摘要：采用定向控制爆破技术成功拆除复杂环境下35m废弃高危烟囱。用正梯形切口，对称装药，精心设计，精细施工，使烟囱完全按照预定倒塌线精准倒塌，可为同类工程提供参考。
关键词：复杂环境烟囱；排危爆破；精细施工
1 工程概况
兴文县某砖厂建于上世纪90年代，已废弃多年，因修建年代久，烟囱出现了地基沉降，表面风化裂隙严重等问题，有随时倒塌的危险。烟囱位于居民集中区，电力设施、光缆设施、天燃气管道铺设较多，存在严重的安全隐患，应尽快拆除该烟囱，彻底消除安全隐患。
待拆除烟囱为红砖结构水泥砂浆砌筑体，烟囱高约35m，底部周长约7.84m，底部直径约2.5m，壁厚约0.5m。烟囱周围环境复杂：烟囱东面约18m处有一砖厂；东北面约30米有一户民房，约12米为天然气管道，天然气管道埋深80cm，种植有玉米、桑树农作物；烟囱南面约10m有一光纤线，约30米为民房集中区，其中有一80年代旧房距离烟囱约35m；烟囱西面为玉米地和桑树地；烟囱西南面约35m有一光纤线电桩，有三条光纤线从光纤线电桩跨空拉至北面民房；烟囱西北面约50m处有一户民房；烟囱北面约15m-60m处有部分民房，约15m-30m处分别有一档220v民用电线和10kv高压线。根据该环境现状，为防止爆破振动和烟囱倒塌产生振动及飞石对周边民房、砖厂及电力设施、光缆设施、天燃气管道造成影响，故将倒塌中心线定为东北面，该倒塌区域为种植玉米、桑树农作物地块，软质泥土层，爆破时需要准确控制倒塌方向。
图1为烟囱周围环境示意图。
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图1 烟囱周围环境平面示意图
2 拆除方案设计
2.1 待拆烟囱特点
1）烟囱废弃多年，地基有沉降，表面风化裂隙严重，危险性大，有随时倒塌可能，爆破倒塌方向不宜控制。
2) 周围民房多，环境复杂，可供倒塌的场地狭窄。
3）周边电力设施、光缆设施、天燃气管道铺设较多
4）有利的一面是烟囱不高，结构简单，爆破部位易于控制。
2.2 倾倒方向确定
根据烟囱四周环境和需要保护的民房分布情况，东、南、西、北都没有足够的倒塌场地，综合考虑，确定烟囱的倾倒方向为东北面。
3 爆破参数设计
3.1 爆破切口设计
1）切口形状和位置
常见的爆破切口有矩形、正梯形、倒梯形，根据经验对比，本次爆破采用正梯形切口。
2）切口长度
爆破切口长度L一般应满足0.75S≥L﹥0.5S(S-烟囱外周长)[1]，本次爆破烟囱由于废弃时间较长，且风化严重，爆破切口长度应取小值，为0.57S=4.5m，即爆破切口对应圆心角200°。
3）切口高度
爆破切口高度h一般应满足h≥（3.0～5.0）δ (δ-爆破切口部位烟囱的壁厚)，本次爆破烟囱筒壁较厚，爆破切口高度应取小值，为3.4δ=1.7m。
3.2 爆前预处理
1）开定向窗
为了使切口爆破不影响保留部分，将保留部分与爆破部分分隔开，以保证准确的倒塌方向，需要开定向窗。定向窗要挖透，由于烟囱风化严重，结构不稳定，定向窗不能开的太大，按倾角45°度，高1m，底边长1m开定向窗。
2）炮孔质量检查
炮孔质量影响炸药的能量分布、爆破效果和爆破安全。对每一个炮孔要测量孔深、孔径和角度，清除孔内石渣，废弃炮孔要堵严实。保证炮孔质量和炸药能装到位。
3）高压线断电
联系供电部门在起爆前对北面10KV高压线进行断电，防止发生安全事故。
4）联系供电部门在起爆前对220V民用电线进行临时拆除，防止倒塌烟囱损坏220V民用电线。
5）爆破作业前将烟囱倒塌区域内石块进行清理，防止烟囱倒塌着地时产生飞测，对周围民房、砖厂等造成损坏。
6）采用玉米杆、桑树枝等铺设在烟囱倒塌中心线位置，防止烟囱倒塌着地时产生飞测，对周围民房、砖厂等造成损坏。
7）在东北面天燃气管道上方铺设厚度约60-80cm沙袋，防止烟囱倒塌着地时对天燃气管道造成损坏。
3.3 爆破参数设计
1）孔网参数
设计的孔网参数为：炮孔深度L=0.35m，炮孔间距a=0.35m，炮孔排距为b=0.3m，孔径d=0.4m。采用梅花形布孔，炮孔总数41个。
2）装药参数和起爆网络
单孔装药量按以下公式计算：
Q=qab
式中：q¬—单位体积耗药量，取1000g/m3；
a—炮孔孔距，m；
b—炮孔排距,m；
—烟囱壁厚，取0.5m。
单孔装药量：Q=1000×0.35×0.3×0.5=52.5g，根据爆破部位的不同实际取50g～70g，采取对称装药，临近定向窗的炮孔取50g，底排炮孔和竖向中间孔取70g，其余炮孔取60g，总装药量为2520g的2号岩石乳化炸药。
为了整个切口能一次规则形成，孔内用瞬发导爆管雷管一次起爆。每个炮孔装好雷管炸药后用粘土炮泥做填塞将炮孔填满封实。
4 安全设计
4.1振动控制
本次爆破总药量小，爆破部位又在地表以上，爆破震动可以忽略不计。高耸建筑物由于重量大，重心高，因此主要考虑塌落震动。塌落振动速度计算公式为[2]：
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烟囱冲击地面的中心距民房最近距离为15m，经计算 t=0.757cm/s，由于烟囱倒塌时分段触地，且有天然减振沟，实测值为0.39cm/s，符合安全允许标准。
4.2 飞石控制
为了防止飞石，在全部炮孔连网后，①用塑料彩条布覆盖一层以保护网路；②用三层棕垫覆盖；③再用二层竹压板覆盖；④最后再用塑料彩条布覆盖一层，每层防护分别用铁丝捆扎牢固[3]。防护作业时注意保护起爆网路，不得受到任何损坏。
5 爆破效果与分析
起爆后，烟囱缓慢向设计倒塌线倾斜，在距底部约二分之一处断裂，烟囱依次连续倒向地面，塌落震动较小。倒塌方向准确，烟囱无明显前冲和后座，爆堆前端落在东北面玉米、桑树地中间。由于爆破部位防护严密，没有形成有害飞石，爆破拆除达到了预期效果。图2为爆破效果图。
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图2 爆破效果图
参考文献
[1]王海亮，王景春，蓝成仁等.铁路工程爆破[M].北京：中国铁道出版社，2001.3：154.
[2]汪旭光主编.爆破设计与施工[M].北京：冶金工业出版社，2011.5：421，692.
[3]席正明，饶安全主编.爆破作业安全操作技能[M].成都：西南财经大学出版社，2012.12：224.
论文作者:廖勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
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