介绍了一座55m高的钢筋混凝土烟囱的控制爆破拆除，包括其爆破参数、控制方法及采取的安全防护措施，爆破效果良好，为控制爆破高烟囱提供了经验。
关键词：钢筋混凝土烟囱;控制爆破;爆破拆除;定向窗
1 工程概况
1.1 爆破区域环境
山东莱芜某炼钢厂进行旧厂改造工程，需将其锅炉房中一座55m高钢筋混凝土烟囱进行提前爆破拆除，爆破区域环境如图1所示。
1.2 烟囱尺寸及结构形式
待拆烟囱为薄壁钢筋混凝土结构，全高H=55m，烟囱底部外径6.00m，底部周长为18.84m，烟囱壁厚0.44m，其中外壳钢筋混凝土厚 δ=0.20m，内衬耐火砖厚0.12m，隔热层厚0.12m，烟囱外壁钢筋混凝土配筋为：纵筋直径?准=16mm，间距a1=200mm;箍筋直径?准=14mm，间距a2=200mm。烟囱两侧各有一个进烟道和出灰孔，尺寸分别为145×320cm和80×150cm。
2 爆破方案及参数确定
2.1 倾倒方向确定
烟囱属于高耸建筑物，重心高且容易失稳。根据相关经验公式可知，烟囱倒地后的堆积范围为：L=1.2H=66m;B=2.5D=15m 式中，L为烟囱到底后的长度;B为烟囱倒地后的宽度;H为烟囱的高度，H=55m;D为烟囱的最大直径，D=4.3m。
由此可见，只有北偏西方向的场地可以满足控制爆破的要求。倾倒方向定为北偏西20°，倾倒场地较为狭窄，中心线至两边建筑物边缘各有15～20m。
2.2 爆破切口设计
采用梯形切口形式，便于施工。由于烟囱南侧自地平起至+3.2m处开设有进烟道和出灰孔，在此范围内的烟囱开孔与倒塌方向中心线不对称，会影响烟囱倒塌的准确性，以此决定将烟囱爆破切口底部提高至地坪以上+3.7m处。
(1)切口长度：根据经验，爆破切口的弧长通常为筒体圆周的2/3，即12.56m。本次切口采用等腰梯形切口，延烟囱倾倒中心线对称布置，上底长 L1=9.0m，下底长L2=12.0m，为减小起爆用药量，从切口中间开一洞口，宽为1.6m，高与切口同高，位于倾倒中心线左右对称处。
(2)切口高度：通常爆破切口的高度易取烟囱壁厚的1.5～3.0倍，即0.66～1.32m，实取切口高度h=1.5m。
(3)定向窗：为确保炸药爆炸不对设计中保留的烟囱支撑体产生影响，提高烟囱延设计方向倒塌的精度，决定预先在爆破切口区域两端开凿2个定向窗。定向窗采用等腰直角三角形形式高宽均为1.5m，如图2所示。
2.3 爆破参数设计
(1)孔网参数：钻孔直径d=40mm;最小抵抗线，w=0.5δ=0.1m;炮孔间距(排距)a=2w=0.2m;炮孔深度l=0.65δ=0.13m，取为0.15m;3个窗口间共布炮孔8排。
(2)布孔方式：采用梅花形布孔，爆破切口为等腰梯形，底边可布孔长度为7.4m，每排布孔38个与36个交替布置，呈梅花状;自地面3.7m以上开始布孔。
(3)单孔装药量：单孔装药量Q=kabδ=14.4g，取为20g，总装药量为5.92kg。
2.4 爆破前预处理措施
预先拆除烟囱的内隔墙及内衬，并预先拆除南北侧进烟道和出灰孔道;以北偏西20°角方向为爆破倾倒中心线，爆破切口沿中心线对称，在墙上画出定向窗位置和爆破切口边线;严禁用爆破法开凿定向窗，以保证定向窗附近混凝土强度，提前用油锤或风镐将定向窗凿出;预留支撑筒体的弧长为6.84m，将其中部 2.84m范围内外侧纵向钢筋切断，利于烟囱倾倒及破碎;严格按照原设计方案进行布孔、钻孔，施工中应严格按照倾倒中心线对称施工，误差不得超过2cm。
3 爆破器材与爆破网路
由图2可见，爆破切口倍窗口分成2部分，每侧有炮孔148个，孔内均采用非电毫秒延时导爆雷管(Ⅰ 段)。到爆顺序由中心线向两端。网路连接采用“一把抓”形式，即用1根导爆雷管(Ⅰ段)联接10根导爆管。然后用两根串联的电雷管将15根导爆雷管连接上，最后连接到起爆主线上，使用军用78式点火机起爆。
4 安全防护措施
4.1 爆破飞石最远距离[5]
根据经验公式：R=KQ=1.5×20m=30m
式中：R为爆破飞石的最远距离;K为飞石的距离系数，取1.5;Q为单孔装药量。
4.2 爆破振动速度[4]
烟囱的振动速度主要是由于倒塌的触地振动，其程度与烟囱的质量、刚度、质心高度及倒塌处的土层情况有关。冲击触地冲量I为：
I=G■=9.317×10■N·s
式中：G为倒塌建筑质量，kg;H为烟囱重心高度，取17m。
烟囱冲击地面引起的地面振动速度V为：
V=0.083■/R■=2.03cm/s<3cm/s 式中：R为坍塌烟囱重心触地点距烟囱的距离，m。
该值小于国家安全规程规定的安全允许振速，符合要求。
4.3 其他防护措施
(1)严格按照《拆除爆破安全规程》和《爆破安全规程》的相关规定进行爆破设计与施工，爆破相关人员应持证山岗。为保证雷管都能准爆，应使用近期出厂的同批次雷管及乳化炸药，装药前应对炸药和雷管做参数试验，试验结果符合要求方可进行施工。
(2)在爆破缺口处用竹片、土包、帆布等严实覆盖，用铁丝绑紧，并充分洒水，以防飞石危害;在烟囱倒地线上设置两堵沙包堆埂，以起到缓冲作用，降低烟囱的冲击，在地面倒塌范围内铺设一定厚度的细沙土[8]。
5 爆破效果及结论
烟囱起爆后，先稍下落，然后缓慢向西北方向倾倒;3秒后，沿设计中心线准确开始倒向地面;倒塌后，沿中心线两侧的堆积破碎物小于5m，烟囱顶端部破碎物前伸3～4m;爆破碎石及冲击波未对人员及建筑物造成任何伤害，飞石最远距离为10m左右。整个过程历时7s，倒塌长度约为55m，底部15m烟囱保持较为完好，中间15m变形严重，顶部20m左右混凝土基本完全散开，平铺于中心线两侧6m左右范围。本次爆破效果良好。
本次爆破得到如下结论：
(1)类似工程爆破时，炮孔、装药、及定向窗制作时应严格对称，这是保证控制爆破成功的前提。
(2)钢筋混凝土烟囱相对于砖砌体烟囱而言，当混凝土标号较高且配筋较密时，采用公式Q=kabδ计算装药量易适当提高k的取值，建议取1.8kg/m3。
(3)在倒塌范围的地面上预先铺设缓冲材料，对于减轻地面震动、控制飞石效果显著。