烟囱控制爆破设计
一、工程概况
xx市健新玻璃厂有座烟囱急需爆破拆除，河北云山集团工程爆破有
限公司承揽此项目。该烟囱周围环境复杂，实施爆破拆除有一定难度。
烟囱高50米，系石灰沙浆砌红砖结构，距自然地坪0.5米处的外周长C=12米，底部外壁厚0.5米，内壁0.12米。
被爆烟囱周围环境复杂，距烟囱北侧5米处为煤气炉，西侧2米处为厂房，南侧10米处为配电室，正东方向场地开阔，便于烟囱倾倒。待
爆烟囱周围环境示意图见附图。
二、烟囱的爆破拆除方案优化选择
爆破拆除烟囱最常用的方案有三种：一是定向爆破拆除；二是折叠 式爆破拆除；三是原地坍塌爆破拆除。
1．定向爆破拆除方案
运用的爆炸能量在烟囱底部，将烟囱筒壁炸开一定高度的爆破
缺口，破坏其结构的稳定性，使其整个结构失稳和重心偏移，在烟囱自
重作用下，形成倾覆力矩，导致烟囱按预定方向倾倒。
实现定向爆破的先决条件是：在烟囱倾倒方向必须具备一定宽度的
狭长场地，其长度不得小于烟囱高度的 1.0 ～1.2倍，垂直于倾倒中心线方向的横向宽度不得小于烟囱底部外径2～3倍，钢筋砼烟囱 1.5～2
倍。
优点：（1）设计与施工简单；（2）施工操作安全、快速、经济；（3）药孔和药量较少；（4）爆破缺口防护简便；（5）有利于缩短工期。
缺点：（1）需要狭窄的爆破场地；（2）烟囱倾倒触地时振动大。
2．折叠式定向爆破拆除方案
对于定向倒塌水平距离不足的烟囱，一般采用折叠控制爆破拆除方
法。
折叠爆破首先要解决好折口的形式及碎块飞散的防护。折口的形式
及其口长、口高与整体定向倒塌爆破切口相似，但为减少折破部位
的碎块飞散，有利于安全防护，其单孔装药量要比整体定向倒塌爆破少
15-20%。
折口处起爆前，一般采用有弹性材料捆绑围护。
折叠爆破的爆破原理与整体定向倒塌爆破原理相同。所不同的是每
一节的折口方向相反，起爆的时间顺序也不同。
起爆顺序应自上而下实施，下节要比上节起爆时间延期1--1.5秒，最理想的现象是待上节倒塌至20°时
即起爆下节，这样就可以使每节塌落时沿重心方向运动。每节倒塌至20°起爆下节，使上节下塌时形成后座力、重心力和前倾力。以重心力为中心，使其能沿中心线运动，互相药盒印刷
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形成折叠式。
折叠爆破每一节的长度，应依周围环境而定，但应满足塌落物堆积
的幅度（即散布面）和每节烟囱折叠下落触地后的滚动距离等条件。这
些因素必须加以考虑，否则将会顾此失彼，造成不可弥补的失误。
优缺点：不需要定向爆破中的狭窄场地，触地振动小，技术难度大，
高空作业，危险大，成本高，工期长。
3．原地坍塌爆破拆除方案
原地坍塌可以与折叠爆破原理相似、方法相同，所不同的是每一节氟苯尼考助溶剂
的长度相当短，几乎是一旦起爆，就会出现自下而上往下堆的现象，这
与高大楼房等建筑物的原地坍塌爆破的原理是相似的，方法也是相同的。
优缺点：适合于较小的场地要求，高空作业，其施工难度大，技术
难度高，风险大。
根据场地的实际情况，通过以上分析比较，此烟囱采用定向爆破方
案为最优爆破方案。
烟囱倒向的选择：根据烟囱周围环境情况，烟囱定向倒塌方向为正
东方向。
三、烟囱拆除爆破失稳倾倒机理
烟囱类高耸筒式构筑物控制爆破倒塌机理为：采用控制爆破在高耸
筒式构筑物底部某一高度处爆破形成一定尺寸大小的缺口，上部筒体在
重力与支座反力形成的倾覆力矩作用下失稳，沿设计方向偏转倒塌。
在烟囱定向拆除爆破过程中，当爆破缺口形成后，在缺口对面保留
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部分的圆环筒体称为预留支撑体。如果上部筒体的重力对预留支撑体的
压应力超过了材料的极限挤压强度，则预留支撑体就会瞬时被压坏而使
烟囱下坐，则上部筒体在重力和支座反力形成的倾覆力矩作用下，使预
留支撑体截面瞬时由全部受压变为偏心受压状态。倾倒初期，预留支撑
体截面一部分受压、一部分受拉。在承压区承受倾覆力矩引起的压应力
和重力引起的压应力叠加，压应力呈边缘区最大、中性轴处为零的三角
形分布。当最大压应力大于材料的极限抗拉强度时，预留支撑体上出现
裂缝。当烟囱为砖结构时，随裂缝的出现，上部筒体将进一步倾倒，倾
覆力矩增大，裂缝将贯通整个截面。对钢筋混凝土烟囱，当预留支撑本
截面上的混凝土开裂后，钢筋将承担全部拉应力，此后钢筋在烟囱倾覆
力矩的作用下受拉屈服，继面颈缩断裂。当爆破缺口闭合后，烟囱绕新
的支点旋转并最终倾倒。
由烟囱控制爆破倒塌的机理可知，爆破缺口是影响烟囱失稳倾倒的
关键因素。烟囱倾倒须满足三个条件，一是烟囱爆破后倾倒初期预留支
撑体截面要有一定的强度，使其不致立即受压破坏而使筒体提前下坐；
二是缺口形成瞬间，重力引起的倾覆力矩必须足够大，能克服截面本身
的塑性抵抗力，促使烟囱定向倾倒；三是缺口闭合后，重力对新支点必
须有足够大的倾覆力矩，使其能克服烟囱剩余的塑性抵抗力。对砖结构
烟囱，只要其重心偏出新支点，就能顺利倾倒；而对于钢筋混凝土烟囱，
其重心不但要偏出新支点，而且重心相对新支点的力矩必须大于破坏截
面的拉力钢筋所产生的力矩。酸雨采样器
四、烟囱定向爆破设计：
根据甲方的要求及待爆烟囱周围环境的客观要求，既要确保周围建
筑物的安全，又要安全顺利完成爆破拆除任务，决定采用定向倒塌的方
式将烟囱爆破拆除，倾倒方向为正东方向，爆破缺口采用“一”字型，
倾斜角为90度，布孔形式为梅花型，爆破缺口的下沿距自然地坪0.5米。爆破缺口的长度为该处烟囱周长的0.6倍。
为了确保安全顺利地完成此次爆破拆除工作，我们采取了以下几个
方面的措施：⑴精心设计优化爆破方案，可行性达100%；⑵准确确定烟囱倾倒方向：烟囱爆破拆除的定向倾倒中心线是确定爆破缺口的中心线
的依据。在周围有可倒塌场地的情况下，爆破设计的烟囱定向倒塌方向
原则上应尽量与烟囱结构的对称线一致。在施工现场要用测量仪器准确
地把其方位标在烟囱的圆形筒壁上。确定了爆破缺口中心线后，应从中
心线向两侧均匀对称布置炮孔，炮孔应指向截面的圆心；⑶严密采取防
护措施，提高防护等级；在烟囱爆破缺口处，用草垫进行覆盖确保爆破
烟囱时没有碎石飞出。⑷为了保证烟囱支承体不被损坏和定向准确，爆
破前人工用风镐在爆破缺口两侧开设两个定向窗。烟囱缺口定向窗尺寸
高为1.2米，宽为 1.1米。⑸烟囱爆破时，为了确保爆破缺口连续性，
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