一种复杂环境下砖结构烟囱的爆破拆除方法与流程

本发明为工程爆破技术领域，具体涉及一种复杂环境下砖结构烟囱的爆破拆除方法。

背景技术

在城市建设和厂区改建过程中，高耸建筑物如烟囱、水塔等的拆除成为了一个难题，由于其高度高、重心高、但重心确不稳等特点，在拆除过程中带来了很多困难。高耸建筑物的爆破拆除一般采用在建筑物底部位置爆破，使建筑物爆破拆除更彻底，这就要求周围有足够的空间来实现。但在实际操作中爆破环境和建筑物结构会比较复杂，倾倒方向、倒塌长度和倒塌范围都会受到限制，不能满足高耸建筑物定向倒塌的一般场地要求(倒塌长度一般不小于烟囱高度的1.2倍，横向宽度一般不小于烟囱爆破部位直径的3倍)；因此如何在复杂环境下提供有效爆破效果，又确保周边被保护建(构)筑物的安全的爆破方法是人们所追求的。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种复杂环境下砖结构烟囱的爆破拆除方法，旨在解决复杂环境下倒塌长度不够、横向宽度过窄而导致的爆破技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种复杂环境下砖结构烟囱的爆破拆除方法，包括以下步骤：

a、根据现场环境及烟囱高度确定倒塌方向；

b、确定爆破切口的高度并在将来形成爆破切口的位置两端开凿定向窗；

c、在将来形成爆破切口的位置钻设炮孔并在炮孔内装药；

d、对将倒塌烟囱及周围环境设置防护措施；

e、设置起爆网络，并对烟囱爆破切口进行安全防护；

f、对烟囱进行爆破；

所述爆破切口距地面的高度根据烟囱周边环境和烟囱的结构确定；爆破切口的高度采用高切口爆破，爆破切口高度不低于爆破厚度的3倍，爆破切口为矩形，爆破切口的长为爆破切口部位的外周长的2/5-3/5，爆破切口的圆心角为150°-230°。

进一步的，所述定向窗为小角度定向窗；小角度定向窗为三角形，长为爆破切口的长的1/7-1/6，角度为25°。

进一步的，所述爆破切口的圆心角为225°。

进一步的，所述定向窗的位置和尺寸采用全站仪测量，测量数据标注在烟囱筒体上，标注线尺寸小于2mm；用风镐和凿子开设定向窗，并用砂轮将定向窗的夹角两边打磨平整。

进一步的，所述起爆网络采用导爆管孔内微差起爆方法，采用由爆破切口中间向爆破切口两端水平对称的起爆顺序。

进一步的，所述防护措施采用复合防护措施，包括：爆破切口临空包裹防护、地面沙袋敷设减震带、防冲击墙、防护排架隔档。

进一步的，所述爆破切口临空包裹防护在高于爆破切口0.5m处先用三层建筑用安全防护网将烟囱切口位置一圈缠绕牢固，然后在打凿的孔内插入钢筋并固定，钢筋挑出烟囱壁0.5～0.6m，再用铁丝沿钢筋上、下缠绕，使之形成网状，并用铁丝将脚手片紧密的固定在网状的铁丝上，直至覆盖爆破切口范围，脚手片临空0.5～0.6cm，最后在脚手片外再缠绕4～6层的建筑用安全防护网。

进一步的，所述地面沙袋敷设减震带是先将烟囱预倾倒方向和倒塌范围内的地面清理干净，然后在地面上铺上一层沙土，再在沙土层上每隔1m用装有沙土的编织袋密实均匀的铺垫2～3层并在砂土袋上铺一层麻布袋。

进一步的，所述防冲击墙是在烟囱预倾倒方向正前方的位置，用沙袋敷设防冲击墙，冲击墙为“l”形，尺寸为：长5m，宽3m，高1.5m。

进一步的，所述防护排架隔档是在烟囱倾倒方向前方的厂房墙外1m处搭设长20m，高5m的脚手片防护排架。

本发明相对于现有技术的有益效果：

1、本发明通过提高爆破切口位置创造出了足够的倒塌空间和倒塌长度，使烟囱爆破后倾倒在预计的范围和长度内；通过采用小角度定向窗技术措施，减缓烟囱倾倒速度，预防烟囱倾倒过程中发生折断和过分解体的情况，保证烟囱倾倒方向的准确，并降低烟囱落地后前冲的初速度，增加保护物的安全保障。

2、本发明综合运用爆破切口临空包裹防护、地面沙袋敷设减振带、防冲击墙、防护排架隔挡等复合防护措施，有效地控制了爆破有害效应，确保了周边被保护建(构)筑物的安全。

附图说明

图1本发明实施例的周围环境示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。

下面以爆破拆除丽水市经济开发区某集中供热企业厂区内的燃煤锅炉烟囱为例对本发明做详细说明。

待爆破拆除的烟囱结构：该烟囱结构为红砖砂浆砌筑，呈圆形，筒体底部周长(距离地面+4m位置)为12.7m，外径为4.05m，内径为2.53m，壁厚为0.8m(分三层：外层为0.49m红砖，中间层为0.07m空隙，内层为0.24m红砖内衬)，高为45m，筒体底部东面有一宽2.0m，高3.0m的进烟口，烟囱顶部有约3m高的避雷针和向西北面凸出的钢筋围栏(休息平台)，烟囱中部西北面有凸出的钢筋围栏(休息平台，尺寸约0.8×1.0m)和爬梯。烟囱筒体完整，整体材质较好。

待爆破拆除的烟囱周边环境，如图1所示，烟囱位于企业厂区内，周边环境十分复杂：东面10m处为垃圾场，42m处为钢结构仓库，仓库外墙高5m处有厂区内热力管线紧贴墙壁敷设，仓库与垃圾场之间为水泥空地，空地上方5m处有一条废弃的热力管线；东南面10m处为钢筋混凝土框架结构厂房；南面和西南面7m处有一组高约5m的高压线，8m处为该公司围墙并紧邻的其他公司钢架结构厂房；西北面15m处为工具房，19m为公司围墙和一组高压线及公共热力管线，20m处为马路；北面和东北面5m处为锅炉，10m处为厂房和架高约4m的厂区内热力管线及厂区通道。

根据周围环境和烟囱结构情况，通过反复测量对比，最终确定烟囱倾倒方向为东偏北10°角，剪除烟囱顶部的避雷针和钢筋围栏。调整北面厂房预留倒塌宽度2.45m，南面厂房预留倒塌宽度0.5m(烟囱外径4.05m)，能确保倒塌长度为45m。

采取的爆破方案为：高切口定向爆破肯小角度定向窗的方案。高切口定向爆破方案：将烟囱筒底位置炸开爆破缺口提高为烟囱筒底以上的某位置炸开爆破缺口的方法实施定向倒塌爆破拆除。该方案降低了烟囱的爆破高度和缩短烟囱倾倒的水平距离，不仅能为本项目烟囱创造出了足够的倒塌空间和倒塌长度解决了环境对定向爆破拆除的限制，还能消除进烟道对烟囱结构的影响、降低爆破振动和减小烟囱倾倒重量。

a、爆破切口的选择

本发明烟囱采用高切口定向爆破方案，爆破切口提高为烟囱+4m的位置。切口形状：爆破切口采用矩形切口。

切口高度：h＝1.75m。

切口宽度：下底宽度l下＝8.0m(含定向窗)；上底宽度l上＝6.2m。

切口圆心角：θ＝225°(周长的0.62倍)。

b、定向窗的布置与开设

爆破切口两端开凿小角度定向窗，尺寸为：0.42×0.9m的三角形，角度为25°。

定向窗的位置和尺寸都采用全站仪严格测量，并精确标注在烟囱筒体上，标注线条尺寸小于2mm；然后用风镐和凿子开设定向窗，保证两边的定向窗对称精确，并用砂轮将定向窗的夹角两条边打磨平整。

c、爆破参数

由于烟囱需爆破的壁厚为0.49m，故孔网参数经计算选定如下：

最小抵抗线：w＝δ/2＝0.49/2＝0.245m

炮孔深度：l＝0.66δ＝0.66×0.49＝0.3234m，实际取l＝0.34m

炮孔间距：a＝0.35m

炮孔排距：b＝0.35m

炸药单耗q取：q＝1.2kg/m3。

d、起爆网路

本项目烟囱采用导爆管雷管孔内微差起爆方法，采用由切口中间向切口两端水平对称的起爆顺序。

为了确保每个药包可靠起爆，提高药包的准爆率，每个孔内装入同段别雷管2发(孔内采用ms-1、ms-3、ms-5段雷管延期)，孔外采用ms-1段雷管“大把抓”的方式捆扎，每20根导爆管为一束，最后用2发导爆管雷管绑扎，连接导爆管后拉至起爆地点起爆。孔内雷管及联接雷管应采用同厂、同型号、同批次的雷管，以保证相同的时差。

e、复合防护措施

(1)爆破切口临空包裹防护

先用三层建筑用安全防护网将烟囱切口位置一圈缠绕牢固(高于爆破切口50cm)，然后在打凿的孔内插入钢筋并固定，钢筋挑出烟囱壁50～60cm，再在用铁丝沿钢筋上下缠绕，使之形成网状，并用铁丝将脚手片紧密的固定在网状的铁丝上，直至覆盖爆破切口范围，脚手片临空50～60cm，最后在脚手片外再缠绕4～6层的建筑用安全防护网可防止爆破时产生的个别飞散物和爆炸冲击波对水平高度的高压线和其他周边设施及厂房造成危害。

(2)降振、防振、防冲击措施

先将烟囱倾倒方向和倒塌范围内的水泥地面清理干净，然后在地面上铺上一层沙土，再在沙土层上每隔1m用装有沙土的编织袋密实均匀的铺垫2～3层并在砂土袋上铺一层麻布袋，以阻挡烟囱倒塌着地一瞬间溅起个别飞散物和有效削弱塌落振动。在烟囱倾倒方向正前方45m的位置，用沙袋敷设防冲击墙，冲击墙为“l”形，尺寸为：长5m，宽3m，高1.5m，能有效阻挡烟囱倾倒时产生的飞散物和冲击波。

(3)隔挡防护

在烟囱倾倒方向前方的厂房墙外1m处搭设长20m，高5m的脚手片防护排架，可防止烟囱倒塌着地一瞬间溅起个别飞散物对厂房造成损坏。

(4)其他措施

①爆破前5分钟暂停厂区内热力管线的供热、供气。

②加强安全警戒，确保人员疏散。

③采用测振仪对爆破振动和塌落振动进行监测。测振仪摆设位置为东面厂房内，距离倒塌范围约10m的位置。

f、爆破效果

整个爆破历时10s。烟囱按预定方向倾倒，倒塌在预定范围之内，未产生后坐，倾倒过程烟囱未发生折断，周边其他建(构)筑物都完好无损。爆破成功，烟囱完全解体，效果总体较好。爆破振动监测所得的最大振速为2.2cm/s，在《爆破安全规程》规定的钢筋混凝土结构房屋安全允许振速3.0～5.0cm/s的范围内，爆破振动和塌落振动未对周边厂房造成影响，采取的减振防护措施非常有效。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。