50米高烟囱定向拆除爆破.doc

50米高烟囱定向拆除爆破

目 录
1 工程概况……………………………………..1
2 方案选择……………………………………..2
3 爆破参数的确定……………………………..4
4 装药…………………………………………..6
5 爆破网路设计………………………………..7
6 安全距离计算………………………………..8
7 事故的预防及处理措施……………………..9
8 附图………………………………………….11

50m高烟囱定向拆除爆破技术设计
1. 工程概况
1. 1拆除物的状况
待拆烟囱高50米，系砖混结构。烟囱距地坪3.5米外直径为4.2米，顶部直径为2米。底部筒体为水泥沙浆砖砌体，自内向外依次为承重砖墙、隔热层和耐火内衬，厚度分别是0.49m、0.08m和0.24m。烟囱南侧地坪处开设一道内高3.0米，内宽为1.3米的半拱形烟道，北侧地坪处开设一道0.8m×0.6m的矩形出灰口。
1. 2爆区周围的环境
待拆烟囱位于某校区内，南侧7m为车间；西侧4m为简易平房；北侧50m为6层居民住宅楼；东侧50 m架空通讯电缆，架空电缆外侧为马路，约65m为活动中心及网球场。爆破环境示意图见图1。
1. 3爆破拆除的目的及要求
由于进行校区建设的需要，拟预拆除该烟囱。甲方要求爆破拆除保证安全，拆除震动不对周围建筑物产生影响，尽量减少粉尘污染。

2. 方案选择
待拆烟囱建于20世纪70年代，结构坚固完整，周围环境复杂，爆破时需保护民房及前面居民楼的安全。考虑到正北方向倒塌场地有限和烟囱的结构状况，若采取原地倒塌爆破拆除，爆堆塌落范围肯定大于7米，可能砸坏车间及民房，并且不易控制塌落范围；经分析决定采取定向控制爆破拆除方案，即选择朝北偏东45°方向倒塌。确保其合理性及安全性的措施如下：
1）提高烟囱爆破切口的位置，由于烟囱南侧地坪至+3.0米开设有烟道，此范围内烟囱结构与拟倒塌方位中心线不对称，可能会影响烟囱倒塌方向的准确性。为避开烟道口对烟囱定向倾倒过程中保留支撑体结构对称性的影响，决定将烟囱爆破切口底部提高到地坪以上+3.5米处。
2）优化切口参数，根据有关资料和爆破实践表明：在切口允许的范围内，切口所占比例过大，则留下支撑部分过小，在倾倒过程中容易发生扭转，同时产生不同程度的下坐，容易产生后坐；爆破切口比例过小，倾倒力矩较小，倾倒速度较小，倾倒过程不易后坐，倾倒过程中筒体折断现象较晚，倒地后前冲距离远，爆渣堆积长度尺寸较大。结合以往爆破实践，切口长度取该处烟囱周长的62%，保留支撑区长度为周长的38%。
3)开设定向窗，为确保设计的保留支撑体不受爆破切口区爆破的损伤，提高支撑能力在烟囱倾倒过程中对于设计倾倒中心线的对称性，决定在烟囱倾倒爆破前，预先在设计的爆破切口区内两端部预先开凿两个定向窗。定向窗为矩形，高1米，宽0.6米。预先用人工将爆破切口区范围内相应的内衬耐火砖拆除，为了保证上部的稳定性，将该范围内内衬拆除成三个圆拱洞，以便支撑上部耐火砖的重量。爆破切口形状、尺寸如图2所示。

3. 爆破参数的确定
3.1爆破切口范围及高度的确定
爆破切口采用梯形组合切口，即切口展开呈梯形。爆破切口的高度h取壁厚δ的两倍，壁厚δ为0.81m，实取爆破切口高度h=2δ=1.6m。
切口长度：L=0.62πD=8.13m，πD为切口处烟囱外周长，πD=13.118m，实际取L=8米。
3.2孔深、孔距和排距
炮孔深度：根据工程经验，炮孔深度取为拟爆壁厚的0.75倍，实取0.36-0.38米，相临炮排一深一浅，深浅交叉布置。
最小抵抗线W=0.25m；
炮孔间距a=0.4m；
炮孔排距b=0.4m，
炮眼按梅花形布置。炮孔示意图详见图3。
3.3起爆顺序及延期的确定
为防止切口突然形成，烟囱倾倒过快，并在倾倒过程中过早的折断，自由段倒向不便控制，发生意外事故。因此，切口爆破时，宜采取延时分段爆破，即以倾倒中心线为对称分三区，各区间起爆间隔时间分别为50ms，由爆破切口中心区依次向定向窗对称延时。段位示意图详见图3。

4. 装药
4.1装药品种的选择
考虑到炸药安全、爆速、猛度及起爆方式简便易行，决定采用2#岩石乳化炸药。
4.2单耗及单孔装药量计算
根据理论数值确定单耗q=1.4g/m3，
单孔装药量Q1=q*a*b*w=1.4*0.4*0.4*0.25
=0.056kg。
定向窗试爆后决定Q1=80g，
炮孔数量为77个，总装药量为6.16kg，最大一次齐爆药量为2.40kg。
4.3装药方法及装药结构
装药采用耦合装药，填塞长度保证不小于25cm，填塞质量较好。装药结构示意图如下：
导爆管 填塞 药包 雷管 砖墙
4cm
25cm 6cm 18cm

5. 爆破网路设计
5.1起爆器材选择
考虑到安全准爆的要求，拟采用非电导爆管雷管起爆网路。为防止切口瞬时形成，倒塌过快，采用毫秒延时雷管。
5.2起爆能源和方法
利用电力起爆方法，起爆器选用高能电容式起爆器。
5.3起爆网路连接形式
利用四通连接方法，即复式交叉连接，详见网路连接示意图3。

6. 安全距离核算
6.1爆破地震波效应
根据公式Qmax=R3（V/k）3/α
=43×（2/180）3/1.57
=6.4kg>2.4 kg
因此，爆破地震波不会对周围建筑物产生任何影响。
6.2个别飞散物计算
根据砌体拆除爆破飞散物距离公式R=V2/2g计算及高速摄影可知R在10-30m左右，本工程采用单耗较大，爆破产生的砖碎块较小，飞散距离较小。
6.3警戒范围的确定
根据对爆破产生的地震波、冲击波及飞散物的分析，待爆体西侧、南侧的警戒距离为100米；北侧、东侧警戒距离为100米。

7. 事故的预防及处理技术
7.1烟囱定向倒塌过程中，由于高径比大，重心偏移后，有很大的加速度，触地后会产生很大的振动；落地碎块触地会出现反弹、飞溅现象，而且反弹飞溅的碎块近着可击坏临近设备、建筑物，远着可伤人毁物。加之本烟囱最上部整体倒塌落地时，因惯性作用会有前冲的趋势，产生巨大的冲击很可能使受冲击的部位有大块飞石溅出，而且烟囱倒地产生的冲击震动波远远大于爆破产生的地震波，故需特别注意防止顶部前冲飞溅和烟囱落地反弹可能造成的危害。所以，以设计倾倒中心线为中心，预计在整个烟囱倒塌着地区域挖松深0.5米、宽10米、长65米的地坪；并在其预计顶端着地处构筑一道高2米、宽1米、长10米的阻挡沙袋墙。
7.2采用竹笆和草帘遮挡爆破切口，防止爆破瞬间爆渣抛出。
7.3装药前清除烟囱内的煤尘，可用水枪把烟囱壁喷洒湿透，防止爆破引起干燥粉状煤尘爆炸，从而改变定向倒塌方向。

8．附图
8.1爆破环境平面示意图

居 民 楼

网
球
场

民

房

倒 道
45m 向

活动中心

烟 囱
平
房
电线
4m 50m 路

7m
车 间

图1 爆破环境平面示意图

8.2爆破切口展开形状及炮孔布置、网路连线示意图

6.2m

+3.5 8m 0.6m

图2 爆破切口展开形状及炮孔布置、网路连线
示意图

8.3待爆烟囱的立剖面图

2m

50m

1.3m

1
0.81m 4.04m 0.81m

图3待爆烟囱的立剖面图

8.4警戒示意图

居 民 楼

民

房
网
球
场

防护墙
50m 倒 道
45m 向

活动中心

平
房
烟 囱
电线
4m 50m 路

车 间
7m
50m
50m 50m
注： 为警戒设立位置，与烟囱直线距离均大于100米。
图4警戒示意图
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