120m高钢筋混凝土烟囱爆破拆除

2   爆破设计及问题研究

2.1 烟囱倒塌方式及爆破缺口设计

根据烟囱周围环境，通过查阅烟囱的原始资料和现场实测结果，充分考虑到烟囱爆破的安全性、可靠性等因素，决定烟囱爆破采取定向倒塌方式。爆破缺口布置在距地面50cm以上，设计倾倒中心线为1号、2号冶炼厂的对称线上。选用梯形缺口，缺口对应圆心角为220°，烟囱外周长度L=27.08m，故缺口长度L′=16.55m，缺口高度取2.5m，夹角a=40°。

2.2出灰口问题

烟囱倒塌方向右侧有一出灰口，80％与定向窗重合，20％位于缺口之外的余留扇形区。因此，可能会对倾倒方向产生影响。经计算分析，进入余留扇形区的出灰口在爆破瞬间处于受压区，当烟囱出现倾倒后，逐渐转为受拉状态。为了不使进入受拉状态后出现烟囱根部受拉不对称而造成偏转，采取对称性切除相应部位的钢筋来平衡，且砌实出灰口。

2.3后坐问题

由于烟囱后方5.5m处是配电车间，因此，必须严格控制后坐范围。经分析，采取了保留缺口区的内层钢筋，而切断其全部的外层钢筋；部分对称切除余留扇形区外侧钢筋。这样，有利于形成倾倒，减轻后坐压力。另外，控制140°圆心角范围内的余留扇形区，保持倒塌过程中受压区强有力的支撑力，同时，采取梯形缺口，尽可能降低定向窗位置。

2.4偏心问题

经现场勘测，烟囱顶部中心朝倒塌背向偏离设计中心8.2cm，水平投影偏转角为17°6′10″。虽然向后的投影偏转角较大，但由于偏离量较小，占半径范围的1．9％，计算出由此产生的附加弯矩约为倾倒弯矩的1％。于是，将余留扇形区的位置向重心偏移相反的方向偏转0.5°～0.6°，即将定向窗口的位置各向重心偏移的相反方向移4cm。

3   爆破效果

爆破完全达到了设计目的。烟囱未发生前冲、后坐现象，落地振动没有影响到两冶炼厂房的正常生产。烟囱落地位置较设计位置向背离出灰口的方向(也就是几何重心偏离方向)偏转了1.2°，即头部较设计位置左移了2.5m。靠近烟囱根部40m的范围内变形不大，尤其是根部10m范围内仍保持着完整的圆桶状；40～60m范围内逐渐变成半圆桶，60～90m上半圆桶明显龟裂且逐渐变平，90～120m已看不到较大的圆弧结构。

烟囱落地产生的气流很大，将仓库的卷帘门吹落并卷为一团，钢窗吹落至地面，并将正前方136m处的围墙正对烟囱头部一段约5m长的墙体吹塌。从坍塌的墙体现场分析，没有任何结构块、粒状物撞击到墙上。分析认为主要是烟囱内部瞬间喷射出的高速气流及烟囱下落时挤压前上方空气产生的气流共同作用在其正前方约16m处的围墙上，产生强大的推力所致。

由于防护工作做得好，地面所有堆码体都覆盖了草帘，因此没有发生飞石伤及被保护设施的情况。

通过这次爆破，我们有以下几点体会：

(1)   对于高大钢筋混凝土烟囱拆除的精确定向应考虑：

1)定向窗的精确测量与施工；

2)出灰口的处理一定要考虑其在倒塌过程中的应力变化过程，以便对称处理；

3)精确测量烟囱的几何偏心，做到心中有数，并根据计算结果予以修正。

(2)通过余留部分扇形烟囱薄壁环截面的静力学分析，确定合理的受压区面积，保证不出现大范围压溃的现象，就能有效地控制其后坐程度。

(3)在风和日丽的气象条件下，一般可不考虑风载对烟囱的作用。

(4)要充分考虑烟囱落地冲击问题，有效地设计好隔振沟和缓冲带，可大幅度地降低振动波的传递。

(5)对于狭窄的空间一定要做好对空气扰动的安全导流与安全防护。