PDF《钢筋混凝土烟囱的定向爆破拆除》

第! 卷第#期建筑结构 $$ 年#月 钢筋混凝土烟囱的定向爆破拆除 刘小春 吕力行 林大能 (湘潭工学院 湘潭 # % % $ % ) [提要] 研究了钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除的爆破方案设计、 爆破重要措施的确定、 起爆网路的合理选择、 爆破事故的防止和安全验算及防护措施, 为同类工程实践提供了详细的思路.

[关键词] 钢筋混凝土 烟囱 定向爆破 &

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0 ) . + 在位于人口稠密的城镇和厂矿区内的建筑群中, 爆破拆除钢筋混凝土烟囱难度很大.需要掌握现场总 平面、 烟囱设计施工、 烟囱几何尺寸 (高、 直径、 壁厚、 内 衬等) 、 形状、 结构的强度、 重量、 配筋粗细、 风化程度等 资料, 以便决定最佳的定向爆破方案.

一、 爆破方案设计 % >

设计原理 [ %] 钢筋混凝土烟囱爆破拆除是根据刚性整体绕定轴 稳定转动倾倒的原理, 将烟囱势能转为动能, 使筒体在 触地的瞬间受冲击荷载作用而破碎和破裂解体.其失 稳原理是在烟囱一侧的底部, 将其支承筒壁炸开具有 一定高度、 宽度的爆破切口, 破坏其结构的稳定性, 使 整个结构失稳和重心外移, 在缺口以上烟囱自重的作 用下形成倾覆力矩, 导致烟囱按预定方向倾倒. >

倾倒方向确定 要想使烟囱定向向一侧倒塌, 需要有一块空地, 它 的长度、 宽度应分别满足 [ ] ! !( % >

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$ ) $ ( ) 式中: ! 为空地长度, 为烟囱高度, # 为空地宽度, $ 为烟囱最大直径. 在定向爆破方案确定后, 根据设计及总平面图, 到 现场准确找出定向中心线的关键一点, 用经纬仪多次 测量烟囱爆破部位及附近的中心点, 确定平均中心线, 用于施工放线. ! >

爆破切口形式 钢筋混凝土烟囱的切口形状可控制烟囱倒塌下落 的速度、 后坐程度、 落地前冲距离, 十分重要.常见的 切口有梯形、 三角形或菱形, 梯形分正梯形和倒梯形, 梯形的锐角一般为 ? @ !! ? @ , 倒梯形的锐角一般为# $ @ !? ? @ .大量的工程经验表明, 对于高度小于! ?

5 的钢 筋混凝土烟囱, 可采用梯形切口准确定向, 施工方便, 且可根据工程需要采用正梯形或倒梯形;

对于高度为 ! ?

5 以上的钢筋混凝土烟囱, 以三角形或菱形为佳, 切 口高度必须满足 !% ( 为切口 高度, % 为烟囱切口部位的外半径) [ !, #] . # >

爆破切口长度 切口长度太大, 则保留的起临时支承作用的筒壁 太短, 承受不了烟囱的全部重量, 在倾倒之前会迅速压 垮, 而发生 过早下沉和后坐事故, 达不到定向倒塌要求.切口长度太小, 则保留的筒壁具有足够的强度来 支承烟囱的全部重量, 烟囱一时倒塌不下来.据经验, 钢筋混凝土烟囱切口长度一般取 &

A ( / !) $ 为宜, $ 为爆破切口圆筒外径. ? >

爆破切口高度 爆破部位切口高度高一些, 可防止烟囱在倾倒过 程中发生偏转, 有利于提高倒塌方向的准确性.但过 高, 在支承侧会造成烟囱有过大的转动势能, 从而导致 后坐现象发生.其高度可用下式进行计算 [#] :

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( / ) ( ) * / + ( ! ) 式中:

5 ) + 为理论计算爆炸切口的最小炸高, ( 为钢筋 的弹性模量, ) 为截面惯性矩, * 为钢筋数, + 为钢筋骨架压力荷载. '

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为 爆炸切口的炸高, 也可用下列公式确定 [#, ?] : '

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以下 的烟囱, 开设定向孔、 定位孔后不会导致烟囱因自重而 下坐, 剩余截面仍有较高的抗压保险系数.对于$ &

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以上烟囱, 在大风情况下施工, 需作风荷载校核 [ $] . 一般情况下, 定向孔、 定位孔开设在爆破切口的两 端或中间, 在两端开窗口的爆破称为 两洞式爆破 , 这 时窗口可适当宽一些;

如在切口中间预先开设窗口, 则 称为 三洞式爆破 , 这时每个窗口宽度应适当小一些, 以保证保 留部分支撑烟囱的可靠性.若环境条件允许, 定向窗宜选在通烟口或掏灰口方向, 利用其作为爆 破临空面, 以减少切口的钻孔量和装药量. 定位孔的形式常有三角形、 矩形、 圆形或任意形. 作者认为矩形、 圆形或任意形对定向的意义不大, 而三 角形可起到定向使用.保证三角形后顶点 (含标高) 的 对称, 就能保证支承区对称, 这是满足准确定向的必要 条件.而且三角形定向孔后顶点离地面较为接近, 对 推迟和防止烟囱下坐、 后坐有积极意义 [ #] . # %孔网参数确定 [ (, , )] 孔深!* ( &

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为炸药的单耗, 取值见表+;

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二、 爆破技术重要措施 + %定向孔、 定位孔的钢筋预先切割.对于钢筋直 径大于+ ) '

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以上 的, 还应将倒塌反方向的正方的 !#根受力钢筋预先切割, 以减弱烟囱倒 塌时后侧的拉应力, 更利于烟囱顺利定向倒塌. ( %将爆破切口外的烟囱或掏灰口砌堵严实, 以防 背侧过于薄弱造成反向倒塌或后坐偏差失误. - %采用耐火砖内衬和外壁同时爆破或利用 三洞 式 爆破缺口方案.若内衬与外壁间有煤尘, 应对其处 理, 以防煤尘爆破, 而使倒塌方向失控. ! %........