攀枝花发电公司厂房和100m高烟囱控制爆破拆除

完成时间：2003年6～7月

工程地点：四川省攀枝花市河门口

完成单位：四川川投工程有限公司

项目主持人及参加人员：谭能书、王东光、李成辉、顾毅成、周家汉

撰稿人：谭能书

1  工程概况

    攀枝花发电公司河门口站技术改造，需对河门口站一期机组所属地上部分所有构筑物进行拆除，并拆除地下一2．5m以上构筑物基础。拆除厂房西侧与正运行的两台5万KW机组厂房紧邻，厂房14～15轴线部分需保留，作为5万kW机组临时输煤通道。东侧为厂区主要道路，南侧20m为电厂升压站，需拆除的烟囱位于该厂房的北面。北邻格里坪一金江铁路，两条生产用水主管道在爆破区域内需保护，如图1所示。

    拆除厂房汽机间高22m，除氧间高25m，煤仓间高24m，各部分底板标高不相同。汽机间为排架结构，煤仓间、除氧间为框架结构。厂房爆破时，厂房内O．Om以上设备基础已全部拆除，其周围附属建筑物也已全部拆除，厂房西面与二期机组厂房已彻底分开，分隔缝宽度一般约为6m。

    烟囱高100m，为C20钢筋混凝土结构，总重量约1760t，该烟囱东西两侧各有一个烟道口和一个出灰口，对称分布。出灰口标高为0～+2．5m，宽1．8m；烟道口标高为+5．Om～+12．1m，宽3．Om。拆除施工过程中发现该烟囱建筑施工质量较差，混凝土强度较低，主立筋分布不均匀。

本工程的特点为施工环境复杂，周围重要设施较多。拆除过程中，不能影响紧邻的二期机组的运行，不能对升压站造成危害，否则会危及攀枝花地区的电网安全。由于工程量较大，工期紧，使用现有常规施工方法不能满足工程进度及工程质量要求，经方案论证，决定采用控制爆破一次拆除厂房和烟囱。

2   100m高烟囱定向爆破方案

    根据现场环境条件确定烟囱向东定向倒塌，烟囱东面空地长度为103m。爆破缺口开设在烟囱底部出灰口位置，选择正梯形爆破缺口，缺口下边缘标高+0．5m，该处筒壁外直径D=8．54m，筒壁厚d=420mm，无隔热层、内衬，内部有钢筋混凝土结构灰斗，双层钢筋，外层立筋为f16，内层立筋为f12，钢筋纵横间距均为150mm。缺口以上钢筋混凝土方量约500m³，1250t；耐火砖内衬约210m³，440t。

    选用梯形爆破缺口，缺口高度H=1／4D=2．135m，取H=2．25m。缺口弧长L=0．6pD=16．1m。炮孔直径d=40mm，孔深l=2／3d=28cm，孔距a=O．25l=25cm，排距b=a=25cm。单孔装药量Q=qabd =2800×0．25×0．25×0．42=73．5(g)，取Q=75g。式中，q为单位体积耗药量。总装药量Q₁=nQ=(9×9+10×8)×2×75=322×75=24．15kg。

    定向窗、导向窗先采用人工方法将其周边开凿出来，其中部使用与爆破缺口主体相同的爆破参数，预先爆破，再用人工方法清理并割断竖向和环向钢筋。这样，还可以达到检验设计药量是否合适的目的。

    钢筋混凝土结构灰斗采用爆破方法和人工方法预先处理并将其清理干净。

为了避免烟囱倒塌前冲直接击中东面生活用水主管道，造成该管道大量变形，爆破前将烟囱倒塌正前方管道割断移走30m，爆破后再立刻对该管道进行恢复。

3   厂房控制爆破方案

    厂房框架、排架结构向北定向倒塌，总体上分成两部分起爆，以9轴线处沉降缝为分界线，1～9轴线部分先于9～12轴线部分爆破。

    厂房B、C、D排柱为整体框架结构，A排柱为排架结构，A、B排柱之间屋面为钢屋架上盖混凝土槽形板，A排柱与B、C、D排柱之间的联系较弱，采用以下方法加固：用f14钢丝绳将钢屋架与立柱绑在一起；分别在5、8、10、12轴线处用f14钢丝绳将A、B立柱连接在一起。A排柱在其标高0．5m处布孔，炮孔编号为l号。B、C排柱在其标高4．5m、8．Om、11．Om处分别布孔，其炮孔编号为2号。D排柱在其标高4．5m、11．Om、16．Om处分别布孔，其炮孔编号为3号。爆破缺口范围内横梁适当爆破以削弱其强度。

    炮孔装药量：1号炮孔Q=qabB=1000×0．3×0．2×0．5=30(g)；2号炮孔Q=qaBH=750×0．3×0．5×0．9=100(g)，分三层装药；3号炮孔Q=qaBH=800×0．3×0．45×0．9=100(g)，分三层装药。总装药量约90kg，最大单段药量小于25．0kg。

爆破瞬间，D、C排柱首先被破坏而失稳，以B排柱下部为支点，向北倒塌，从而带动A排柱向北倒塌。

4  主要爆破安全措施

4．1  防护与控制飞石危害

    对设备基础进行松动爆破时，自由面方向覆盖2层砂袋和1层废橡胶输送带；对厂房、烟囱进行定向爆破时，在爆破部分覆盖12层草垫和3层钢丝网，草垫、钢丝网交错布置。

对厂房屋面及楼板做部分处理，形成适量空洞，以减小厂房爆破坍塌时气浪的强度。

4．2  防护与控制爆破振动及触地振动危害

    (1)控制最大段发药量，从根本上减小爆破振动危害。

    (2)增大布药分散性，并采用不耦合装药方法，以降低振速。

    (3)采用延时起爆方法，达到减小最大一段装药量并满足施工进度要求的目的。

    (4)在烟囱控爆前，在其倒塌位置上堆积一定厚度的溅渣和松土，以减弱其倒塌对地面的冲击强度。堆积松土减振带的位置分为三个，厂区公路两侧各一个，烟囱顶端可能冲击的东侧边坡上缘一个。减振带的长度10～15m，厚度3～4m，靠近烟囱的稍短、稍薄，减振带的宽度不小于2m，减振带的表面应覆盖1～2层沙袋，以起到固定作用，减小烟囱倒塌冲击到减振带时产生飞溅物的飞散距离。公路两侧的减振带还能起到保护公路路面及路面下的生产主水管的作用；东侧边坡上缘的减振带还能起到保护边坡及防止飞溅物

飞散距离太远危及边坡对面民房的作用。

4．3  对地下需保护设施的保护措施

事先确定地下需保护设施的平面位置及其距地表的深度，在烟囱定向爆破倒塌前方设四条长10～20m、高1．5～2．0m、宽1．0～2．Om的减振土埂，以减少烟囱倒塌撞击地面的振动，起到保护厂区主干道及地下管理和电缆的作用。对基础爆破可能危及保护设施，则采用改变爆破抵抗线方向、开挖隔离沟的方法进行保护。

5   爆破效果

    起爆后，烟囱、厂房均按设计方向倒塌，爆破未对电厂二期机组控制系统及正常发电造成任何影响；飞石距离得到有效控制；厂房倒塌气浪没有危害l、2期机组之间的临时隔断。烟囱倒向准确，无后坐、前冲，其着地振动较小，未对输水管、厂区东沿护坡等造成危害。