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1、引入建筑物固有振動頻率在煙囪拆除爆破中的實踐摘要：引入建筑物固有頻率進行煙囪拆除爆破，采用分段延遲控制拆除爆破振動和采用分段延時解決中間定位窗兩側不對稱問題，通過綜合采用以上新技術并成功進行了復雜條件下的A級煙囪拆除爆破的實踐。 Abstract： This paper describes these new technologies including the introduction of natural frequency of buildings into chimney blasting demolition， and using piecewise delay to control2、 demolition blasting vibration and to solve intermediate location of asymmetry on the two sides of the window. Through the comprehensive use of above these new technologies， the practice of Grade A blasting demolition of a chimney has been successfully achieved.關鍵詞：建筑物；固有振動頻率；煙囪；拆除爆破Key words： build3、ing；natural vibration frequency；chimney；demolition blasting中圖分類號：TU723.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）15-0158-030 引言在拆除爆破中，其技術主要是使建筑物失穩，而達到定向坍塌破壞的目的。而由于建筑物有其固有的振動頻率，如果外部的振動頻率與建筑物的振動頻率相同，則建筑物會產生共振，從而破壞。假如我們爆破時產生的振動頻率與建筑物的固有振動頻率相同，那么就會有：計劃拆除的建筑物可能提前坍塌或不能按預定方向倒塌，從而產生爆破事故。被保護的建筑物因共振產生破壞。目前爆破界沒有考慮對如何將建筑物的4、固有振動頻率引入爆破設計，更加沒有進行實踐的案例。本研究就是公布了一種方法，使得爆破振動頻率遠離建筑物的頻率，從而達到提高爆破效果和保護被保護建筑物的目的。另外采用分段延遲控制拆除爆破振動和采用分段延時解決中間定位窗兩側不對稱問題也是個新穎的方法。1 工程概況宜昌安能熱電廠位于伍家崗區沈家店路與沿江大道的轉角處，該電廠鋼筋混凝土煙囪需要爆破拆除。由于位于城市鬧市區，環境特別復雜，定向空間小，有8家工廠在大成工業園內，其生產的廠房和宿舍為70年、80年代初建造，大多為46層磚混結構，最近距離為2.5m，定向爆破控制風險大。鋼筋混凝土煙囪為1986年建造，高127.2m，底部周長29.8m，直徑95、.5m。壁厚2040cm，其中煙道以下40cm，煙道以上36cm。煙道高5m，煙道以上隔熱層230mm，為陶磚隔熱層。煙囪頂外徑2.8m，周長8.8m，內徑2m，壁厚20cm。共計695m3，煙囪自重約1807t。重心位于距地面48m處。2 爆破拆除中主要存在問題及解決措施2.1 主要存在的問題離被保護建筑物近，定向空間小，定向控制風險大。煙囪和被保護建筑物老舊、強度低、質量差，煙囪容易提前坍塌。被保護建筑物抗震能力弱，所以需要控制爆破和觸地振動。由于煙囪的檢修門偏在定向方向的一邊，造成中間定位窗兩側不對稱，增加了定位傾倒的難度。中間定位窗實際寬度為3.7m，一側爆破體寬度為8.8m，另一側爆6、破體寬度為5.3m。2.2 措施確保設計精確，進行爆破試驗后調整爆破參數，施工準確。引入建筑物固有頻率用于控制爆破振動。采用分段延遲爆破方法，解決中間定位窗兩側不對稱問題和爆破產生的振動問題。采用鋪沙和土堤的方法減小煙囪塌落的觸地振動問題。3 爆破方案的確定煙囪定向爆破法拆除該煙囪可供選擇的爆破方案有兩種：方案：在煙囪+0.5m標高處開切口，煙囪定向東南方向傾倒。方案：在煙囪+5.5m標高處開爆破切口，使煙囪定向東南方向傾倒。兩種方案的比較如表1。通過比較，選擇方案I。4 爆破切口設計4.1 爆破切口部位及形狀根據煙囪的布筋、煙道及出灰口的位置等情況，設計的切口形狀為梯形。梯形底部用取芯機開兩7、個小角度定向窗，鑒于實際施工可行性，定向角度設計為27。如圖1。4.2 切口弧長確定設爆破切口弧長L對應圓心角為，余留截面對應圓心角為，爆破形成切口后，切口內縱筋失穩而退出工作，余留截面上作用著由重力壓縮產生的壓應力。據經驗煙囪開口角取220，則對應爆破開口弧度為L=18.0m。4.3 切口高度h的確定切口高度的理論計算計算得：h1.06m，依據理論計算和實際經驗，一方面考慮到缺口尺寸大，初始傾倒的速度快，為使煙囪倒地時動能較大，盡量使煙囪解體，另一方面考慮到較大的缺口有利于爆破后切口內混凝脫離鋼筋，不至于阻礙傾倒鉸支的順利形成，因此在實際工程中，一般切口高度取理論計算高度的1.5倍以上，即切8、口高度為1.8m。4.4 定向窗的布置及尺寸為了確保煙囪能準確按設計方向倒塌，除正確選取爆破缺口的形狀和參數以外，還應該保證支撐區的對稱，開鑿定向窗是保證支撐區對稱的主要技術措施，根據確定的切口形狀，定向窗為三角形，三角形底邊長為1.5m，高為0.77m。 5 施工設備選擇（表2）6 爆破材料6.1 爆破器材炸藥為？準32乳化炸藥，共需41kg。雷管為非電毫秒導爆管起爆網絡，每孔均采用雙發同段雷管。MS1段非電雷管50發，MS3段非電雷管40發，炮孔裝MS9發非電雷管700發。6.2 防護材料土工布、防護網。7 爆破參數炮孔孔徑？準=42mm，炮孔深度L=0.28m，孔距a=0.35m，排距b9、=0.30m，炮孔堵塞長度l=15cm、炸藥單耗q=3.03.5kg/m3（下部兩排孔取大值3.5kg/m3。中部兩排孔取中值3.3kg/m3。頂部三排孔取小值3.0kg/m3）。單孔裝藥量Q下=150g，Q中=140g，Q上=120g。采用集中裝藥。如圖2。8 起爆網路網路需要保證和解決三個問題：安全準爆。中間定位窗左右不對稱造成煙囪倒塌時受力不均，可能使得煙囪傾倒偏向問題。防止煙囪在爆破中提前坍塌，防止爆破地震效應對被保護建筑物破壞。對于安全準爆問題，是一個常規問題，本文不與論述。8.1 分區延遲爆破為了解決中間定位窗左右不對稱問題，網路設計采用分成3個區，即中間部分先爆，使得在煙囪傾倒前10、，其沿傾倒中心線方向受力均勻。所以網路采用非電導爆管微差起爆系統，每個炮孔裝雙發MS9非電雷管，每1020發非電雷管組成一簇用2發瞬發非電雷管連接，成交叉復式網絡。爆破切口中間采用MS1段非電雷管連接，兩側分別采用MS5段非電雷管連接。這樣只要在兩側的爆破區域面積相等時，就可以達到沿傾倒中心線方向受力均勻的目的；同時本網絡對中間部分與兩側的延遲時間采用的是75ms。8.2 防止煙囪在爆破中提前坍塌8.2.1 理論原理對于煙囪，爆破產生的振動頻率應當不與其固有振動頻率相同或接近，以防止產生共振效應，產生煙囪未按預定倒塌前提前坍塌或改變方向。8.2.2 引入煙囪的固有頻率計算爆破振動源延遲時間規范11、規定2不超過150m高度的鋼筋混凝土煙囪其自振周期：T=0.4+0.110-2（H2/d）=3.129s振動源振動頻率f0=fg+20=（1/T）+20=20.34Hz振動源延遲間隔時間t=1/f0=0.0492s=49.2ms，也就是說只要爆破振動源延遲時間不接近或等于49.2ms，就可以保證爆破振動的地震波頻率與煙囪的固有振動頻率不產生共振效應。該延遲時間就是爆破網路分段（分區）延遲時間，由8.1節我們知道，網路設計的分段（分區）延遲時間為75ms，滿足要求。9 爆破拆除煙囪產生的振動效應9.1 切口爆破產生的振動效應在這次爆破拆除工程中，裝炸藥為41kg，單段一次最大起爆藥量為28kg，12、根據下列公式可預測爆破振動速度：V=K1K（Q1/3/R）。實測爆破震速均比理論預測值小得多，為0.060.1cm/s）。滿足爆破安全要求。9.2 引入被保護建筑物的固有頻率對爆破振動效益控制對于被保護建筑物，爆破產生的振動頻率應當遠離其固有振動頻率，防止產生共振，破壞被保護建筑物。規范規定2一般高聳建筑物其自振周期：T=（0.0070.013）HT=（0.0070.013）H=0.140.26s振動源振動頻率f0=fg+20=（1/T）+20=23.8527.14Hz振動源延遲間隔時間t=1/f0=0.03680.0419s=36.841.9ms，所以我們可以得到這樣的結論，網路采用75ms13、的延遲時間，沒有接近或等于36.841.9ms，不會產生共振效應。9.3 煙囪塌落觸地產生振動效應煙囪主體塌落時，必須預防二次振動的危害。建筑物倒塌沖擊地面引起振動的大小與被爆體的質量、剛度、中心高度和觸地點土質條件等有關。煙囪在塌落過程中沖擊地面產生的振動，強度要比爆破振動大、頻率低，對四周建（構）筑物危害更大，必須引起足夠重視。地面采用煙囪爆破前，倒塌方向20度范圍內鋪厚50cm以上砂性土；倒塌方向80130m處垂直于傾倒軸線成條狀堆放寬約2.5m長約2540m，厚度1.52m緩沖土堤，再將用編織袋裝好的緩沖材料整齊堆放在條狀堆上。堤間距為10m左右。在距倒塌中線20m處布置一個測點，實測14、爆破振動質點速度為0.5cm/s，遠小于計算值11.33cm/s，主要原因是同時落地質量小于計算重量，另外采取的減振措施，也使得實際爆破振動質點速度較小。如圖3。9.4 飛石防護措施爆破區采用6層土工布+2層防護網覆蓋防護，有效地防止飛石。10 結束語引入建筑物固有頻率用于拆除爆破有利于安全控制。為了保證煙囪不提前倒塌，為了保護被保護建筑物（大成工業園）安全，首次采用筆者研究的新成果引入建筑物固有頻率用于拆除爆破控制，并獲得成功。采用分段起爆方式解決定位窗兩側爆破體的不對稱問題。由于中間定位窗兩側爆破體的不對稱，可能會因為受力不均勻而使得煙囪傾倒方向偏離設計方向。本工程創新地采用了分段起爆拆除煙囪，除了解決定位窗兩側爆破體的不對稱問題外，還有效地減小了爆破振動及減少了飛石問題。環境極其復雜，距建筑物近。該項目位于城市鬧市區，是極其復雜環境下的高聳建筑物定向倒塌拆除A級爆破，煙囪和被保護建筑物老舊、強度低、質量差，煙囪容易提前坍塌，被保護建筑物抗震能力弱，其成功爆破從理論和實踐上對其他工程具有借鑒意義。參考文獻：1GB6722-2014，爆破安全規程S.2GB5009-2012，建筑結構荷載規范S.3吝曼卿，郭學彬，蒲傳金，張志呈，肖定軍.偏斜煙囪拆除爆破振動測試與分析J.現代礦業，2010（01）.