川渝拆除17713551981(廣東宏大爆破工程有限公司)
1)工程概況
鎮海電廠150m高煙囪為整體現澆鋼筋混凝土筒體結構,底部外徑1.6m,壁厚400mm,頂部外徑6.54m,最大壁厚400mm,最小壁厚160mm頂部),混凝土強度等級C30,混凝土體積1053.47m3,粒狀爐渣隔熱層112m3,紅磚內襯454.4m3,整體質量3400t煙囪底部正北方向有一1.8m寬×2.5m高的出灰口,正東和正西+5.0m以上各有3.42m×7.5m的煙道口。煙囪周圍環境如圖124所示。北距1號、2號機主廠房9.2m,東距振電路120m,距離變壓器130m,南距金海路68m,西距中電路60m。振電路東側電纜溝和金海路上的電纜溝處于運行狀態。
圖12-4煙囪周圍環境圖
2)爆破方案
在綜合研究分析的基礎上,提出整體定向倒塌和雙向折疊倒塌兩個方案供最后選擇,方案要點見表12-1。
爆破方案比較表12-1
經多方論證,認為方案2最優,故最終選用雙向折疊爆破方案,即利用+30m的工作平臺,在十30m東側處開設一個缺口;在地面西側開設一個缺口,實現雙向折疊倒塌。+30m以上的煙囪向東倒塌,十30m以下煙囪向西倒塌,倒塌在變壓器以西金海路以北的范圍內,倒塌范圍為29°。
3)雙向折疊爆破方案
(1)上缺口(+30.0m)爆破設計
上部爆破缺口設計于十30m處,+30m上段120m煙囪傾倒方向為東偏南12°(東西煙道軸線為正東、正西方向)。煙囪+30m處的壁厚30cm,外半徑508cm,內半徑478cm;單層鋼筋網布置在筒體外側,豎筋φ20@165,環筋歸8@200。
缺口形式設計為正梯形,梯形底角30°,爆破高度2.5m,爆破缺口對應的圓心角210°,梯形下底長18.6m,上底長10m。詳見圖125。
圖12-5上缺口尺寸形狀設計圖(尺寸單位:m)
上部缺口爆破參數設計如下:孔距a=25cm,排距b=25cm,孔深l=15cm,炸藥單耗K取3600g/m3,單孔藥量q=67g,炮孔352個,裝藥量23.6kg
(2)下缺口(+0.6m)爆破設計
下段3m煙囪傾倒方向為西偏北12°。煙囪+0.6m處的壁厚為40cm,外半徑576cm,內半徑536cm,雙層鋼筋,外層鋼筋網豎筋φ5@180,環筋0@200;內層鋼筋網豎筋5@180,環筋0@200。
爆破缺口形狀為正梯形,梯形底角45°,爆破缺口高度4.8m,缺口對應圓心角240°。梯形下底長24m,上底長14.4m。詳見圖12-6
圖12-6下缺口形狀尺寸設計圖(尺寸單位:m)
下部缺口爆破參數設計為:孔距α=30cm,排距b=30cm,孔深L=25cm,炸藥單耗取K=2700g/m3,炮孔738個,藥量73.8kg。
(3)上下缺口之間時差的選擇
①煙囪倒塌過程數值模擬結果
假設地面不開缺口,十30m上段煙囪倒塌過程數值模擬計算得出不同時刻煙囪傾倒角度,見表122。
數值模擬不同時刻傾倒角度表12-2
②150m煙囪折疊爆破上下缺口時差選擇
上下缺口時差的選擇從兩方面考慮:一是上缺口支撐部外已斷裂,二是上段煙囪已傾斜定角度。根據煙囪傾倒過程數值模擬計算結果及參考以往兩座120m煙囪(茂名石化公司煉油廠三、四部爐煙囪和沸騰爐煙囪)傾倒過程實測結果,選擇上下缺口之間的時差為7.Os,當下缺口起爆時,上缺口以上煙囪已傾倒11.12°,煙囪頂部已平移23.1m。此時煙囪倒向大局已定,可完全保證上部120m煙囪的倒塌方向。
4)安全防護措施
(1)上缺口(艸3om)爆破缺口安全措施
自0.00~+30.0m沿煙囪四周搭設腳手架,鋪設+30.0m作業平臺,平臺寬度不小于3.0m,平臺設2m高的護欄,護欄用安全防護網圍住。為防護支座過早破壞,在十30.0m下加寬1.2m、厚3mm的鋼板箍。
(②)煙囪爆破瞬間個別飛石防護的安全措施
采用三層防護體:第一層:密竹排柵;第二層:雙層竹笆;第三層:尼龍安全網
(3煙囪體著地倒塌時,防止泥土及碎塊側向飛濺措施
煙囪筒體傾倒水平著地時,對地面的沖擊作用很大,地面松軟時,泥土易被拋出,且拋距較大,若不采取措施,煙囪上半部分著地時破碎較充分,煙囪筒體內的壓縮空氣可能將煙囪體混凝土碎塊拋出。因此,本方案設計在煙囪的倒塌中心線方向左右9°范圍內,從根部50m開始,每隔8~10m鋪設一道用沙包、稻草壘成的緩沖帶,并且在緩沖帶兩端設高4.6m的排柵,這樣可以使筒體塌落著地時不是直接與地面接觸,而是經過了沙包緩沖帶,可以大大減少泥土和碎塊側向飛濺距離。
(4)對電纜溝、變壓器房、3號物資倉庫、船隊辦公樓的防護措施
為了防止煙囪倒塌時飛濺的石塊對設備設施的危害,對變壓器、3號物資倉庫、船隊辦公樓均要進行遮擋,在上述設施外墻搭設密竹排柵,排柵上掛竹笆。對2條電纜溝的防護措施是:在電纜溝上蓋上2cm厚的鋼板再在鋼板上壘砌4層沙包。
(5)防止飛濺物前沖的措施
為了防止煙囪倒塌時砸到地面飛濺物往前沖,在煙囪倒塌方向煙囪頂部落點前方搭設-道密竹排柵,排柵長40m,高8m
5)爆破網路設計
本工程考慮到發電廠雜散電流及射頻電干擾因素,決定采用非電導爆管起爆系統,全部采用四通連接網路起爆方向和順序為:激發槍亠導爆管亠十3σm瞬發雷管亠士0.m延時雷管。
6)爆破效果
煙囪按設計方向傾倒,上段傾倒方向向北偏離1.5°,上段根部下坐向南外移8.5m,爆堆長-10~+94.3m。可分為四段。
(1)殘留下段筒體整體變形、破裂區:在-10~+5m范圍
(2)上段筒體下坐破碎區:在+5~+28.5m范圍
(3)上段筒體大塊破壞區:在+28.5~+88.5m范圍,該段筒體壓扁,橫向破裂為4~5塊,鋼筋外露,大塊砸入地下O.5~1.3m
(4)筒體頂部破碎區:在+88.5~+94.3m范圍,頂部碎塊破裂成小塊,內襯飛出
7)技術點評
(1)該實例有兩個特點:一是煙囪高,二是難度大。煙囪高達150m,欲倒塌在130m的狹窄場地內。在我國乃至亞洲創造了爆破拆除煙囪高度的新紀錄。同時,在國內率先進行了百米以上煙囪折疊爆破的嘗試,對推動我國拆除爆破技術的發展作出了貢獻
(2)與拆除爆破進行的同時,完成了大量的綜合觀測,采用多方位動態攝像觀測、計算機輔助處理技術研究了煙囪倒塌運動過程和支撐點破壞過程,對支撐部位進行的應變觀測和現場振動監測,為研究煙囪拆除爆破杋理提供了大量有重要價值的數據。
(3鑒于爆前對支撐部大偏心受壓破壞機理認識不足,所選擇的下缺口起爆時間過長,造成起爆后煙囪上段壓塌下坐,折疊不明顯。因此對煙囪折疊爆破支撐部位破壞杌理和上下缺口起爆時差尚需做進一步研究。
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