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天力热力站30m钢筋砼烟囱爆破拆除

2017-10-12 16:06:33.0 责任编辑:崔玮娜

陈飞权,郭大胜

(新疆安能爆破工程有限公司,乌鲁木齐830026)

摘  要:介绍了复杂环境下定向爆破拆除30m高钢筋混凝土烟囱。通过对烟囱的结构、周围环境的分析,采用对定向窗的不对称处理、大切口圆心角的爆破方案,达到预期的爆破效果,可为同类工程提供参考。

关键词:爆破拆除;钢混结构;定向窗的不对称处理;切口圆心角;

 

1工程概况

1.1工程结构

该工程为首府2012年度优化环境项目“煤改气”工程开工仪式启动工程,待拆除烟囱为钢筋混凝土结构,结构完好。烟囱高30m,内外双层布筋,钢筋尺寸为外部钢筋直径16mm,内部钢筋直径12mm,筒身用混凝土整体浇筑。烟囱底部筒壁外径4.9 m,内衬厚10cm,耐火砖厚24cm,壁厚 24cm。烟囱底部东侧+0.5m处有一出灰口,出灰口高1.0m,宽1.0m,断面为矩形。

1.2周边环境

烟囱位于乌鲁木齐市天力热力站地窝堡供热厂区内,烟囱东侧6.4 m处为塑钢门窗厂生产车间;南侧28m处为热力站围墙,32 m处为高压架空电线;西侧8.0m处为热力站除尘间及锅炉房;北侧(12~25)m处为需保护的树木绿化带,16.5m处为塑钢门窗厂院墙,烟囱爆破环境十分复杂。周围环境如图1所示。

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2爆破方案确定

2.1烟囱爆破难点

(1)烟囱周边环境复杂,必须采取安全防护措施减少爆破飞石、爆破振动、及塌落振动不对周围建(构)筑物产生影响。

(2)烟囱自身高30m,周围的安全倒塌空间狭小,要求烟囱爆破倾倒不得损坏绿化带的林木,需要对烟囱底部爆破切口进行不对称改造处理。

(3)本项目为乌鲁木齐蓝天工程启动工程,工期紧张,外围影响大,必须确保烟囱按照设计方向倒塌。

2.2总体爆破方案

结合本工程特点,决定采用在烟囱+0.5m高处开设爆破切口,对爆破切口范围内东侧的定向窗设置为梯形,西侧的三角形定向窗角度设置为45°,使得烟囱爆破时向北偏东12.5°方向倒塌。烟囱爆破拆除前对倒塌范围内的塑钢厂围墙进行拆除,烟囱爆破切口采用正梯形切口。

2.3烟囱预处理

导向窗、定向窗采用爆破和机械相结合的方式进行预拆除,即试爆完成后采用机械对定向窗进行修规;内衬、耐火砖采用人工进行预拆除。

3 爆破设计

3.1爆破切口

根据以往烟囱爆破施工经验,对于高度较低的钢筋混凝土烟囱圆心角一般取大值,爆破圆心角取α=270°,切口长度L=(270°/360°)πD=11.5m;钢筋混凝土烟囱一般切口高度取H=(5~10)δ,此处取壁厚的7.3倍即H=1.75m。

3.2爆破参数

烟囱爆破炮孔参数: ①最小低抗线:w=(1/3)δ=1/3×24=8cm;②孔距a=(1.0~1.5)δ=1.04×24=25cm;③孔排b=(0.8~1.2)a= 1×25=25cm;④孔深L=(0.6~0.8)δ=0.71×24=17cm⑤单孔装药量q =K×a×b×δ=2600×0.25×0.25×0.24 =40g。烟囱爆破共8排炮孔,总孔数为216个,总起爆药量为8.64kg。

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3.3爆破网路

本工程考虑到受杂电的干扰因素,决定全部采用非电导爆管雷管起爆系统,即孔内装同厂同批次Ms-5段别雷管,孔外用四通和导爆管联成复式闭合网络,一次同时起爆。

4爆破安全校核

4.1爆破震动校核

本次爆破最近主要保护对象是东侧距离爆破中心8.5m处的塑钢门窗厂生产车间,一次齐爆的最大药量根据环境的具体要求采用采用萨氏公式确定[1]

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式中:Qmax为一次齐爆的最大药量,8.64kg;V为被保护目标的安全震动速度(cm/s); K为与装药形式有关的系数,本次控制爆破取K=50; K′为爆破拆除折算系数在(0.25~1.0)之间取值,此处取0.25;α为与地质有关的爆破震动衰减系数,取α=1.3;R为爆破中心至保护目标的距离,取8.5m。 计算其爆破震速为v=1.97 cm/s,符合《爆破安全规程》中安全允许震速标准。

4.2倒塌触地振动校核

烟囱塌落振动引起的地面质点振动速度,按照下式计算[2]

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式中:Vt为塌落引起的地面振动速度,cm/s;M为下落结构物的质量,落地质量计算为400t;G为重力加速度,g=9.8m/s2;H为结构物中心所在位置高度,取13m高程;R为观测点至冲击地面中心的距离,距离塑钢门生产车间6 m;σ为地面介质破坏强度,取30Mpa;Kt、β分别为塌落振动速度衰减系数和指数,在地面采取减震沟、垒筑土墙减震措施时,Kt取1/3×4.09=1.36、β取-1.80,经计算Vt=1.87cm/s。理论计算结果符合规程要求。

4.3爆破飞石校核

控制爆破个别飞石最大飞散距离,按《工程爆破实用手册》中的经验公式计算[3]:

L=70k0.53

式中:L为无覆盖条件下拆除爆破飞石飞散距离,m;k为拆除爆破的单位炸药消耗量,取k=2.6 kg/m3,根据上式计算得无覆盖条件下爆破飞石飞散距离为L=116m。在实际爆破中,本工程采用草帘、毛竹片、安全网进行了严密近体覆盖防护,有效控制飞石逸出。

5爆破安全防护

5.1飞石防护措施

(1)严格控制钻孔质量、炮孔的填塞长度和填塞质量,严格控制单孔装药量和单响药量。

(2)在烟囱爆破切口位置交错绑扎两层草帘两层毛竹片,最后用两层密目网覆盖在毛竹片上,并用数道铁丝沿烟囱一周把防护物拧牢。

(3)在距烟囱0.6 m处沿爆破切口码放1.2m高的沙袋,以减少爆破飞散物。

5.2减振措施

(1)在烟囱的倒塌方向上设置了2道缓冲带和1道防冲带,分别设置在位于烟囱12m、22m、29m处,缓冲带用沙袋垒垫高2.5m宽3.0,防冲带高3.5m宽4m。

(2)在烟囱倒塌方向和塑钢门生产车间之间开挖了一条长20m深1.5m宽1.5m的减震沟。

6爆破效果与分析

2012年4月15日11:00对烟囱实施爆破拆除,烟囱按照设计方向倒塌,倒塌过程中未对倒塌边线上的绿化林木造成破话,爆破过程安全、爆破效果良好。通过以上爆破我们总结了以下几点体会:

(1)对于混凝土标号高且高度较低的薄壁结构钢筋混凝土烟囱,通过采用大切口圆心角、爆破定向窗的不对称处理、确定合理的爆破参数,可控制烟囱按照设计方向倒塌。

(2)采用在烟囱倒塌方向上铺设缓冲带和在爆破切口部位采用严密的近体覆盖防护措施,可有效减少爆破有害效应。

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参考文献

[1]中华人民共和国国家标准.爆破安全规程(GB6722-2003)[S].北京:中国标准出版社,2004.

[2]周家汉. 爆破拆除塌落振动速度计算公式的讨论[J]. 工程爆破,2009,15(1):1-4.

[3]刘殿中,杨仕春.工程爆破实用手册[M]. 北京:冶金工业出版社,1995.

[4]朱朝祥,崔允武,高星,曲广建. 两座高120m钢筋混凝土烟囱的爆破拆除[J].工程爆破,2008,14(2):61-63.


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