摘要：为了减少环境污染，对废弃的50m高锅炉框架结构进行定向爆破拆除。根据框架结构的特点，进行差异化爆破参数设计，其周边环境较为复杂，先进行预拆除处理，再通过精确设计爆破方案，合理选取各项爆破参数及安全防护措施，采用大把抓的起爆网络，顺利圆满地达到了预期的爆破效果，验证了“头重脚轻”的框架结构爆破拆除的可行性，为类似工程提供了一定的指导价值。
关键词：框架结构；定向爆破；预拆除；起爆网络；安全措施
序言
控制爆破技术广泛用于建构筑物拆除中，其可按照设计者意图，较好地降低了爆破对周边环境及建筑物的不利影响。目前，控制爆破技术已成功应用在石油化工企业、高速公路及桥梁、废旧烟囱、高层危楼、废旧高层建构筑物拆除等方面，得到了广泛认可。在城市的一些复杂区域，需要根据现场实际情况，进行定向爆破设计与施工，且应保证爆破的精准性和降低爆破危害效应。目前，随着环保力度的不断加大，许多锅炉需要进行有效拆除，本文以50m高锅炉框架结构为例，旨在通过优化定向爆破设计方案，消除锅炉对环境的不利影响。
1 工程概况
本工程计划拆除50m废弃锅炉，其为钢筋混凝土框架结构，长度32米，宽度25米，高度46米，锅炉位于南干四路、北干四路、新风一路和新风二路围成的区域内。锅炉底部东面距离新风二路118m，距离南面南干四路围墙31m，北面距离锅炉本体框架管道仅5m，通过现场勘查分析认为，本工程的重难点主要体现在以下几个方面：
（1）安全要求极高。爆破点位于正常运行的电厂内，不能因为爆破振动及冲击塌落振动造成运行机组跳闸停机、新建循环水管、排污管及储油罐破坏。
（2）技术难度大。在保证电厂安全运行的前提下，首先进行附属实施的机械拆除（图1），离主厂房距离较近，必须对爆破方案进行充分的分析与研究，采取合理的安全与技术措施，严格控制各种爆破危害（爆破振动、冲击塌落振动、爆破冲击波、爆破飞石等）在安全可控的范围内。
（3）工期短、质量要求高。本工程工期短，需要合理安排、精心组织才能按期完成任务。
2 爆破方案的制定
2.1 锅炉本体框架倒塌方向
锅炉本体框架高达50m，锅炉本体框架顶部是大板梁，根据场地情况，确定锅炉本体框架只能向南倒塌，其他方向会影响主厂房的安全；在爆破过程中，为确保电厂运行机组及周围设备设施的安全，必需做好爆破地振波、空气冲击波及飞石等爆破有害效应的控制，做好临近厂房及其他建构筑物的防护工作。
2.2 锅炉本体框架拆除方法
在锅炉本体框架爆破拆除之前，需进行预拆除和安全防护。预先拆除的包括：锅炉本体框架附属设施拆除、电梯井机械拆除。不需拆除大板梁。锅炉本体框架爆破参数设计。
（1）倒塌方向
根据周边倒塌环境，为了达到安全的爆破效果，锅炉主体框架向南倒塌。
（2）爆破参数
根据立柱的尺寸大小，将其分为四种柱型，分别为Z1、Z2、Z3、Z4，每种柱型的布孔参数有所不同，如表1所示。以Z3柱型为例，按照布孔孔距35cm布置，在进行爆破参数设计时，按照锅炉本体框架的主轴进行区分爆破参数，如表2所示。
3 起爆网路的设计
立柱炮孔内炸药采用毫秒导爆管雷管起爆，每20个左右孔内导爆管雷管捆绑成一个“大把抓”；每一个“大把抓”用2个MS2段别的毫秒导爆管雷管起爆，用四通和导爆管连接这2个2段的毫秒导爆管雷管脚线，形成封闭的回路。最后从复式封闭的起爆网路回路中引出两条导爆管，检查完毕后，用击发枪进行起爆，起爆网路联接如图2所示。
4 安全防护技术
锅炉实施爆破时，可能受影响的建构筑物主要为通讯楼控制室，现场施工为了降低爆破振动、塌落震动、飞石、冲击波毁物伤人的不利影响，从技术方面可以采取以下措施：
（1）炮孔孔口采用炮泥填塞严密，防止飞石从孔口窜出。在确保填塞质量和填塞长度后，采用2层竹板，对爆破切口处进行严密覆盖防护，且采用铁丝进行固定。
（2）确定合适的爆破规模及正确的爆破设计与施工，根据爆破要求和周围环境情况，按最大振动效应原则，计算并确定一次起爆的最大药量。在施工过程中应严格控制一次起爆的最大药量不超限，控制振动效应。
（3）采用非电导爆管微差延时网路，使爆破振动的能量在时空上分散，从而能够有效减低振动强度1/2～1/3。
（4）现场施工时，通过改变起爆顺序使得爆破振动的应力叠加区偏离建筑物。
（5）根据实际需要，铺设一定范围的缓冲垫层，铺设位置与锅炉预计倒塌范围相符。
5 爆破效果分析
起爆后，从爆破瞬间的视频影像发现，锅炉框架缓慢倾倒，飞散物飞溅距离均在设计安全范围内。烟囱倾倒方向与设计倾向完全吻合，对周边建构物及设施没有造成任何影响。对爆破切口的有效防护，将爆破飞石控制在了安全允许范围内，合理的爆破切口保证了精确，确保了倒塌方向的准确性。
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论文作者:焦江南
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/15
标签：锅炉论文; 本体论文; 框架论文; 飞石论文; 框架结构论文; 雷管论文; 参数论文; 《工程管理前沿》2019年第08期论文;