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烟囱人工拆除技术
发布时间:2018-04-10 作者: 来源:烟囱工程

烟囱人工拆除技术:拆除项目中有一座一百米高的钢筋混凝土结构烟囱。考虑到资金有限、工期短、环保要求高等因素,最后选择了利用大型机械设备进行机械拆除的施工方案。此烟囱高100m,底座外沿直径12.60m,壁厚0.8m,内衬0.17m。
2.烟囱机械拆除施工方案设计
烟囱拆除一般是根据伐树原理,破坏底部基座,使结构失稳倒塌。施工时首先根据场地条件确定倾倒中心线,然后利用对底部切口的控制,实现烟囱的定向倒塌。

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2.1伐树原理简介
烟囱底部基座局部破坏后,在自身重力作用下,整个结构失稳,重心产生位移,筒身绕支点A转动,直至倾倒。这个过程类似于砍伐树木,故此称作伐树原理。
2.2施工方案设计
由于烟囱高度达100m,混凝土强度C30,为保证施工安全与施工效果,必须选择臂长、功率大的大型机械设备进行施工。小松PC400LC-6液压剪是近年国内新引进的一种大型进口机械设备,臂长24m,剪切破碎力最大100T,可顺利剪断钢筋和混凝土结构,完全能够满足施工的需要。施工时先用液压锤在烟囱筒壁上破碎出一个洞口,再利用液压剪将洞口修剪成设计形状,并通过对切口形状和位置的控制,实现烟囱的定向倒塌。
2.2.1确定倾倒中心线
烟囱‘定向倒塌’拆除方式,要求在其倒塌方向必须具备一定宽度的狭长场地,“其长度,即倒塌的水平距离自烟囱的中心点算起不得小于其高度的1.0~1.2倍,垂直于倒塌中心线的横向宽度,不得小于烟囱切口部位外径的2.0~3.0倍。对于钢筋混凝土烟囱等刚度好的结构,其倒塌的水平距离要求大一些。”[1]
据此要求,此烟囱在其倒塌方向需100×1.2×σ(安全系数,取1.5)=180m长,12.6×3×σ(安全系数,取1.5)=56.7m≈60m宽的作业场地。此场地中线,即为倾倒中心线。
2.2.2切口形状和位置
(1)切口形状
当切口形成后,保留弧段的抗压和抗剪强度低于轴向压力和切向推力时,整个烟囱将会下沉,在下沉过程中,由于壁体介质强度不均匀,压缩破坏过程产生不对称性,因而很容易影响烟囱倾倒的定向性。所以切口设计是烟囱倾倒的重要参数。实践证明,切口形状应以三角形与梯形或矩形组合切口为宜,如图4所示。这样烟囱在初始倾倒过程中,初始切口缓慢闭合,承压区逐渐增大,相应保证了压缩破坏过程的对称性,从而控制了烟囱倾倒的定向性。

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(2)切口位置的确定
当烟囱倾倒中心线确定后,控制烟囱定向倾倒的则是基座切口和定向窗口的如何选择。切口高度越高越有利于倾倒,定向窗有利于烟囱倾倒的对称。根据施工经验和有关资料,“切口高度h不宜小于切口部位壁厚δ的1.5倍,一般取h=(1.5~2.0)δ;切口弧长一般不宜小于筒体圆周的1/2,宜取L=(1/2~2/3)πD,D为切口部位筒壁的外直径。这足以满足初始定向倾倒失稳条件。”[1]实测烟囱0.5∽2.0米高处的筒身平均外周长L为39.56米,厚度0.8m。故切口长度(2 /3)L=26.37米,切口高度h=0.8×2=1.6m。
2.2.3内衬的处理
烟囱内衬为12cm厚的耐火砖组成,强度较大,为了确保倒塌方向的准确性,在破碎切口时,应同时将内衬破碎。
3.施工过程
3.1施工准备
首先用经纬仪测定倾倒中心线和切口位置,再用红色油漆将切口标示在筒壁上,然后用液压锤凿开定向窗口,并使用人工利用风镐修理到设计尺寸,同时将钢筋切断。为防止烟囱倒塌时产生的不均匀支撑反力,影响烟囱的倾倒方向,还需在切口的倾倒中心线位置开一个1m宽的窗口,并将钢筋割断。同时将烟道口和出灰口用同标号水泥堵死。
3.2机械的行车路线设计
为保证施工安全,机械的行车路线设计的原则是,车辆应始终处于倾倒平面以外。
3.3施工过程
为避免风力的影响,施工时应选定在风力在2级以下的气象条件。并在烟囱倒塌方向的场地上铺设松土和草帘,以防飞石崩溅。施工时从一侧定位窗口开始,先用液压锤将混凝土破碎出一个施工洞口,然后用液压剪将钢筋剪断,并将洞口修剪成设计形状。当切口破碎到倾倒中心线位置后,改由用液压剪从另一侧定位窗口向倾倒中心线方向施工,当切口达到设计形状后,钢筋混凝土烟囱按设计方向顺利倾倒,完全达到了设计要求。

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4.几点体会
烟囱机械拆除施工所需费用仅为爆破拆除的1/10,而且无需任何审批手续,因此具有很高的推广价值。机械拆除对设备和人员的素质要求较高,为保证安全和施工质量,应在施工前对机械设备进行全面的维修保养,对人员进行充分的培训和技术交底。
近年来,悦能公司出色的完成了千余项高空建筑、美化、新建、维修、防腐、安装、拆除工程。在以上工程的施工中,均以合理的报价、先进的机械设备、精湛的施工工艺、安全快捷的优质服务,赢得了社会各界和广大客户的高度赞誉。

 
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