四川雅化实业集团股份有限公司 成都 610000
【摘 要】待拆除钢筋砼烟囱周围厂房尚需保留使用，经现场勘察，仅东北50度方向可提供倒塌空间，遂决定采用定向爆破拆除方式。文中论述了定向窗的开设、爆破参数的确定、安全防护措施等，总结了本次爆破经验供类似工程参考。
【关键词】砼烟囱 ；定向倒塌；爆破参数
1 工程概况
四川金安浆业有限公司位于四川省雅安市雨城区姚桥新区，由于锅炉房改建，现需对该公司80m烟囱进行拆除。烟囱为圆筒式钢筋砼结构，高80m，底部外径6.75m，烟囱筒壁厚为0.7m，其中外部混凝土厚度为0.4m，砖厚度为0.3m。周围厂房尚需保留使用。为了尽可能减小对周围财产的影响，本次爆破确定为定向倒塌。具体环境和倒塌方向见图1所示。
2 爆破参数设计
⑴定向窗
为精确定向，确保安全，在爆破前事先采用机械和人工开凿定向窗口，需开的定向窗形状如下图2所示。
⑵爆破参数：
缺口高度h：
一般缺口高度的确定于烟囱的材质和筒壁厚度有关，烟囱拆除爆破要求爆破部位的筒壁在瞬间抛移原来的位置，一般按经验公式计算后参考烟囱特点具体确定，筒壁较厚时取较小值，筒壁较薄时取较大值，故本工程缺口高度为：
ｈ≥（3～5.0）B＝（3～5.0）×0.7＝2.1～3.5ｍ，根据实际情况我们取ｈ＝2.75ｍ。
②缺口长L：
烟囱的爆破缺口长度一般应大于筒壁周长一半，小于筒壁周长的2/3,再根据烟囱的刚度和材质进行选取，即（1/2）Dπ≤L≤（2/3）Dπ，本工程烟囱完整性较好，我们按较大值选取，将筒壁直径代入上式计算有：
L＝（1/2）×6.75×3.14～（2/3）×6.75×3.14＝10.6～14.13ｍ，实际取L＝13.5ｍ；
缺口对应圆心角：α=360×13.5/21.2=2290。
⑸爆破孔网参数设计：
①最小抵抗线W:
为使烟囱筒壁爆破部位破碎均匀，药包至烟囱内外侧的最小抵抗线应不一样，外部抵抗线W1偏大，内部抵抗线W2偏小，根据实际经验，计算公式一般为：W1=（0.65～0.68）B；W2=（0.32～0.35）B，故本工程内外壁最小抵抗线为：
W1=（0.65～0.68）×0.4=0.26～0.27m，因烟囱为复合结构，混凝土层壁厚为0.4米，耐火砖为内衬层，我们应将炮孔的装药段尽可能布置在混凝土内，故W1实际取0.3米。
W2=（0.32～0.35）×0.4=（0.13～0.15）m，因内壁有内衬，因此应相应减小内壁的抵抗线，我们实际取0.1米。
孔深度L：
因烟囱为复合结构，混凝土层壁厚为0.4米，耐火砖为内衬层，考虑混凝土层为主受力，必须充分解体，我们应将炮孔的装药段尽可能布置在混凝土内，故炮孔孔深应小于混凝土壁厚，我们实际取0.36米，底部两排孔考虑钻孔超深，以破坏内衬层，孔深取0.45米。
③炮孔孔距ａ：
炮孔孔距与最小抵抗线成正比关系，一般有密集系数公式计算，结合实际选取，针对钢筋混凝土结构的烟囱，ａ=mW=(1.2～2.0)W,经计算有：
ａ=mW=(1.2～2.0)W=(1.2～2.0)×0.3=0.36～0.6m，本工程底部两排孔孔距为0.4m，其它孔孔距为0.35m。
④炮孔排距ｂ：
多排炮孔同时起爆时，排距一般应小于孔距，根据材质和破碎块度要求可按公式ｂ＝(0.6～0.9) ａ进行计算确定，即：
ｂ＝(0.6～0.9)×0.35＝（0.21～0.32）ｍ ，本工程底部两排孔排距为0.35m，其它排距为0.3m。
⑤炮孔直径：
根据钻孔机具情况，我们选取炮孔直径为0.40ｍ。
⑥炮孔排数：
因ｈ/ｂ＝（2.75-0.35）÷0.3+2＝10，故实际取炮孔排数为10排。
⑦炸药单耗q:
烟囱拆除爆破中，炮孔比较浅，炸药能量的利用率较低，一般情况炮孔的抵抗线小，炸药单耗就要取较大值，根据经验值对照表参考，本工程我们取炸药单耗为2.3kg/m3。
⑧装药量的计算：
由单孔装药量计算公式计算单孔装药量为：
Q单1=qabB=2.3×0.4×0.35×0.4= 0.13 Kg，Q单2=qabB=2.3×0.35×0.3×0.4= 0.97 Kg，我们在实际装药取Q=0.10㎏，对底部超深炮孔应适当增加药量到0.15kg。
结合孔排数，装药量为：
Q总=28×8×0.10+24×2×0.15=29.6kg。
由以上参数,我们可设计出本烟囱的炮孔布置,炮孔布置平面示意图见图3。
3 起爆网络设计
因该烟囱布孔为梅花形结构,因距离被保护物距离较远，爆破总装药量较小，而爆破点离地悬空爆破时振动衰减较大，为确保爆破网络的可靠性及爆破产生的振动效应，爆破部位孔内采用5段毫秒导爆管雷管，孔外采用1段毫秒导爆管雷管传爆，以保证爆破震动安全和保证爆破后按预定方向倒塌及爆破效果和防止飞石。爆破网路示意图如图4所示。
4 防护措施
⑴ 爆破飞石防护
为了防止爆破瞬间飞石距离过远，采用棕垫和钢网相结合的方式对爆破部位进行防护。
⑵ 触地飞石及震动防护
烟囱倒塌方向50米外倒塌中心线左右5度范围内铺钢网、棕垫及细沙保证触地时地面飞石过远；每隔10米垒砌0.5米高沙墙，减少触地震动。具体如图5所示：
5 结论
⑴起爆3-5s后烟囱初始运动方向符合预设方向，说明人工开凿定向窗发挥作用；但在烟囱重心完全发生变化至落地后勘察，烟囱帽中心与预设中心线存在近1m左右偏移，分析原因为钢筋结构及其受力不均造成，说明在进行钢筋砼烟囱定向爆破拆除中应充分作好预拆除和余量考虑。
⑵爆破缺口有效防护是减少和避免爆破飞石危害的重要措施。
⑶本次爆破拆除烟囱触地震动测定值为0.152m/s，得益于触地飞石及震动防护。
参考文献：
[1]郑炳旭、高金石，120m钢筋砼烟囱定向定向倒塌爆破拆除【A】。工程爆破文辑第六辑【】，深圳，海天出版社，1997.
[2]杨人光、史家堉，建筑物爆破拆除【M】北京；中国建筑工业出版社，1985.
论文作者:宁德兵,陈宏,陈红福
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/15
标签：烟囱论文; 飞石论文; 药量论文; 钢筋论文; 缺口论文; 混凝土论文; 工程论文; 《低碳地产》2016年13期论文;