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参数

工程施工产品特性
安装类型
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产品详情

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烟囱的拆除方法有人工、静力破碎剂和机械等，其中机械拆除，具有工期短、成本低、施工工艺简单、无需审批等优点。随着大型机械设备的普及，烟囱的机械拆除已日渐增多。2004年12月，在北京市染料厂拆迁施工中，成功的进行了一次一百米高钢筋混凝土结构烟囱的机械倒塌拆除，创造了国内机械拆除施工的记录。本文希望通过对这次施工过程的介绍，能够就有关烟囱机械拆除施工的问题做一有益的探讨。

1.工程概况

为配合北京奥运规划，北京市染料厂需要拆迁。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，***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。

2.1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***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。”

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***了压缩破坏过程的对称性，从而控制了烟囱倾倒的定向性。

（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***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。