羅 皎

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，橋梁的拆除數(shù)量不斷增多，與此同時(shí)，對(duì)拆除的技術(shù)以及施工管理的要求也不斷增高。在拆除過(guò)程中既要確保安全問(wèn)題和拆除的完成度，又要控制爆破危害對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，所以選擇適合的方法以及實(shí)施方案是非常重要的。隨著一大批復(fù)雜建筑物爆破拆除的成功實(shí)施，爆破行業(yè)既贏得了經(jīng)濟(jì)效益又贏得了社會(huì)效益，與此同時(shí)也成為立交橋拆除的一種常用的方法和手段。

2 工程概況

某立交橋始建于1988年，地處市中心地段。隨著城市的建設(shè)與發(fā)展需求，該立交橋已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前的交通需求，因此，當(dāng)?shù)卣疀Q定將其拆除。與這段立交橋相連的還有座立交橋同樣也要拆除，兩立交橋有長(zhǎng)達(dá)130 m的連接部分。此工程位于市最繁華的商業(yè)中心，兩側(cè)有商場(chǎng)、店面、政府部門(mén)的建筑物等，外緣的橋面與店面的距離僅為8～20 m。立交橋的下路面還埋有多種市政管線(xiàn)。綜合該立交橋的本身特點(diǎn)以及周邊的環(huán)境等各方面的因素，決定采用爆破的方法拆除該立交橋。該立交橋?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)，橋面為連續(xù)上升的結(jié)構(gòu)，最低處2.6 m，最高處6 m，橋板寬約為8～14 m，橋面板厚度約為0.60 m。橋下是由引橋及圓柱形橋墩組成的，其中圓形橋墩的直徑為0.7 m。同時(shí)，該立交橋路面以下埋有許多市政管線(xiàn)橫穿立交橋，包括自來(lái)水管、通信管線(xiàn)、電纜、燃?xì)夤芫€(xiàn)路等，埋深約為0.6～1.0 m。

3 工程特點(diǎn)

立交橋周邊環(huán)境復(fù)雜，橋面距最近的商鋪只8 m;立交橋呈交叉、旋轉(zhuǎn)上升狀，橋面最高位6 m，每隔15 m都設(shè)有施工縫。由于其結(jié)構(gòu)特性，只要原地倒塌爆破即可，不需要考慮向某個(gè)方向傾倒的問(wèn)題，且橋面的寬度遠(yuǎn)大于前面的厚度。

4 爆破的方案

立交橋?yàn)殇摻罨炷两Y(jié)構(gòu)。立交橋拆除的方案需根據(jù)周邊的環(huán)境來(lái)確定，該立交橋出于市中心地段，周邊環(huán)境復(fù)雜，交通壓力大，需要爆破拆除和機(jī)械拆除同時(shí)進(jìn)行。橋墩的拆除選用雷管一次性炸碎的方案。應(yīng)用炸碎支撐重力的橋墩的方案，使橋梁整體垮塌，該方法有利于機(jī)械群組多點(diǎn)平行作業(yè)。實(shí)施過(guò)程中可利用爆破不同段位，使橋面在原地先后垮塌，并且由于有時(shí)間差的關(guān)系，橋面會(huì)破裂成塊狀。之后再利用液壓移動(dòng)破碎機(jī)將橋面板破碎解體，從而以最短的工期恢復(fù)該地段的交通。

5 爆破參數(shù)

為了確保安全的爆破，要先設(shè)計(jì)一系列的參數(shù)，如用藥量、炮孔的計(jì)算以及橋墩的爆破點(diǎn)確定等都是非常重要的，直接決定爆破的效果。

(1)藥量計(jì)算可以按下式計(jì)算式中q為單個(gè)炮孔的裝藥量，g;K為固定常數(shù)，表示單位炸藥用量，K=600 g/m3;a為相鄰各個(gè)炮眼的間距，m;R為橋墩的截面半徑，m。

(2)鋼筋混凝土梁柱的爆破時(shí)，鄰各個(gè)炮眼的間距a一般取1.0～1.5 W，在該立交橋的爆破中取a=1.0 W，a=35 cm。由于橋墩的圓柱形的，沿中心自上而下的布置一列6個(gè)孔，最低的距地面約為0.15 m。

(3)炮孔深度L可根據(jù)公式:L=CH計(jì)算，式中H表示圓柱形橋墩的直徑，H=0.7 m;C表示邊界條件系數(shù)，通常取值為0.7。計(jì)算可得L=0.49 m，取L=50 cm。

(4)圓柱形橋墩是支撐整個(gè)立交橋的重力的部位，因此，對(duì)于圓柱形橋墩爆破高度的選擇是極其重要的，直接影響到整個(gè)爆破效果。圓柱形橋墩的爆破高度可通過(guò)下式計(jì)算

式中:H為橋墩的爆破高度;K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，在此處取K=1.8;B為橋墩?qǐng)A柱截面寬邊長(zhǎng)度，B取直徑0.7 m;h表示柱的最小破壞高度，一般取h=12.5 d，d表示配筋的直徑，計(jì)算可得:H=1.9 m。

(5)爆破時(shí)還需計(jì)算結(jié)構(gòu)的最小抵抗W，爆破的最小抵抗一般為該結(jié)構(gòu)截面較短邊的邊長(zhǎng)的一半，最小抵抗的大小也會(huì)直接影響爆破效果。此處W=D/2=35 cm。

6 起爆網(wǎng)絡(luò)

爆破地點(diǎn)是城市的鬧市區(qū)，路面下面有各種市政管道，電纜等，因此需要考慮到感應(yīng)電流、散電電流等的影響，可考慮采用抗干擾性強(qiáng)的非導(dǎo)電多排爆破網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。炮孔裝兩發(fā)雷管，多排孔利用時(shí)間差分段起爆使其到達(dá)原地倒塌。起爆時(shí)兩段用兩個(gè)雷管起爆，中間采取瞬發(fā)雷管的方法進(jìn)行爆破。從引橋開(kāi)始分段起爆，分為15個(gè)段位，時(shí)差在2～10 HS。

7 爆破安全

7.1 飛石防護(hù)

由于拆除立交橋所涉及的范圍較廣，且立交橋橋墩分散，使得需要爆破的位置較多，因此，飛石的防護(hù)工作顯得尤為重要。爆破過(guò)程中，產(chǎn)生飛石的原因主要有立柱部位的爆破、立交橋坍塌過(guò)程中鋼筋的彎曲折斷以及橋板的倒塌觸地等。對(duì)此，需要采取有效的覆蓋防護(hù)措施:在橋墩的爆破部位采取多層覆蓋防護(hù)，外層為竹跳板，鐵線(xiàn)捆扎連成一體，近體第一層為草袋，二層為麻袋;另外，還需在橋面下方搭建防護(hù)墻，用于遮擋因爆破而產(chǎn)生的飛石，其高度約為爆破高度的1.5倍;有些商鋪有大面積的玻璃窗戶(hù)，則需增設(shè)一層防護(hù)竹跳板。除了有效的防護(hù)措施之外，還需根據(jù)爆破條件，合理確定爆破參數(shù)，嚴(yán)格控制單孔裝藥量，不能過(guò)大，這樣才能保證爆破安全。

7.2 爆破震動(dòng)

爆破拆除之前，應(yīng)該測(cè)量立交橋周?chē)罱ㄖ锱c立交橋最大裝藥量爆破位置之間的距離。假設(shè)建筑物所允許的偉大震動(dòng)速度按3 cm/s選取，落振動(dòng)速度計(jì)算公式

式中:V為塌落引起的地面振速，cm/s;R為觀測(cè)點(diǎn)至沖擊地面中心的距離，m;M為下落構(gòu)件質(zhì)量，t;δ為地面介質(zhì)破壞強(qiáng)度，一般取10 MPa;g為重力加速度，取值為9.8 m/s;H為構(gòu)件的高度，m;β、Kt為塌落振動(dòng)速度衰減指數(shù)和系數(shù)。設(shè)計(jì)中，最大同段藥量為6根橋墩同時(shí)起爆，經(jīng)計(jì)算爆破震動(dòng)不會(huì)造成危害。

7.3 空氣沖擊波

在爆破過(guò)程中，爆破所使用的藥量決定了空氣中沖擊波的強(qiáng)度。為了避免空氣沖擊波對(duì)爆破產(chǎn)生影響，因此應(yīng)嚴(yán)格控制爆破時(shí)所使用的藥量，減小空氣沖擊波所帶來(lái)的破壞。

7.4 管線(xiàn)防護(hù)

由于立交橋下埋設(shè)了自來(lái)水管、電纜以及通信管線(xiàn)等，所以在拆除立交橋時(shí)需考慮到管線(xiàn)的防護(hù)工作。施工人員在爆破之前須做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)各單位所提供的管線(xiàn)埋設(shè)資料，在管線(xiàn)所在區(qū)域地面鋪設(shè)1.2～1.4 cm的鋼板，然后在鋼板上設(shè)置沙包墊，厚約為0.8～1.5 m左右，這樣才能有效防止因爆破對(duì)市政管線(xiàn)所產(chǎn)生的影響。

8 爆破效果

爆破之后，立交橋左右兩邊對(duì)稱(chēng)倒塌，從東面引橋開(kāi)始到中央的環(huán)形橋部位逐漸塌落。橋面部分基本破裂成塊狀，爆破過(guò)程中產(chǎn)生的飛石沒(méi)有飛遠(yuǎn)，使得周?chē)ㄖ餂](méi)有受到任何損壞，與此同時(shí)，由爆破產(chǎn)生的震動(dòng)也很小，以爆破為中心方圓40 m外沒(méi)有絲毫的震感。因此爆破取得了成功。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上專(zhuān)項(xiàng)方案分析可知，城市立交橋的拆除采取爆破橋墩原地塌落的方法是行得通的。通過(guò)采取該爆破方案，達(dá)到橋墩與橋面混凝土可同時(shí)破碎的目的，使得在有限的時(shí)間之內(nèi)能夠加快清理運(yùn)輸?shù)乃俣?，為為該地段提前通?chē)節(jié)約了時(shí)間，與此同時(shí)，周邊的房屋設(shè)施也得到成功的保護(hù)。所以為解決橋梁拆除中工作量大以及安全措施方面的問(wèn)題，采取本方法是較為理想的拆除方式。

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