混凝土煙囪拆除爆破方案設計

 1　工程概況

1.1　結構特征

山東省某礦業(yè)公司粉礦廠內(nèi)有一廢棄煙囪需爆破拆除。該煙囪為磚混結構,±0~1 m處外層為正八邊形的混凝土澆注體,內(nèi)層為磚混結構,1 m以上外壁均為磚混結構。煙囪高24m,底部外直徑:1 m以下為2.8 m,1~2m處為2.4 m,壁厚為0.55 m,其中內(nèi)襯厚0.12 m,內(nèi)襯與壁間空隙5 cm。煙道已拆除,煙囪底部在地坪以下0.6m有一個朝南的煙道口。

1.2　周圍環(huán)境

煙囪周圍環(huán)境如圖1所示。正南2.1 m處為選礦廠成品倉庫(待拆),煙囪座落地坪與倉庫地坪高差為1.2 m;東南11.4 m處為一直徑4 m的水塔;正東20 m處為磅房和交通道;N35°E15 m至N55°E55 m的區(qū)域內(nèi)為礦石粉成品場;西北55 m處為選礦車間;正西37 m處為選礦場,并有一個高差1.0的直立坡。

2　爆破方案設計[1~6]

2.1　爆破設計要求

1)煙囪實施爆破后的散體物不能混入成品礦石粉中。

2)確保水塔的正常使用。

3)保證磅房不受破壞,交通道運輸不受影響。

2.2　爆破方案的確定

該煙囪的結構比較簡單,但其周圍環(huán)境比較復雜?？晒┻x擇的爆破方案有3種形式:定向倒塌、拆疊倒塌和原地坍塌。根據(jù)現(xiàn)場的條件,確定采用定向倒塌方案。由于只有西北方向有足夠的空間作為倒塌場地,故傾倒中心線定為N55°W。

2.3　爆破切口設計

為減少-0.6 m處正南煙道口對傾倒方向的影響,爆破切口底部定于地平以上+0.1m處。爆破切口采用正梯形,切口長度L取0.6倍的煙囪周長,即L =4.5 m。根據(jù)工程經(jīng)驗,切口高度h = kδ,式中k為高度系數(shù),取k=2,δ為壁厚,δ=0.55 m,因此h =1.1 m,實際取h =1.2 m。

爆破參數(shù)

煙囪拆除爆破切口內(nèi)的炮眼采用梅花形布置,如圖2所示。炮孔直徑d =38~40 mm;孔距a =(0.5~1.2)δ',式中,δ'為外壁厚,δ'=0.37m,取a =0.80,δ'=0.3 m;排距b =(0.8~1.0)a,取b = a=0.3m;孔深l =(0.65~0.75)δ',取l =0.65δ'=0.24 m。為充分利用藥爆炸能量對煙囪拱形壁體的均勻破碎作用,在鉆鑿炮眼時,可使同排相鄰炮眼一深一淺(0.22~0.24m)。炮孔裝藥為巖石乳化藥。根據(jù)體積公式,單孔藥量Q =qabl,式中,Q為單孔藥量,g;q為藥的單耗,試爆后確定q =1 200 g/m3。計算得Q =25g,實際取Q =30 g。

2.5　預處理

在切口內(nèi)預先開設掏槽窗,寬度為0.6 m,高度為0.9 m。爆破切口兩端部布置2個直角三角形定向窗,高度為0.75 m,底邊長為0.75 m。為保證煙囪順利傾倒和減少炮眼工作量,在確保安全的條件下,將切口相對應部分內(nèi)襯按孤形預先拆除。經(jīng)過強度校核,煙囪預處理后的支撐部分受的荷載遠小于其抗壓強度,可確保施工安全;同時,起爆后的支撐段所受的強載小于其抗壓強度,故起爆后煙囪不會立即產(chǎn)生后坐。

2.6　爆破網(wǎng)路

采用非電導爆管雷爆破網(wǎng)路,每個炮孔內(nèi)裝

1發(fā)毫秒雷,以設計傾導中心線為對稱軸,以爆破切口區(qū)口中央起始,分3段起爆,分別裝入MS1,MS3,MS5三個段別的毫秒管,3個區(qū)段間隔時間依次分別為50 ms。再將導爆管以15~20根為一束,用2發(fā)電管串聯(lián)起爆。

3　爆破震勸校核

根據(jù)公式V= K(3QR)α對爆破引起周圍建筑物基礎質(zhì)點振動效應進行校核。式中, V為質(zhì)點的爆破震動速度,cm/s;Q為最大一段起爆藥量,Q=0.38 kg;R為爆破區(qū)域被保護建筑物的爆心距,取R =11.4m;K,α分別為爆震波傳播介質(zhì)影響系數(shù)和震波傳播衰減指數(shù),取K=32,α=1.57。則V=0.42 cm/s,該值遠小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的建筑物爆破振動安全臨界值3 cm/s,所以爆破震動效應不會影響周圍建筑的安全。

4　安全措施

為了有效控制爆破飛石的飛散距離,起煤前將切口范圍內(nèi)的煙囪拆除外壁面用竹排封閉,同時在礦石粉堆前碼擺竹排,以防止爆渣混入粉成品中;為防止煙囪倒塌時產(chǎn)生過大的觸地震動,在預計倒塌范圍內(nèi)鋪設厚0.5m的松土層;劃定以煙囪為中心以100 m為半徑的區(qū)域為警戒范圍。

5　爆破效果

起爆后煙囪按設計順序傾倒,倒塌長度為32m,寬度為4~6 m,沒有發(fā)生后坐現(xiàn)象。爆破效果及坍塌質(zhì)量良好,周圍建筑物安全無恙。