1工程概況
1.1結構特征
山東省某礦業公司粉礦廠內有一廢棄煙囪需爆破拆除。該煙囪為磚混結構,±0~1m處外層為正八邊形的混凝土澆注體,內層為磚混結構,1m以上外壁均為磚混結構。煙囪高24m,底部外直徑:1m以下為2.8m,1~2m處為2.4m,壁厚為0.55m,其中內襯厚0.12m,內襯與壁間空隙5cm。煙道已拆除,煙囪底部在地坪以下0.6m有一個朝南的煙道口。
1.2周圍環境
煙囪周圍環境如圖1所示。正南2.1m處為選礦廠成品倉庫(待拆),煙囪座落地坪與倉庫地坪高差為1.2m;東南11.4m處為一直徑4m的水塔;正東20m處為磅房和交通道;N35°E15m至N55°E55m的區域內為礦石粉成品場;西北55m處為選礦車間;正西37m處為選礦場,并有一個高差1.0的直立坡。
2爆破方案設計[1~6]
2.1爆破設計要求
1)煙囪實施爆破后的散體物不能混入成品礦石粉中。
2)確保水塔的正常使用。
3)保證磅房不受破壞,交通道運輸不受影響。
2.2爆破方案的確定
該煙囪的結構比較簡單,但其周圍環境比較復雜?？晒┻x擇的爆破方案有3種形式:定向倒塌、拆疊倒塌和原地坍塌。根據現場的條件,確定采用定向倒塌方案。由于只有西北方向有足夠的空間作為倒塌場地,故傾倒中心線定為N55°W。
2.3爆破切口設計
為減少-0.6m處正南煙道口對傾倒方向的影響,爆破切口底部定于地平以上+0.1m處。爆破切口采用正梯形,切口長度L取0.6倍的煙囪周長,即L=4.5m。根據工程經驗,切口高度h=kδ,式中k為高度系數,取k=2,δ為壁厚,δ=0.55m,因此h=1.1m,實際取h=1.2m。
2.4爆破參數
煙囪拆除爆破切口內的炮眼采用梅花形布置,如圖2所示。炮孔直徑d=38~40mm;孔距a=(0.5~1.2)δ',式中,δ'為外壁厚,δ'=0.37m,取a=0.80,δ'=0.3m;排距b=(0.8~1.0)a,取b=a=0.3m;孔深l=(0.65~0.75)δ',取l=0.65δ'=0.24m。為充分利用炸藥爆炸能量對煙囪拱形壁體的均勻破碎作用,在鉆鑿炮眼時,可使同排相鄰炮眼一深一淺(0.22~0.24m)。炮孔裝藥為巖石乳化炸藥。根據體積公式,單孔藥量Q=qabl,式中,Q為單孔藥量,g;q為炸藥的單耗,試爆后確定q=1200g/m3。計算得Q=25g,實際取Q=30g。
2.5預處理
在切口內預先開設掏槽窗,寬度為0.6m,高度為0.9m。爆破切口兩端部布置2個直角三角形定向窗,高度為0.75m,底邊長為0.75m。為保證煙囪順利傾倒和減少炮眼工作量,在確保安全的條件下,將切口相對應部分內襯按孤形預先拆除。經過強度校核,煙囪預處理后的支撐部分受的荷載遠小于其抗壓強度,可確保施工安全;同時,起爆后的支撐段所受的強載小于其抗壓強度,故起爆后煙囪不會立即產生后坐。
2.6爆破網路
采用非電導爆管雷管爆破網路,每個炮孔內裝
1發毫秒雷管,以設計傾導中心線為對稱軸,以爆破切口區口中央起始,分3段起爆,分別裝入MS1,MS3,MS5三個段別的毫秒雷管,3個區段間隔時間依次分別為50ms。再將導爆管以15~20根為一束,用2發電雷管串聯起爆。
3爆破震勸校核
根據公式V=K(3QR)α對爆破引起周圍建筑物基礎質點振動效應進行校核。式中,V為質點的爆破震動速度,cm/s;Q為最大一段起爆藥量,Q=0.38kg;R為爆破區域被保護建筑物的爆心距,取R=11.4m;K,α分別為爆震波傳播介質影響系數和震波傳播衰減指數,取K=32,α=1.57。則V=0.42cm/s,該值遠小于《爆破安全規程》規定的建筑物爆破振動安全臨界值3cm/s,所以爆破震動效應不會影響周圍建筑的安全。
4安全措施
為了有效控制爆破飛石的飛散距離,起煤前將切口范圍內的煙囪外壁面用竹排封閉,同時在礦石粉堆前碼擺竹排,以防止爆渣混入粉成品中;為防止煙囪倒塌時產生過大的觸地震動,在預計倒塌范圍內鋪設厚0.5m的松土層;劃定以煙囪為中心以100m為半徑的區域為警戒范圍。
5爆破效果
起爆后煙囪按設計順序傾倒,倒塌長度為32m,寬度為4~6m,沒有發生后坐現象。爆破效果及坍塌質量良好,周圍建筑物安全無恙。
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