煙囪定向拆除爆破技術-蘭州

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，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，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。從煙囪拆除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18°，所以煙囪傾倒方向線上結構呈不對稱。又根據計算煙囪總重為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東側，煙囪倒塌中心線東側離欲保護的輸油管道僅18 m，西側離4號、5號機主廠房和油泵房分別為20 m和14 m，南側離欲保護的二層樓房(化水池)約35 m，北偏東側是煙囪倒塌方向，環境相當復雜，見圖l所示。根據現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，煙囪內部結構不對稱于傾倒方向線，煙囪簡體施工質量較差，工程難度大，風險高。

2．爆破方案

根據現場環境條件，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，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部3m高度內僅有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定，這樣底部切口高度內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，而且國內有多個高煙囪底部煙囪爆破切口定向倒塌的成功經驗和實例。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作如下詳細介紹。

3．爆破切口形狀、大小

因煙囪爆破一次定向倒塌高度為120m，周圍環境復雜，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°。根據以往多次爆破拆除煙囪的經驗，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。