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1、190m 高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计学学 员：员：宦宦 吉吉 运运 指导老师：指导老师：房房 泽泽 法法 保康县中坪磷化工有限公司保康县中坪磷化工有限公司二二 O O 一二年十二月十七日一二年十二月十七日290m 高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计1 工程概况工程概况根据某市环保及环境治理精神，拟将 90m 高钢筋混凝土烟囱实施爆破拆除。1.1 施工环境施工环境拟拆除的钢筋混凝土烟囱位于市某厂内，高 90m，烟囱北 22m 处为包装车间，车间东西长为180m，南北宽为 30m；烟囱南侧 65m 为外加剂厂车间，车间东西向长为 90m；烟囱西侧
2、 60m 处为水泥厂厂房；烟囱东东侧厂房已经拆除，为空旷地带。烟囱周围环境见图 1。1.2 烟囱结构尺寸烟囱结构尺寸钢筋混凝土烟囱始建于 1971 年，筒体为钢筋混凝土结构，混凝土标号为 200 号，烟囱高为 90m，烟囱底部外直径为 7.85m，底部壁厚为 0.4m。顶部外直径为 4.3m，壁厚 0.18m。内衬为耐火砖，厚24cm，内衬与烟囱内壁间隙 10cm，拟拆除烟囱筒体体积为 414.2m3。烟囱标高 4.2m 处为烟道口，烟道口高 3.5m，宽 3.5m，顶部为圆拱形，烟道口朝向为正东东向。烟道口下部为清灰漏斗口，漏斗口底部标高为+0.0m，漏斗口高宽均为 1m，朝向也为正东东向。
3、烟囱筒体底部配筋：竖向主筋为 20 的螺纹钢筋，间距为 130mm，环形钢筋直径 20mm，间距140mm。烟囱断面尺寸见图 2。1.3 拆除工程要求拆除工程要求 工期要求：7 天。 安全要求：爆破拆除施工应确保周围建筑物的安全。301010018022厂区围墙60框架结构厂房框架结构厂房框 架 结 构 厂 房65爆区环境图图中单位：m拟爆破烟囱图 1 爆区环境图33.750m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高280mm10m3.925m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高400mm1.250m3.550m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高260mm20m3.350m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高240mm30m3
4、.150m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高220mm40m2.950m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高210mm50m2.750m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高200mm60m2.550m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高190mm70.5m2.350m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高180mm80m2.150m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高180mm90m图 2 烟囱断面图42 爆破方案爆破方案选择选择该烟囱结构坚固完整，爆破时需要保护周围建筑物的安全。考虑周遭工厂车间、厂房的结构状况，且该烟囱标高 4.2 米处有烟道口朝向东，烟囱东侧建筑物已拆除为空旷地带，决定采用定向控制爆破拆除该烟囱，选择东偏南 10 度方
5、向倾倒。3 爆破技术设计爆破技术设计3.1 爆破缺口设计爆破缺口设计（1）爆破缺口形状直接影响烟囱的倾倒，为了严格控制烟囱倒塌的方向，结合烟囱的结构特征及周边环境，爆破缺口形式选择正梯形缺口。（2）缺口位置。爆破缺口在烟囱底部 0.5m 高处开设。（3）缺口长度。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。根据烟囱的底部结构特征及以往工程经验，缺口圆心角取 216。缺口弧长 L（216360）D 14.78m，取 15m，式中 D 为烟囱底部外径 7.85m。（4）缺口高度。缺口高度 H（1/61/4）D1.31.9m，为了保证烟囱顺利倾倒，并参照以往施工经验，取缺口高度
6、 2.5m。（5）定向窗、中间窗。中间窗在烟囱倒塌中心线两侧对称开设，中间窗大小为 2.5m*2.0m。定向窗设计为三角形，其夹角取 30、底宽取 2.5m，高 1.5m。在爆破缺口两端对称布置。3.2 爆破参数爆破参数（1）炮孔直径 d 取 40cm。（2）炮孔深度 l（0.680.70），中式中 为烟囱壁厚 0.4m，炮孔深度为 2728cm，根据以往工程经验取 28cm。（3）炮孔间距 a30cm，排距 b30cm。（4）炸药单耗 k 根据有关资料及以往经验并结合导向窗试爆的效果，取炸药单耗为 2500g/m。（5）单孔装药量根据公式 Qabk，计算得 90g，施工时上面 3 排炮孔每孔
7、装 90g，下面 4 排炮5孔每孔装 120g。（6）炮孔布置在爆破切口的范围内，从倾倒中心线向两侧均匀对称布置，炮孔方向指向烟囱的中心，采用梅花形布孔。共布设 7 排炮孔，共计 144 个炮孔。总装药量 21kg.。（7）炸药类型为乳化炸药，采用连续装药结构。（8）炮孔填塞。由于爆破部位筒壁很薄，炮孔深度仅为 28cm，装药长度约 1416cm，实际填塞长度为 1820cm；为避免冲炮、保证填塞质量，采用潮湿的黄土进行填塞炮孔，并用木质炮杆捣实。爆破切口及炮孔布置如图所示。3.3 爆破网路爆破网路为了减少外界杂散电流、射频电流可能引起的早爆事故，起爆网路选用施工简便、安全可靠的非电导爆管起爆
8、系统。每个炮孔内装2发导爆管雷管，孔外采用簇联，每簇雷管数控制在20发内，每簇采用2发导爆管雷管连接，然后再采用簇联，每簇采用2发电雷管引爆。电雷管采用串联，用高能起爆器起爆。3.4 爆前预处理爆前预处理（1）开设定向窗、导向窗。定向窗需严格按照爆破切口设计控制其位置和定向角的大小。采用水6钻切割结合风镐剔除的方法确保设计精度。导向窗在试爆时开设，切断钢筋并用风镐修整到设计尺寸。（2）内衬耐火砖用小型风镐人工剔除。4 爆破安全防护爆破安全防护4.1 飞石防护措施飞石防护措施对爆破的区域和重点部位进行严格的覆盖，加强防护，以防个别碎石飞出。具体措施：采用直接防护方式，先在爆破的部位用 2 层草帘
9、子覆盖，用铅丝绑牢，再用 3 层竹笆覆盖，用铅丝绑牢，最外面用 1 层铁丝网覆盖，用铅丝捆紧。4.2 爆破振动计算与控制措施爆破振动计算与控制措施爆破振动强度以地面振动速度的大小来描述。爆破振动强度的大小与爆破用药量、炸药的埋设和分布位置、至观测点间的地层介质有关。建筑物拆除爆破时的爆破振动速度 v1 的计算公式如下：V1K1（Q1/3/R）式中：R 为爆源中心与地表建筑物距离，最近距离为 22m；K1、 分别为振动速度衰减系数和指数，取 K121.1、1.57；Q 为同段起爆的最大药量，Q1.8kg；计算可知 V11.76cm/s 由此可知爆破振动满足安全要求。4.3 触地振动计算与控制措施
10、触地振动计算与控制措施建筑物爆破拆除塌落振动速度计算公式：式中：V2 为塌落引起的地面振动速度，cm/s；M 为下落构件的质量，t；g 为重力加速度，9.8m/s2；H 为构件的高度，m； 为地面介质的破坏强度，一般取 10MPa；R 为测振点距塌落中心距离，m；K、 为塌落振动的衰减系数和指数，当地面开挖沟槽、垒筑土墙改变烟囱落地状况时，K 仅为原状地面的 1/41/3。根据经验 K 取值范围为 3.374.09、 取值范围为1.66 1.80，结合现场防振措施， 取 1.17、 取1.7。烟囱落地中心距最近建筑物的距离约 22m，故以 R22m 对烟囱进行计算得 V2=0.8cm/s，由此
11、可见烟囱的落地振动都符合安全要求。为了减轻烟囱触地振动，采取在倾倒范围内挖缓冲减振坑并堆设缓冲土墙的措施降低触地振动。将倾倒范围内的所有渣土用挖掘机清理干净，烟囱倾倒中心线5、距离烟囱 4080m 范围内每隔15m 交替布置减振沟和土坎墙，具体做法使用挖掘机挖 1 道 2m 宽、1m 深的减振沟，同时将挖出的土修筑土坎墙，其长度15m，土坎墙的高度随着距离的增加，高度逐渐递增，土坎墙上用草帘子覆盖。此外在距离烟囱 8090m 范围内挖 1 个深 1.5、长 15m 的土坑，同时将挖出的土在坑外侧堆砌7一挡土墙，确保烟囱筒首落在土坑内，防止筒首外冲。4.4 安全警戒安全警戒严格按照爆破安全操作规
12、程操作，现场设专人负责，严格按设计方案施工，装药前对孔网参数进行校对，对使用的主要爆破器材要求同厂、同批号、同型号产品，单孔装药量做到准确无误；起爆器材的加工，必须在安全地点进行，无关人员撤至安全地点，并设置警戒范围，安全警戒点；起爆日期选择在微风或顺风的晴天；警戒范围：在倒塌方向距烟囱中心 200m，在垂直倒塌方向距倒塌中心线两侧各 100m，并设置明显标志及警戒人员；起爆前，以通告形式告之起爆时间、地点和警戒范围、起爆信号；严格执行清场、起爆、解除信号。爆后必须由爆破员、安全员先进入现场检查，确认安全后方可解除警戒；民爆物品的管理严格执行中华人民共和国民爆物品管理条例 。考虑到本工程爆破物品用量少，设专车、专人运送爆破物品，现场保管使用民爆物品专用箱，日领、日用、日清退，做到帐物相符。
