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【摘要】本文主要叙述了较厚内衬烟囱的爆破拆除施工，针对工程的特性，重点阐述了锅炉房烟囱定向爆破拆除设计、安全校核和安全防护措施。
【关键词】定向倒塌；缺口；定向窗；起爆网络；安全措施
1、工程概况
1．1、周围环境
该烟囱位于锅炉房西侧，东距锅炉房引风机间8m，南距送煤廊道11m，北距锅炉房10m，西部为空旷的煤场。
1．2、烟窗结构特点
烟囱为砖混结构，高35m，底部直径4.43m，内径3.03m，壁厚0.7m，其中内衬厚0.24m，隔热层厚0.09m，外壁厚0.37m，其顶部外径1.7m。要求进行爆破拆除，拆除过程中要确保厂房及周围设施的安全（具体建筑物平面布置见附图1）。
2、爆破方案设计
2．1、烟囱的倒塌方式
考虑到与南北建筑物最近有21m的距离及西部有长约100m的空旷场地，无需采用其它倒塌方案，选择定向倒塌方案，较易施工。其轴线方位为正西（见附图1）。
2．2、爆破缺口设计
2．2．1、缺口类型
缺口形式采用倒梯形，有利于烟囱倒塌方向准确和稳定塌落。
2．2．2、缺口高度H
爆破缺口高度的合理性能够保证烟囱在倾倒过程中不易出现较大的偏差，其高度按：H=（2.0---3.0）δ=（2.0---3.0）×0.37=0.74---1.11m，取H=1.1m。
缺口离地面高度（2-3）δ=（2.0---3.0）×0.37=0.74---1.11m，取1.2m。
2．2．3、缺口弧长L
爆破范围为该处烟囱周长的1/2-2/3，取2/3，则L=2D外π/3=（2×4.43）π/3=9.3m，D外为缺口底边外直径。
2．2．4、定向窗
定向窗主要采用人工预开切口以控制开口范围，并预留支承部分，必要时也可将所有缺口堵封填实，全部炮孔应同时或对称起爆，本工程定向窗采用三角形，高H=1.1m，宽B=1.2m。
中心窗主要为控制倒塌方向，取H=1.1m，B=1.2m（见附图2）
2．3、爆破参数与起爆网络
2．3．1、布孔
炮孔布置：采取多排平行炮孔，方格形布置（见附图3）
孔深：L=0.67 δ=0.67×0.37=0.25m
孔距a=0.9 δ=0.9×0.37=0.33m，取a=0.35m。
孔距b=0.85 δ=0.85×0.37=0.31，取b=0.3m。
δ为壁厚0.37m。
2．3．2、炮孔数量
中心窗炮孔N1=12个
（中心窗也可采用人工直接凿出缺口，定向窗采用人工凿出缺口）
定向倒塌需起爆孔数：
N2=14×4=56个，按四排孔布置，每排布孔14个。
2．3．3、单孔药量
单孔药量Q孔和总装药量Q总
根据砖烟囱爆破单位用药量当壁厚为0.37m时，q取2100-2500 g/m3，参照爆破试验和爆破临空面情况，确定q=0.8×（2100--2500）=1680--2000 g/m3；q取1800g/m3，Q孔=qabδ=1800×0.35×0.3×0.37=70克
内衬爆破药量
Q内=6×0.15=0.9kg
Q总=0.07×56+ Q内=3.92+0.9=4.82kg
2．3．4、爆破方法与起爆网络
采用电起爆法，用8号毫秒电雷管，分2段串联起爆，爆破顺序：1#---16#为1段，17#---56#为2段。炸药采用2号岩石销铵炸药。
电雷管检测：对电雷管进行统一测试，确保每发电雷管的电阻差在0.3欧姆范围内。
2．3．5、内衬处理
在凹槽内设置药包先行进行处理，破坏周长的一半即可（见附图2）。
具体设计方法，为减少爆破震动对结构的影响，将起爆单响药量控制在0.3kg，3段串联起爆，雷管采用8号毫秒电雷管。
3、安全技核与防护措施
3．1、安全技核
3．1．1、地震效应计算：
根据大量实测资料证明，质点振动速度与一次爆破的装药量的大小、测点至爆源的距离、地质地形条件和爆破方法等因素有关，即
V=KK（Q1/3/R）а=0.5×50×(3.921/3/8)1.65=1.71cm/S
其中K-----修正系数取0.5，K-----50，Q-----3.92kg，R-----8m（按最近的建筑设施，即引风机间），а=1.65。
引风机间及附件建筑物均为一般砖房，非抗震的大型砌块建筑物，其安全振动速度为2-3cm/s，符合安全震速。
3．1．2、空气冲击波安全距离
R=KQ1/3=30×(3.92)1/3=47.3m
其中：R-----人员距爆源安全距离、Q-----一次起爆总药量、K-----系数，无掩蔽体K=30。
3．1．3、爆破飞石安全距离计算
V=20（Q1/3/W）=20×(3.921/3/0.25)=126m/s
S=2V/g=2×126/9.8=26m
用竹架板挡盖后，飞石S＜26m
V-----飞石初速m/s、S-----飞石最远距离m
3．2、安全措施
3．2．1装炮由有经验的爆破员在技术人员的指导下进行药包加工装填，保证堵塞质量和按设计规定的网络联结。
3．2．2严格检验爆破器材的质量。
3．2．3爆破前将装药区用草帘、竹架板掩盖，防止飞石逸出太远。
3．2．4确定有掩蔽的起爆位置，在爆区四周由警戒路口，周围120m范围内不得有人员和车辆停留。总体安全由当地派出所统一安排，统一指挥，按“通知”和爆破区警戒示意图组织现场爆破。
3．2．5爆破前切断爆区电源。
3．2．6在烟囱沿定向倒塌区域以炉渣或其它填料，以保护地面，并防止烟囱落地冲击时，砖石飞散。
4、爆破效果及体会
4．1、爆破效果，该烟囱爆破拆除在5月10日实施，施工条件为无风或3级风以内、无雨。倒塌范围在预定范围以内，未对周围设施造成影响，确保了锅炉房烟囱改造工程的顺利进行。
4．2、煙囱拆除爆破的一点体会
烟囱水塔类结构物爆破拆除时，一般是在底部爆破使其定向倒塌在设计方位上，定向窗和中心窗的设计尤为重要。爆破范围为该处周长的1/2-2/3以上，爆破瞬间该部位失去支承作用。在结构物上部重力偏心力矩作用下，残留断面一侧受压，一侧受拉。由于偏心力矩大，材料抗拉、抗压强度有限，压碎拉裂破坏范围急剧发展，导致承载作用断面急剧减少，直至全部破坏失去支承作用。随之结构物上部下压，并按倾倒方向继续下落，直至倒地在撞击地面反作用下，筒体型结构压偏破碎。
参考文献：
1、《爆破工程》中国力学学会工程爆破专业委员会编，冶金工业出版社。
2、《爆破安全法规标准选编》主编：张其中，中国标准出版社。
【关键词】定向倒塌；缺口；定向窗；起爆网络；安全措施
1、工程概况
1．1、周围环境
该烟囱位于锅炉房西侧，东距锅炉房引风机间8m，南距送煤廊道11m，北距锅炉房10m，西部为空旷的煤场。
1．2、烟窗结构特点
烟囱为砖混结构，高35m，底部直径4.43m，内径3.03m，壁厚0.7m，其中内衬厚0.24m，隔热层厚0.09m，外壁厚0.37m，其顶部外径1.7m。要求进行爆破拆除，拆除过程中要确保厂房及周围设施的安全（具体建筑物平面布置见附图1）。
2、爆破方案设计
2．1、烟囱的倒塌方式
考虑到与南北建筑物最近有21m的距离及西部有长约100m的空旷场地，无需采用其它倒塌方案，选择定向倒塌方案，较易施工。其轴线方位为正西（见附图1）。
2．2、爆破缺口设计
2．2．1、缺口类型
缺口形式采用倒梯形，有利于烟囱倒塌方向准确和稳定塌落。
2．2．2、缺口高度H
爆破缺口高度的合理性能够保证烟囱在倾倒过程中不易出现较大的偏差，其高度按：H=（2.0---3.0）δ=（2.0---3.0）×0.37=0.74---1.11m，取H=1.1m。
缺口离地面高度（2-3）δ=（2.0---3.0）×0.37=0.74---1.11m，取1.2m。
2．2．3、缺口弧长L
爆破范围为该处烟囱周长的1/2-2/3，取2/3，则L=2D外π/3=（2×4.43）π/3=9.3m，D外为缺口底边外直径。
2．2．4、定向窗
定向窗主要采用人工预开切口以控制开口范围，并预留支承部分，必要时也可将所有缺口堵封填实，全部炮孔应同时或对称起爆，本工程定向窗采用三角形，高H=1.1m，宽B=1.2m。
中心窗主要为控制倒塌方向，取H=1.1m，B=1.2m（见附图2）
2．3、爆破参数与起爆网络
2．3．1、布孔
炮孔布置：采取多排平行炮孔，方格形布置（见附图3）
孔深：L=0.67 δ=0.67×0.37=0.25m
孔距a=0.9 δ=0.9×0.37=0.33m，取a=0.35m。
孔距b=0.85 δ=0.85×0.37=0.31，取b=0.3m。
δ为壁厚0.37m。
2．3．2、炮孔数量
中心窗炮孔N1=12个
（中心窗也可采用人工直接凿出缺口，定向窗采用人工凿出缺口）
定向倒塌需起爆孔数：
N2=14×4=56个，按四排孔布置，每排布孔14个。
2．3．3、单孔药量
单孔药量Q孔和总装药量Q总
根据砖烟囱爆破单位用药量当壁厚为0.37m时，q取2100-2500 g/m3，参照爆破试验和爆破临空面情况，确定q=0.8×（2100--2500）=1680--2000 g/m3；q取1800g/m3，Q孔=qabδ=1800×0.35×0.3×0.37=70克
内衬爆破药量
Q内=6×0.15=0.9kg
Q总=0.07×56+ Q内=3.92+0.9=4.82kg
2．3．4、爆破方法与起爆网络
采用电起爆法，用8号毫秒电雷管，分2段串联起爆，爆破顺序：1#---16#为1段，17#---56#为2段。炸药采用2号岩石销铵炸药。
电雷管检测：对电雷管进行统一测试，确保每发电雷管的电阻差在0.3欧姆范围内。
2．3．5、内衬处理
在凹槽内设置药包先行进行处理，破坏周长的一半即可（见附图2）。
具体设计方法，为减少爆破震动对结构的影响，将起爆单响药量控制在0.3kg，3段串联起爆，雷管采用8号毫秒电雷管。
3、安全技核与防护措施
3．1、安全技核
3．1．1、地震效应计算：
根据大量实测资料证明，质点振动速度与一次爆破的装药量的大小、测点至爆源的距离、地质地形条件和爆破方法等因素有关，即
V=KK（Q1/3/R）а=0.5×50×(3.921/3/8)1.65=1.71cm/S
其中K-----修正系数取0.5，K-----50，Q-----3.92kg，R-----8m（按最近的建筑设施，即引风机间），а=1.65。
引风机间及附件建筑物均为一般砖房，非抗震的大型砌块建筑物，其安全振动速度为2-3cm/s，符合安全震速。
3．1．2、空气冲击波安全距离
R=KQ1/3=30×(3.92)1/3=47.3m
其中：R-----人员距爆源安全距离、Q-----一次起爆总药量、K-----系数，无掩蔽体K=30。
3．1．3、爆破飞石安全距离计算
V=20（Q1/3/W）=20×(3.921/3/0.25)=126m/s
S=2V/g=2×126/9.8=26m
用竹架板挡盖后，飞石S＜26m
V-----飞石初速m/s、S-----飞石最远距离m
3．2、安全措施
3．2．1装炮由有经验的爆破员在技术人员的指导下进行药包加工装填，保证堵塞质量和按设计规定的网络联结。
3．2．2严格检验爆破器材的质量。
3．2．3爆破前将装药区用草帘、竹架板掩盖，防止飞石逸出太远。
3．2．4确定有掩蔽的起爆位置，在爆区四周由警戒路口，周围120m范围内不得有人员和车辆停留。总体安全由当地派出所统一安排，统一指挥，按“通知”和爆破区警戒示意图组织现场爆破。
3．2．5爆破前切断爆区电源。
3．2．6在烟囱沿定向倒塌区域以炉渣或其它填料，以保护地面，并防止烟囱落地冲击时，砖石飞散。
4、爆破效果及体会
4．1、爆破效果，该烟囱爆破拆除在5月10日实施，施工条件为无风或3级风以内、无雨。倒塌范围在预定范围以内，未对周围设施造成影响，确保了锅炉房烟囱改造工程的顺利进行。
4．2、煙囱拆除爆破的一点体会
烟囱水塔类结构物爆破拆除时，一般是在底部爆破使其定向倒塌在设计方位上，定向窗和中心窗的设计尤为重要。爆破范围为该处周长的1/2-2/3以上，爆破瞬间该部位失去支承作用。在结构物上部重力偏心力矩作用下，残留断面一侧受压，一侧受拉。由于偏心力矩大，材料抗拉、抗压强度有限，压碎拉裂破坏范围急剧发展，导致承载作用断面急剧减少，直至全部破坏失去支承作用。随之结构物上部下压，并按倾倒方向继续下落，直至倒地在撞击地面反作用下，筒体型结构压偏破碎。
参考文献：
1、《爆破工程》中国力学学会工程爆破专业委员会编，冶金工业出版社。
2、《爆破安全法规标准选编》主编：张其中，中国标准出版社。