煙囪定向拆除爆破技術

廣西合山電廠1號～3號機煙囪建成于1988年，300號鋼筋混凝土結構，高120 m，最底部外徑為10m。0～20m高度，壁厚50cm，雙層鋼筋網(wǎng)，主立筋為中22，縱橫間距20cm；20m以上外徑按江2．5％縮小，壁厚28～18cm，單層鋼筋網(wǎng)，主立筋為西16～①14，頂部外徑為4.1 m。煙囪0～2 m高度上有兩個對稱的出灰口，出灰口的寬度都是1.6 m；煙囪7.5～9.8 m高度上有3個煙道口，每個煙道口的寬度都是2.2 m；煙囪內(nèi)部3.7 m高度有80 t重爐碴混凝土的灰斗結構，且3～20m高度有100 t重的“Y”形煙道隔墻，灰斗和“Y”形煙道隔墻由底部井字梁和4根立柱支撐。從煙囪的總體結構分析有一條近南北方向的對稱軸線，但要求煙囪傾倒方向線與此對稱軸線向東偏轉(zhuǎn)18°，所以煙囪傾倒方向線上結構呈不對稱。又根據(jù)計算煙囪總重為2 440 t，煙囪重心高度在43.4 m處。

從平面圖上看煙囪位于廠區(qū)東側(cè)，煙囪倒塌中心線東側(cè)離欲保護的輸油管道僅18 m，西側(cè)離4號、5號機主廠房和油泵房分別為20 m和14 m，南側(cè)離欲保護的二層樓房(化水池)約35 m，北偏東側(cè)是煙囪倒塌方向，環(huán)境相當復雜，見圖l所示。根據(jù)現(xiàn)場踏勘測量及圖中標設，煙囪僅有16°夾角的傾倒范圍。總之，該煙囪爆破的特點為傾倒方向范圍狹窄，煙囪內(nèi)部結構不對稱于傾倒方向線，煙囪簡體施工質(zhì)量較差，工程難度大，風險高。

2．煙囪爆破方案

根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件，煙囪傾倒方向選擇北偏東42°。允許倒塌范圍僅有±8°的扇形區(qū)，所以要求定向精度很高。采用底部切口一次定向傾倒爆破方案。

底部爆破切口的方案是詳細分析灰斗結構后提出的。其主要思想是煙囪底內(nèi)部3m高度內(nèi)僅有4根立柱，通過驗算，4根立柱可預先炸除，改為中心1根磚柱支撐三叉梁能保證上部灰斗結構的穩(wěn)定，這樣底部切口高度內(nèi)并無復雜的不對稱結構，另外底部預留部分雖然有不對稱的出灰口，但可采取一定措施來糾正對稱性，而且國內(nèi)有多個高煙囪底部爆破切口定向倒塌的成功經(jīng)驗和實例。底部爆破缺口施工較為方便，切口精度容易保證。但灰斗內(nèi)余灰、爐碴、混凝土和鋼斗等必須預先清除，背后出灰口應封堵，預處理工作較多。下面對底部切口爆破的具體參數(shù)作如下詳細介紹。

3．煙囪爆破切口形狀、大小

因煙囪一次定向倒塌高度為120m，周圍環(huán)境復雜，所以必須準確控制煙囪的傾倒方向，確保左右偏差不得大于5°。根據(jù)以往多次爆破拆除煙囪的經(jīng)驗，采用倒梯形切口，切口長度不大于煙囪筒身外周長的0.6倍時，傾倒方向比較準確。本次爆破切口形式采用倒梯形復式切口(圖2)。實際切口長度取煙囪外周長的0.6倍。切口對應圓心角為216°。切口位置設置在0.5～2.6 m高度處。當切口閉合時煙囪已傾斜19°，重心已移出煙囪基座以外9.1 m，所以2．1 m切口高度足以保證煙囪傾倒。切口高度過大，切口閉合時煙囪傾斜速度已很高，切口閉合的沖擊反力很大，若切口稍有偏差就容易使煙囪傾倒方向偏斜。