Wyburzanie kominów metodą wybuchową

Istnieje kilka legalnych metod rozbiórki (wyburzania) kominów, takich jak: ręczna rozbiórka metodami alpinistycznymi, rozbiórka przy użyciu specjalistycznego sprzętu mechanicznego, np. nożyc i młotów hydraulicznych umieszczonych na koparkach, a także metodą wybuchową.

Są też metody prawnie zabronione np. polegające na podcinaniu lub podkopywaniu kominów. Przykład takiej „samobójczej” rozbiórki komina przedstawiają fot. 1 i 2.

Fot. 1, 2 Nieprawidłowa rozbiórka

W niniejszym artykule skupimy się na metodzie wybuchowej z kilku powodów: jest najtańsza, najszybsza oraz najbardziej widowiskowa. Ale jak to w życiu bywa – ma też swoje wady i ograniczenia, o których opowiemy w dalszej części opracowania.

Najstarsze zapisy o wybuchowym wyburzaniu kominów znalazłem w wojskowej instrukcji „Polowy podręcznik saperski” wydanej w 1928 r. w Warszawie.

Zasady przedstawione w instrukcji z 1928 r. nie zmieniły się w zasadzie do dziś. Zmieniły się materiały wybuchowe, zapalniki i systemy inicjowania wybuchu, zmienił się sprzęt do wiercenia otworów strzałowych, ale niezmienna pozostała zasada, że główną pracę przy wybuchowym wyburzaniu kominów wykonuje grawitacja. Saper ma za zadanie doprowadzić do utraty stabilności (równowagi) komina przez zdetonowanie wielu małych ładunków wybuchowych umieszczonych w odpowiedni sposób w trzonie komina.

Kolejna zasada mówi, że kominy ceglane (murowane) można wyburzyć w miejscu posadowienia lub z upadkiem w zaprojektowanym kierunku, natomiast kominy żelbetowe można wyburzyć tylko przez obalenie w zaprojektowanym kierunku. Osadzenie w miejscu posadowienia jest w przypadku kominów żelbetowych fizycznie niemożliwe.

Przed podjęciem decyzji o wyborze metody wyburzania należy przeprowadzić wizję w terenie,zapoznać się z warunkami terenowymi wokół komina, z przebiegiem instalacji podziemnych i naziemnych, z rodzajem i stanem technicznym budynków i innych obiektów znajdujących się w sąsiedztwie, a także ze stanem technicznym komina.

Fot. 3 Zakładanie materiału wybuchowego w otworach strzałowych oraz montaż sieci wyburzeniowej systemu „Nonel”

Wnioski z wizyty w terenie powinny dać odpowiedzi na następujące pytania:

– Czy jest wystarczająco dużo miejsca na położenie komina?

– Jaki kierunek upadku komina jest najbardziej optymalny?

– W jakim stanie technicznym są obiekty i budynki w sąsiedztwie strefy upadku komina?

– Czy upadek komina nie zniszczy instalacji uzbrojenia, zieleni, nawierzchni, dróg, parkingów itp.?

– Czy w trzonie komina są otwory wlotowe, wyczystkowe lub inne, które mogą mieć wpływ na planowane wyburzenie komina?

– Czy w kominie jest wymurówka żaroodporna, z czego jest wykonana oraz jaka jest grubość izolacji termicznej pomiędzy wymurówką żaroodporną a trzonem komina?

– Czy w kominie nie ma gruzu, osadów, sadzy, popiołu itp.?

– Gdzie przebiegają granice działek i kto jest właścicielem (użytkownikiem) sąsiednich nieruchomości (będzie powiadomiony o prowadzonych pracach)?

– Jak rozmieścić oznakowania oraz jakich sposobów powiadamiania i sygnałów ostrzegania ludności należy użyć?

Rys. 1 Sposób wyburzania komina

Rys. 2 Schemat rozmieszczenia ładunków MW

Po zapoznaniu się z sytuacją terenową oraz stanem technicznym komina można przystąpić do wykonania projektu rozbiórki (wyburzenia). Projekt będzie podstawą do uzyskania zezwolenia na rozbiórkę komina metodą wybuchową oraz do przygotowania i realizacji prac wyburzeniowych.

Dokumentacja projektowa obejmuje m.in.:

– określenie zasięgu stref zagrożeń dla ludzi oraz obiektów budowlanych;

– rozmieszczenie otworów strzałowych oraz ładunków materiałów wybuchowych;

– wielkość pojedynczych ładunków materiałów wybuchowych dla jednego otworu strzałowego;

– zbiorcze zestawienie zapalników oraz ilości materiałów wybuchowych;

– przeciwdziałanie rozrzutowi odłamków, fali uderzeniowej oraz szkodliwym drganiom parasejsmicznym w gruncie;

– sposób zabezpieczenia terenu przed dostępem osób postronnych;

– graficzne przedstawienie strefy upadku komina, stref zagrożeń dla ludzi i obiektów budowlanych oraz rozmieszczenia posterunków ochronnych.

Projektowanie wyburzeń metodą wybuchową oraz kierowanie robotami z użyciem materiałów wybuchowych w budownictwie wymagają posiadania uprawnień budowlanych w specjalności wyburzeniowej. Specjalistów w tej branży jest w Polsce kilkudziesięciu, jednak część z nich jest już nieaktywna zawodowo.

Rys. 3 Siatka otworów strzałowych

Właściwe wyburzenie komina poprzedza wiele czynności pomocniczych,takich jak: demontaż obręczy metalowych z trzonu komina, wiercenie otworów strzałowych, wykonanie osłon przeciwodłamkowych, wykonanie rowów przeciwsejsmicznych, częściowa rozbiórka wewnętrznej wymurówki żaroodpornej itp.

Demontaż obręczy, usuwanie linek odgromowych i drabin metalowych na całej długości trzonu komina wykonuje się tylko i wyłącznie w przypadku wyburzania komina w miejscu posadowienia. W przypadku obalania kierunkowego obręcze i linki odgromowe demontuje się tylko w części przyziemnej, tj. w strefie kruszenia trzonu komina, a pozostałe obręcze, linki odgromowe i drabinki służą do „usztywnienia” komina w czasie upadku. Dzięki nim w czasie pierwszych kilku sekund, które decydują o precyzyjnym upadku komina, trzon się nie rozsypuje i upada według zaprojektowanej osi. Z mojej ponad 20-letniej praktyki wynika, że w ten sposób uzyskuje się dokładność w granicach  +/ –  10ş–15ş od projektowanej osi upadku. Taka dokładność pozwala obalać kominy między budynkami i innymi obiektami w gęstej zabudowie przemysłowej i miejskiej.

Wybuchowe wyburzanie komina odbywa się w strefie przyziemnej o wysokości równej 2–3 grubościom trzonu komina. Dla przykładu komin o grubości ściany 0,80 m wyburza się, rozmieszczając ładunki w pasie o szerokości 1,60–2,40 m.

Osadzając komin w miejscu, należy wyburzyć cały obwód trzonu komina, natomiast wyburzając z upadkiem kierunkowym, wyburza się tylko 2/3 obwodu komina. Pozostała 1/3 służy jako punkt podparcia i obrotu upadającego komina.

Ten wariant wyburzenia przypomina trochę wycinanie drzewa – tam też wycina się piłą klin o głębokości większej niż 1/2 średnicy pnia, co powoduje upadek drzewa w zaplanowanym kierunku.

Ładunki materiału wybuchowego (najczęściej dynamit lub pochodne) umieszcza się w otworach strzałowych wierconych w trzonie komina. Głębokość otworów strzałowych powinna być tak dobrana, aby środek ładunku wybuchowego znajdował się mniej więcej w środku trzonu komina. Przykładowo dla komina ceglanego o grubości ściany (trzonu) 0,80 m jednostkowy ładunek dynamitu powinien mieć wagę 150 g, a otwór strzałowy powinien być wywiercony na głębokość 0,60 m.

Fot. 4 Zakładanie ładunków wybuchowych

W celu kierunkowego obalenia komina należy najpierw wytyczyć siatkę otworów strzałowych, a następnie przystąpić do wiercenia otworów. Wiercić można przy użyciu wiertarek pneumatycznych lub elektrycznych w zależności od posiadanego sprzętu i źródeł zasilania. Czas wiercenia dla typowego komina o wysokości 50–80 m i grubości trzonu do 0,80 m nie powinien przekroczyć kilku godzin.

Na rys. 2 przedstawiono siatkę otworów dla komina ceglanego o wysokości 65 m. Dla tego konkretnego komina należało wywiercić 51 otworów o głębokości 0,60 m każdy. Łączna ilość materiału wybuchowego potrzebna do kierunkowego obalenia komina wynosiła:

51 otworów x 150 g = 7650 g (dynamitu).

Mogłoby się wydawać, że ponad 7,50 kg dynamitu to bardzo dużo, a na pewno wystarczająco dużo, aby powybijać szyby w okolicznych budynkach czy też spowodować inne szkody materialne. Nic bardziej mylnego. Jeżeli obliczona ilość pojedynczych ładunków dynamitu jest tak dobrana, aby tylko skruszyć ścianę komina bez zbędnego rozrzucania odłamków gruzu, to w uproszczeniu można powiedzieć, że nie ma większego znaczenia, jaka jest łączna waga materiału wybuchowego.

Aby doprowadzić do wybuchu każdego pojedynczego ładunku materiału wybuchowego, należy wykonać sieć wybuchową. Może ona być wykonana z zapalników elektrycznych lub zapalników nieelektrycznych. Ze względu na ograniczenia w maksymalnej ilości inicjowanych na jeden raz zapalników sieć elektryczna jest używana tylko w przypadku mniejszych kominów, natomiast sieć wykonana z zapalników nieelektrycznych nie ma większych ograniczeń. W 2008 r. wysadzałem obiekt siecią nieelektryczną złożoną z 2400 zapalników nieelektrycznych.

W celu zminimalizowania szkodliwych efektów wybuchu, takich jak rozrzut odłamków i fala uderzeniowa, należy wokół komina wykonać osłonę przeciwodłamkową. Wykonuje się ją na tym fragmencie komina, który będzie wyburzany, z zakładką ok. 1 m. Konstrukcja takiej osłony jest wykonana najczęściej z kantówek drewnianych, siatki stalowej i geowłókniny lub zużytych taśmociągów gumowych.

Fot. 5 Wykonywanie osłon przeciwodłamkowych

Kolejnym sposobem ochrony przed skutkami wybuchu jest wykonanie osłon na wrażliwych częściach budynków i instalacji położonych w pobliżu oraz odłączenie na czas wybuchu instalacji elektrycznych, gazowych itp.

Jeżeli poszczególne składowe wyburzania są dobrze przemyślane oraz perfekcyjnie wykonane, można ze 100-procentową gwarancją bezpieczeństwa wyburzać kominy w bardzo bliskim sąsiedztwie czynnych budowli (np. 2–3 m) z upadkiem w wąskich pasach terenu pomiędzy budynkami.

Niestety, tak jak w każdym zawodzie podczas wybuchowego wyburzania można popełnić błąd, który zgodnie z powiedzeniem, że saper myli się tylko raz, może być błędem ostatnim (przed bankructwem).

Znam kilka przykładów, gdzie podczas wyburzania popełniono błąd – oto kilka z nich:

– Podczas wyburzania komina, który miał osiąść w miejscu, zapomniano zdjąć obręcze stalowe z trzonu komina, co doprowadziło do nieplanowanego upadku komina na budynek kotłowni i jej poważne uszkodzenie.

– Podczas kierunkowego wyburzenia dwóch kominów nie wyburzono wymurówki żaroodpornej, przez co częściowo podcięte kominy w ogóle się nie przewróciły. Potrzebne było założenie dodatkowych ładunków i przeprowadzenie wyburzania kolejny raz.

– W jednym znanym mi przypadku projektant zawierzył starej dokumentacji komina i przyjął do obliczeń wielkości materiału wybuchowego oraz głębokości otworów strzałowych grubość trzonu komina podaną w dokumentacji. Po wybuchu nastąpiło rozerwanie osłon przeciwodłamkowych, niekontrolowany rozrzut odłamków (gruzu), komin natomiast pozostał na swoim miejscu. Okazało się, że trzon miał prawie dwukrotnie większą grubość (ponad 1,20 m), a zatem dużo większą wytrzymałość i odporność na wybuch. Poprawkowe wyburzenie komina było już znacznie trudniejsze z powodu wiercenia nowych otworów w spękanym trzonie komina.

Kominy bardzo spękane oraz kominy z uszkodzonymi obręczami w czasie upadku potrafią się rozsypać już w powietrzu oraz upaść w inne miejsce niż projektowano.

Fot. 6, 7, 8 Wyburzanie komina ceglanego w Turku

Wyburzanie typowego komina ceglanego wraz z robotami przygotowawczymi nie powinno trwać więcej niż jeden dzień.W sprzyjających warunkach i przy dobrej organizacji pracy można w ciągu jednego dnia wyburzyć dwa kominy – kilka razy wykonywałem już prace w takim tempie.

Kominy żelbetowe w porównaniu do ceglanych są przeważnie wyższe i szersze u podstawy, a także mają znacznie cieńsze ściany (trzon), co przekłada się na kilkukrotnie dłuższy czas potrzebny do wykonania czynności przygotowawczych. W dużym uproszczeniu można założyć, że komin żelbetowy można wyburzyć wybuchowo w ciągu 2–10 dni w zależności od rozmiarów i konstrukcji.

Upadek komina żelbetowego w porównaniu z upadkiem komina ceglanego o podobnych wymiarach wywołuje też znacznie większe wstrząsy parasejsmiczne w gruncie. Aby zmniejszyć szkodliwy wpływ drgań parasejsmicznych, wystarczy na miejscu planowanego upadku komina usypać wały łamiące z piasku czy gruntu rodzimego lub wykonać rowy przeciwsejsmiczne wokół zagrożonych obiektów.

Podsumowując, warto sięgać po technikę wybuchową przy rozbiórkach obiektów wysokich, takich jak kominy, wieże oraz budynki wielokondygnacyjne; wyburzanie techniką wybuchową znacznie skraca czas robót rozbiórkowych, jest przeważnie tańsze oraz jest naprawdę bezpieczne. 

inż. Piotr Bik
Zdjęcia: archiwum „Explosive” s.c.
Prace Wyburzeniowe i Minerskie