双向折叠爆破拆除100m钢筋混凝土烟囱
完成时间:
工程地点:武汉市原阳逻化肥厂临江厂区
完成单位:武汉爆破公司、武汉大学
项目主持人及参加人员:谢先启、卢文波、贾永胜、罗启军、韩传伟、严涛
撰稿人:贾永胜、卢文波、韩传伟、严涛
1 工程概况
1.1 工程周边环境
1.2 结构特征
该烟囱为钢筋混凝土筒式圆形结构,烟囱筒身采用C30钢筋混凝土整体滑模浇筑,内衬为红砖砂浆砌筑而成。筒身布单层钢筋网,0~lOm范围内竖向钢筋为ф28,环向为ф18,间距均为
2 爆破方案的确定
高耸建筑物采用定向爆破,施工速度快,成本低。从图l可以看出,四周环境条件较好,有多个方向可供倒塌。考虑到为今后苛刻条件下高烟囱折叠爆破积累经验,拟采用“双向折叠倒塌”的总体倒塌方案。因折叠倒塌时,上部简体定向倾倒与正常底部缺口定向倒塌的原理基本相同,但对于定向准确性的控制,影响因素较多,控制难度较大,故在选择双向折叠倒塌的方向及上部缺口位置时,应综合考虑环境因素及烟囱本身结构特征(如烟道位置、筒身强度等)。
该烟囱拟采用“东西向双向折叠倒塌”的方案,即上部缺口布于+30.OOm处,向正西倒塌;下部缺口布于+1.Om处,向正东倒塌。采用先上后下的起爆顺序。
3 爆破缺口设计
3.1 缺口形式
本工程上下缺口均采用正梯形缺口。
3.2 缺口圆心角口
缺口圆心角直接决定缺口的展开长度,而缺口长度决定了倾覆力矩的大小。缺口偏长,倾覆力矩偏大,支铰易于破坏,不利于烟囱的平稳倒塌。通常情况下,爆破缺口的长度是以烟囱的重力引起的截面弯矩(MP)应等于或稍大于预留支撑截面极限抗弯力矩(MR)为主要依据来确定的。参照类似工程经验,取以下缺口圆心角:
(1)+
(2)+
3.3 缺口高度日和展长L
(1)缺口高度H
据一般工程经验,H=(1/6~l/4)D,其中D为缺口处外径。+
1)+
2)+
(2)缺口展长L
1)+
2)+
3.4 缺口闭合角口
缺口闭合角α取值如下:
(1)+
(2)+
3.5 定向窗
用风镐开凿定向窗,并用人工采用风镐、手锤、凿子修凿到设计尺寸,并保证两侧定向窗在同一高程。窗内钢筋全部割掉。+
3.6 支撑区的处理
上、下支撑区均经强度校核,符合稳定性要求。下部支撑区出灰口用高标号水泥砂浆砌
缺口的相关参数见图3。
4 爆破设计
4.1 上缺口位置及缺口爆破参数设计
根据钻爆施工的可行性,并经过折叠倾倒过程烟囱的运动学理论校核,选取上部缺口位置为+
炮孔直径:d1 =
炮孔深度:l1 = 0.68δ1 =
炮孔间距:a1 =
炮孔排距:b1 = a1;
单孔药量:q1 = K
+30.Om缺口共布炮孔159个,装药时,下3排90个炮孔,单孔装药
4.2 +30.Om缺口内衬处理
此处内衬为
4.3 +1.Om缺口爆破参数设计
炮孔直径:d2 =
炮孔深度:l2 = 0.68δ2 =
炮孔间距:a2 =
炮孔排距:b2 =
炮孔排数:N2 = 3.5/0.35+1 = 11排;
单孔药量:q2 = K
+
4.4 +
内衬经预处理后,钻孔爆破并与+
内衬爆高H3 =
取l3 =
共布孔9排,实钻炮孔300个。
本工程均采用2号岩石乳化炸药。
4.5 预处理
(1)上、下缺口处切断烟囱避雷针。
(2)+
(3)+
5 起爆网路
5.1 上下缺口时差的确定
根据前面的理论分析并参照类似工程经验,上下缺口起爆时差△t=2.2s。
5.2 网路连接形式
上缺口孔内均采用国营卫东机械厂生产的毫秒1段导爆管雷管,每20根捆成一束,每束由2发瞬发电雷管起爆,电雷管串联接入主网路。下缺口采用孔内外联合延时起爆的方法,即孔内装国营卫东机械厂生产的毫秒16段导爆管雷管,然后每约20根捆成一束,每束捆2发毫秒16段导爆管雷管,孔外延时16段导爆管雷管约10根捆成一束,各束之间用l段毫秒导爆管雷管互联,每束捆2发毫秒1段导爆管雷管,然后将毫秒1段导爆管雷管捆成1~2束,每束捆2发瞬发电雷管,电雷管串联接入主网路。
用GM-300起爆仪点火起爆。
5.3 下部缺口网路的安全防护
因下部缺口迟于上部缺口较长时间由孔外延迟起爆,则下部缺口必须采用有效措施保证其在起爆后不受上部缺口起爆后带来的安全威胁。首先,将下部网路尽量贴于筒身并用帆布覆盖,然后在缺口上部脚手架上设置强度很高的多层防坠落平台;在烟囱内部原烟道分割处与脚手架搭设防坠落平台。
5.4 火工品消耗量
(1)+30.Om处
炸药
(2)+1.Om处
炸药
6 爆破效果
6.1 烟囱折叠倒塌过程
上部缺口起爆后,上部
爆破前进行的烟囱折叠运动模拟与实际情况吻合良好。落地瞬间两段筒体相互位置的模拟也与实测结果基本一致。
6.2 倾倒方向控制结果
经爆后测量,下部
因此,可以认为本次钢筋混凝土烟囱双向折叠定向倾倒爆破过程倾倒方向得到了很好的控制。
6.3 烟囱折叠效果及爆堆形状
爆破后发现,烟囱完全按设计要求实现了双向折叠爆破,下部
爆堆高度:烟囱原中心部位爆堆高
实测爆堆范围和爆堆堆积高度数据表明:
(1)上下两部分筒体倾倒过程中折叠非常成功;
(2)在整个烟囱的折叠倾倒过程中,上部缺口部位的支撑筒壁没有发生压溃式后坐或塌落,从而确保了烟囱按设计方向倾倒。
摘自《中国典型365体育与技术》