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施工技术

钢筋混凝土烟囱爆破拆除技术

文章来源:时间:2017/2/12 16:06:57点击:59
烟囱其它拆除概述
对3座结构相同的180m高钢筋混凝土烟囱成功进行定向其它拆除的实践,得出以下结论:
(1)烟囱拆除在倒塌空间受限的情况下,采用高位切口有效控制烟囱的倒塌距离,在其它技术上是可行的。
(2)预处理采用水钻开设定向窗、定位窗、辅助窗边缝的烟囱拆除施工方法提高了在其它目标上的施工精度,降低了试爆对预留支撑体的影响,有效保证了定向的准确性
(3)在减震堤坝表面覆盖较软的材料,可有效控制烟囱拆除飞溅物。
 
1工程概况
国电小龙潭有限公司积极响应国家“上大压小,节能减排”政策的要求,决定对落后的1#~6#机组实施拆除,其中包括3座180m高钢筋混凝土烟囱和1#~6#机组厂房。
3座180m高烟囱位于云南省开远市国电小龙潭发电厂的厂区内,其环境如图1所示,3#烟囱东南侧80m处有检修公司建筑;3座烟囱的正南侧52m为待拆机组厂房,主厂房南面4~10m为数台运行的主变压器与升压线路,22m远处为控制室和升压站;1#烟囱的西侧85m为引风机室;烟囱北侧为山体植被
3座烟囱的结构相同,高180m,底部外半径10.0m,顶部半径3.07m;标高0~40m钢筋混凝土层壁厚0.46m,随着烟囱的高度增高钢筋混凝土层厚度逐渐变小,标高130~180m钢筋混凝土层厚度为0.20m;标高5m以上有水泥膨胀珍珠岩隔热层和耐火砖砌成的内衬,隔热层厚度为0.05~0.08m,5~15m内衬厚度为0.24m,15m以上内衬厚度为0.12m。钢筋混凝土的总方量为1896.1m3,自重约4740t。
 
2其它方案设计
2.1总体其它方案
根据该电厂主厂房和烟囱特定位置、结构特点,特别是烟囱的倒塌空间受限,确定对3座180m烟囱采用高位切口定向倾倒控制其它技术予以拆除。
考虑主厂房南侧为升压站及办公楼,西侧为7#发电机组为重点保护目标,总体其它方案如下:
其它分2个阶段进行,第1阶段同时其它1#烟囱和5#、6#机组主厂房,1#烟囱向东偏南方向倒塌,5#、6#机组主厂房向北倒塌(见图1实线箭头);第2阶段同时其它2#、3#烟囱及1#~4#机组主厂房,2#、3#烟囱向东偏南方向倒塌,1#~4#机组主厂房向北倒塌(见图1虚线箭头)
2.2预处理
为确保烟囱倒塌方向的准确性,必须确保其它切口的对称性以及相邻结构的均匀性。须对烟道口用同标号的钢筋混凝土材料进行封堵,待满足强度要求后进行烟囱其它的施工。
切口爆前预处理采用预先开设五窗法,即在切口位置开设:1个定向窗、2个定位窗、2个辅助窗,五个窗参数及位置见图2。定位窗、辅助窗和定向窗的开设采用水钻沿轮廓线切割,然后采用其它法其它破碎,见图3。切口需要其它部分的内衬,其它前采用人工拆除。

2.3其它切口位置、形式及尺寸
3座烟囱除了倒塌方向不同以外,结构及其它参数基本相同。由于烟道口处于8.83~14.89m之间,而且倒塌空间受限,为了减少倒塌长度和确保烟囱倒塌方向准确,其它切口设置在烟道口上方,切口下沿距离地面25.0m,烟囱均采用复式正梯形其它切口,如图2所示。
切口长度的大小决定其它切口形成后烟囱能否实现失稳倒塌和方向的准确性,切口过大可能导致余留部分支撑力不够,烟囱出现过早压垮,反之会出现倾而不倒的情况。根据该烟囱的结构和实际受力情况,其它切口参数确定如下:
(1)切口下沿水平切口圆心角α=220°,即切口下沿弧长Lp=29.9m。
(2)切口初始闭合角β=30°。
(3)切口复合闭合角ξ=45°。
(4)根据以往工程经验,180m高烟囱的合适切口高度为切口处直径1/6~1/4,这次其它切口处的直径为15.6m,切口高度取3.5m。
2.4其它参数
由于烟囱为薄壁圆筒结构,因此炮孔采用梅花形布孔,参数设计如下:
(1)最小抵抗线W:取切口处烟囱壁厚的一半,即W=δ/2(δ为壁厚)
(2)炮孔间距a:a=(1.5~1.8)W。
(3)炮孔排距b:b=(0.85~0.9)a。
(4)炮孔孔深L:L=(0.67~0.7)δ。
(5)单孔药量按下式计算:Q1=qabδ。式中,q为单位体积耗药量,取值为q=2.2g/m3。
本次其它δ=0.46m,根据上述公式结合工程实际情况,各参数的取值分别为:W=0.23m,a=0.4m,b=0.35m,L=0.32m,Q1=0.142kg。
2.5起爆网路设计
本次其它是在电厂特殊的环境中,因此,全部采用塑料导爆管网路起爆。为了防止哑炮出现,确保切口其它部位彻底炸开,中间4排水平孔采用双leiguan起爆,其余孔采用单leiguan起爆。网路连接时采用导爆管簇联法,每20~30发构成一簇,用2发接力leiguan引爆,然后采用四通将接力leiguan串连成网路,每其它块各拉2根激发线,最后用2发leiguan激发整个网路。单个烟囱采用同段leiguan起爆,由于2#和3#同时拆除,因此起爆时采用毫秒延期。
 
3、安全防护措施
(1)飞石防护:由于烟囱周围环境复杂,因此采用主动防护措施。其它部位的防护材料采用双层竹笆,中间夹草垫,材料临空面还加1层绿网,并用铁丝固定(见图4)。
2)减震措施:在烟囱设计的倒塌范围内,沿倒塌轴线每40m筑一道堤坝,堤坝的方向与轴线垂直,共铺设4道。堤坝成梯形,底部宽度为5~6m,顶部宽度为2.0m,高约2.5m。
(3)防飞溅物:在堤坝表面用彩条布加安全网覆盖并固定
 
4其它效果
起爆约2s后烟囱向倒塌方向倾倒2°~,预留支撑部位发生脆性断裂,烟囱开始下坐;下坐约5s后烟囱切口端触地,并整体向设计方向倾倒,整个其它倾倒过程持续约13s。图5为烟囱的实际其它效果图,从图中可以看出,烟囱倒塌后,倒塌方向准确,压在设计的减震堤上,飞溅物、塌落震动均控制在允许范围内,周围建筑设施完好无损。3座烟囱的倒塌距离分别为130m、134m和138m,为烟囱切口以上高度的0.86~0.91;横向(即垂直于倒塌中心线方向)最大塌散宽度约为26m,堆积体最高为1.0m;切口下部烟囱被压垮约6m,烟囱剩余部分最高约为19m。
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