烟囱爆破设计

1、一、工程概况由于政府教学机构调整的需要，有一座 22m高的砖混烟囱需要 爆破拆除。因为烟囱年代久远建造图纸丢失，导致该烟囱建造年代、 高度不详。经现地实测烟囱总高为22m,烟囱底部外径2.2m,内径 1.68m,壁厚0.27m,自重51t,重心高度15m,烟囱的东侧4m为待 拆食堂，南侧处为操场，西侧4m处为待拆宿舍，北侧2.7m为围墙。 围墙外距烟囱8.5m为居民区。该工程项目类别为：拆除。级别为： 三级（参照爆破安全规程GB6722 2014,爆破工程分级4.3条, 符合安全标准级别要求）二、爆破方案设计（一）烟囱的倒塌方式根据烟囱周围环境情况，烟囱的正南方有较大的倒塌空间，考 虑到正常偏

2、西有在拆教学楼，故倒塌方向由南向西偏斜30。烟囱现高为22m,为砖混结构，倒塌长度应小于 22m,倒塌方向为教学 楼。目的在于防止烟囱顶部混凝土圈梁前冲。倒塌宽度按烟囱最大 直径的3倍计算，确定倒塌宽度为6m。现场倒塌空间足以满足以上 参数需要。（二）烟囱爆破缺口形式和位置的确定根据以往的烟囱拆除经验，此次爆破选择正梯形缺口。由于烟 囱底部附有耐火砖和为预留爆破后红砖下落空间及控制爆破震动， 决定缺口高度设在烟囱底部0.6m以上位置。（三）爆破缺口尺寸的确定1 .对应圆心角度（%）爆破缺口圆心角是烟囱爆破的重要参数，其值大小对烟囱爆破倾 覆态势、平稳程度、扭折、后坐等至关重要。根据砖混烟囱爆破

3、失 稳状态数据分析研究，临界圆心角为 =215；通过工程经验类比设计 应取a =2400考虑到本烟囱北侧8.5m处有一居民车库，为保证其安 全必须做到倾覆过程平稳、防止后坐等，圆心角取a=2202 .爆破缺口长度（L）L=220 o/360 o % D =220/360 x 3.14 x 2.2=4.4m计算爆破缺口 的长度（L）为烟囱周长的0.63倍。可使烟囱重心失去平衡。（见图黯囱哀髭坷1图j3 .爆破缺口高度（h）根据烟囱22米和石专混结构特点，缺口高度按h=4S计算,h=4X 0.27=1.0m。4 .定向窗为控制缺口爆破作用范围，确保烟囱沿轴线方向准确倒塌，防 止出现后座现象，我们爆

4、破前在爆破缺口采用了预开定向窗措施： 一是利用东侧出灰口为一侧定向窗，二是在烟囱的缺口西侧开一个 0.7m长、1.0m高的三角形定向窗，来控制缺口的破坏作用范围，以 创造临空面有利于烟囱的倾倒。经计算预开定向窗占爆破缺口处周 长（4m）总长度的比值为：0.7/4=0.17小于烟囱周长的15%,故能 保证爆破前烟囱安全稳定。（见图4、5）烟囱爆破胡口图4烟网摩破切口图565 .爆破参数设计及炮孔布置爆破部位的炮孔参数设计：最小抵抗线W=0.27S =0.27 X 0.2=0.054m炮孔深度 L=0.18m炮孔间距a=0.25m炮孔排距b=0.2m炸药单耗k=4200g/m3单孔装药量Q 单=k

5、ab S =4200x 0.2 X 0.25 x 0.18=37g（g）,（预处理时现地实爆进行药量校核）炮孔布置形式，为方便钻孔作业采用梅花形布孔。爆破缺口内布置6排装药孔，梯形布孔（见图），共75个炮孔，Q总=,3.2kg。6 .起爆网络本次爆破采用非电毫秒雷管起爆网络，最后，一次最大起爆药量为2.4kg。三、爆破安全校核（一）爆破振动校核爆破振动速度公式采用以下进行设计校核。R=k （K/v） 1/ Qm=0.4*（180/1.3）1/1.8*2.41/3=0.4*138.461/1.8*1.33=8.23m式中：Q为最大一段药量，取Q=2.4kg;K, %为场地因数和衰减系数，取 K=

6、180、 =1.8v为质点振动速度，取1.3;k为修正系数取0.4 （因爆炸点距地面0.6m,依地震波向下传播 分号变量相位相反故k修正数取0.4）;m为衰减指数，取1/3;R为爆源至保护场距离，8.5m8.23m放在安全允许范围内。（二）烟囱落地振动校核按照中国科学院力学所提供的塌落振动公式：Vt= Kt R/（2mgh/ 1/3 3=2.48.5/ （2*51*10*15/10） 1/31.66=1.45cm/s1.5cm/s式中：Vt为塌落引起的地面振动速度（cm/s）; Kt、B为塌落振 动衰减系数，Kt=2.4,B = 1.66; M=51t； g=10； h=15m；（r=10mPa R为塌落的质心至计算点的距离， R=8.5m。将有关数据代入上式可得：Vt=1.44m/s,由于采取铺垫两条浮土 减震带措施实际Vt数值远小于1.44cm/so飞石距离计算公式：R=v2/2g=252/20=31.25v为飞石速度，取10-30,本次取25g为重力加速度四、安全防护措施1 .为防止爆破产生的个别飞石，一是在烟囱外部爆破部位采用 加强型防护，使用3层草垫子用铁丝捆绑固定并喷水浸湿，且覆盖 面积大于爆破缺口面积。上挂固定一层铁丝网和两层厚湿草垫进行 阻挡防护。2 .为减弱烟囱倾倒落地质点震动、翻滚和落