58 m高鍋爐房的爆破拆除

陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

58 m高鍋爐房的爆破拆除

陸林欣，張韓濤

(湖南中人爆破工程有限公司， 湖南 長沙 410005)

介紹了復(fù)雜環(huán)境條件下爆破拆除鍋爐房的實(shí)例。該工程由于周邊環(huán)境條件受限，通過整體設(shè)計(jì)方案的論述，解決了前側(cè)傾倒場地不足，后側(cè)禁止后座的控制問題，保證了設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

鍋爐房；爆破拆除；安全控制

1 工程概況

陜西華能秦嶺發(fā)電有限公司將原有的3#、4#機(jī)組關(guān)停，并將該機(jī)組的鍋爐房予以拆除。由于待拆除的鍋爐房為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，高度為58 m，無法采用人工或機(jī)械方式安全、快速拆除，決定采用控制爆破技術(shù)進(jìn)行拆除。

1.1 鍋爐房的結(jié)構(gòu)

待拆鍋爐房屬于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。橫向?qū)挾葹?2 m，縱向長度為30 m，由四行橫柱、四列縱柱共16根柱組成，支撐柱斷面尺寸為70 cm×180 cm和70 cm×100 cm，鍋爐房剖面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 鍋爐房剖面結(jié)構(gòu)

1.2 周邊環(huán)境

3#、4#鍋爐房位于廠區(qū)中部，東側(cè)20 m為需要保留的輸煤廊道，30 m為辦公樓；南側(cè)35 m處有一組與鍋爐房平行的電纜溝需要重點(diǎn)保護(hù)，150 m處為龍海鐵路；東南角有一間配電房，距離3#鍋爐房28 m，配電房有1 m部分與3#鍋爐房的東側(cè)支撐柱軸線重疊；西側(cè)30 m外為暫不拆除的5#鍋爐房；北側(cè)5 m為暫不拆的3#、4#機(jī)組的煤斗間，拆除環(huán)境較為復(fù)雜(見圖2)。

圖2 周邊環(huán)境

2 爆破方案

根據(jù)鍋爐房自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和周邊環(huán)境情況，爆破拆除時(shí)要求鍋爐房倒塌過程中不能損壞周邊的保留建筑和設(shè)施，確定以下拆除方案：

(1) 對3#、4#鍋爐房采取一次性定向爆破的方法進(jìn)行拆除。

(2) 提高爆破切口高度，控制鍋爐房的倒塌距離在30 m范圍內(nèi)，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在25 m之內(nèi)。

(3) 對鍋爐房采取微差依次起爆，控制觸地產(chǎn)生的振動(dòng)速度小于安全允許的最大振動(dòng)速度。

(4) 為防止后座而損壞保留的煤斗間支撐柱，爆破采取后支撐前移技術(shù)，保證不發(fā)生較大的后座現(xiàn)象。

3 爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

3.1 倒塌方向的確定

由于周邊環(huán)境條件受限，可供倒塌方向上的距離不足，因此，擬采用提高爆破切口高度對鍋爐房實(shí)施定向倒塌爆破，倒塌方向確定為：4#鍋爐房沿縱軸線方向向南倒塌；3#鍋爐房沿對角線向西南方向倒塌(見圖3)。

圖3 倒塌方向

3.2 爆破切口設(shè)計(jì)

爆破切口大小、高低位置是鍋爐房能否按設(shè)計(jì)方向順利倒塌和控制較小倒塌范圍的重要保證。根據(jù)鍋爐房現(xiàn)有平臺(tái)鉆孔施工條件，倒塌方向的前兩排柱采取高切口，在24 m高平臺(tái)上設(shè)計(jì)爆破切口，使倒向第一排支撐柱的爆高達(dá)到26 m，控制鍋爐房的倒塌距離在25 m范圍內(nèi)，配電房位置控制鍋爐房倒塌距離在20 m距離內(nèi)；倒塌方向的后排柱僅爆出一個(gè)鉸口，防止鍋爐倒塌過程中后座(見圖1)。倒塌范圍控制在倒塌方向前方25 m，側(cè)面10 m，后方2 m范圍內(nèi)。

3.3 爆高尺寸的確定

鍋爐房立柱爆高根據(jù)計(jì)算爆高達(dá)到3.3 m時(shí)就可以滿足立柱失穩(wěn)條件，為了確保立柱失穩(wěn)并產(chǎn)生足夠的傾倒角度，鍋爐房各排立柱爆破高度參數(shù)見表1。

表1 鍋爐房立柱爆破高度

3.4 爆破參數(shù)選擇

爆破鉆孔使用40 mm鉆頭，炸藥選用乳化炸藥。爆破參數(shù)根據(jù)常用公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算所得見表2。

表2 單個(gè)鍋爐房爆破參數(shù)

3.5 起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)

起爆元件使用半秒塑料導(dǎo)爆管延期雷管(HS2～HS6)，傳爆元件使用毫秒導(dǎo)爆管和四通聯(lián)接件，擊發(fā)元件使用高能起爆器。

為了減輕構(gòu)筑物一次倒地沖擊振動(dòng)質(zhì)量，同時(shí)使構(gòu)筑物各排柱之間的梁、柱在爆破過程中有足夠的時(shí)間變形、解體，鍋爐房爆破采用孔內(nèi)半秒微差起爆。

4#鍋爐房按A軸、B軸、C、D軸的順序間隔500 ms起爆，C軸和D軸同時(shí)作為支撐軸，同步起爆，確保后側(cè)不產(chǎn)生后座。

3#鍋爐房采取斜線起爆順序，從A軸的①柱至D軸的④柱分4個(gè)區(qū)段逐次起爆，每個(gè)區(qū)段時(shí)差500 ms。具體起爆分段延時(shí)時(shí)序見圖4。

圖4 起爆順序

4 爆破安全

4.1 爆破振動(dòng)控制

從構(gòu)筑物的爆破參數(shù)表和分段延時(shí)表統(tǒng)計(jì)出各段雷管的用藥量如表3所示。

表3 各段雷管爆破藥量

最大一段HS4段單響藥量為75.76 kg,距爆心不同距離質(zhì)點(diǎn)爆破振動(dòng)速度計(jì)算結(jié)果見表4。

表4 不同距離的振動(dòng)速度

依據(jù)表4，鍋爐房爆破振動(dòng)不會(huì)對周邊需要保護(hù)的建筑物產(chǎn)生有害影響。

4.2 塌落振動(dòng)控制

由于鍋爐房為高大建筑物，爆破使其傾倒時(shí)會(huì)對地面產(chǎn)生塌落振動(dòng)，根據(jù)業(yè)內(nèi)估算塌落振動(dòng)的常用經(jīng)驗(yàn)公式，不同距離的目標(biāo)產(chǎn)生的振動(dòng)速度見表5。

表5 不同距離的塌落觸地振動(dòng)速度

從計(jì)算結(jié)果可分析出，鍋爐房傾倒時(shí)的沖擊振動(dòng)對離其20 m以外的廠房建筑物振動(dòng)影響較小，不會(huì)造成損壞。爆破振動(dòng)和塌落振動(dòng)對周邊的建筑物和設(shè)施不會(huì)造成有害影響。

4.3 飛石控制

拆除控制爆破無防護(hù)條件下個(gè)別飛石的最大飛散距離，按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算為63 m，根據(jù)無防護(hù)條件下個(gè)別飛石最大飛散距離估算結(jié)果以及周邊環(huán)境復(fù)雜的實(shí)際情況，對爆破飛石須采取預(yù)防技術(shù)措施, 加強(qiáng)防護(hù)，以減少飛散距離。主要措施是在爆破部位使用草簾、鐵絲網(wǎng)進(jìn)行外部包裹防護(hù)，防護(hù)后個(gè)別飛散物的飛散距離不會(huì)大于30 m，對周圍建筑物不會(huì)造成危害。

5 爆破效果

按設(shè)計(jì)時(shí)差3#、4#鍋爐房間隔500 ms起爆，起爆后鍋爐房爆破切口以上部分整體快速下落，然后是觸地傾倒，鍋爐房的頂部建筑在傾倒中散架垮塌，垮塌過程持續(xù)了10 s。解體非常充分，爆堆最高點(diǎn)約5 m。3#鍋爐房因采取了斜線起爆，鍋爐房整體向縱軸線的右側(cè)發(fā)生偏轉(zhuǎn)(見圖5)，前方倒塌距離在20 m范圍內(nèi)，達(dá)到了預(yù)期目的。4#鍋爐房前方倒塌距離在25 m左右。兩個(gè)鍋爐房的后側(cè)沒有發(fā)生后座現(xiàn)象。后方需要保護(hù)的建筑完好無損。爆破飛石沒有對周邊的建筑造成任何損壞，爆破振動(dòng)和塌落振動(dòng)在辦公樓實(shí)測振動(dòng)速度為1.4 cm/s(距離3#鍋爐房邊緣28 m),符合設(shè)計(jì)要求，爆破達(dá)到了預(yù)期目的。

圖5 鍋爐房起爆瞬間

[1]史家堉,程貴海,鄭長青.建筑物爆破拆除爆破理論實(shí)踐[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2]汪旭光,于亞倫.拆除爆破理論與工程實(shí)例[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]韋克武,陸林欣,湯山元,等.混合結(jié)構(gòu)樓房分段連續(xù)定向拆除爆破[J].爆破,2000(03):49-52.

[4]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.

[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：2016-10-22)

陸林欣(1963-)，男，高級工程師，主要從事爆破工程技術(shù)及管理工作，Email：2960236355@qq.com。