淺談煙囪水塔拆除爆破技術

摘要：在人口稠密的城市居民區或繁華街道及各種設備密集的廠礦區內，廢棄的煙囪、水塔等高聳結構物及地震后的高大的危險建筑物，目前常采用爆破法拆除。文章較為詳細地介紹了煙囪水塔爆破坍塌破壞的方式、爆破方案的選取、爆破缺口、爆破參數的確定、爆破單孔裝藥量以及安全爆破。

　　關鍵詞：煙囪；水塔；爆破技術；爆破缺口；裝藥量；爆破安全

　　在人口稠密的城市居民區或繁華街道及各種設備密集的廠礦區內，廢棄的煙囪、水塔等高聳結構物及地震后的高大的危險建筑物，目前常采用爆破法拆除。爆破拆除法是利用炸藥爆炸破壞建筑物的某一局部，造成建筑物在自重作用下定向倒塌，成就地坍塌。用控制爆破法拆除，能獲得效率高、速度快、費用省和安全可靠的顯著效果。

　　一、煙囪與水塔的爆破坍塌破壞方式

　　（一）定向倒塌

　　定向倒塌設討的主要原理是在煙囪、水塔高聳建筑物欲傾倒方向一側的底部，炸出一個缺口，它便在自重的作用下，形成一個傾倒力矩，迫使它按預定的方向倒去。運用炸藥的爆炸能破壞煙囪、水塔局部結構，導致整體結構失穩后在重力作用下偏心受壓繞支點轉動而定向傾倒。其先決條件是：爆破點周圍有一個方向必須有一定寬度的狹長地。這種方案的優點是，設計與施工方案簡單，施工操作安全、快速、簡便、經濟，鉆爆工作量小，拆除效率高。

　?。ǘ┱郫B式倒塌

　　折疊式例塌原理是根據周圍場地的大小，除在底部炸開一個缺口外，還要在煙囪、水塔中部的適當位置炸開一個或一個以上的缺口，使其朝兩。一個方向或兩個以上的同方向或反向分段折疊倒塌。這種爆破拆除方案的主要優點是倒塌范圍相對小一些，煙囪、水塔坍塌破壞得較為充分；主要缺點是，鉆爆工作量較大。

　　（三）原地坍塌

　　原地坍塌的原理主要是在煙囪、水塔的底部，將其支撐筒壁整個周長炸開一個足夠高的缺口，然后借助在其自重的作用和重心下移過程中產生的重力加速度以及在下落地面時的沖擊力自行解體，致使煙囪、水塔在原地破壞。這種坍塌方式的鉆爆工作量小、拆除效率較高，但是此方案有一定的局限性，通常只適用于磚結構的高聳結構的爆破拆除，對于現澆鋼筋混凝土結構，往往達不到坍塌的目的。

　　二、爆破方案的選擇

　　煙囪、水塔的定向倒塌拆除方式，要求倒塌方向必須具備一定狹長的場地，其水平長度自煙囪、水塔的中心算起不得小于其高度的1.1～1.3倍，寬度應大于其最大直徑的2.5～3.0倍。對于鋼筋混凝土煙囪、水塔或剛度較大的磚砌煙囪、水塔，其倒塌的水平距離要求大一些；對于剛度較差的磚砌煙囪、水塔，其倒塌水平距離要求相對小一些，約等于0.5～0.8倍煙囪、水塔煙囪、水塔的高度，此時其橫向的寬度應大一些，可達爆破部位外徑的2.8～3.0倍。

　　煙囪、水塔的折疊式倒塌適用于周圍場地狹窄，任何方向都不具備定向倒塌條件的工程。根據周圍場地的開闊情況確定分幾段折疊，如場地較開闊，段數可少一些，場地狹窄，應多分段。如場地有1/2高度的開闊地時，一般分兩段為宜。若選取的段數過多，技術要求復雜，而且搭架進行高空作業，這樣既不安全，投資又大。如無1/2高度的開闊地時，則應采取原地坍塌方案。

　　容納爆破坍塌后的堆積物，并且僅僅適用于剛度低的煙囪、水塔的拆除爆破。爆炸堆積物范圍的直徑約等于煙囪、水塔高度的1/3，若以煙囪、水塔的中心向外算起，其地面水平距離不得小于自身高度的1/6。

　　三、爆破缺口

　　爆破缺口是為了創造失穩條件。

　?。ㄒ唬┍迫笨诟叨?/p>

　　爆破缺口高度是保證定向倒塌的一個重要參數。一般情況下，爆破缺口的高度不宜小于爆破部位壁厚δ的1.5倍。通常取h=（1.5～3.0）δ。

　?。ǘ┍魄锌陂L度

　　（三）定向窗

　　為了確保煙囪、水塔能按設計方向倒塌，有時提前在爆破切口的兩端用風鎬或爆破方法各開挖一個孔洞，這個孔洞叫定向窗。定向窗有三角形和矩形兩種基本形式，其作用是將筒體保留部分和爆破部分分開，使切口爆破時不會影響保留部分，以保證正確的倒塌方向。定向窗口的開挖是在切口爆破之前，窗口部位的鋼筋要切斷，墻體要挖透。定向窗的高度一般為（0.8～1.0）h，長度為0.5～0.7m。

　　四、爆破參數確定

　　炮眼布置在爆破切口范圍內，所有炮眼應指向煙囪、水塔的中心，炮眼一般采用梅花狀布置。

　?。ㄒ唬┳钚〉挚咕€W

　?。ǘ┡诳咨疃萀

　　影響炮孔深度L的因素除煙囪、水塔支承的壁厚δ外，還與材質、爆破切口部位直徑的大小及煙囪、水塔的構造等有關。當在筒壁外側鉆水平炮孔時，針對不同情況，合理的炮孔深度應取L=（0.67～0.7）δ。若磚砌煙囪無耐火磚內襯，或有耐火磚內襯但其爆破部位的外徑大于3m以及水塔支承為磚砌體時，宜取L=（0.67～0.68）δ；若磚砌煙囪有耐火磚內襯或雖無耐火磚內襯，但其爆破部位的外徑小于3m以及水塔支承為鋼筋混凝土結構時，宜取L=（0.69～0.7）δ。對于舊式圓筒形磚結構支承水塔，內徑達5m及5m以上時，亦可在筒壁內側鉆水平炮孔，其合理的炮孔深度宜取L=（0.56～0.58）δ。

　?。ㄈ┡谘坶g距a

　　炮眼間距a主要與炮眼深度L有關，應使a＞L，即：

　　對于磚結構a=（0.8～0.9）L

　　對于混凝土結構a=（0.85～0.95）L

　?。ㄋ模┡谘叟啪郻

　　若上下排炮孔采取梅花形交錯布孔方式，炮孔排距b可取炮孔間距a的0.85倍，即b=0.85a。

　?。ㄎ澹┭b藥列數N'

　?。┟颗排诳讉€數N

　　五、爆破單孔裝藥量

　　單孔裝藥量Q=qabH按計算，在此應將H改為壁厚δ，即Q=qabδ。單位體積耗藥量q可按單位體積耗藥量系數q值表選取，若磚結構中每隔6行磚砌筑一道環形鋼筋時，q值需增加20%～25%；每間隔10行磚砌筑一道環形鋼筋，q值需增加15%～20%。

　　六、煙囪、水塔拆除爆破的安全技術

　　為保證煙囪可靠倒塌，應注意如下問題：

　　1．在周圍環境復雜的情況下，對定向倒塌的方向和中心線需用經緯儀認真地測量與校核，要準確地將倒塌中心線定位與煙囪、水塔支承的爆破部位上。

　　2．炮孔布置，應嚴格按照設計圖紙的要求定位于煙囪、水塔構筑物的爆破缺口位置；采用的爆破缺口直徑不宜小于38～40mm。

　　3．鉆孔時，鉆桿應指向煙囪、水塔支承筒壁的圓心，不得上下左右偏斜，從而確定炮孔方向既指向圓心又垂直于建筑物的表面；應嚴格按照設計要求，確保炮孔深度；對于鉆好的炮孔，要用掏勺清除孔內的粉塵，并逐個檢查驗收，對于孔深不符合要求的爆孔，應采取補救措施。

　　4．當采用定向倒塌式爆破時，若煙囪爆破部位的筒壁與耐火磚內襯之間的空隙中積存有粉煤灰塵，則應將該部分的煤粉予以清除，否則，爆破煙囪時有會引起粉煤灰爆炸，致使煙囪的倒塌方向發生變化，砸毀臨近的建筑物。

　　5．若煙囪水塔倒塌方向的場地為混凝土等硬路面時，煙囪水塔倒塌時撞擊地面會產生震動和產生大量碎塊飛濺，這種碎塊的飛濺距離一般均超過爆破時的飛石距離，故應倒塌方向的路面上鋪一定厚度的土壤。