魏 興

（貴州新聯(lián)爆破工程有限公司， 貴州 貴陽 550002）

1 工程概況

貴陽市聯(lián)力冶金機械有限責任公司內有一根高約40m的磚混煙囪需拆除。煙囪周圍環(huán)境復雜，東邊5m處有廠房；北邊7．7m處有民房，該民房后面，距煙囪10．6m處有工廠使用的電線，該電線需重點保護；南邊5．6m處有在建廠房；西邊有空地，此空地的南北民房相距11m。根據現場情況，煙囪只能向西側空地倒塌，但倒塌范圍狹窄，僅有20°夾角的傾倒范圍，不利于煙囪安全倒塌，需要加強安全防護。煙囪周圍環(huán)境見圖1。

圖1 周圍煙囪環(huán)境示意

2 煙囪結構特點

（1）煙囪矮而粗。煙囪高約40m，筒身及基礎材料為普通粘土磚，有內襯。煙囪外徑為3．08m，內徑為1．4m，周長為9．68m，壁厚為84cm，其中外壁厚50cm，內壁厚24cm，空氣隔熱層厚10cm。

（2）支撐部位有大缺口。煙囪的東面有高2 m、寬0．8m的煙道口，現已用單層磚頭封堵；煙囪的西面有高為0．8m，寬為0．5m的出灰口；煙囪的南面，有高為0．6m、寬為0．4m打通的缺口。

（3）由于筒身有裂隙，則煙囪的剛度減小，這就可能在倒塌過程中出現折斷，不利于定向整體倒塌。

由于煙道口在支撐部位，影響傾倒方向的準確性，因此需對煙道口進行加固處理。煙囪南面的缺口，剛好在定向窗的左下方，如不進行處理，爆破缺口形成后會轉變?yōu)槎ㄏ虼?，從而導致倒塌中心線偏移，改變煙囪的倒塌方向，且周圍環(huán)境復雜，不利于爆破安全防護，不利于定向倒塌。

3 爆破技術方案

根據現場勘測，只有煙囪西面有倒塌空地，且僅有約20°夾角的傾倒范圍，故采用向西定向倒塌方案。

（1）爆破缺口。在實際工程中，在設計的爆破缺口兩段進行預拆除施工，開鑿定向窗，其目的是為了使倒塌方向得到控制。這是因為一次性爆破產生的爆破缺口與設計要求相比誤差較大，會導致煙囪倒塌的方向發(fā)生變化。在本工程中的爆破缺口形狀選擇正梯形，并在兩側開鑿定向窗，見圖2。

圖2 爆破缺口展開平面

（2）缺口圓心角。煙囪在爆破過程中是否能夠平穩(wěn)倒塌，取決于截面彎矩的大小，而截面彎矩的大小由爆破缺口長度來決定。爆破缺口長度選擇的基本原則為：保證被拆除建筑重力引起的截面彎矩等于或稍大于預留支撐界面最大抗彎矩。爆破缺口長度取決于爆破缺口圓心角的大小，通過對同類工程的類比，本工程取爆破缺口圓心角為214°，見圖3。

圖3 爆破缺口斷面

（3）缺口展開長度。煙囪爆破缺口中心截面處底部筒體周長為9．68m，缺口圓心角為214°，則底部展長為5．754m，實取5．8m。根據現場的勘察，由于煙囪北邊為廢棄民房，而南邊的民房需要保護，所以煙囪可以稍微偏北倒塌，因此選出灰口的左側約0．2m為倒塌中心線。根據煙囪的結構特點和倒塌方向控制，缺口兩側預開三角形定向窗，定向窗底長0．7m，高0．7m，出灰口作為中間定向窗，見圖2。

（4）缺口高度。缺口高度（H）的確定與煙囪的材質和筒壁的厚度有關，是煙囪拆除爆破設計的重要參數。煙囪拆除爆破要求爆破缺口的筒壁瞬間離開原位，使煙囪在重力作用下失穩(wěn)，據一般工程經驗，設計要求爆破缺口的高度H＝（1．5～3）δ，式中δ為缺口處煙囪的壁厚，δ＝0．75m，則取 H＝1．125～2．25m，實取1．4m。

（5）缺口位置。從底部平臺起＋0．5～＋1．9m。

4 爆前預處理

（1）把爆破缺口范圍內筒身上的管架（含避雷線）全部拆除。

（2）當煙囪爆破缺口形成時，由于煙道存在于煙囪的后支座上，可能影響煙囪的倒塌方向，出現不可預期的后果，因此為保證煙囪能夠準確的定向倒塌，需將煙道口用磚頭封堵，其厚度與煙囪壁厚相同，并用C30混凝土對后部整個支撐部位高度范圍進行加固，加固的厚度為20cm，高度超過爆破缺口高度50cm。待混凝土晾干、凝固后方可爆破。

（3）煙囪南面的缺口，如果不進行封堵，當爆破缺口形成時，定向窗可能往后移，導致煙囪倒塌方向可能偏移。因此也要封堵，封堵方法如封堵煙道口。

5 爆破參數設計

5．1 外壁參數

孔徑為40mm；外壁厚B＝50cm；孔深L＝2／3×B＝35cm；孔距a＝30cm，排距b＝a＝30 cm；單耗q＝2100g／m3；單孔裝藥量Q＝qabB＝94．5g，實取100g。

采用三角形布孔方式，經計算統(tǒng)計，煙囪爆破缺口內（開定向窗的炮孔除外）總共布孔71個，炸藥量7．1kg，每個孔內裝2發(fā)雷管，外壁孔內共需雷管142發(fā)。

5．2 內壁參數

由于內襯厚24cm，而內徑僅1．4m，不能打孔，因此采用藥龕法處理。在內壁鑿出12cm×12cm×6cm的長方體，孔距0．3m，排距0．3m，共15個炮孔，炮孔最底下一排離地面0．8m。每個炮孔裝0．4kg，炸藥量6kg，每個孔內裝2發(fā)雷管，內壁孔內共需雷管30發(fā)。

本工程共需172發(fā)1段非電毫秒延期導爆管雷管（含孔內）。煙囪具體爆破參數見表1。

表1 煙囪拆除工程爆破參數

5．3 網絡設計

煙囪單孔內使用2發(fā)1段非電導爆管雷管，每20發(fā)1段非電雷管抓一簇，用2發(fā)1段雷管連接，煙囪共分5簇1段非電雷管，將10發(fā)雷管綁一簇，用2發(fā)電雷管連接。本工程采用MFB—150起爆器，起爆網絡見圖4。

圖4 爆破網絡示意

6 爆破有害效應驗算

6．1 爆破地震效應

根據爆破安全規(guī)程規(guī)定，對于煙囪拆除爆破，應考慮被保護對象的質點振動速度峰值和主振動頻率來判斷爆破地震效應的大小。振動安全回歸計算公式：

式中：V——介質質點的振動速度，cm／s；

Q——炸藥量，kg；

R——爆破地震安全距離，m；

K、a——與爆破地質條件等有關的系數；

K1——修正系數，跟爆破方式有關的系數。

本工程各參數取值如下：一次最大起爆藥量Q＝7．1kg，最大允許振動速度取為2cm／s，R＝5 m，取K＝80，a＝2．5，K1取值0．2。

即V＝0．2×80×［7．11／3／5］2．5≈1．5cm／s＜2 cm／s

綜上所述，煙囪爆破拆除時所產生的質點振動速度小于最大允許振動速度2cm／s，不會對周圍建筑物造成危害。

6．2 爆破個別飛散物安全距離

為預防爆破過程中產生飛石，避免造成人員傷亡、物體損壞、環(huán)境破壞，先對飛石最遠飛行距離進行驗算。根據設計，個別飛石的安全距離RF按照下列經驗公式計算：

式中：KF——安全系數，一般取KF＝1～1．5，本工程取1．4；

n——最大藥包爆破作用指數，按爆破單耗取n＝1．1；

W——最小抵抗線，即W＝0．23m。

則RF＝20×1．4×1．12×0．23＝7．792m＞5 m，即個別飛石的最遠距離大于煙囪與建筑物的最近距離，故在施工過程中對煙囪缺口部位采用4層膠皮網進行防護。

7 爆破效果

爆破后煙囪按照預定方向傾倒，經爆后檢查，爆破沒有對周圍建筑物等造成任何影響，爆破完全達到了預期的效果。

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