3.4钢筋混凝土烟囱折叠爆破设计

镇海电厂150m高烟囱双向折叠爆破撤除工程发布时间：2021-02-29 14:28完成时间：2003年12月工程地点：省市镇海电厂完成单位：宏大爆破工程XX工程主持人及参加人员：炳旭、永庆、傅建秋、晓林、钟伟平、唐涛、林再坚、肖文雄、萍丰、平撰稿人：炳旭、傅建秋、晓林1 工程概况150m高烟囱为整表达浇钢筋混凝土筒体构造，底部外径11．66m，壁厚400mm；顶部外径6．54m，壁厚150mm，混凝土标号300号，混凝土体积1053．47m3，粒状炉渣隔热层112m3，红砖衬454．4m3，整体重量3400t。

烟囱底部正北向有一个宽×高=1．8m×2．5m的出灰口，正东和正西+5．Om～+12．5m各有一个宽×高=3．42m×7．5m 的烟道口。

烟囱四环境是：北离1号、2号机主厂房9．2m，东离振电路120m，离变压器130m，南离金海路68m，西离中电路60m。

围环境如图1所示。

安镇路上位于振电路东侧电缆沟处于运行状态，金海路上的电缆沟全部处于运行状态。

本工程的特点：其一，该烟囱是迄今为止亚洲地区爆破撤除的最高烟囱；其二，环境复杂，四均为生产厂房及电厂电缆沟，倒塌围狭小，仅限于东偏南18。

围倒塌；其三，烟囱壁薄，根部壁厚仅40cm。

2 案选择2．1 150m烟囱爆破撤除有以下两种撤除案(1)150m高一次爆倒案，从烟囱根部开缺口，一次爆倒150m高烟囱，倒塌向是安镇路和金海路之间一条狭长地带，倒塌围仅180。

(2)双向折叠爆破案：利用+30．Om的工作平台，在+30．Om处开设一个缺口：在地面开设一个缺口，实现双向折叠倒塌。

+30．Om以上的烟囱向东倒塌，+30．Om以下烟囱向西倒塌，倒塌在变压器以西金海路以北的围，倒塌围增大到290。

2．2 案比较2．2．1案一的优缺点(1)优点：从烟囱底部开缺口，施工简单，造价低。

(2)缺点：1)需要撤除排涝泵房；2)倒塌围小，由于受安镇路和金海路上两条正在运行的电缆沟的限制，烟囱只能向东南向、金海路和安镇路之间的一条狭长地带倒塌，撤除排涝泵房以后，倒塌围只有180；3)从理论上分析，可以实现150m全高一次性定向倒塌，但是由于筒身导致的不确定因素太多，因而倒向容易发生偏转，定向不准确，风险大；4)对变压器及安镇路、金海路上的电缆沟均构成重威胁。

高耸（高层）建筑物拆除爆破倒塌过程模拟近年来,控制爆破技术在高耸和高层建筑物的拆除工程中被广泛采用,然而以往采用的半经验半理论的拆除爆破设计模式已经难以满足爆破质量和安全控制等方面的工程需要。

针对钢筋混凝土烟囱双向折叠倾倒方案,将烟囱的折叠倾倒过程简化为双连杆的折叠下落运动,建立起相应的动力学模型,编制了数值求解程序,以开展烟囱折叠倾倒过程模拟。

理论分析和数值模拟表明,采用双向折叠定向倾倒方案拆除钢筋混凝土烟囱时,其上部切口的位置和上下切口起爆时差是直接关系到整个方案的成败关键参数。

要保证两段筒体有理想的折叠过程及良好的触地状态,一方面要求上下筒体的长度之比l₁/l₂>1,也即须保证上切口位置在半烟囱高度以下;另一方面,上下切口起爆时差必须满足烟囱折叠倾倒的运动学要求,并防止因起爆时差过长而导致上段筒体发生塌落式下坐。

本文运用所建立的模型和方法对武汉市阳逻化肥厂厂区内一钢筋混凝土烟囱的双向折叠倾倒爆破拆除实例进行了分析,计算结果与实际情况比较吻合。

根据高耸钢筋混凝土筒形建筑物的结构特点,采用弹模等效的原则,建立了拆除爆破过程中支撑筒壁断面受力破坏过程的力学模型,可计算筒体倾角较小时支撑断面上的应力分布情形,从而判断支撑筒壁的破坏状况,为爆破切口等的设计提供参考。

针对框架结构失稳倒塌过程的特点,提出了采用有限单元法和多刚体动力学法相结合的方法,可对框架结构失稳倒塌过程进行模拟。

先运用有限元法对结构的失稳解体状况进行分析,将失稳后的结构抽象为多刚体动力学模型,再运用多刚体动力学仿真系统求解该动力学模型,得到框架结构不同时刻的失稳、破坏、倒塌过程和堆积状态等情况。

采用该方法对一框架结构的水平逐跨解体爆破方案进行了模拟,计算结果比较理想。

90m高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计学员：宦吉运指导老师：房泽法保康县中坪磷化工有限公司二O一二年十二月十七日90m 高钢筋混凝土烟囱拆除爆破设计1工程概况根据某市环保及环境治理精神，拟将90m 高钢筋混凝土烟囱实施爆破拆除。

1.1 施工环境拟拆除的钢筋混凝土烟囱位于市某厂内，高90m ，烟囱北22m 处为包装车间，车间东西长为180m ，南北宽为30m ；烟囱南侧65m 为外加剂厂车间，车间东西向长为90m ；烟囱西侧60m 处为水泥厂厂房；烟囱东侧厂房已经拆除，为空旷地带。

烟囱周围环境见图1。

1.2 烟囱结构尺寸钢筋混凝土烟囱始建于1971年，筒体为钢筋混凝土结构，混凝土标号为200号，烟囱高为90m ，烟囱底部外直径为7.85m ，底部壁厚为0.4m 。

顶部外直径为4.3m ，壁厚0.18m 。

内衬为耐火砖，厚24cm ，内衬与烟囱内壁间隙10cm ，拟拆除烟囱筒体体积为414.2m 3。

烟囱标高4.2m 处为烟道口，烟道口高3.5m ，宽3.5m ，顶部为圆拱形，烟道口朝向为正东向。

烟道口下部为清灰漏斗口，漏斗口底部标高为+0.0m ，漏斗口高宽均为1m ，朝向也为正东向。

烟囱筒体底部配筋：竖向主筋为φ20的螺纹钢筋，间距为130mm ，环形钢筋直径20mm ，间距140mm 。

烟囱断面尺寸见图2。

1.3 拆除工程要求⑴ 工期要求：7天。

⑵ 安全要求：爆破拆除施工应确保周围建筑物的安全。

301010018022厂区围墙60框架结构厂房框架结构厂房框架结构厂房65爆区环境图图中单位：m拟爆破烟囱图1 爆区环境图3.750m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高280mm 10m3.925m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高400mm 1.250m3.550m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高260mm 20m3.350m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高240mm 30m 3.150m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高220mm 40m2.950m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高210mm 50m2.750m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高200mm 60m2.550m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高190mm 70.5m2.350m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高180mm 80m2.150m烟囱壁厚烟囱外半径段底部标高180mm 90m图2 烟囱断面图2 爆破方案选择该烟囱结构坚固完整，爆破时需要保护周围建筑物的安全。

ISSN 1671-2900 采矿技术 第20卷 第6期 2020年11月CN 43-1347/TD Mining Technology，Vol.20，No.6 Nov. 202080 m高钢筋混凝土烟囱高位切口定向爆破贺建华1，钟 勇2，刘 宁1(1.湖南金能爆破工程有限公司，湖南长沙410000；2.长沙市公安局治安管理支队危爆大队，湖南长沙410000)摘要:某80 m高钢筋混凝土烟囱已废弃多年，结构受损，威胁周边环境和人员的安全，因此，列为待拆对象。

该烟囱周边环境复杂，根据爆破方案设计，采用高位切口定向倒塌控制爆破技术拆除，并详细介绍了爆破参数设计及主要安全措施。

实践表明，该技术成功拆除了该80 m高钢筋混凝土烟囱，取得了较好的效果。

关键词:钢筋混凝土烟囱;高位切口;定向爆破1 工程概况待拆烟囱位于湖南湘澧盐化有限公司某热电厂内，为钢筋混凝土结构，高80 m。

该烟囱筒体的主要构成为钢筋混凝土筒壁、隔热层和内衬，筒壁底部尺寸为：外径6.86 m、周长21.54 m、壁厚0.3 m；筒壁顶部尺寸为：外径3.66 m、周长11.49 m、壁厚16 mm；筒体20 m以上的隔热层为空气隔热层，厚50 mm；筒体20 m以上内衬用75#红砖砌成，厚120 mm。

该烟囱已废弃多年, 经40多年的风雨剥蚀，在烟囱上部产生了多条肉眼可见的纵向裂缝。

2 周边环境待拆烟囱位于热电厂厂区中部，厂区正常生产。

烟囱东面距离最近的主蒸汽管64 m，主蒸汽管为桥架式，架高约3 m，并在桥架槽内设有多条电缆和多束通讯光缆。

烟囱南面距离最近的新2#锅炉排碴料仓仅7 m，距离原4#锅炉房18 m。

烟囱西面距离最近的新2#锅炉脱硫装置及其配套设施仅8 m。

烟囱北面距离最近的水处理房仅10 m，水处理房西头段为平房, 东头段为框架式结构三层楼房,该房的破旧程度已接近危房, 抗震能力差，已列为技改后续待拆对象。

待拆烟囱的周围环境见图1。

包头铝业120m烟囱、30m料仓、20000m2厂房拆除爆破设计施工方案（袁绍国1杨年华2）（1.内蒙古科技大学，包头市科大爆破公司；2.铁科院北京市铁锋爆破工程公司）一、工程概况包铝集团在技术改造中，需要将电解一分厂的一车间和二车间及其所属的一个钢筋砼烟囱和两个钢筋砼料仓拆除，由于烟囱和料仓高大且为钢筋混凝土结构，厂房跨度也很大，无法采用人工或机械拆除，决定采用控制爆破技术进行拆除。

120m烟囱属于A级爆破，料仓、厂房拆除爆破属于B级项目。

1 工程结构⑴烟囱：烟囱建于1958年，为钢筋砼结构，高H = 120.0m，底部外直径D = 11.6m，上口外直径7.5m，壁厚由下部80cm（实际86cm）向上逐渐变为18cm。

双层布筋。

在1983年又对烟囱进行了一次加固，加固高度50m，加固层厚度12cm，单层布筋。

下部在正东和正西各有四个烟道口，上烟道口宽2.74m，高6.7m，下烟道口宽2.74m，高6.35m，烟囱东侧上两个烟道口已用钢筋砼封死。

详细结构见图1。

⑵料仓：料仓有两座，结构尺寸相同，为薄壁钢筋砼结构，高H = 30.0m，直径D = 8.6m，壁厚16cm。

双层布筋，钢筋为Φ12，20cm×20cm网格。

上部5m部分为砖结构，砖墙体部分壁厚24cm。

其中南料仓与北料仓略有区别，在筒壁外侧下部9m进行了2次加固，加固层分别厚为18cm和16cm，使得总壁厚达到了50cm。

详细结构见图2。

⑶厂房：厂房有两座，排架结构，两座厂房均长393m，宽22.5m，檐高11.75m，总高15m，67榀屋架，（其中4榀钢屋架）。

外墙为37砖墙，排架柱为钢筋砼立柱，外墙有砖柱，外侧包裹有钢筋砼。

详细结构见图3。

2 周围环境待拆除的两座厂房东西向平行排列，两厂房相距28m，烟囱位于两厂房之间，距离厂房西边缘约210m，两料仓在厂房之间南北排列，距厂房均为1.5m之距，距厂房东边缘约139m。

西侧距厂房边缘24m处有南北向架空天然气管道，该天然气管道在南侧东西向布设，距厂房20m。

复杂环境下烟囱折叠爆破拆除方案1.工程概况烟囱位于南宁南宁制糖造纸厂，烟囱高60m，底部直径5.5m，烟囱的烟道位于南面，且高出地面8m，距地面高约13.5m处为大小断面突变处。

北面8m处为厂区仓库，西面20m处为锅炉房；东面30m处在用除尘设施，东北面距离10m处为一储罐，北面距离烟囱42m处为水净化室。

工程环境平面见图1。

2.爆破方案由于烟囱所处环境十分复杂，周围建（构）筑物都是在使用中，现场没有一个方向能够满足烟囱直接倒塌的位置。

根据现场环境及业主的要求，采取分段折叠爆破拆除的方法。

即上段在高29m处处开切口，下段在高0.5m处处开切口，采用向北偏东约33°方向进行单向折叠爆破倒塌方案如图2所示。

上下两段分别采用两个起爆器引爆，即先起爆上切口，待上段倒塌倾角与水平方向夹角接近30°时，再起爆下切口，使烟囱倒塌后，上段首先着地，下段着地后与上段部份重叠在一起。

3.爆破参数设计（1）切口形状。

上下切口均采取矩形切口，且在两侧各开口0.5×1m的定向窗，在倒塌方向开定位窗。

（2）切口高度H上下切口取H=（1.5～3.0）δ，其中δ为壁厚。

实取2倍壁厚（高20m处壁厚约0.8m，下部壁厚约估计1m），即H上=1.6m，H下=2m。

（3）孔网参数眼深L上=0.65δ上=0.52m，眼距a上=0.4m，排距b上=0.4mL下=0.65δ下=0.65m，眼距a下=0.44m，排距b下=0.44m（4）切口长度：L上取3/5周长，L下取2/3周长。

即L上=9.42m，L下=11.5m（5）单孔药量及内衬处理外壁单耗600g/m3，单孔药量q上=80g，q下=100g，内衬布置两排炮眼、眼距、排距均为0.2m，孔药量为30g，与外壁药包同时起爆。

4.安全校核（1）烟囱倾倒长度烟囱定向倾倒，一般有一定的前冲，据经验公式：上段烟囱倒塌长度：L上=kL上+R1=(1～1.3)×31+1.25=32.25～41.55m式中，k-倾倒长度系数，对于砖烟囱，k=1～1.3；L上-烟囱倒塌部份高度；R上-烟囱切口处的半径。

拆除爆破设计拆除设计1：桁架结构厂房房顶聚能切割拆除爆破设计要求：爆破方案、爆破点的选取及理由、线型聚能切割器的结构及起爆网路采用聚能切割爆破技术对桁架结构构筑物进行拆除，具有安全性好、操作方法简单易行，且具有良好的经济效益等优点。

聚能切割爆破技术的作用原理是：利用切割器（聚能装药）切断构件关键承重部位形成缺口，使之失去承载力和结构的整体稳定性，并在其自重的作用下原地坍塌和定向倒塌。

1、爆破方案桁架构件螺纹钢筋外包混凝土的断面尺寸较小（15cm ×15cm ），难以实施钻孔爆破，因此，采用聚能切割爆破技术对桁架结构厂房房顶进行拆除是切实可行的。

由于桁架结构的支撑架是支撑整个屋顶及天窗的关键结构，切断支撑架后，屋顶将失去支撑，其整体稳定性随之破坏，最终会在其自重作用下失稳而坍塌。

综上所述，选择利用聚能切割爆破技术切断房顶支撑架使之失稳坍塌的爆破拆除方案，对桁架结构厂房房顶进行拆除。

2、爆破点的选取及理由在支撑架两侧的上弦3、腹杆4、下弦5处对称布置3个爆破切割点，为避免屋面顶向一侧倾倒而损坏行车轨道和牛腿柱，在每个支撑架下弦的中点6处设置一个爆破点，用裸露药包（1.5~2.5kg ）实施裸露爆破，但起爆时间要比两侧的爆破切割点提前100~125ms ，该点与其他切割点呈三角形布置，由于牵引作用可确保屋面顶及支撑梁尽可能向中间倒塌，同时还能避免屋面顶下落时对行车轨道造成破坏。

为确保能够完全切断桁架梁，在安放聚能切割器的位置（爆破点）先利用人工将包覆在螺纹钢筋外的混凝土剔除，以使聚能切割器直接与钢筋接触（图b 中的1为切割器安放点）。

61234512ab房顶的桁架结构及切割点的剖面图3、线型聚能切割器的结构采用线型聚能切割器。

对其要求是制作的切割器既要有足够的切割能力（满足切割桁架的要求），又不能有太多的剩余能量（避免对周围环境产生危害影响），同时还要便于安放。

因此，将线型聚能切割器的结构设计成内部为铸装固体炸药并带有“V ”型槽的长圆柱体装药结构。