鎮(zhèn)海電廠150m高煙囪雙向折疊爆破拆除工程

鎮(zhèn)海電廠150m高煙囪雙向折疊爆破拆除工程發(fā)布時(shí)間：2008-02-2914:28

完成時(shí)間：2003年12月工程地點(diǎn)：浙江省寧波市鎮(zhèn)海電廠完成單位：廣東宏大爆破工程有限公司項(xiàng)目主持人及參加人員：鄭炳旭、王永慶、傅建秋、魏曉林、鐘偉平、唐濤、林再堅(jiān)、肖文雄、李萍豐、吳平撰稿人：鄭炳旭、傅建秋、魏曉林1工程概況150m高煙囪為整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土筒體結(jié)構(gòu)，底部外徑11．66m，壁厚400mm；頂部外徑6．54m，壁厚150mm，混凝土標(biāo)號300號，混凝土體積1053．47m3，粒狀爐渣隔熱層112m3，紅磚內(nèi)襯454．煙囪底部正北方向有一個寬×高=1．8m×2．5m的出灰口，正東和正西+5．Om～+12．5m各有一個寬×高=3．42m×7．5m的煙道口。煙囪四周環(huán)境是：北離1號、2號機(jī)主廠房9．2m，東離振電路120m，離變壓器130m，南離金海路68m，西離中電路60m

本工程的特點(diǎn)：其一，該煙囪是迄今為止亞洲地區(qū)爆破拆除的最高煙囪；其二，環(huán)境復(fù)雜，四周均為生產(chǎn)廠房及電廠電纜溝，倒塌范圍狹小，僅限于東偏南18。范圍內(nèi)倒塌；其三，煙囪壁薄，根部壁厚僅40cm。2方案選擇2．1150m煙囪爆破拆除有以下兩種拆除方案(1)150m高一次爆倒方案，從煙囪根部開缺口，一次爆倒150m高煙囪，倒塌方向是安鎮(zhèn)路和金海路之間一條狹長地帶，倒塌范圍僅180。(2)雙向折疊爆破方案：利用+30．Om的工作平臺，在+30．Om處開設(shè)一個缺口：在地面開設(shè)一個缺口，實(shí)現(xiàn)雙向折疊倒塌。+30．Om以上的煙囪向東倒塌，+30．Om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(nèi)，倒塌范圍增大到290。2．2方案比較2．2．1方案一的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：從煙囪底部開缺口，施工簡單，造價(jià)低。(2)缺點(diǎn)：1)需要拆除排澇泵房；2)倒塌范圍小，由于受安鎮(zhèn)路和金海路上兩條正在運(yùn)行的電纜溝的限制，煙囪只能向東南方向、金海路和安鎮(zhèn)路之間的一條狹長地帶倒塌，拆除排澇泵房以后，倒塌范圍只有180；3)從理論上分析，可以實(shí)現(xiàn)150m全高一次性定向倒塌，但是由于筒身導(dǎo)致的不確定因素太多，因而倒向容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)，定向不準(zhǔn)確，風(fēng)險(xiǎn)大；4)對變壓器及安鎮(zhèn)路、金海路上的電纜溝均構(gòu)成嚴(yán)重威脅。2．2．2方案二的優(yōu)缺點(diǎn)(1)優(yōu)點(diǎn)：1)倒塌范圍大；2)不需拆除排澇泵房；3)可以在電廠運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)施爆破；4)不波及到電纜溝、變壓器的安全，風(fēng)險(xiǎn)小，安全性高；5)缺口位置離煙道口的高度為17．5m，排除了煙囪底部煙囪口、出灰口、缺口區(qū)結(jié)構(gòu)不對稱這些不利因素的影響，定向準(zhǔn)確；6)工程造價(jià)適中。(2)缺點(diǎn)：1)需要搭設(shè)30m高的工作平臺；2)30m高爆破缺口處，要對爆破飛石進(jìn)行加強(qiáng)防護(hù)。從以上分析比較可以看出，方案二為最優(yōu)方案，最終選擇方案二，即在+30．0m和+0．6m處各開一個爆破缺口的雙向折疊爆破方案。上下缺口倒塌方向中心線在一條直線上。3雙向折疊爆破方案3．1上缺口爆破設(shè)計(jì)3．1．1倒塌方向上部120m高煙囪傾倒方向?yàn)闁|偏南12。(東西煙道軸線為正東、正西方向)。3．1．2缺口位置缺口位于+30．Om處。3．1．3爆破缺口數(shù)據(jù)(1)缺口區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸：+30．Om處，壁厚30cm，外半徑508cm，內(nèi)半徑478cm；外周長3190em，單層鋼筋網(wǎng)布置在簡體外側(cè)，豎筋f20@165，環(huán)筋f18@200；耐火磚內(nèi)襯厚12cm，與筒內(nèi)壁混凝土間隙5cm。(2)缺口區(qū)以下重量：缺口區(qū)以上煙囪鋼筋混凝土體積597．36m3，耐火磚體積320．6m(3)缺口形狀：正梯形，梯形底角300。(4)缺口高度：2．Om。(5)尺寸：缺口對應(yīng)圓心角a=2100，梯形下底長L=18．6m，上底長s=10．Om。3．1．4預(yù)處理及定向窗的開設(shè)分別在缺口左右兩側(cè)各開一個定向窗，在缺口中央開設(shè)一個中間窗。定向窗為直角三角形，寬2．5m，高1．5m，中間窗寬3．Om，高2．5m。缺口尺寸、形狀及定向窗、中間窗如圖2所示。

3．1．5爆破參數(shù)孔距a=25cm，排距b=25cm，孔深L=1．5cm，炸藥單耗K=3600g／m3，單孔藥量g=67g，炮孔共352個，炸藥23．6kg。3．2下缺口爆破設(shè)計(jì)3．2．1倒塌方向下部30m高煙囪傾倒方向?yàn)槲髌?20。3．2．2缺口位置缺口位于+0．6m處。3．2．3爆破缺口數(shù)據(jù)(1)缺口區(qū)尺寸：+0．6m處：壁厚40cm，外半徑576cm，內(nèi)半徑536cm；外周長1808cm。(2)布筋情況：雙層鋼筋網(wǎng)。外層鋼筋網(wǎng)：豎筋f25@180，環(huán)筋f2O@200。內(nèi)層鋼筋網(wǎng)：豎筋f25@180，環(huán)筋f20@200。(3)缺口形狀：正梯形，梯形底角450。(4)缺口高度：4．8m。(5)尺寸：缺口對應(yīng)圓心角a=2400，梯形下底長L=24m，上底長S=14．4m。3．2．4預(yù)處理及定向窗的開設(shè)分別在缺口左右兩側(cè)各開一個定向窗，在缺口中央開設(shè)一個中間窗。定向窗為直角三角形，寬2m、高2m；中間窗寬3．44m，高4．4m，加上煙道口高7．5m，中間窗高達(dá)11．9m。3．2．5爆破參數(shù)孔距a=30cm，排距b=30cm，孔深L=25cm，炸藥單耗K=2700g／m3，單孔藥量q=100g，共布置18排炮孔：炮孔共738個，藥量73．8kg。3．3上下缺口之間時(shí)間差的選擇3．3．1煙囪倒塌過程數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果假設(shè)地面不開缺口，+30．Om以上120m高煙囪倒塌過程數(shù)值模擬計(jì)算得出不同時(shí)刻煙囪傾倒角度見表l。表l數(shù)值模擬不同時(shí)刻傾倒角度時(shí)刻／s傾倒角度／(0)時(shí)刻／s傾倒角度／(0)1O．11467，16520．573711．12131．318816．8542．58923．9654．4143．3．2以往120m高煙囪爆破傾倒過程實(shí)測結(jié)果根據(jù)本公司以前對兩座120m煙囪爆破攝像觀測結(jié)果，傾倒過程主要分為以下三個階段：(1)斷裂微傾階段。從缺口形成到預(yù)留支撐部位開始貫通，此階段無肉眼可見傾倒，此階段自起爆算起歷時(shí)2080ms(三、四部爐)和4200ms(沸騰爐)。(2)初始傾倒階段。從預(yù)留支撐部位開始貫通到缺口閉合，此階段筒體可見傾倒，速度由小到大，此階段歷時(shí)2170ms(三、四部爐)和2lOOms(沸騰爐)。(3)加速傾倒階段。從缺口閉合到筒體觸地，此階段歷時(shí)6630ms(三、四部爐)和6600ms(沸騰爐)。因此，這兩條煙囪傾倒的前兩個階段，即斷裂微傾階段和初始階段，共歷時(shí)5250ms(三、四部爐)和6300ms(沸騰爐)。3．3．3本次150m煙囪折疊爆破上下缺口時(shí)差選擇上下缺口時(shí)差的選擇從兩個方面考慮：一是上缺口支撐部位已斷裂，二是上段煙囪已傾倒一定的角度，下缺口才能開始起爆。根據(jù)煙囪傾倒過程數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果及參照以往120m煙囪傾倒過程實(shí)測結(jié)果，選擇上下缺口之間的時(shí)差為7．0s。當(dāng)下缺口起爆時(shí)，上缺口以上120m煙囪已傾倒11．120，煙囪頂部已平移23．1m。此時(shí)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(hù)措施4．1爆破缺口作業(yè)安全措施自±0．OOm～+30．Om沿?zé)焽杷闹艽钤O(shè)腳手架，鋪設(shè)+30．Om作業(yè)平臺，平臺寬度不小于3．Om，平臺外側(cè)設(shè)有2m高的護(hù)欄，護(hù)欄用安全防護(hù)網(wǎng)圍住。人員通往+30．Om平臺的上下采用旋轉(zhuǎn)樓梯或“之”字形樓梯。4．2煙囪爆破瞬間個別飛石防護(hù)的安全措施采用三層防護(hù)體：第一層為密竹排柵，第二層為雙層竹笆，第三層為尼龍安全網(wǎng)。4．3煙囪囪體著地倒塌時(shí),防止泥土及碎塊側(cè)向飛濺的措施煙囪囪體傾倒水平著地時(shí)，對地面的沖擊作用很大，地面松軟時(shí)，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(shí)破碎較充分，煙囪囪體內(nèi)的壓縮空氣可能將囪體混凝土碎塊拋出。因此，本方案設(shè)計(jì)在煙囪的倒塌中心線方向左右90范圍內(nèi)，從根部50m開始，每隔8～10m鋪設(shè)一道用沙包、稻草壘成的緩沖帶，并且在緩沖帶兩端設(shè)高4．6m高的排柵，這樣可以使囪體塌落著地時(shí)不會直接與地面接觸，而是經(jīng)過了沙包緩沖帶，可以大大減小泥土和碎塊側(cè)向飛濺距離。4．4對電纜溝、變壓器房、3號物資倉庫、船隊(duì)辦公樓的防護(hù)措施為了防止煙囪倒塌時(shí)飛濺的石塊對設(shè)備設(shè)施的威脅，對變壓器、3號物資倉庫、船隊(duì)辦公樓均要進(jìn)行遮擋，在上述設(shè)施外墻搭設(shè)密竹排柵，排柵上掛竹笆，對2條電纜溝的防護(hù)措施是：在電纜溝上蓋2cm厚的鋼板，再在鋼板上疊4層砂包。4．5防護(hù)飛濺物前沖的措施為了防止煙囪倒塌時(shí)砸到地面飛濺物往前沖，在煙囪倒塌方向煙囪頂部落點(diǎn)前方搭設(shè)一道密竹排柵，排柵長40m，高8m。5爆破網(wǎng)路設(shè)計(jì)5．1起爆器材本工程考慮到雜電及射頻電干擾因素，決定采用先進(jìn)和安全性最優(yōu)的塑料非電爆管起爆系統(tǒng)。5．2起爆能及起爆方法(1)起爆能：電火花擊發(fā)槍。(2)起爆方法：用發(fā)爆器引爆導(dǎo)爆管雷管?孔內(nèi)延時(shí)非電雷管?炸藥。5．3起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)全部采用四通連接形式。6全警戒范圍爆破警戒范圍以爆破振動，沖擊波、飛石、噪聲和粉塵對人體影響半徑為界，將界內(nèi)人員疏散到界外。本次爆破的爆破振動、沖擊波、飛石及噪聲比較容易得到有效控制。本次爆破警戒范圍是：東350m，西、南、北各250m。起爆站位置位于煙囪北側(cè)約350m處。7爆破效果煙囪按設(shè)計(jì)方向傾倒，上段傾倒方向向北偏離1．50，根部下坐向南外移8．5m，爆堆長一10m～+94．3m。可分為四段：(1)殘留下段簡體整體變形、破裂區(qū)，在一lOm～+5m范圍；(2)上段筒體下坐破碎區(qū)，在+5m～+28．5m；(3)上段簡體大塊破壞區(qū)，在+28．5m～+88．5m，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．5m～1．3m；(4)簡體頂部碎裂區(qū)，在+88．5m～+94．5m頂部碎裂成小塊，內(nèi)襯飛出。飛石分兩類：一類是囪壁壓扁高壓氣體攜帶混凝土塊和內(nèi)襯磚，其拋角較小，約120，用高4．6m的竹排柵已經(jīng)防護(hù)，在未防護(hù)處，這類飛石沿地拋射約40～50m；另一類是煙囪觸地飛濺物，其拋角較大，約400～250，但沙袋墻、稻草層和沙墊層緩沖了煙囪砸入地下的速度，降低了飛濺物的射速，在排柵內(nèi)濺起泥土最高達(dá)9m，射程在20m內(nèi)。因此，在排柵外沒有飛石。8結(jié)論(1)1．50m高煙囪在倒塌場地狹窄，允許偏轉(zhuǎn)限于180以內(nèi)，倒塌長度范圍不足150m條件下，