1 工程概況
某工程場地平整區有一座50m高的磚煙囪,決定采用定向控制法拆除該煙囪。磚煙囪底部外徑3. 24 m,壁厚37 cm,耐火磚內襯壁厚24 cm。與可傾倒方向垂直有2個對稱的煙道,煙道高1. 2 m,寬0. 85 m,其中一個已砌實。距底部1. 38 m有一圈梁,梁高0. 25 m,內有配筋,縱筋410,箍筋
6@ 250。圈梁在煙道的頂部0. 18 m處通過。在可倒塌方向的反面砸了2個洞,可以看到磚壁受壓裂紋(圈梁以下),圈梁以上外表來看是完好的。倒塌方向有避雷針(從上到下的連續的扁鐵),后側有手梯,梯蹬之間無聯系。甲方要求的倒塌方向場地寬約70 m,長150 m以上,場地條件較好。
2 設計
根據煙囪結構、爆區周圍環境,決定采用定向傾倒方案[1, 2]。
2. 1 缺口參數設計
由于距底部1. 38 m圈梁下的磚壁有裂紋,加之背面有2個破洞,為防止作為煙囪傾倒支座部位的磚提前失穩而影響傾倒方向,缺口位置需適當提高,缺口底標高確定為+2. 0 m[3]。缺口展開形狀采用倒梯形,在梯形缺口內的兩側各開一個定向窗[1, 2]。定向窗為高度1. 2 m、寬度1. 0 m的三角形,采用風鎬鉆鑿、輔助人工撬挖的方式施工。施工中確保定向窗邊沿平整,定向口端部平滑,特別是保留部分不得產生破壞。缺口形狀尺寸見圖1。依據成功經驗,缺口可取圓周長的0. 6~2/3倍(即216°~240°),實際缺口取圓周長的0. 62倍(即224°),對應的缺口展開長度為5. 9 m。煙囪缺口布置見圖1,定向窗和缺口展示見圖2。
倒塌中心線附近缺口高度為1. 0 m。
2. 2 內襯處理
用風鎬完成缺口兩側的定向窗口后,將部分內襯預拆除。保留部分的內襯與主爆孔同時。
2. 3參數
2. 3. 1 孔網參數
煙囪壁厚δ為37 cm,孔深取24 cm;孔距為a=(1.0~1.5)W,實際孔距取30 cm;排距取25 cm,采用梅花形布孔。采用手風鉆鉆孔,鉆孔直徑42mm。根據缺口參數,布置5排炮孔,每排布置12~13個,總計鉆孔數65個(含處理內襯的3個孔)。
2. 3. 2 裝藥量
本工程磚煙囪炸藥單耗取1 450 g/m3,采用下式計算單孔裝藥量[2]
Q =ρKabδ式中,Q為單孔藥量, g;K為炸藥單耗, g/m3;a、b、δ分別為孔距、排距、壁厚,m。ρ為炸藥換算系數,乳化炸藥取1. 25。經計算單孔藥量Q=50 g。靠近導向窗且抵抗線小的個別孔藥量減少為40 g,其余孔按計算單孔裝藥。炸藥采用32 mm的乳化炸藥卷,孔底集中裝藥。對缺口范圍內沒有預處理的耐火磚層,從煙囪外壁鉆3個孔,孔徑42 mm,孔深37 cm。裝150 g的炸藥卷進行破碎。整個煙囪總裝藥量為: 3 510 g。
2. 4 起爆網路[3, 4]
為降低振動,本次分2段進行,即中部孔內使用Ms2段非電雷管,兩側孔內使用Ms3段非電雷管。為確保起爆安全,孔內均用2發非電雷管。兩側和中部的非電導爆管各自集中為一束,分別用3發Ms1段非電雷管傳爆,最后用2發即發電雷管引爆。
3 施工測量與鉆孔
爆前采用全站儀對煙囪結構尺寸進行復核,鉆孔前采用全站儀測量放點并用紅油漆標注孔位及定向窗位置,確保鉆孔按設計要求實施。鉆孔時,每個炮孔應指向煙囪中心,并嚴格控制孔深。鉆孔后應進行清孔、驗孔。
4 安全措施
1)降低振動 為降低振動,本次孔內分2段進行,使最大單段藥量降低為2.0 kg。
2)煙道處理 由于煙道口位于煙囪傾倒的支撐區域,為加強煙道處局部強度,爆前用紅磚砌筑密實,砌筑壁厚與煙囪壁厚相同。煙囪背面的破洞也予補實。
3)飛石防護 爆區(包括定向窗)采用掛雙層草袋進行防護覆蓋。對煙囪附近需保護建筑物進行適當的近體防護。
4)安全警戒范圍 臨爆前安全警戒范圍為傾倒前沖方向150 m,其余方向100 m。
5 效果
按照預定方案施工,煙囪在起爆后幾秒鐘朝預定方向倒塌,偏離設計倒塌中心線約10°。煙囪倒塌落地時有較大震動。爆渣集中在寬約10 m,長約60m的范圍內。下部塊度較大,而頂部塊度比較破碎,可以看到煙囪中上部的鋼筋大都脫離。
