一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法

摘要

本发明公开了一种工程爆破技术领域的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，旨在解决现有技术中起爆防护中存在物资消耗大、预施工周期长、地冲击震动减弱不明显等问题，且对爆破烟尘不能有效抑制。其包括确定爆破切口和定向窗位置；钻设爆孔、切割定向窗；围绕烟囱底座以及烟囱底座之间的连线中点开挖环形沟槽，注水；在爆孔及环形沟槽内布置炸药；同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药；本发明适用于双座烟囱同时爆破时的减震抑尘，具有爆破次数少、施工周期短等优点，可提前消耗烟囱倒塌动能，降低冲击载荷，可形成水幕，对烟尘进行有效抑制，形成的土堤还可降低烟囱触地载荷，起到缓冲作用。

权利要求

1.一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：根据爆破工艺设计因素以及对碰倒塌中心线，确定两座烟囱的爆破切口位置和定向窗位置；

根据爆破切口位置和定向窗位置，在烟囱上钻设爆孔、切割定向窗；

围绕烟囱底座以及烟囱底座之间的连线中点开挖环形沟槽，向环形沟槽内注水；

在爆孔以及环形沟槽内布置炸药；

同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药。

2.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于，所述爆破工艺设计因素包括：周围环境、烟囱的材料结构、烟囱的尺寸和门洞的布置情况。

3.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：所述延时起爆的延时时间的确定方法包括：Z=X‑Y；

式中，Z表示延时起爆的延时时间；X表示两座烟囱的倒塌过程历时；Y表示设定值。

4.根据权利要求3所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：所述设定值的取值范围是1‑2s。

5.根据权利要求3所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：所述两座烟囱的倒塌过程历时的确定方法包括：通过理论计算和数值仿真手段进行估算。

6.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：在延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药之后，进行爆后检查。

7.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：所述两座烟囱的高度均大于100m，高差小于5%，间距/高度比值为0.5‑1.0。

8.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：所述环形沟槽的直径为烟囱底座直径的1.5倍－2.5倍，所述烟囱底座外环形沟槽与烟囱底座边缘之间的距离不小于5m。

9.根据权利要求1所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：在向环形沟槽内注水之前，在环形沟槽内铺设抗渗膜。

10.根据权利要求1‑9任一项所述的用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于：同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药的方法包括：将爆孔以及烟囱底座外环形沟槽内的炸药连接组网并与起爆控制器连接；

将连线中点外环形沟槽内的炸药连接组网并在串接延时器后与起爆控制器连接。

说明书

一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程爆破技术领域，具体是涉及一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法。

背景技术

[0002] 随着当前我国城市发展与工业升级改造等持续推进，大量存在于火电厂、钢厂、化工厂区的废旧高大烟囱需要爆破拆除，其中不少厂区的烟囱分布密集（间距小于两座烟囱高度之和），采用双座烟囱同时起爆的方法具有爆破次数少、施工周期短等优点，但也同时存在冲击振动倍增、粉尘污染严重等问题，尤其是双座高大建筑在同时倒塌触地过程中引发的地冲击及大量粉尘弥散，严重干扰周边城市居民生产生活、影响其他重要设备设施的安全稳定运行。

[0003] 目前针对单座高大烟囱采用的防护手段主要分为三类：一是对其起爆部位进行局部覆盖，通过包缠篷布等手段，限制爆炸飞散物抛洒范围；二是对保护对象进行防护，在防护范围周边设置一次性防护挡墙或围栏，从而对爆炸飞散物和烟尘起到一定的拦截作用；三是地面综合防护，通过堆筑缓冲堤、开挖减震沟、清理地面碎石、全平面铺设安全网等方式，在一定程度上也能起到降低地冲击、抑制飞溅物和烟尘的作用。

[0004] 然而，以上防护手段在用于双座烟囱同时起爆防护中仍然存在物资消耗大、预施工周期长、地冲击震动减弱不明显等问题，且对爆破产生的烟尘并不能进行有效抑制。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，解决当前双座烟囱同时起爆防护中仍然存在物资消耗大、预施工周期长、地冲击震动减弱不明显的问题，且对爆破产生的烟尘能进行有效抑制。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

[0007] 本发明提供了一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

[0008] 根据爆破工艺设计因素以及对碰倒塌中心线，确定两座烟囱的爆破切口位置和定向窗位置；

[0009] 根据爆破切口位置和定向窗位置，在烟囱上钻设爆孔、切割定向窗；

[0010] 围绕烟囱底座以及烟囱底座之间的连线中点设置环形沟槽，向环形沟槽内注水；

[0011] 在爆孔以及环形沟槽内布置炸药；

[0012] 同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药。

[0013] 进一步的，所述爆破工艺设计因素包括：周围环境、烟囱的材料结构、烟囱的尺寸和门洞的布置情况。

[0014] 进一步的，所述延时起爆的延时时间的确定方法包括：

[0015] Z=X‑Y；

[0016] 式中，Z表示延时起爆的延时时间；X表示两座烟囱的倒塌过程历时；Y表示设定值。

[0017] 进一步的，所述设定值的取值范围是1‑2s。

[0018] 进一步的，所述两座烟囱的倒塌过程历时的确定方法包括：通过理论计算和数值仿真手段进行估算。

[0019] 进一步的，在延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药之后，进行爆后检查。

[0020] 进一步的，所述两座烟囱的高度均大于100m，高差小于5%，间距/高度比值为0.5‑1.0。

[0021] 进一步的，所述环形沟槽的直径为烟囱底座直径的1.5倍－2.5倍，所述烟囱底座外环形沟槽与烟囱底座边缘之间的距离不小于5m。

[0022] 进一步的，在向环形沟槽内注水之前，在环形沟槽内铺设抗渗膜。

[0023] 进一步的，同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药的方法包括：

[0024] 将爆孔以及烟囱底座外环形沟槽内的炸药连接组网并与起爆控制器连接；

[0025] 将连线中点外环形沟槽内的炸药连接组网并在串接延时器后与起爆控制器连接。

[0026] 与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

[0027] 1、本发明通过双座高大烟囱同时起爆，具有爆破次数少、施工周期短等优点，通过控制双座烟囱在空中对碰倒塌，在触地前提前大量消耗烟囱倒塌动能，从而大幅降低其地冲击载荷；

[0028] 2、本发明通过开挖围绕两座烟囱底座的环形沟槽并注水，在起爆时可以形成大量环绕底座的水幕，不仅可对爆破近区和烟囱爆破后整体下坐时产生的大量烟尘起到有效抑制作用，开挖环形沟槽形成的土堤还可降低烟囱触地载荷，起到缓冲作用；

[0029] 3、本发明通过开挖烟囱底座连线中点处的环形沟槽并注水，并设定合理延时起爆时间，可在两座烟囱对碰触地前形成大量水幕，进而起到降尘作用，开挖环形沟槽形成的土堤也可降低对碰区域烟囱的触地载荷，起到缓冲作用。

附图说明

[0030] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0031] 图1是本发明实施例提供的一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法的步骤示意图；

[0032] 图2是图1所示用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法的对碰倒塌示意图；

[0033] 图3是图1所示用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法的炸药布置及起爆控制网络示意图；

[0034] 图4是两座高大烟囱爆破拆除现场的对碰过程图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图对本发明做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0036] 如图1所示，本发明实施例提供了一种用于双座高大烟囱同时爆破拆除的减震抑尘方法，特别针对的是烟囱间距小于两座烟囱高度之和的场景，一方面通过对爆破参数和起爆网络的精确控制，实现双座烟囱在空中对碰倒塌，从而在触地前提前大量消耗烟囱倒塌动能，从而降低其地冲击载荷；另一方面，在地面局部范围内设置环形沟槽，通过水下延时起爆形成大规模水雾，从而抑制爆破产生的烟尘。

[0037] 方法包括以下步骤：

[0038] 步骤1，根据爆破工艺设计因素以及对碰倒塌中心线，确定两座烟囱的爆破切口位置和定向窗位置。

[0039] 需要说明的是，爆破切口是指利用炸药爆炸释放的能量破碎一定范围内的塔体而形成的一个切口，切口的形式主要有正梯形、倒梯形、三角形和复合形等；基本都需要钻设爆孔装填炸药，利用炸药爆炸释放的能量破坏爆破切口范围内的结构构件，以此实现塔体倒塌。

[0040] 可以理解的是，本发明中提及的对碰倒塌中心线，可以通过全站仪进行观测确定，当然也可通过现有技术中的其他方式进行测定，如图2所示，通过对碰倒塌中心线的测定，可预估两座烟囱在空中发生对碰时的位置，以此为后续爆破设计提供参考。

[0041] 可以理解的是，爆破切口位置和定向窗位置是由多种爆破工艺设计因素所共同确定的，其主要包括：周围环境、烟囱的材料结构、烟囱的尺寸和门洞的布置情况等因素。而如何根据爆破工艺设计因素确定爆破切口位置和定向窗位置，在现有技术中已有诸多相关文献进行说明，这里不再赘述。

[0042] 为确保两座烟囱能够顺利完成空中对碰，其还要满足前提：两座烟囱的高度均大于100m，高差小于5%，间距/高度比值为0.5‑1.0。

[0043] 在本发明的实施例中，如图4所示，选取的双座烟囱，其高度均为210m，二者的间距为165m，底座直径为20m。

[0044] 步骤2，根据爆破切口位置和定向窗位置，在烟囱上钻设爆孔、切割定向窗。

[0045] 可以理解的是，现有技术中已存在诸多的技术手册和相关文献对如何根据爆破切口位置和定向窗位置在烟囱上设置符合使用需求的爆孔和定向窗做出了详细说明，因此这里仅做概述。

[0046] 步骤3，围绕烟囱底座以及烟囱底座之间的连线中点开挖环形沟槽，向环形沟槽内注水。

[0047] 优选的，为了保障起爆时，形成的水幕的除尘效果，环形沟槽的直径为烟囱底座直径的1.5倍－2.5倍，烟囱底座外环形沟槽与烟囱底座边缘之间的距离不小于5m。

[0048] 在本发明的实施例中，由于选取的双座烟囱底座直径为20m，因此烟囱底座外的环形沟槽，设置其以烟囱底座圆心为中心，外径40m、宽1.2m、深0.8m；而连线中点外的环形沟槽，设置其以烟囱底座之间的连线中点为中心，外径30m，宽1.2m、深0.8m。

[0049] 优选的，在向环形沟槽内注水之前，在环形沟槽内铺设抗渗膜。

[0050] 抗渗膜能够避免环形沟槽内的水体渗出，起到长期保存的作用，从而使起爆时，环形沟槽内的水体能够形成足量的水幕，保障了除尘效果。

[0051] 步骤4，在爆孔以及环形沟槽内布置炸药。

[0052] 优选的，为保障水幕的顺利形成，在环形沟槽内布置的炸药为防水炸药，以此避免炸药被水淋湿而失效的情况发生。

[0053] 步骤5，同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药。

[0054] 在本实施例中，延时起爆的延时时间的确定方法包括：Z=X‑Y；

[0055] 式中，Z表示延时起爆的延时时间；X表示两座烟囱的倒塌过程历时；Y表示设定值。设定值的取值范围是1‑2s。

[0056] 可以理解的是，两座烟囱的倒塌过程历时X，可通过理论计算和数值仿真手段进行估算。

[0057] 例如，采用ABAQUS/Explicit软件的显式动力分析模块，分别建立含底部爆炸切口的1#与2#烟囱1:1有限元分析模型。混凝土结构采用塑性损伤本构模型，按实体单元建模；而钢筋结构采用Johnson‑Cook塑性及损伤模型，按桁架单元建模，地面简化为离散刚体。构建完成模型后进行对碰模拟，即可估算出理想状态下的倒塌过程历时X。当然，也可通过现有技术中的其他理论计算和数值仿真手段进行估算，这里不做具体限定。

[0058] 在本实施例中，估算出两座烟囱的倒塌过程历时X为17.5s，设定值Y取1.5s，则延时起爆的延时时间Z为16s。

[0059] 如图3所示，实现同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药，然后延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药的方法包括：

[0060] 将爆孔以及烟囱底座外环形沟槽内的炸药连接组网并与起爆控制器连接；

[0061] 将连线中点外环形沟槽内的炸药连接组网并在串接延时器后与起爆控制器连接。

[0062] 起爆时，首先设定延时器的延时时间为16s，而后启动起爆控制器，起爆控制器首先控制爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药同步起爆；然后经延时器延时16s后，起爆烟囱底座之间的连线中点处环形沟槽内的炸药。

[0063] 优选的，在同步起爆爆孔和烟囱底座外环形沟槽内的炸药之前，进行警戒。

[0064] 拉设隔离带，观测爆破局域内是否还有人员或物品存在，避免因爆破造成人员伤亡或财产损失。

[0065] 优选的，在延时起爆连线中点外环形沟槽内的炸药之后，进行爆后检查。

[0066] 检查双座烟囱的爆破情况，记录减震抑尘的相关数据，为下次实施做出相关的数据参考。

[0067] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。