爆破法开定向窗的烟囱控制爆破拆除

周浩仓，王 泳

(1.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012； 2.南昌陆军学院，江西 南昌 330103； 3.江西国泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

爆破法开定向窗的烟囱控制爆破拆除

周浩仓1,3，王 泳2

(1.长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012； 2.南昌陆军学院，江西 南昌 330103； 3.江西国泰五洲爆破工程有限公司， 江西 南昌 330038)

通过具体工程实例，详细论述了利用爆破法开定向窗拆除不对称烟道烟囱的控制爆破方法、爆破参数设计、微差时间选择、爆破振动控制和飞石防护等技术，以给类似工程提供借鉴经验。

定向窗；不对称烟道烟囱；倒塌；控制爆破

珠湖砖厂有一废旧砖结构圆形烟囱需要拆除，经实际测量烟囱高53.0 m，底部外径4.95 m，周长15.54 m，壁厚80 cm，内部另有0.3 m厚耐火砖，烟囱已很久未使用，上部向西南有8°左右倾斜，可能影响倒塌方向的控制，且烟道采用混凝土柱与烟囱相连，其烟道宽度为1.0 m，混凝土柱高为1.7 m，截面为0.3 m×0.3 m。

被拆除烟囱四周，东面35.0 m有一条通讯电缆，51.0 m为河流，烟囱北面12.0 m为村民看护菜地的住房，18.0 m为菜地，西边30.0 m为砖厂烧砖窑，50.0 m为乡村公路，南边100.0 m处为河流，具体环境见图1。

图1 烟囱四周环境示意图

1 爆破方案

(1) 由于烟囱上有很多裂纹及开定向窗位置正好有钢筋混凝土立柱，若采用人工办法开设定向窗，可能因敲击振动过大引起顶部塌落而出现事故。

(2) 根据测量，烟囱上部向西南有8°倾斜，有可能会影响烟囱倒塌方向的精确控制。

1.1 倾倒方向

根据现场勘查和烟囱结构，决定采用定向倾倒爆破方案，倒塌方向为向南偏东6°，这样设计是为了更好校正烟囱顶部倾斜，让烟囱准确倒塌在正南方向，以防止烟囱上部倾斜倒塌而砸坏西边的烧砖窑，从而避免爆破拆除过程中对周边建构筑物的损害。

1.2 爆破切口

爆破切口的形状、切口位置、切口是否对称和切口与地面高度等是影响烟囱失稳及定向倾倒位置的关键因素，是本次爆破设计需要认真考量的，特别是要充分利用烟囱本身构造和现有状况，合理设置切口位置与形状(见图2)。

(1) 切口位置。爆破切口选择在靠近烟囱烟道一侧，具体见图2，为保证施工简单和易于操作，切口距地面0.5 m。

(2) 切口形状。考虑到准确定位和倒塌，采用上小下大的切口，切口形状大体类似正梯形(见图2)。

(3) 切口尺寸。切口尺寸应满足烟囱倾覆倒塌的需要，并保证预留部分最大，以防止烟囱后倾和影响倒塌方向的准确。因此，取爆破切口下部对应的圆心角为202°，烟囱下部切口长度为8.7 m，占所处周长的56%，上部切口长度为5.3 m，切口高度为2.5 m，定向窗倾倒角为26°，切口尺寸见图2。

(4) 定向窗开设。本次定向窗开设采用人工和爆破两种，右边定向窗通过人工爆破前开设好，以确保爆破倒塌的准确定向，防止其倒塌时向右边倾斜。左边的定向窗采用爆破方法开设，其原因是开设定向窗位置为烟道的钢筋混凝土柱，采用人工开设费时费力，且若人工开设只能用风镐，振动过大怕引起烟囱顶部倾斜部分塌落造成事故，炮孔布置见图3，其大小与人工开设一致。

本次爆破法开设定向窗，其要求是：不但要完全爆破掉烟道和混凝土柱体，使其对倒塌的烟囱没有任何支撑，同时还要准确形成与人工开凿的定向窗形状、位置和大小一致，以避免影响烟囱倒塌方向。

图2 爆破切口与位置

图3 炮孔布置及装药

1.3 爆破参数

根据公司现有设备，采用YT28气腿式凿岩机钻孔，炮孔布置为梅花型，共布设4排炮孔，爆破前通过掏灰口进去将耐火砖层敲断，使其不连续，以免爆破后其影响倒塌。其他主要爆破参数见表1。

表1 主要爆破参数

1.4 装药结构

为装药方便和加快烟囱倒塌，本次爆破采用了比常规烟囱爆破大4倍的装药量，且筒壁全部采用同段雷管，目的是使烟囱爆破后尽快下座、快速倒塌，让烟囱没有靠自身失稳倒塌的机会，以保障按照设计方向倒塌。

本项目选用32 mm卷状乳化炸药，筒壁每个炮孔装200 g乳化炸药，安装一发5段导爆管雷管，定向窗每个炮孔装150 g乳化炸药，安装一发1段导爆管雷管。筒壁和定向窗均采用连续装药。

1.5 起爆网络

起爆网络采用毫秒导爆管雷管，孔内延期，分两个延时区，定向窗炮孔内装1段毫秒雷管，筒壁切口炮孔内全部装5段毫秒雷管，孔外采用“一把抓”的形式，将不超过15发导爆管雷管抓成一把，每把用2发1段瞬发电雷管串联，每把电雷管相连形成网络，检查无误后与主起爆网络连接，形成起爆网络，待做好警戒后起爆。

2 爆破施工与安全防护

2.1 爆破施工

根据合同和进度安排，计划1天完成拆除任务，上午布孔和钻孔、验孔、校核爆破参数、准备防护材料和召开协调会等，下午装药、连线、防护、警戒、起爆和爆后检查等。起爆时间确定在下午16∶10，这个时间段，正好是学校没有放学、附近人员都在上班，有利于警戒和爆破。

2.2 安全防护

根据设计本工程重点是防护爆破飞石，设计爆破炮孔位置用一层竹芭、一层铁丝网和一层草袋进行防护，分别将竹芭、铁丝网和草袋裹包在炮孔位置，每边超出炮孔0.8 m。因定向窗位置无法包裹，把竹芭紧贴定向窗位置放好，竹芭外边用沙袋堆起，堆高超过定向窗位置0.8 m。本次爆破的安全警戒距离按照《爆破安全规程》(GB6722-2014)设置为200 m，防护过程见图4。

图4 防护过程

3 爆破效果

起爆后烟囱缓缓向设计的倒塌方向倾倒，约1.6 s后全部倒塌(见图5)。

倒塌过程出现烟囱上部变形、折断、形成紧连的两端快速下落，然后倒塌在设计的方向，烟囱堆渣宽度最大处8.6 m，最大长度43.1 m，大部分集中在37.0 m以内，烟囱全部解体松散(见图6)。

图5 烟囱倒塌过程

图6 烟囱倒塌现场

从爆破后爆堆情况来看：烟囱在倒塌中没有发生后座现象，爆破飞石控制在40.0 m范围内，没有给周边建构筑物造成损害。

4 结 语

(1) 对于倾斜或年久不使用烟囱，在爆破前一定要详细勘察其结构，做爆破设计一定要考虑施工安全，防止因钻孔、开设定向窗而引起事故，必要时可以像本工程一样采用爆破法开设定向窗。

(2) 爆破前建议将内衬采用人工办法敲断，有利于烟囱倒塌和定向。

(3) 尽量采用振动小的钻孔设备，防止因钻孔振动使烟囱上部松散的砖块掉落引发事故。

[1]汪旭光,等.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2014.

[2]GB6722-2014.爆破安全规程[S]. [3]孙俊鹏,缪玉松,周衍明,等.非对称定向窗爆破拆除烟囱的施工技术[J].采矿技术,2014,14(06):115-117.

[4]孙向阳,朱金华,郭天天.210 m高钢筋混凝土烟囱定向爆破拆除[J].采矿技术,2014,14(05):115-116，139.

[5]杨树全,文辉军,朱金华.60 m高风化裂缝砖烟囱定向爆破拆除[J].采矿技术,2014,14(05):129-130，139.(收稿日期：2016-10-27)

周浩仓(1964-)，男，陕西岐山人，高级工程师，主要从事爆破技术研究、爆破施工设计与管理工作，Email：351931092@qq.com。