50m高砖烟囱定向爆破及其效果分析.pdf

一 7 。 f 第 1 3卷第 4期 1 9 9 6年 1 2月 爆 破 Bl I srI NG 囱 ＼／ Vo 1 ． 1 3№ ． 4 一 De c ．1 9 9 6 5 0 m 高砖烟囱定向爆破及其效果分析 赵 根 ． 丁 7 ， 长江科学院武汉市4 3 0 0 1 0 摘要对一 座 高 5 0 m 的砖烟 囱定向爆破 ， 从设 计到施 工进 行 了总 结。根据撮 像资 料 。 对烟囱倒塌过程作 了描速。对烟由上部 出现的倒塌偏向原 因进行了分析。 关 麓 词 8 ； 查 血 蝤 攀 ； 倒 亳 壹 石 { 旧甸 州 中图分类号2 3 5 3 7 3 l 工 程概 况 成都市某厂 因改 建需 要 ， 有 一座 高 5 0 m 的砖烟 囱需拆 除 。该 烟 囱为 圆 筒式 ， 在烟 囱 的烟道框架上部 5 0 c m V2 1 7 m， 最下一撵 炮孔的设 计 位置 ， 烟 囱外 径 为 4 ． 3 m， 壁 厚 6 2 e m， 内有 2 4 ml 耐火 砖衬 ， 烟 囱筒 壁 内侧 与内衬之间 存 5 c m 的间隙。 烟囱周围环 境较 复 杂， 南侧距车阊 仅 5 ． 5m， 西 侧 距 车 间 8 ． 0 I T I ， 北 懊 I 距 车 间 2 O i n 。根据爆 破 点 的周 围环境 ， 可供 烟 囱定 向 倒塌 的 只有 2 2 ‘ 的角 度 范 围 ， 烟 囱定 向倒 塌 中心线的方 面确定 为 S W8 4 ‘ ， 如图 l所示 。 图 1 烟 由周 围环境 示 意 图 单位 m 收 } 奇日期 j 9 9 6 O l 一 2 5 2 爆 破技 术 设计 2 ． 1 爆破参数 烟 囱爆破 部位 材 质完 好 ， 筒 壁厚度 8 6 2c m， 外径为 4 ． 3m。 炮孔深度 取 0． 6 8 84 2 ． 2 c m， 实际 取 4 2 c ； 炮 孔间距取 a 0 ． 8 3 ， 3 4． 9 c r n ， 实际取 a 3 5 c m； 采用梅 花型 布孔 ， 炮孔 排距 取 b O ． 8 5 a 2 9 ． 2 5 c m， 实 际取 b3 0 cr n O 2 ． 2 布孔范围及炮孔布置 爆破缺 口高度 h ≥ 1 ． 5 N2 ． o a ， 按六排 孔布置 ． 则设计爆破缺 口高度为 1 5 o c r n 。 因烟 囱倾倒 反方向左翻有一烟 道 i ． 2 m2 ． I m ， 为使保留部分有足够的承重能 力 ， 爆破缺 口的水 平长度 L略小 于烟 囱爆破 部位周 长的 ， 实际 取 0． 6 2倍 的周 长 ， 则爆 破缺 口的水平长度 【 8 3 7 c m。 为使烟囱准确 地按预 定方 向倒塌 ， 在 设 计的爆 破 缺 口两 端 用人 工 开凿 两 个三 角形 “ 导 向窗 ” ， 窗 口的高度取 1 0 0 c r n ． 上宽取 6 0 维普资讯 第 1 3 卷第 4期 赵根5 0m 高砖烟 囱定 向攥破及其效果分析 ’7 7 ’ Ⅱn o 在爆破参散和布孔范围确定的基础上， 沿烟囱设计倾 倒 中心线 两刺 ， 均 匀对称 地布 置炮 孔 ， 上 五排 每排 布 置 l 9个 炮孔 ， 最 下一 排布置 1 8 个炮孔 ， 炮孔总数为 1 1 3 个。 烟囱内村为 2 4 耐火砖 ， 为确保倒塌 方向 ， 用爆破 法予以处理 。为此 ， 布最 了两排 深 8 0 c m 的孔 ． 孔排 距 为 7 0 c m6 0 c m， 每 排布置 9个炮孔。 最下一排炮孔距地 面 2． 1 7 m， 炮孔布置 如图 2所示 。 蹦 2 炮 孔 布 置展开 示意 囝 单位 a n ．比例 l 2 0 0 1 ． 导向商； 2 睬内村耀孔； 3 ． 形成爆破缺口的炮孔 三行砖砌 有 一道环 形钢 筋 4 6 mm ， 所 以取 K1 1 0 0 g ／ m 3 ， 则诗算碍单孔药量 q 7 1 ． 6 g ， 实际取 7 5g 。靠 近“ 导 向窗 两边 的炮孔 药 量适 当减 小 ， 布置 了三个 s o s和 一个 3 5 g的 药包 。 清除 内村的单孔药量 取 1 5 0 g ， 靠近 “ 导 向窗” 布置 两个 1 0 0 g的药包。 该烟 囱爆 破共 使 用 2 硝 铵炸 药 l 0． 9 6 k g 。 ． 2 ． 4 起爆 网路 该起爆网路采用同段非电毫秒雷管一次 起爆 实际 使 用 Ms 3段雷 管 ， 为牡绝 瞎炮 ， 每孔 装 两发 雷管。 由 2 6或 2 7根 组 成 一 簇 一孔中的两 发雷管 分在不 同的簇 上 ， 共分 l 0簇 ， 每 一簇 由两发 MS 3段雷 管连接 ， 最 后 由两发瞬 发电雷管 『 爆 。 率次爆破共 使用 1 _ 3 1 个 药 包 包 括爆 内 衬的 1 8个 药包 ， 2 8 2发 MS 3段非 电雷 管 ， 两发 8 瞬发电雷彗 。 3 施工与安全 2 3 药■计算 钻孔应严格按设计要求布孔 ，保 证炮孔 单孔 药量按 公式 q 计算 ， 囡每 隔 的位 置、 方 向和 深 度 ， 对 钻 好 的炮 孔 清 障粉 尘 ， 并逐一检查验收 图 3 烟廓在倾倒过程中的运动轨遗示意罔 注 n J ～5 代表烟囱产生裂缝的次序 ； 2 0 -8 5代表烟囱颠倒的不同时捌所趾位置 维普资讯 7 8 爆 破 1 9 9 6年 1 2月 用人工开凿的“ 导 向窗” 按设计要求精确 定位， 确保“ 导向窗 的两个端点在同一平面。 烟道甩相同 材料劫 起 ． 以防烟 囱在倾 倒 后 坐过程 中受力不均匀 ， 影响倾倒方向。 烟囱倾倒反方向钢爬梯处的壁雷线预先 切割断 。 因爆破部位较高， 如产生飞石 ， 飞扬距离 较远 ， 临爆前 在爆破 缺 口前 面用两层 草 袋和 一 层麻袋 ， 两 边用三 层草 袋和 一层麻袋 加 覆盖 ． 最后还 用一张 安 全网把爆 破缺 口部位 包围起来。 烟 囱右侧的车间玻璃窗 ， 就地取材 ， 用纸 板悬挂防护 ， 防止碎块砸坏玻璃 。 烟囱倾倒前方 的煤 气管道和 自来水管道 用砂袋覆 盖防护。 4 烟囱髑塌过程及爆破效果 4． 1 烟 囱饲塌过程 根 据摄像资 料 ， 该 烟 囱从 起爆 至完 全倒 地 ， 历时 约 8秒 钟 ， 倒塌 的 主要过 程 见圈 3 ， 现分述如下 起爆 瞬间至第 l s期间 爆破缺 口处的覆 4 ． 2 爆 破效 果 盖物 向四周 散 出 。 爆 破缺 口上 部的砖 不 断下 塌， 并向上扩展细 1 m． 整体下坐 ， 井开始前 倾 。 第 1 --2 s期间， v2 2m处 出现第一条裂 缝 编 为 1 ， 下 同 ， 随 即v2 0 m 处 出现 2 裂缝 。 第 2 ～3 s 期 间 ， 烟 囱继续 前 l 甄， l 8 m 处出现 3 裂缝 ， 1 裂缝 上 部 烟 囱有后 错 倾 向 ， 2 裂缝开 口变宽 ， 爆破缺 口上沿触地 。 3 缝随 即压 闭。 第 3 ～4 s 期问 底部至 3 缝 问的烟 囱全 部触地 ， 1 缝 开 口继续增 大 ， 上 部 基本 保 持 直立 ， 并有右 偏趋势 。 第 4--5 s 期间 2 、 1 缝依次触地 ， 上部 右偏 ， 并在 V3 0 1 7 1 处 出现 4 缝 ， 裂缝 上部基 本保持直立 ， 但也有 偏趋势 。 第 5 6 s 期 间 4 缝 触地 ， 上 部右 偏 ， 在 V4 5 m 处出现 5 裂缝 。 第 6--7 s期间 4 --5 缝 间的烟 囱筒身 连续触地。 第 7 ～8 s期 间 烟 囱顶 部 触 地 ， 倒地后 碎砖前溅。 圈 4 烟囱实际纵向傲塌情况示意图 单位 i l 1 洼 1 1 3 ． 0 表示烟囱宴际纵向倒塌中心线的方向及距离 2 v5 ． 8 -v5 0 表示蝈囟的原高程在倒地后所处的位置 经测量 ， 烟 囱底部至V2 2 1 7 1 问倒 塌堆 积 体中心线与设计倾 倒重台 ； v3 0 1 7 1 处堆 积体 中心线 向右偏 离设 计 中心 线 4 ． 3 1 7 1 ， V 4 5 1 7 1 处堆积体 中心线 右 偏设 计 中心线 8 5 m； v 5 0 1 7 1 处 堆 积体 中心 线 右偏 设 计 中心线 8． 5 m。纵 向塌 散距离如图 4所示 。横 向塌敞 的 最大 宽度 达 l 8 m W2 2 m尉 近 。顶部横 向 塌散宽度 为 917 1 。烟 囱后 坐 5 m v5 ． 8m 以 下的砖 全部 塌散 在后 坐方 向 ， 保 留的承重部 分的砖 烟囱左侧及烟 道上保 留的 5 0 c m砖 全部坐塌 。烟道上框 V1 ． 6 7 m 坐裂 ， 露 出 锕筋 ， 左框架 出现纵 向裂缝 。 维普资讯 第 1 3 卷第 4 期 赵报5 0 r ill 高砖烟囱定 向爆破及其效果分析 7 9 尽管出现了烟囱上部偏离设计倾倒中心 线的问题 ， 但 未造成任 何损 失 ， 附 近民房 及车 间玻璃 完好无损 。 5 烟 囱上部倒塌偏 向的原因浅析 根据摄像资料分析 ， 烟 囱在 倒塌过程 中， 前 4 s ， 整个烟 囱是 沿设计 倾 倒 方 向倒 塌 的 ， 但其后 ， 随着 l 缝 开 口的增 大 ， 上 部 即出现 右偏趋势。究其原因 ， 发现 在 1 缝 发生断裂 错动过程 中， 出现 了整 体错 动不均匀 的情况。 在爆后效果的 调查 中发 现 ， 三根 避 雷天 线集 中在～起 ， 并每 隔一定 的 间距焊接 固定 在烟 囱外壁 ， 这 三根避雷线 的联 合固壁作 用 ， 阻止 了烟 囱断 裂的前后错 动 ． 且避 雷 线 刚好 在设 计倾 倒线 反方 向的 一侧 ， 这 可简 化 为这 样一 个模型 ； 三根避雷线 的联合 固壁作用 ， 相 当于一 个铰 链 ， 烟 囱上 下部 在断 裂面处 的前 后错动将绕 铰链转 动 ， 这 就使 得有 避 雷线一 侧为 前后错 动距离 较小 ， 而 另一佣 的错 动 距 离较 大。由于烟 囱在断裂面 的前后错 动过 程 中 ， 烟 囱上部仍基本保持直 立 ， 这就使得它 刚 好套坐在断 裂面下部烟 囱的后 沿 ， 出现 上部 右偏 。 6 结 语 此次烟囱定向爆破， 尽管出现了烟 囱上 部偏离设计倾倒线的情况， 但 未造成任何玻 坏 ， 总的来说基本上是成功的 ， 并从 中可得 出 以下一些 结论和经验教训 1 砖烟 囱在定向倒塌过程 中， 烟囱筒 身并非呈剐 性 ， 也 不是 通常所 说 的作定轴 转 动， 而是烟囱从底部到顶部各段依次连续触 地 ， 作平面运动 ， 运动轨迹很复杂。 2 烟 囱在倒塌的初始阶段， 是精确按 设计倾倒方向前倾的， 故“ 导向窗” 起到很好 的导向作用。 3 烟 囱的爆 破缺 口高度 取 1 ． 5 ～2 ． d 8即足 够 ， 这 是因为 在爆破 缺 口的形 成过 程 中 ， 缺 口上部还要下塌相 当一部分砖 ， 使得实 际形成的爆 破缺 口高度大 于 2 8 ， 可确 保倾 倒 方向。因此 ， 此次爆破 设计 的 6排孔 可减 少 到 4 ～5摊 。 4 对 于 2 4 a n的耐 火砖 内衬 从 外 部 钻孔用爆 破法 予 以处理 ， 减少 了人工处 理 的 诸 多不便 ， 是可取的。 5 此次爆破出现的烟 囱上 部偏 向的问 题 ， 是忽视 了避 雷线联合 固壁作用的缘 故 ， 今 后遇此情 况应 引起足够 的 重视 ， 事先解 除一 些避 雷线与烟 囱壁 的固定点 即可。 张正宇正高工为本项 目的技 术总指导 ， 彭朝辉、 包伟力工程师参与了设计和施工。 参考文献 1 冯叔璃 等 城市控 制爆 破 ． 北 京 中国铁道 出 版社 。 1 9 8 7 2 刘 清荣 ． 控 制爆破 ． 武 汉 华 中工 学院 出版 社 。 1 9 8 6 Di r e c t i o na l Bl a s t i n g a n d I t ’ s Re s u l t An a l y s i s f o r a n 5 0 m Hi Br l c kc l - i mn e y Z 12 0 Ge n Ya n g t z e Ri v e r S c i e n t i f i c Re s e a r c h[ n s t l t u t e ，Wu h a n 4 3 0 0 f o Abs t 喇 Th ； s p a p e r ma k e a s u mma r y o f d i r e c t i o n a l b l a s t i n g f o r a 5 0 m h iig h b r i c kc h i mn e y f r o m d e ． s i g n t o e o n s t r u c t i o n， a n d d e s c r i b e t h e p r o c e o f t h e c h i mn e y c o l l a p s e d a r d i ng t o t h e c a me f a d a 一 c a ，a n d a n a l y t i c t h e c a u s e of t h e f i r s t h a l f of t he c h i mn e y c o l l a p s e d d e v i a t i o n f r o m t h e d e s i g n ． Ke y wo r d s b r l c k - e h i n me y ；d i r e c t i o n al Nfi ng ；r e s u l t a n a l y s i s 维普资讯