黎磊

中鐵大橋局五公司湖南長(zhǎng)沙 410129

撈刀河大橋定向爆破拆除

黎磊

中鐵大橋局五公司湖南長(zhǎng)沙 410129

本文結(jié)合工程實(shí)例，重點(diǎn)論述了爆破的方案設(shè)計(jì)、爆破參數(shù)的選取,對(duì)爆破震動(dòng)、沖擊波和飛石的控制制定了有效的防護(hù)措施,確保了周?chē)ㄖ锖腿藛T的安全,對(duì)同類(lèi)工程有借鑒意義。

橋梁；爆破拆除；安全防護(hù)

一、工程概況

長(zhǎng)沙市芙蓉北路老撈刀河大橋位于撈刀河下游，橋位兩側(cè)輔橋已建成通車(chē)，橋梁西北側(cè)、西南側(cè)均有在建建筑，凈距約80m，東面有京廣鐵路上行線(xiàn)經(jīng)過(guò)，兩者凈距約68m，兩橋平行且墩位對(duì)應(yīng)。原自來(lái)水、煤氣、電力、電訊等管線(xiàn)均經(jīng)老橋過(guò)河。

老橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制頂推預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，橫向雙幅設(shè)置。0#、6#為樁基式橋臺(tái)，1#～5#為樁基礎(chǔ)實(shí)心薄壁墩身，墩身橫橋向?qū)挾葹?.0m，順橋向厚度為1.5m，水流方向兩側(cè)為圓端型；墩身鋼筋布置情況為：主筋為Φ22mm鋼筋，間距為10厘米，其他鋼筋為φ8鋼筋。

二、爆破拆除施工技術(shù)方案

（一）爆破拆除前準(zhǔn)備

1、在進(jìn)行拆除老橋前，認(rèn)真檢查過(guò)橋管線(xiàn)情況，與安裝使用部門(mén)聯(lián)系協(xié)商好后，提前共同制定管線(xiàn)拆除遷移方案，確認(rèn)完成所有管線(xiàn)遷移后再進(jìn)行老橋的拆除工作。

2、由于橋墩內(nèi)設(shè)計(jì)了鋼筋,如果炸藥量偏少，爆破時(shí)只能夠使墩柱混凝土表層脫落，而鋼筋籠卻依然對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)起到支撐作用，導(dǎo)致整個(gè)橋梁存在安全隱患。因此在實(shí)際工作中，為了使混凝土從鋼筋表面脫落，降低鋼筋在橋梁中的穩(wěn)定性與堆積物的高度，我們不僅要適當(dāng)增加炸藥量，還需要在爆破之前將橋梁倒塌部位的鋼筋割除掉。

（二）爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

1、定向爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

A、爆破部位與爆破高度

爆破部位：按照定向爆破設(shè)計(jì)，在1#～5#號(hào)墩身根部鉆爆破孔、裝藥。待上部結(jié)構(gòu)和倒塌的墩身清碴完后進(jìn)行余下墩身和基礎(chǔ)的爆破。

爆破高度：在爆破過(guò)程中，如果其高度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求之后，橋墩必然會(huì)因爆破而倒塌。因此在實(shí)際工作中，要求橋墩結(jié)構(gòu)的爆破高度控制在4m以上，這樣才能夠加快橋墩的失穩(wěn)特性，盡快降低其承載能力，達(dá)到預(yù)計(jì)的爆破效果。

B、炮孔參數(shù)設(shè)計(jì)

a最小抵抗線(xiàn)(W)：爆破鋼筋砼圬工體時(shí)，W=0.3～0.5m，W取0.4m。

b炮孔直徑(d)：一般選擇直徑38～42mm的鉆頭鉆鑿炮孔。

c鉆孔深度(l)：鉆孔時(shí)可按l=δ-W計(jì)算，δ為橋墩厚度。取l為1.2m。

d孔距(a)：a=(1.0～1.5)W，取a為45cm。

e排距(b)：b=(0.8～1.2)W，取b為45cm。

f單排孔數(shù)(n)：n=B/a-1=4/0.45-1≈8個(gè)。

g排數(shù)m：m=Hp/b+1=4/0.45+1≈10排。

以1號(hào)橋墩單柱(東側(cè))為例，孔數(shù)N=m×n=10×8=80個(gè)。

C、單孔裝藥個(gè)數(shù)

當(dāng)孔深l超過(guò)最小抵抗線(xiàn)的1.5倍時(shí)，應(yīng)分段設(shè)置多個(gè)裝藥，其裝藥個(gè)數(shù)N0按下式計(jì)算：

式中 l——孔深，m；

l′——填塞長(zhǎng)度，l′=0.45m；

α’——裝藥間隔，α’=(0.8～1.2)W=0.40～0.60m。α’取50cm。

計(jì)算結(jié)果：N0=2.5個(gè)，實(shí)際作業(yè)中單孔裝藥個(gè)數(shù)用2個(gè)。

2、裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以1號(hào)橋墩為例，第1～10排藥孔孔深1.2m，內(nèi)裝2個(gè)裝藥，用導(dǎo)爆索串聯(lián)起來(lái)，用導(dǎo)爆管雷管起爆第一個(gè)裝藥和導(dǎo)爆索，此種裝藥結(jié)構(gòu)中間不填塞炮泥，減少了作業(yè)量，也減少了導(dǎo)爆管雷管的數(shù)量。

3、裝藥量計(jì)算

單孔裝藥量按體積公式計(jì)算:Q=qV

式中 q——炸藥的單耗，鋼筋砼結(jié)構(gòu)q取1.0～1.5kg/m3；

V——單孔藥量的爆破體積，m3。

以1號(hào)橋墩為例：Q=qabδ=(1.0～1.5)×0.45×0.45×1.5=0.3kg～0 .45kg，取單孔裝藥量Q=0.45kg。

4、起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

A、起爆方式

將導(dǎo)爆管起爆系統(tǒng)與電起爆方式聯(lián)系起來(lái)，形成多段微差起爆方式應(yīng)用在橋梁爆破當(dāng)中。這一方式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，我們可以將多段延時(shí)起爆技術(shù)應(yīng)用在其中，這樣不僅能夠減少炸藥的用量，還能夠避免因結(jié)構(gòu)震動(dòng)而對(duì)周邊造成印象，通過(guò)這一起爆方式可以加快橋梁倒塌，也保證了爆破的安全性。

B、起爆順序：按1號(hào)橋墩→2號(hào)橋墩→5號(hào)橋墩→4號(hào)橋墩→3號(hào)橋墩順序依次起爆。

C、延期時(shí)間間隔

各區(qū)段使用的導(dǎo)爆管雷管段別和延期時(shí)間見(jiàn)表。

區(qū)段號(hào) 1 2 3 4 5橋墩號(hào) 1# 2# 5# 4# 3#雷管段別 MS3、MS5、MS3 + HS2 MS3、MS5、MS3 + HS3 MS3、MS5、MS3 + HS4 MS3、MS5、MS3 + HS5 MS3、MS5、MS3 + HS6延期時(shí)間 500 1000 1500 2000 2500裝藥個(gè)數(shù) 2×80 2×96 2×80 2×96 2×112裝藥量/kg 72.0 86.4 72.0 86.4 100.8

5、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及線(xiàn)路連接

每個(gè)炮孔的裝藥用1發(fā)導(dǎo)爆管雷管起爆。每20個(gè)左右裝藥的導(dǎo)爆管雷管并聯(lián)后用2發(fā)半秒延期導(dǎo)爆管傳爆。每個(gè)橋墩的8發(fā)傳爆雷管并聯(lián)后用2發(fā)瞬發(fā)電雷管起爆。全部電雷管連接成串聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)，用軍用點(diǎn)火機(jī)起爆。

（三）爆破安全校核及安全防護(hù)措施

1、爆破飛石飛散距離估算及防護(hù)

飛石的飛散距離計(jì)算，根據(jù)無(wú)覆蓋條件飛石與單位用藥量之間的關(guān)系式計(jì)算：L=70QL0.53，式中：

L——無(wú)覆蓋條件下拆除爆破飛石的飛散距離，m；

QL——拆除爆破單位用藥量，kg/m3。

如QL=1.0～1.5kg/m3時(shí)，計(jì)算得：L=70.0～86.8m。

由此可見(jiàn)，在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行爆破的過(guò)程中，我們需要對(duì)其采取安全防護(hù)措施，即在炸藥裝載完成之后，技術(shù)人員可以在橋墩上鋪設(shè)多層稻草、鋼絲網(wǎng)等材料，并在橋墩周?chē)捎媚_手架等設(shè)備予以間接防護(hù)，以保證其在爆破過(guò)程中的安全性。另外，我們還需要控制飛石的范圍，要求其飛濺的范圍不得超過(guò)50m。

2、爆破震動(dòng)速度校核

根據(jù)我們多次的實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)薩道夫斯基公式適當(dāng)修正后，得到的經(jīng)驗(yàn)公式為：V=K’K(Q1/3/R)α

式中：Q——為單段起爆用藥量，Q=18kg；

R——爆破中心與被保護(hù)建筑物的距離；

(）(）K′、K、α——為根據(jù)不同結(jié)構(gòu)、不同爆破方法及地質(zhì)條件取值的有關(guān)系數(shù)或衰減指數(shù)，本工程中取K′=0.25、K=70～135、α=1.5。

按《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2003)的規(guī)定：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋，安全允許振速為3.0～5.0cm/s。

經(jīng)計(jì)算對(duì)兩側(cè)橋墩的爆破振動(dòng)V=2.55cm/s。小于規(guī)程的要求，因此爆破震動(dòng)不會(huì)對(duì)已建成的橋墩和周?chē)ㄖ斐捎绊憽?/p>

3、塌落震動(dòng)的校核及防護(hù)

對(duì)于建筑物的塌落觸地震動(dòng)一般要比其爆破震動(dòng)大，對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊懸泊?，所以不可忽視。將整跨箱梁下方地面上鋪墊1.5～2.0m厚黃土加稻草，保持松散狀態(tài)，作為箱梁落地過(guò)程中的緩沖層，以減少箱梁落地產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)周?chē)ㄖ锏挠绊憽?/p>

4、爆炸沖擊波

由于爆破時(shí)采用了“多打眼，少裝藥”的原則，單孔藥量很小，不同炮孔采用了微差起爆。經(jīng)炮孔堵塞和防護(hù)后，沖擊波能量大大降低，沖擊波作用的距離很短，不會(huì)對(duì)周?chē)ㄖ锂a(chǎn)生危害。

5、爆破施工作業(yè)安全措施

爆破拆除老橋與新建輔橋相鄰，在爆破時(shí)必須做好爆點(diǎn)的覆蓋防護(hù)和新輔橋橋墩的防護(hù)，具體措施：

A、對(duì)爆破設(shè)備合理的設(shè)計(jì)，裝入適量的炸藥，并控制碎石的飛濺范圍，不得裝入過(guò)量的炸藥，以免出現(xiàn)各種安全事故。

B、要求在實(shí)際工作中提高堵塞質(zhì)量與密實(shí)度，并保證其長(zhǎng)度，防止其中存在碎石，以影響到爆破質(zhì)量。

C、采用不藕合裝藥和毫秒微差起爆方法，可控制飛散物的效應(yīng)作用。

D、加強(qiáng)新建輔橋的防護(hù)，做到多層覆蓋與防護(hù)。覆蓋范圍應(yīng)大于炮孔的分布范圍。

E、保護(hù)好起爆網(wǎng)絡(luò)。用鋼板覆蓋時(shí)，要嚴(yán)防短路；電爆網(wǎng)絡(luò)中的接頭用絕緣膠布包好。

F、分段起爆時(shí)，防止覆蓋物受先爆藥包影響，提前滑落、拋散。

G、根據(jù)新建輔橋的相鄰距離，應(yīng)采用排架屏障，并在屏障上綁縛覆蓋材料。屏障的高度、長(zhǎng)度均應(yīng)大于覆蓋防護(hù)對(duì)象。材料可用鋼管腳手架、木板、竹芭、鐵絲網(wǎng)，防護(hù)的高度、長(zhǎng)度應(yīng)能完全擋住飛散碎塊。

三、結(jié)束語(yǔ)

定向爆破拆除最大的特點(diǎn)是效率高、工期短、施工安全、成本適中，雖然爆破拆除時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆破震動(dòng)和飛石，但它是可以控制和解決的，因此較廣泛應(yīng)用于各類(lèi)復(fù)雜建筑物的拆除施工。但究其施工的技術(shù)含量較高，爆破拆除前應(yīng)進(jìn)行合理爆破參數(shù)設(shè)計(jì)及安全校核，同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行精心組織施工設(shè)計(jì)及準(zhǔn)備充分的安全文明防護(hù)措施來(lái)確保爆破安全進(jìn)行及周邊環(huán)境的安全。

[1]費(fèi)鴻祿,付天光,蔡偉,譚勝禹,魯博.鋼筋混凝土大橋爆破拆除技術(shù)[J].工程爆破,2004(03)

[2]戴振華,趙靖,許廣智,倪榮福.控制爆破在危橋拆除中的運(yùn)用[J].爆破,2005(01)

[3]謝順龍,施祖新.鋼筋砼雙曲拱橋的控制爆破拆除[J].爆破,2001(04)