# 水塔烟囱拆除前安全检测 ## 一、检测的重要性 1. **保障拆除工作安全**   - 水塔烟囱一般是高耸结构，拆除过程中存在诸多安全风险，如结构突然坍塌、构件坠落等。通过安全检测可以全面了解结构现状，评估潜在危险，为拆除方案的制定提供科学依据，确保拆除作业人员的生命安全。   - 检测可以发现结构的薄弱部位，以便在拆除过程中采取针对性的防护措施，如提前加固、设置防护网等，避免意外事故的发生。 2. **环境保护和周边设施保护**   - 准确的安全检测能够帮助预估拆除过程中可能产生的灰尘、碎屑等污染物的扩散范围。对于周边有居民、工厂或其他敏感设施的情况，提前做好防护和应对措施，减少对环境和周边设施的损害。 ## 二、检测依据 1. **设计文件和施工资料**   - **水塔烟囱设计图纸**：包括结构设计图（如基础、筒壁、内部支撑结构的详细图纸）、平面图、剖面图等。这些图纸可以提供结构形式（如砖烟囱、混凝土烟囱、钢烟囱等）、尺寸（高度、直径、壁厚等）、材料（混凝土强度等级、砖的类型和强度、钢材型号等）和配筋（对于混凝土结构）或连接方式（对于钢结构）等关键信息，是评估结构安全状况的基础。   - **施工记录**：材料检验报告（混凝土试块强度、砖的检验报告、钢材质量证明）、隐蔽工程验收记录（如基础钢筋布置、筒壁内的预埋件安装等），用于核实实际施工与设计要求是否相符，帮助判断结构的可靠性。 2. **相关标准和规范**   - **《高耸结构设计规范》（GB 50135 - 2017）**：规定了高耸结构（包括水塔烟囱）的设计原则、荷载取值、结构计算方法等内容，为检测过程中的结构分析提供参考。   - **《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344 - 2019）**：提供了建筑结构检测的通用方法和技术要求，如构件尺寸测量、材料性能检测、变形检测等内容，适用于水塔烟囱的安全检测。   - **《危险房屋鉴定标准》（JGJ 125 - 2016）**：虽然主要用于房屋鉴定，但其中的一些原则和方法可以用于判断水塔烟囱是否存在严重安全隐患，辅助安全检测。 ## 三、检测准备 1. **资料收集与整理**   - 收集水塔烟囱的基本信息，如位置、高度、直径、建成时间、结构类型（如砖结构、混凝土结构、钢结构等）。同时，获取使用历史，包括是否经历过改造、加固、雷击、火灾等可能影响结构安全的事件。   - 整理设计文件和施工资料，重点标记关键结构部位（如基础与筒壁连接部位、顶部结构、烟道入口处等）的设计参数和施工要求。核对资料的完整性和准确性，确保所有必要信息都能获取。 2. **检测设备与工具准备**   - **结构检测设备**：全站仪用于测量水塔烟囱的整体变形，如倾斜度、位移等；钢尺用于测量筒壁厚度等构件尺寸；水准仪用于检测基础沉降；回弹仪用于检测混凝土强度（如果是混凝土结构）；超声波检测仪用于检测混凝土内部缺陷（如果是混凝土结构）；钢筋探测仪（如果是混凝土结构）用于检测混凝土构件中钢筋的位置、直径和保护层厚度；贯入仪（如果是砖结构）用于检测砌体砂浆强度。   - **其他工具**：小锤用于检查砖结构烟囱的砌体是否有空鼓现象；靠尺用于检查筒壁的平整度；强光手电筒用于检查烟囱内部结构的隐蔽部位；摄像机或相机用于记录检测情况。 ## 四、检测内容与方法 ### （一）外观检查 1. **整体外观检查**   - 在水塔烟囱周围不同位置观察整体外观，查看是否有明显的倾斜、变形、裂缝。通过对比烟囱的顶部与底部的中心位置是否偏移来初步判断倾斜情况。检查烟囱外表面的防腐、隔热材料（如果有）是否有脱落、损坏等情况。   - 观察烟囱顶部的避雷设施是否完好，烟囱出口是否有堵塞、变形等情况。对于位于海边或有腐蚀性气体环境中的烟囱，还要检查是否有腐蚀痕迹。 2. **局部外观检查**   - 检查烟囱底部、顶部以及筒壁上的连接部位是否有裂缝、疏松等质量缺陷。对于砖烟囱，用小锤敲击检查砌体是否有空鼓现象。对于混凝土烟囱，检查施工缝、预留孔洞等部位是否有损坏迹象。 ### （二）结构主体检查 1. **构件尺寸检查**   - 使用钢尺对烟囱的主要构件尺寸进行测量，如筒壁厚度、基础尺寸等。将测量结果与设计图纸进行对比，检查构件尺寸是否符合设计要求。对于尺寸偏差较大的构件，需要进一步分析其对结构安全的影响。   - 若为混凝土烟囱，利用钢筋探测仪测量筒壁和基础内钢筋的直径、间距和保护层厚度，与设计配筋情况进行对比，检查钢筋布置是否符合设计要求。 2. **构件变形检查**   - 利用全站仪和水准仪对烟囱进行变形检测，测量烟囱的倾斜度、筒壁的挠度等变形指标。在烟囱的不同高度设置测量点，将检测结果与设计允许值进行比较，判断构件的变形是否在正常范围内。   - 对于变形较大的构件，需要分析变形原因，可能是由于地基不均匀沉降、风荷载长期作用、结构自身缺陷等因素导致。 3. **构件内部缺陷检查**   - 对于混凝土烟囱，采用超声波检测仪对混凝土构件内部进行探伤，检查是否存在孔洞、疏松、裂缝等内部缺陷。重点检测筒壁的应力集中区域（如底部、顶部和连接部位）。   - 对于砖烟囱，可通过观察、小锤敲击和局部拆除检查等方法，查看砌体内部是否有裂缝、砖块松动等缺陷。 ### （三）材料性能检测 1. **混凝土材料性能检测（如果是混凝土烟囱）**   - 采用回弹仪对混凝土构件进行强度检测，在构件表面选取多个测区，每个测区测16个回弹值，剔除3个大值和3个小值后取平均值作为该测区的回弹代表值，据此评估混凝土强度。   - 对混凝土构件的碳化深度进行检测，采用酚酞试剂等方法，碳化深度过大会影响混凝土的耐久性和钢筋的锈蚀。同时，检查混凝土的配合比是否符合设计要求，通过查阅施工记录和必要的实验室分析进行。 2. **砖和砂浆性能检测（如果是砖烟囱）**   - 对砖的强度进行抽样检测，可采用压力试验机进行抗压试验。检查砖的外观质量，如是否有裂缝、缺角等。   - 对于砂浆，采用砂浆回弹仪检测砂浆强度，初步判断砌体的质量。对于强度不符合要求的区域，可通过现场取样进行抗压试验进一步确定。 3. **钢材性能检测（如果是钢结构烟囱）**   - 从钢结构构件中选取具有代表性的钢材样本，在不影响结构安全的前提下进行取样。对钢材样本进行拉伸试验，测定其屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标，使用材料试验机进行测试。   - 通过光谱分析等方法检测钢材的化学成分，确保钢材符合设计要求的材质标准。同时，对钢材的硬度进行检测，可以采用硬度计进行测试，以进一步验证钢材的质量。   - 对于有防腐涂层的钢材，使用涂层测厚仪测量涂层厚度，检查涂层是否满足设计要求的防腐年限和质量标准。涂层厚度不足的部位容易导致钢材过早锈蚀，影响结构使用寿命。 ### （四）荷载与承载能力评估 1. **荷载调查**   - **恒载调查**：计算烟囱的结构自重，根据构件的尺寸和材料密度计算。同时，考虑烟囱附属设施（如爬梯、避雷设施等）的重量作为恒载。   - **活载调查**：主要考虑风荷载，根据当地基本风压、烟囱的体型系数、高度等因素，按照《高耸结构设计规范》计算。对于有积雪地区的烟囱，还要考虑雪荷载。同时，考虑烟囱可能承受的其他活荷载，如维修人员在烟囱上进行检修时的人员和设备重量等。 2. **承载能力评估**   - 根据烟囱的结构形式（如单筒式、套筒式等）、材料性能、连接方式等，建立结构力学模型。对于简单的烟囱结构，可以采用手算方法结合相关规范进行内力分析；对于复杂的烟囱结构，可以利用有限元分析软件（如SAP2000、3D3S等）进行计算。   - 计算烟囱结构构件（如筒壁、基础等）在各种荷载组合下（包括恒载、活载等）的内力（如弯矩、剪力、轴力等）。将计算得到的内力与构件的承载能力设计值进行比较，判断构件是否满足承载能力极限状态要求。同时，计算烟囱的变形（如整体倾斜度、筒壁挠度等），评估是否满足正常使用极限状态要求。 ## 五、检测结果 1. **外观检查结果**   - **整体外观检查**：烟囱整体外观有一定倾斜，倾斜度为0.2%（设计允许值为0.3%）。外表面的防腐材料有局部脱落，占外表面总面积的5%左右。烟囱顶部避雷设施部分损坏，烟囱出口无堵塞但有轻微变形。在靠近海边的一侧有明显腐蚀痕迹。   - **局部外观检查**：烟囱底部和顶部连接部位有较多裂缝，宽度在0.1 - 0.3mm之间。对于砖烟囱（假设为砖烟囱），砌体有部分空鼓现象，主要集中在底部1/3高度范围内。施工缝和预留孔洞周边有一些损坏迹象。 2. **结构主体检查结果**   - **构件尺寸检查**：筒壁厚度测量结果与设计图纸相比，有部分区域略薄，偏差在10%以内。基础尺寸符合设计要求。对于混凝土烟囱（假设为混凝土烟囱），钢筋探测结果显示，筒壁和基础内钢筋的直径、间距和保护层厚度基本符合设计要求，但有局部钢筋保护层厚度略薄。   - **构件变形检查**：烟囱的倾斜度和筒壁的挠度检测结果显示，倾斜度接近设计允许值，筒壁挠度在设计允许值范围内。   - **构件内部缺陷检查**：对于混凝土烟囱，超声波检测发现筒壁内部有少量孔洞和疏松区域，主要在底部和连接部位。对于砖烟囱，通过观察和小锤敲击发现砌体内部有部分砖块松动和裂缝。 3. **材料性能检测结果**   - **混凝土材料性能检测（如果是混凝土烟囱）**：混凝土强度回弹检测结果显示，部分区域混凝土强度略低于设计要求，碳化深度在部分区域超过正常范围。   - **砖和砂浆性能检测（如果是砖烟囱）**：砖的强度抽样检测结果基本符合要求，外观有少量裂缝和缺角。砂浆强度检测结果显示，部分区域砂浆强度较低。   - **钢材性能检测（如果是钢结构烟囱）**：此部分不适用（假设不是钢结构烟囱）。 4. **荷载与承载能力评估结果**   - 恒载计算准确，与设计值相符。活载调查结果显示，风荷载和其他可能的活荷载取值合理。通过结构分析，烟囱在现有荷载组合作用下，构件的大内力接近其承载能力设计值，烟囱的变形计算值满足正常使用极限状态要求，但接近临界状态。 ## 六、结论与建议 ### （一）结论 1. 根据检测结果，水塔烟囱存在一定的安全隐患，结构状况相对较差。虽然目前的变形和承载能力还基本能满足要求，但在拆除过程中仍需特别注意。 2. 烟囱的倾斜、底部和顶部连接部位的裂缝、内部缺陷以及材料性能下降等问题都可能对拆除工作产生影响，需要在拆除方案中重点考虑。 ### （二）建议 1. **拆除前加固和防护措施方面**   - 对于倾斜度较大的部位，可以考虑采用临时支撑措施进行加固，防止在拆除过程中突然倾倒。对底部和顶部连接部位的裂缝进行临时封闭和加固，以减少拆除过程中的结构破坏风险。   - 在烟囱周围设置足够高度和范围的防护网，防止拆除过程中的碎片掉落伤人。对于靠近海边腐蚀严重的一侧，在拆除时应先采取防护措施，如覆盖防护材料等。 2. **拆除顺序和方法方面**   - 根据烟囱的结构状况和检测结果，制定合理的拆除顺序。例如，对于存在较多裂缝和内部缺陷的部位，可以先从相对稳定的部分开始拆除，逐步减轻结构的整体荷载。   - 考虑采用合适的拆除方法，如对于砖烟囱可以采用人工拆除和机械拆除相结合的方式，对于混凝土烟囱可以采用爆破拆除或机械破碎拆除等方式，但要根据具体情况进行选择，并确保拆除过程的安全性。 3. **安全监测和应急预案方面**   - 在拆除过程中，要持续进行安全监测，包括使用仪器实时监测烟囱的倾斜度、位移等参数。一旦发现异常情况，立即停止拆除作业，采取相应的应急措施。   - 制定完善的应急预案，包括应对突发结构坍塌、火灾、爆炸（如果涉及爆破拆除）等情况的措施。对拆除作业人员进行培训，确保他们熟悉应急预案和安全操作规程。