1 工程概况
该烟囱建于1969年6月,为水口山矿务局第四冶炼厂一圆形烟囱.烟囱高40m,囱筒体最大外径4.46m,最小外径2.14m,最大壁厚1.2m,最小壁厚0.37m.烟囱基础为150#混凝土,基础垫层为50#混凝土,烟囱筒体及内衬采用100#红砖,25#混合砂浆砌成,筒体斜度为2%,地面浇制为1∶1∶4∶8的水泥、石灰、河沙、罐片四合土,厚200mm.因使用年久,囱筒壁外表有严重的风化腐蚀现象,且烟囱峰顶以下3m左右向南西倾斜严重.
烟囱位于四厂沸-南西角,向南10m处有高压线,20m处有变压器房;向西30m处有蒸汽式管道及厂房;向北40m处有厂房;因此,西、南、北三方均不允许倒塌,唯有东面有足够的倒塌场地.烟囱周围环境见图1.
2 其它方案选择
烟耸为高耸结构物,其结构特点是重心高,支承面积小,易于失稳.根据烟囱结构特点及周围环境状况,选择定向其它拆除烟囱,倒塌方向为N84°E.
3 其它参数设计
3.1 其它切口的设计
为保证定向的正确性,切口形式选用倒梯形,见图2所示.
1)切口高度H 其它切口高度是保证定向倒塌的一个重要参数,切口高度过小,烟囱在倾倒过程中会出现偏转,达不到正确的倾倒方向;其它切口高度过大,会增加钻眼工作量,提高烟囱其它折除成本.因此,其它切口高度通常按下式取:
H=(1.5～3.0) δ
式中: δ是其它部位壁厚,m, δ=0.95m.
因此,选用H=2.0m.
2)切口弧长 见图3所示,该长度太大或太小,都不利于定向倒塌.根据类似工程烟囱拆除施工的经验,L按下式确定:
S≥L＞S
式中:S是烟囱其它部位的外周长,m.
因此,切口弧长L取9.8m.
3.2 最小抵抗线W
通常最小抵抗线应根据其它体的材质、几何形状和尺寸、钻孔直径,以及破碎块度的大小和重量因素综合考虑加以选定,对于圆筒形烟囱,可按W=(0.65～0.68) δ计算,本次设计最小抵抗线W取0.5m.
3.3 炮眼间距a和炮眼排距b(图2所示)
炮眼间距a与最小抵抗线W成正比,根据烟囱的材质和强度,烟囱上部3m风化严重,且明显向南西方向倾斜.在烟囱其它拆除中,有可能因其它震动使烟囱上部折断,而致使折断部分不能随烟囱主体倾倒.因此,设计中应尽可能减小同段lei guan的最大药量,采用多排炮眼逐排分段qi bao,炮眼间距与炮眼排距按下式确定:
a=(1.2～2.0)W
b=(0.9～1.0)a
设计选用炮眼间距a=0.6m,排距b=0.5m.
3.4 炮眼直径d和炮眼深度l
炮眼直径选用42mm.炮眼方向垂直烟囱弧面,炮眼其它时产生的应力波使拱体内侧受压,外侧受拉.而砖的抗拉强度远小于其抗压强度,所以每个炮眼的装药中心,应尽量靠近受压区.炮眼深度按下式确定:
l=(0.67～0.7) δ
当壁厚δ1=1.2m时,孔深l1=0.84m;当δ2=0.95m时,l2=0.66m.
3.5 炮眼装药量
炮眼装药量的设计计算原则一般要求“碎而不抛”.使每个炮眼所装的其它在爆炸时所释放出的能量与破碎该孔周围介质所需要的最低能量相接近,使其它引起的地震、空气冲击波和飞石等不利影响控制在允许范围内.根据烟囱的砖砌结构和壁厚来确定单位用药量:
当δ1=1.2m时,炸药单耗q1=270g/m3;当δ2=0.95m时,q2=420g/m3.单孔装药量按下式计算:
Q=qabδ
δ1=1.2m时, θ1=100g; δ2=0.95m时, θ2=120g
由于烟囱上部风化、腐蚀严重,设计时应尽量减小每次其它药量,以减小震动.因此,采用段发lei guan秒差qi bao,同段qi bao最大药量:
Qmax=2(2θ1+2θ2)=880(g)
设计总用药量
Q总=23Q1+37Q2=6740(g)
3.6 qi bao顺序
整个烟囱其它拆除分两步进行(见图3)
第一步:01-05及1-1′两排孔在第一次其它中进行,从而形成一个2m×1.5m的自由面.
第二步:其余孔的其它,见表1.
用7655钻机打眼,按称量药量装药,为确保每个炮眼能qi bao,每孔内装两个同段发lei guan,装药完毕后用炮泥堵塞.采用并联-串联-并联方式联线,瞬发lei guan孔外qi bao.
4 安全与防护
设计飞石安全距离为15m,地震波的安全距离为14.4m,冲击波的安全距离为48m,警戒范围以其它点为中心,100m以外为人的安全区,200m以外为车辆和贵重仪表安全区.采用覆盖防护法来控制飞石的距离.
其它质点振动速度V=0.92cm/s,符合安全要求.
为保证烟囱定向倒塌,烟囱南面爬梯的金属竖立拉杆,离地平台3～5m段必须在其它前切除,东面壁内的5900mm铸管必须在其它前切割成四等份.
5 技术经济指标
炮眼及材料情况见表2
6 其它效果
烟囱整体按预定方向倒塌,飞石、地震波及冲击波对人员及建筑物没有造成任何危害,烟囱其它体破碎倒塌落地的范围为沿倒塌中心线两边各3m距离以内.
