要準(zhǔn)確形成與人工開鑿的定向窗形狀、位置和大小一致，以避免影響煙囪倒塌方向。

圖2 爆破切口與位置

圖3 炮孔布置及裝藥

1.3 爆破參數(shù)

根據(jù)公司現(xiàn)有設(shè)備，采用YT28氣腿式鑿巖機(jī)鉆孔，炮孔布置為梅花型，共布設(shè)4排炮孔，爆破前通過掏灰口進(jìn)去將耐火磚層敲斷，使其不連續(xù)，以免爆破后其影響倒塌。其他主要爆破參數(shù)見表1。

表1 主要爆破參數(shù)

1.4 裝藥結(jié)構(gòu)

為裝藥方便和加快煙囪倒塌，本次爆破采用了比常規(guī)煙囪爆破大4倍的裝藥量，且筒壁全部采用同段雷管，目的是使煙囪爆破后盡快下座、快速倒塌，讓煙囪沒有靠自身失穩(wěn)倒塌的機(jī)會(huì)，以保障按照設(shè)計(jì)方向倒塌。

本項(xiàng)目選用32 mm卷狀乳化炸藥，筒壁每個(gè)炮孔裝200 g乳化炸藥，安裝一發(fā)5段導(dǎo)爆管雷管，定向窗每個(gè)炮孔裝150 g乳化炸藥，安裝一發(fā)1段導(dǎo)爆管雷管。筒壁和定向窗均采用連續(xù)裝藥。

1.5 起爆網(wǎng)絡(luò)

起爆網(wǎng)絡(luò)采用毫秒導(dǎo)爆管雷管，孔內(nèi)延期，分兩個(gè)延時(shí)區(qū)，定向窗炮孔內(nèi)裝1段毫秒雷管，筒壁切口炮孔內(nèi)全部裝5段毫秒雷管，孔外采用“一把抓”的形式，將不超過15發(fā)導(dǎo)爆管雷管抓成一把，每把用2發(fā)1段瞬發(fā)電雷管串聯(lián)，每把電雷管相連形成網(wǎng)絡(luò)，檢查無誤后與主起爆網(wǎng)絡(luò)連接，形成起爆網(wǎng)絡(luò)，待做好警戒后起爆。

2 爆破施工與安全防護(hù)

2.1 爆破施工

根據(jù)合同和進(jìn)度安排，計(jì)劃1天完成拆除任務(wù)，上午布孔和鉆孔、驗(yàn)孔、校核爆破參數(shù)、準(zhǔn)備防護(hù)材料和召開協(xié)調(diào)會(huì)等，下午裝藥、連線、防護(hù)、警戒、起爆和爆后檢查等。起爆時(shí)間確定在下午16∶10，這個(gè)時(shí)間段，正好是學(xué)校沒有放學(xué)、附近人員都在上班，有利于警戒和爆破。

2.2 安全防護(hù)

根據(jù)設(shè)計(jì)本工程重點(diǎn)是防護(hù)爆破飛石，設(shè)計(jì)爆破炮孔位置用一層竹芭、一層鐵絲網(wǎng)和一層草袋進(jìn)行防護(hù)，分別將竹芭、鐵絲網(wǎng)和草袋裹包在炮孔位置，每邊超出炮孔0.8 m。因定向窗位置無法包裹，把竹芭緊貼定向窗位置放好，竹芭外邊用沙袋堆起，堆高超過定向窗位置0.8 m。本次爆破的安全警戒距離按照《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)設(shè)置為200 m，防護(hù)過程見圖4。

圖4 防護(hù)過程

3 爆破效果

起爆后煙囪緩緩向設(shè)計(jì)的倒塌方向傾倒，約1.6 s后全部倒塌(見圖5)。

倒塌過程出現(xiàn)煙囪上部變形、折斷、形成緊連的兩端快速下落，然后倒塌在設(shè)計(jì)的方向，煙囪堆渣寬度最大處8.6 m，最大長度43.1 m，大部分集中在37.0 m以內(nèi)，煙囪全部解體松散(見圖6)。

圖5 煙囪倒塌過程

圖6 煙囪倒塌現(xiàn)場

從爆破后爆堆情況來看：煙囪在倒塌中沒有發(fā)生后座現(xiàn)象，爆破飛石控制在40.0 m范圍內(nèi)，沒有給周邊建構(gòu)筑物造成損害。

4 結(jié) 語

(1) 對(duì)于傾斜或年久不使用煙囪，在爆破前一定要詳細(xì)勘察其結(jié)構(gòu)，做爆破設(shè)計(jì)一定要考慮施工安全，防止因鉆孔、開設(shè)定向窗而引起事故，必要時(shí)可以像本工程一樣采用爆破法開設(shè)定向窗。

(2) 爆破前建議將內(nèi)襯采用人工辦法敲斷，有利于煙囪倒塌和定向。

(3) 盡量采用振動(dòng)小的鉆孔設(shè)備，防止因鉆孔振動(dòng)使煙囪上部松散的磚塊掉落引發(fā)事故。

[1]汪旭光,等.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2014.

[2]GB6722-2014.爆破安全規(guī)程[S]. [3]孫俊鵬,繆玉松,周衍明,等.非對(duì)稱定向窗爆破拆除煙囪的施工技術(shù)[J].采礦技術(shù),2014,14(06):115-117.

[4]孫向陽,朱金華,郭天天.210 m高鋼筋混凝土煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術(shù),2014,14(05):115-116，139.

[5]楊樹全,文輝軍,朱金華.60 m高風(fēng)化裂縫磚煙囪定向爆破拆除[J].采礦技術(shù),2014,14(05):129-130，139.(收稿日期：2016-10-27)

周浩倉(1964-)，男，陜西岐山人，高級(jí)工程師，主要從事爆破技術(shù)研究、爆破施工設(shè)計(jì)與管理工作，Email：351931092@qq.com。