1·工程概述
该烟囱坐落于某发电厂院内,由水利电力部西北电力设计院设计, 1971 年建成,因电厂扩建需拆除。1) 工程简况。烟囱高60 m,钢筋混凝土结构,基础埋深3. 4 m。筒身60 m 标高处内径4. 66 m,外径5. 27 m,0 . 00 m 处内径5. 94 m,外径6. 54 m,壁厚140 mm ~ 300 mm,内衬为普通粘土砖砌筑。筒身混凝土共计265 m3 ,内衬砌体159 m3 ,基础混凝土共132 m3。2) 现场环境。烟囱位于电厂核心区域,东邻正拆除的锅炉房,距运煤铁路45 m,距变电所65 m; 南距厂房38 m,西距循环水沟仅7. 2 m,且31 m处即为其他单位厂区; 北46 m 为循环水池及泵房( 见图1) 。
2· 拆除方案的选择
因烟囱高达60 m,而周围场地又十分狭小,如采用定向倾倒爆破,场地无法容纳。且因爆破及筒身倒地而产生的巨大震动亦对附近的变电所产生极为不利的影响,故筒身部分采用非爆破拆除。基础部分因钢筋密、体积较大,人工难以拆除,故采用控制爆破法拆除。
3· 施工工艺
3. 1 筒身拆除
筒身人工拆除采用分块顶断法,即在烟囱内搭设满堂脚手架,用风镐将筒壁分割成若干块,用千斤顶及特制顶杆将块体顶断,用拔杆运到地面。
1) 施工准备。场地清理平整; 搭设临时脚手架; 安装风泵,接好风管; 拆除烟囱隔墙; 清理杂物,拆除临时脚手架; 搭设正式拆除脚手架; 安装提升滑道及提升盘; 搭设上人跑道; 架设提升天梁,提升机试运; 安装摇臂拔杆; 将风管、水管接到工作面; 安装照明及通讯设施。
2) 施工方法。a. 烟囱隔墙拆除。该烟囱为三个烟道共用,其内部+ 5. 0 m ~ + 11. 8 m 由三道厚240 mm 砖墙分隔为三部分。脚手架搭设前先将隔墙拆除,工序如下: 灰土清理: 此烟囱已用28年,内壁及底板聚积大量灰土。为确保施工环境整洁,需先将灰土清理干净。临时脚手架搭设: 在隔墙两侧搭设双排脚手架,在作业面处铺严脚手板,设好护身栏杆,挂好安全网,并将风管及水管、照明接到工作面。隔墙拆除: 用风镐将隔墙砌体分割成若干块,然后用大锤拆散,运出烟囱,并拆除临时脚手架。b. 脚手架搭设。搭设方案: 脚手架用钢管搭设,呈井字形,中间2. 0 m × 2. 0 m为提升通道,四周为上人跑道,立杆间距为1 m,步距为1. 2 m。工作平台、上人跑道及防护棚均用50 mm 厚木脚手板搭设。搭设要点: 脚手架搭设从烟囱内+ 5. 0 m 除灰平台开始,为防止平台因局部受荷过大而损坏,在脚手管下铺垫道木。脚手架搭设时严格按设计及规程施工,为方便人员上下及物料运输,提升及跑道口留设在烟道口处,为确保脚手架稳固,水平脚手管应尽量与烟囱内壁顶牢,遇烟囱内衬牛腿时,水平管应支撑其上,以减轻除灰平台荷载。跑道呈螺旋形,宽1 m。拐弯处设休息平台,两侧设置护身栏杆及挡脚板。跑道脚手板铺严、铺平、铺牢并设防滑条。c. 垂直运输。垂直运输外用摇臂拔杆内用提升,提升采用龙门架式滑道,滑道用钢脚手管制作并稳固于脚手架上,提升天梁与拔杆底座共用。拔杆部件已事先设计制作好,安装前需先在安全平阔处试组装,并进行负荷试验,合格后再运到工作面安装。d. 钢平台拆除。烟囱外55. 0 m 高处设有钢信号平台,外伸0. 8 m,需事先拆除。先将平台从上人梯开始均分成六段,并分别用钢丝绳与烟囱内脚手架稳固,每段不少于三个稳固点,以保持平衡。而后,从上人钢梯对角处开始用气割倒退着将钢平台牛腿割断,再将平台分段割开,用拔杆运至地面,如此,将平台拆完。e. 筒壁拆除。用风镐及大锤将砖砌内衬拆散由提升运到地面,拆至一步架高( 即1. 2 m) 即进行筒壁拆除。将筒壁沿环向划分成块,2m ~ 3 m 为一块,并划好标记,用风镐依标记位置凿出沟槽,将筒壁凿透,露出钢筋。如此,将筒壁分割成6 块~ 7 块,将其中一块用拔杆绳吊紧,并拴好尾绳( 其他块体暂与脚手架稳固,以防倾倒) 然后割断该块体两侧环筋,用顶具( 由两台50 t 千斤顶及钢管制成) 将块体顶断,割断块体与筒壁连接纵筋,由拔杆运至地面。如此,该步架( 高1. 2 m) 筒壁拆完后,再拆除下步架筒壁。一步一返脚手板,待到第五步( 6 m 高) 时,倒安提升梁及摇臂拔杆,倒安提升梁及拔杆时,首先将提升盘停到工作面,然后拆除拔杆及提升梁,提升及拔杆安好后,再拆脚手架至工作面。按上述顺序依次进行,每五步架为一个循环,直至拆完。
3. 2 基础拆除
烟囱基础由两部分组成,上部为厚0. 5 m ~ 1. 0 m 的环基,高2. 0 m; 下部为直径14 m 的底盘,高1. 4 m。故需分两次爆破拆除。
2) 施工要点。
a. 炮孔布置: 炮孔直径为42 mm。环基采用水平布孔,孔深h = 2 /3B,B 为钻孔处基础厚度; 孔距a = b = ( 0. 5 ~ 2) h。底盘采用垂直布孔,孔深h = 4 /5 × B,孔距a = b = 0. 6 m。b. 循环水沟防护: 由于基础底盘紧邻循环水沟( 该水沟为砖砌) ,为防止水沟破坏预先进行预裂爆破: 在邻近水沟0. 5 m 的基础底盘上打两排密集孔( 孔距0. 3 m) 每孔装药量50 g,进行爆破,将基础底盘炸裂,以隔绝拆除爆破时地震波的直接传入,减少地震效应,同时为防止水沟因爆破飞石而损坏,在面向爆点一侧加盖一层防冲击沙袋。c. 选用2 号抗水岩石炸药,起爆材料选用毫秒延期电雷管,填塞材料选用黄泥,填塞长度不小于孔深一半且不小于200 mm;每段最大装药量小于5 kg。
4· 安全技术措施
1) 施工现场设好标志: 人工拆除期间烟囱周围30 m 范围内,周边需用木杆及彩条布围好,并设专人巡视监管。2) 筒壁拆除过程中不准任何人上下,如急需,应用对讲机上下联系好并停止作业,待人员上下完毕后方可继续拆除。3) 高空作业时氧气,乙炔须分层放置,气割钢筋时要事先将特制铁桶置于气割部位下,严防火花飞溅,并将水管引到工作面,严防火灾。4) 装药前检测杂散电流和感应电流不应大于30 mA,否则不准使用电雷管。5) 炮孔封填须密实且饱满,防止产生冲炮造成空气冲击波过大和产生飞石过多。用草袋、芭片等将爆面覆盖防护,控制飞石。6) 警戒:以爆点为中心, 60 m 为爆破警戒区,放炮时此范围内不准有任何人,装药时爆点20 m 内不准无关人员进入。7) 炸药雷管的运输、储存,装药及联线,起爆,盲炮处理等必须严格按有关规定执行,严防意外事故发生。
5· 经济技术效果
此方案既克服了场地狭窄的困难又减少了投入。筒身采用分块顶断法拆除,保证了周围建筑物及设施的安全,同时也节省了资金( 耗资不足爆破拆除的一半) ,筒身拆除仅耗时20 d。基础采用控制爆破法拆除,控制了最大装药量,并对循环水沟进行了预裂隔离,确保了变电所正常运行及循环水沟的完好。