本發(fā)明屬于工程爆破技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種磚煙囪拆除爆破過程中定向窗的爆破施工方法。

背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)化進程的高速發(fā)展，很多企業(yè)面臨搬遷或設(shè)備更新?lián)Q代，同時為了響應(yīng)國家節(jié)能減排及綠色環(huán)保的政策，很多磚廠需要關(guān)閉，很多化工廠需要技術(shù)改造。這些工作中，將面臨大量的磚煙囪的拆除問題。磚煙囪的拆除方法中，爆破拆除是一種快速安全的施工方法。磚煙囪爆破拆除與鋼筋混凝土煙囪爆破拆除的技術(shù)區(qū)別：(1)鋼筋混凝土煙囪比磚煙囪的強度更高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好。(2)鋼筋混凝土煙囪支撐部強度高，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，爆破拆除施工中容易達到定向倒塌目的，倒塌中心線偏離比較小。(3)磚煙囪支撐部強度低，材料比較偏脆性，材質(zhì)不均勻，結(jié)構(gòu)強度低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。采用人工或機械拆除時安全事故比較頻繁；采用爆破拆除時，經(jīng)常由于設(shè)計施工方法不合理，造成倒塌方向嚴(yán)重偏離，釀成了不少悲劇發(fā)生。由于很多情況下，磚煙囪拆除爆破環(huán)境比較復(fù)雜，在磚煙囪爆破拆除過程中，需要保證磚煙囪傾倒方向的準(zhǔn)確定向，否則后果不堪設(shè)想。定向窗是保證磚煙囪準(zhǔn)確定向傾倒的技術(shù)關(guān)鍵之一，因此，定向窗的爆破設(shè)計施工方法無疑是磚煙囪爆破拆除中的一項最為重要的技術(shù)。在磚煙囪的拆除爆破施工中，傳統(tǒng)開鑿定向窗的方法中多采用鑿巖機、破碎錘、風(fēng)鎬或人工開鑿等方法，存在以下缺陷：1、采用鑿巖機、破碎錘、風(fēng)鎬或人工開鑿等方法，勞動強度大，工效低，經(jīng)常發(fā)生兩個定向窗不對稱、超挖或欠挖等情況。2、舊磚煙囪的結(jié)構(gòu)強度相對較低，采用破碎錘或其他大型設(shè)備進行定向窗開鑿時，震動大，對煙囪的穩(wěn)定性存在一定的影響。3、對于壁厚較大的磚煙囪，即壁厚在0.8m以上，甚至壁厚1.3m以上時，采用鑿巖機、破碎錘、風(fēng)鎬或人工開鑿等方法，是很難實現(xiàn)定向窗的高效和精確施工的。以上技術(shù)缺陷將導(dǎo)致如下安全問題：1、定向窗尖角的位置及角度就是磚煙囪拆除爆破傾倒方向控制的關(guān)鍵點，定向窗側(cè)向偏移或定向窗角度的誤差，在磚煙囪爆破傾倒過程中，對煙囪頂部偏移影響很大。比如，不考慮風(fēng)力大小、風(fēng)向等環(huán)境因素及其它技術(shù)因素的影響，對于50～80m高的磚煙囪，一個定向窗水平偏移1°，將導(dǎo)致磚煙囪頂部偏移約0.87～1.40m以上，煙囪傾倒落地影響范圍就會擴大21.82m2～55.86m2以上。煙囪定向窗的高度誤差，對煙囪傾倒落地范圍的影響更大。2、定向窗保留部分的平滑及完整性直接影響煙囪傾倒時切口閉合的對稱情況從而影響煙囪傾倒的方向。3、爆破切口形成的瞬間，定向窗部位將承擔(dān)煙囪上部構(gòu)件的壓力和剪力，故左右兩側(cè)的承壓能力必須相同，否則由于支撐能力的差異也將導(dǎo)致煙囪傾倒方向發(fā)生很大偏移，甚至導(dǎo)致傾倒方向的失控。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破施工方法，以解決針對以往厚壁磚煙囪拆除爆破工程施工的定向窗設(shè)計施工方法中存在高勞動強度、低工效、低施工精度、安全性差等技術(shù)問題。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破施工方法，開鑿的定向窗為直角三角形ABC根據(jù)定向爆破拆除設(shè)計方案中對爆破切口的要求進行測量放樣，將定向窗的規(guī)格尺寸和位置精密放樣在煙囪外壁上，放樣標(biāo)注采用全站儀進行；通過全站儀自定向窗頂角A開始標(biāo)注，包括定向窗頂點A、B、C及三角形的三條邊AB、AC、BC；三角形ABC內(nèi)靠近每條邊預(yù)留保護層，三角形ABC預(yù)留保護層以后的剩余煙囪壁是三角形爆破區(qū)域A′B′C′；其特征是，利用風(fēng)鉆機在煙囪外壁的AB及AC上布孔、鉆孔，在煙囪外壁的三角形爆破區(qū)域A′B′C′范圍進行布孔、鉆孔；鉆孔包括爆破孔(炮孔)、導(dǎo)向空孔，對爆破孔裝入炸藥和雷管實施控制爆破，采用導(dǎo)向空孔導(dǎo)向、光面作用、不裝藥孔應(yīng)力集中、增加自由面以及預(yù)留保留層，以保護定向窗ABC的最終結(jié)構(gòu)面不受損傷；利用輕便機械清除爆松的磚塊，剔除保護層，對三角形定向窗的底面和斜面分別磨平至AB和AC放樣位置；所述定向窗的水平邊AB與磚煙囪爆破設(shè)計的切口底面在同一水平上，定向窗的垂直邊BC與煙囪中心線在同一垂直面上，AC在定向窗的邊框斜面上，且該斜面與定向窗底面夾角按磚煙囪爆破設(shè)計要求為25～30°；沿著煙囪傾倒方向?qū)ΨQ布置相等的兩個直角三角形定向窗，每個定向窗的底邊長度為0.8m～1.5d，d為煙囪壁厚度，單位：m。在直角三角形ABC的斜邊AC和底邊AB上設(shè)置的是導(dǎo)向空孔，垂直邊BC不設(shè)爆破孔和導(dǎo)向空孔；在直角三角形A′B′C′的斜邊A′C′和底邊A′B′上是間隔設(shè)置爆破孔和導(dǎo)向空孔，垂直邊B′C′上設(shè)置的是爆破孔；在直角三角形A′B′C′區(qū)域內(nèi)，按縱向依次間隔排列設(shè)置有爆破孔、導(dǎo)向空孔，爆破孔和導(dǎo)向空孔在橫向上交錯排列。全站儀放樣標(biāo)記時，所有坐標(biāo)均采用大地坐標(biāo)系，點為不大于1.5mm粗彩色線的十字交點并于4cm外做標(biāo)示，定向窗邊界線為不大于4mm粗彩色線標(biāo)注。保護層厚度為爆破孔直徑的3～4倍。用全站儀放樣標(biāo)記時，A′B′與AB平行，B′C′與BC平行，A′C′與AC平行，A′B′與AB、B′C′與BC、A′C′與AC的距離均等于保護層厚度。利用風(fēng)鉆機在煙囪壁上的A′B′C′的邊界及內(nèi)部進行布孔、鉆孔，鉆孔包括爆破孔、導(dǎo)向空孔，鉆孔孔徑不大于爆破孔深度為煙囪壁厚的0.6～0.7倍，鉆孔方向為徑向水平方向。A′B′C′周邊孔，即A′B′C′的邊界A′B′、A′C′及B′C′上的布孔的鉆孔孔距是A′B′C′區(qū)域內(nèi)的鉆孔孔距的1/2～2/3。在三角形爆破區(qū)域A′B′C′的邊A′B′和A′C′上，在相鄰兩爆破孔之間中心聯(lián)線的中部設(shè)置導(dǎo)向空孔；對于導(dǎo)向空孔與爆破孔之間的中心間距，按爆破孔的直徑為參數(shù)來確定，取爆破孔直徑的4～5倍。直角三角形ABC的斜邊AC和底邊AB上的導(dǎo)向空孔，其深度要鉆透壁體，即孔深等于煙囪壁厚；孔距為孔徑的2～3倍，鉆孔方向為徑向水平方向。對直角三角形A′B′C′的A′C′及A′B′邊線的爆破孔起爆，應(yīng)稍超前于中部爆破孔的起爆。各個爆破孔的裝入炸藥量計算步驟：①通過對煙囪定向爆破拆除設(shè)計方案中的爆破切口中部進行試爆，確定煙囪壁的爆破單耗q(kg/m3)；②計算定向窗的爆破區(qū)域A′B′C′中部的單個爆破孔的裝藥量Q單孔(kg/孔)，Q單孔＝qV，V為單個爆破孔設(shè)計爆破的煙囪壁的測量方量；③定向窗的爆破區(qū)域A′B′C′的周邊孔采用隔孔裝入雷管和炸藥，其爆破孔的單孔裝藥量取步驟②所計算的單孔裝藥量的1/2～3/5。三角形爆破區(qū)域A′B′C′中的不裝藥孔設(shè)計處理方式有兩種：①不裝藥孔的深度與爆破孔深度一致，孔深為煙囪壁厚的0.6～0.7倍；②不裝藥孔打穿煙囪壁，即鉆孔深度等于煙囪壁厚。爆破孔采用電雷管或?qū)П芾坠?，采用脈沖式起爆器或激發(fā)槍起爆。本發(fā)明的優(yōu)點：采用控制爆破方法，利用空孔導(dǎo)向和光面作用，快速完成磚煙囪定向窗的施工，與機械人工施工方法相比，不僅具有勞動強度小、施工進度快、縮短施工工期、機械磨損小、人工費低、施工綜合成本低，而且定向窗施工精確，保證定向窗以外的煙囪壁保留部分結(jié)構(gòu)完整、無超挖、無欠挖現(xiàn)象，同時保證了磚煙囪拆除爆破之前磚煙囪的力學(xué)強度和穩(wěn)定性，施工安全性高。附圖說明圖1為本發(fā)明的定向窗及爆破區(qū)域放樣指導(dǎo)圖。圖2為本發(fā)明的定向窗爆破保護層厚度示意圖。圖3為本發(fā)明的鉆孔(包括導(dǎo)向空孔和爆破孔)布置示意圖。圖4為本發(fā)明爆破孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖之一。圖5為本發(fā)明的爆破孔裝藥結(jié)構(gòu)示意圖之二。圖6為本發(fā)明的電起爆網(wǎng)路連接示意圖。圖7為本發(fā)明的非電起爆網(wǎng)路連接示意圖。附圖編號：δ是保護層厚度，A是重要部位，1是炸藥，2是電雷管，3是煙囪外壁，4是雷管腳線，5是堵塞段，6是炮孔，7導(dǎo)爆管雷管，8、激發(fā)槍，9是脈沖式起爆器。具體實施方式一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破設(shè)計施工方法，開鑿的定向窗為直角三角形ABC，其具體步驟如下。1.根據(jù)爆破設(shè)計方案中對爆破切口的要求進行測量放樣，將定向窗的規(guī)格尺寸和位置精密放樣在磚煙囪外壁上，放樣標(biāo)注采用全站儀進行，通過全站儀自定向窗頂角開始逐點標(biāo)注，包括標(biāo)注定向窗的三個頂點和邊界線，標(biāo)注三角形爆破區(qū)域A′B′C′的三個頂點和邊線。三角形定向窗ABC、三角形爆破區(qū)域A′B′C′及爆破作業(yè)保護層厚度δ如圖1、圖2所示。2.全站儀放樣標(biāo)記時，所有坐標(biāo)均采用大地坐標(biāo)系，點為不大于1.5mm粗彩色線的十字交點并于4cm外做標(biāo)示，線用不大于4mm粗彩色線標(biāo)注。3.在磚煙囪外壁的三角形爆破區(qū)域A′B′C′內(nèi)進行布孔，采用不大于1.5mm粗彩色線的十字交點標(biāo)示孔位中心，用YT24風(fēng)鉆機進行鉆孔，鉆頭直徑孔深為煙囪壁厚的0.60～0.70倍，鉆孔的方向為徑向的水平方向；中間孔的孔距取0.25～0.35m為宜，排距取孔距的0.8～1.0倍；周邊孔的孔距取中間孔的1/2～2/3為宜。參見圖3。4.在定向窗的外框邊線AC及AB上連續(xù)布置空孔，孔距為孔徑的2～3倍，孔深穿透煙囪壁，即孔深等于煙囪壁厚，鉆孔方向為徑向水平方向。參見圖3。5.鉆孔完畢，將孔內(nèi)鉆屑清理干凈。6.對鉆孔的孔距、深度和方向進行驗收。7.試爆。在設(shè)計的爆破切口中間進行試爆，根據(jù)磚煙囪結(jié)構(gòu)強度和試爆效果確定爆破單耗。8.根據(jù)試爆結(jié)果的爆破單耗計算三角形爆破區(qū)域A′B′C′中部的炮孔單孔裝藥量。其計算步驟：①通過對煙囪定向爆破拆除設(shè)計方案中的爆破切口中部進行試爆，確定煙囪壁的爆破單耗q(kg/m3)；②計算定向窗的爆破區(qū)域A′B′C′中部的單個炮孔的裝藥量Q單孔(kg/孔)，Q單孔＝qV，V為單個炮孔設(shè)計爆破的煙囪壁的測量方量；③定向窗的爆破區(qū)域A′B′C′的周邊孔采用隔孔裝入雷管和炸藥，其爆破孔的單孔裝藥量取“步驟②”所計算的單孔裝藥量的1/2～3/5。邊孔的單孔裝藥量取中部炮孔單孔裝藥量的0.5～0.6倍。9.安全校核。根據(jù)定向窗的爆破總裝藥量計算校核爆破作業(yè)產(chǎn)生的振動、沖擊波等危害對周圍建、構(gòu)筑物及設(shè)施的影響。采用毫秒微差爆破，控制單段起爆炸藥量。10.爆破器材的選擇。炸藥、雷管分別采用同廠同型號同批生產(chǎn)的產(chǎn)品，質(zhì)量及性能符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。炸藥選用條狀二號巖石乳化炸藥。雷管可以選用毫秒電雷管或毫秒導(dǎo)爆管雷管。采用電雷管時，炮孔裝藥結(jié)構(gòu)見圖4；采用導(dǎo)爆管雷管時，炮孔裝藥結(jié)構(gòu)見圖5。11.根據(jù)單孔裝藥量計算結(jié)果，對三角形爆破區(qū)域A′B′C′的邊孔，隔孔裝入炸藥和雷管；對A′B′C′的中部的炮孔，裝入炸藥和雷管；對爆破孔的孔口用黃泥堵塞密實。爆破孔和空孔布置參照圖3所示。12.對三角形爆破區(qū)域用竹笆遮蓋，并用三圈粗鐵線固定在煙囪壁上。竹笆遮蓋防護范圍比爆破區(qū)域每邊擴大50cm以上。13.連接起爆網(wǎng)路。選用電雷管時，每個炮孔裝入1發(fā)電雷管，雷管腳線采用大串聯(lián)方式，用脈沖起爆器引爆，參見圖6；選用導(dǎo)爆管雷管時，每個炮孔裝入1發(fā)導(dǎo)爆管雷管，采用族聯(lián)方式，用激發(fā)槍引爆，參見圖7。14.安全警戒。根據(jù)爆破環(huán)境及爆破施工安全防護措施，依照爆破安全規(guī)程確定警戒范圍。一般情況下，安全警戒范圍半徑200m。15.警戒完畢，起爆。16.爆后十五分鐘進行安全檢查。17.確認安全，解除警戒。18.用風(fēng)鎬對爆松的磚塊進行清理。由于設(shè)置保護層及在三角形爆破區(qū)域A′B′C′的邊A′B′和A′C′上的適當(dāng)位置布設(shè)符合要求的空孔，起到“導(dǎo)向”和“光面”等有效的作用，使得爆破效果良好，同時保護了定向窗邊框不受影響。由于在三角形定向窗的外框邊線AC及AB上連續(xù)布置空孔，孔深鉆透壁體，此舉使得A′C′及A′B′的裝藥炮孔起爆時，爆破作用下的裂縫分別延伸至AC及AB位置上的空孔，由此對該區(qū)壁體可起到一定的疏解作用，使人工及機械處理A′C′與AC及A′B′與AB之間的壁體時比較方便，減小了勞動強度，提高了工效。19.用風(fēng)鎬對三角形定向窗ABC進行修整，用全站儀進行校核，有欠挖的，則用風(fēng)鎬修整。對定向窗的底邊AB、斜邊AC，特別是對定向角∠CAB，用輕型切割機等工具進行修整、磨平，直至符合設(shè)計要求。利用風(fēng)鉆機在煙囪外壁的AB及AC上布孔、鉆孔；在煙囪外壁的三角形爆破區(qū)域A′B′C′范圍進行布孔、鉆孔，鉆孔包括爆破孔(炮孔)、導(dǎo)向空孔，對爆破孔裝入炸藥和雷管實施控制爆破，采用空孔導(dǎo)向和光面作用、不裝藥孔應(yīng)力集中和增加自由面、以及預(yù)留保留層保護定向窗ABC的最終結(jié)構(gòu)面不受損傷的方法。本發(fā)明是應(yīng)用光彈實驗和工程實踐效果解析最新成果：在三角形爆破區(qū)域A′B′C′的邊A′B′和A′C′上，在相鄰兩炮孔之間中心聯(lián)線的中部設(shè)置空孔時，當(dāng)空孔左右兩炮孔起爆后，中間空孔處裂紋是沿著相近炮孔的中心聯(lián)線方向發(fā)展。在炮孔中心聯(lián)線中點附近應(yīng)力場將得以加強，而在炮孔中心聯(lián)線兩側(cè)的應(yīng)力場卻相反被削弱，從而限制了裂紋向兩側(cè)邊遠區(qū)擴展。因此炮孔中心聯(lián)線中點處的空孔形成應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生向炮孔方向擴展的的裂紋。這一裂紋的擴展縮短了炮孔間斷裂面貫通時間，且使裂縫首先沿炮孔中心聯(lián)線方向貫穿，同時又抑制了其它方向裂紋的擴展。因此在爆破孔附近加設(shè)合理間距的空孔，可取得良好的效果。對于空孔與爆破孔之間的中心間距，從實踐效果的分析總結(jié)中獲知，宜按爆破孔的直徑為參數(shù)來確定，一般取爆破孔直徑的4～5倍。所述的三角形爆破區(qū)域A′B′C′的邊A′B′和A′C′上布設(shè)的空孔，起到“導(dǎo)向”和“光面”等有效的作用。定向窗在AC及AB外框邊線上連續(xù)布置空孔，此舉鑒于A′C′及A′B′的裝藥炮孔起爆時，爆破作用下的裂縫也會分別延伸至AC及AB位置上的空孔，由此對該區(qū)壁體(即保護層)可起到一定的疏解作用，將使人工及機械處理A′C′與AC及A′B′與AB之間的壁體時將比較方便，減小勞動強度，提高工效。所述的一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破施工方法，開鑿的直角三角形定向窗的定向角∠CAB的最佳取值范圍是25～30°，三角形定向窗的三個面平整光滑，無裂縫。所述的一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破施工方法，在煙囪壁厚較大、磚結(jié)構(gòu)強度較高時，將必須在三角形爆破區(qū)域A′B′C′的中間布置足夠多的空孔，用來為三角形爆破區(qū)域A′B′C′增加爆破自由面，有效提高三角形A′B′C′區(qū)域的爆破效果。所述的一種厚壁磚煙囪定向窗的爆破設(shè)計施工方法，使用電雷管時，采用大串聯(lián)起爆網(wǎng)路，用脈沖式電起爆器起爆；使用導(dǎo)爆管雷管時，采用族聯(lián)起爆網(wǎng)路，用激發(fā)槍起爆。圖3、4、6、7中，空心圈代表空孔，實心圈代表爆破孔；虛線范圍A，表示定向窗的頂角區(qū)域，是保證煙囪傾倒方向的定向控制的關(guān)鍵部位，是本關(guān)鍵技術(shù)的重中之重，必須保證施工精度，保證頂角的角度準(zhǔn)確以及頂角兩邊不受損。圖4中，表示采用電雷管起爆方式時的裝藥結(jié)構(gòu)，采用條狀二號巖石乳化炸藥。圖5中，表示采用導(dǎo)爆管雷管起爆方式時的裝藥結(jié)構(gòu)，采用條狀二號巖石乳化炸藥。圖6中，采用毫秒微差起爆，按實際安全需要采用兩個或兩個以上段別的毫秒電雷管。圖7中，采用族聯(lián)方式?？淄獠捎盟舶l(fā)導(dǎo)爆管雷管接力，孔內(nèi)采用毫秒導(dǎo)爆管雷管。每個爆破孔裝入一發(fā)毫秒導(dǎo)爆管雷管，孔外瞬發(fā)導(dǎo)爆管雷管為傳爆的接力雷管。按實際安全需要采用兩個或兩個以上段別的毫秒導(dǎo)爆管雷管實現(xiàn)延遲起爆。