張健　藍(lán)旻　黎勇　馬文玉　馬權(quán)華

摘要：文章針對廣西桂林市全州一橋拆除所面臨的復(fù)雜約束條件，闡述了該橋采用淺孔爆破技術(shù)、分段延時起爆以及安全防護(hù)所采取的一系列技術(shù)方案，將爆破危害控制在最小范圍，達(dá)到了爆破拆除的預(yù)期目的。

關(guān)鍵詞：雙曲拱橋；爆破設(shè)計；延時起爆；安全措施

0引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在城鄉(xiāng)交通設(shè)施的升級改造工程中，會遇到拆除原有舊橋建新橋的工程技術(shù)要求。通常采取的拆除方式有兩種：機械拆除法和爆破拆除法。大量建設(shè)項目的實踐表明，拆除舊橋廣泛采用爆破拆除法，其特點為拆除效率高，是機械拆除法的5～7倍；安全有保障，從未發(fā)生爆破法拆橋的施工安全事故；能提高對施工外圍的環(huán)境保護(hù)，特別是爆破拆除施工用時短，大大降低了噪音。本文以全州一橋為例，介紹爆破法在鋼筋混凝土雙曲拱橋舊橋拆除中的應(yīng)用。

1 工程概況

為適應(yīng)縣域經(jīng)濟(jì)和旅游觀光的發(fā)展，位于全州縣城中心橫跨湘江兩岸的“全州一橋”需拆除，在原址上新建一座橋梁。

全州一橋系鋼筋混凝土雙曲拱橋，建于1967年，是全州縣連接南北兩岸交通的主要通道，交通量很大。該橋周邊環(huán)境十分復(fù)雜，北岸橋頭西側(cè)最近11.12 m處有架空高壓變壓器、地下電纜，31 m處為磚混結(jié)構(gòu)建筑物的賓館，東側(cè)31 m處為磚混結(jié)構(gòu)的商業(yè)綜合體。南岸橋頭東側(cè)27.2 m處是縣政府機關(guān)的磚混結(jié)構(gòu)建筑，西側(cè)17 m處為銀行大樓框架式建筑。橋梁面上空有多條跨江電力纜線、通信光纜。橋兩岸為砂漿砌片石河堤，南岸下游150 m外為自然斜坡河岸，見圖1。

2 爆破方案的確定

該橋?qū)黉摻罨炷量崭故诫p曲拱橋，全長為126.6 m，寬為12.06 m，上部結(jié)構(gòu)為3跨，每跨長32 m。其中兩端1號跨（橋南端）、3號跨（橋北端）凈矢高為5.37 m，中間2號跨凈矢高為5.80 m。每跨8條主拱肋，水泥標(biāo)號為200（1965年標(biāo)準(zhǔn)），內(nèi)部配筋不詳。主拱肋截面為0.25 m×0.5 m，間距為1.05 m。拱肋上有拱波砌塊，波寬0.3 m，厚0.2 m，拱肋與拱肋之間有系梁（拱肋平行梁）互相連接加固，系梁截面為0.2 m×0.4 m。橋臺、橋墩為漿砌塊石重力式，橋臺為“”型，橋墩為“”型。橋面至水面平均高度為7 m。橋梁立面見圖2，上部結(jié)構(gòu)的拱頂橫斷面見圖3。

根據(jù)橋梁通行的壓力和周邊建筑物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜環(huán)境，業(yè)主希望縮短建橋工期，同時要求將爆破振動的影響降到最低允許值，在上游50 m處搭建鋼管+竹排架的臨時人行便橋。在爆破方案勘測設(shè)計階段時，為防止涌浪對下游南岸部分自然坡岸的可能影響，業(yè)主在橋梁下游南岸且平行距橋梁15 m距離處構(gòu)筑土圍堰，長度約為35 m，寬4 m，高出水面1.5 m。此時水流速約為0.1 m/s，水面下平均深度為2.5 m。

由于橋梁爆破的外部約束條件有所變化，為防止發(fā)生阻工事件，經(jīng)與業(yè)主研究協(xié)商，最后決定：（1）對橋梁上部結(jié)構(gòu)一次性起爆，上由中跨向南向北分段延期，逐跨徹底塌落；（2）對橋墩在水面上1.5 m處橫向鉆兩行孔，與上部結(jié)構(gòu)一次性并聯(lián)起爆，要求炸碎而不倒，降低爆破振動和涌浪，以便后續(xù)建筑單位根據(jù)土圍堰的延伸進(jìn)度，適時用挖掘機和炮錘處理；（3）暫不對橋臺進(jìn)行爆破拆除，以穩(wěn)定“斷頭路”的路基，預(yù)防地質(zhì)塌方，防止對兩岸房屋建筑產(chǎn)生影響。

3 爆破參數(shù)的確定［1］

對于厚度不大的拱肋，沿中線布一排孔。鉆孔方向垂直，如果鋼筋密鉆不下，改鉆水平孔，但鉆水平孔必須搭工作平臺。

每個拱肋有3個爆破部位（拱腳處各1個，拱頂處1個），每個爆破部位鉆6個垂直孔。每條拱肋18個孔，總孔數(shù)為：3跨×8拱肋×18個孔=432孔。

各爆破參數(shù)根據(jù)計算，結(jié)合在南寧市區(qū)中心爆破朝陽立交橋的經(jīng)驗，單耗系數(shù)q取1 200 g/m3。爆破參數(shù)及計算的炸藥量如表1所示。

4 起爆網(wǎng)路與分段［2］

根據(jù)橋梁附近的高壓變壓器以及橋面上懸空架設(shè)有多條跨江電力纜線、通信光纜的特定環(huán)境，決定采用導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)路。炮孔內(nèi)全部采用導(dǎo)爆管雷管，孔內(nèi)延期，孔外簇聯(lián)，復(fù)式導(dǎo)爆管環(huán)行網(wǎng)路，用導(dǎo)爆管引爆器擊發(fā)起爆。

起爆網(wǎng)路特點：為了減少爆破時一次齊爆藥量以降低爆破有害效應(yīng)，加大橋梁上部結(jié)構(gòu)下落過程的拉、剪作用，以提高橋梁各部件的解體破碎。本次起爆破起爆采用分區(qū)段、延時起爆技術(shù)將整個橋分為7個區(qū)段，從中間跨向兩側(cè)依次起爆。相鄰區(qū)段的起爆時間差控制為150～230 ms。采用復(fù)合多通道閉合網(wǎng)絡(luò)，確保延時準(zhǔn)確、傳爆可靠。如圖4所示。

5 安全防護(hù)與環(huán)保措施

5.1 爆破地震［3］

按一般磚砌建筑物計算，微差起爆一次可取最大一段炸藥量Q允許（見表2）：

Q允許=R1/m（V/KK）1/αmkg（1）

式中：R——爆心距，（m）；

V——質(zhì)點振動速度，cm/s，取3 cm/s；

m——藥量指數(shù)，取m=1/3；

K、α——與爆破地形、地質(zhì)條件有關(guān)系數(shù)和衰減指數(shù)，取k=200 α=1.65；

K＇——與爆源遠(yuǎn)近和爆破體臨空面多少有關(guān)的系數(shù)，取0.3。

R變壓器≥11.12 m（北端橋臺拱腳至電力變壓器距離）；R銀行大樓≥17 m（南端橋臺拱腳至銀行大樓距離）。

5.2 控制爆破飛石［4］

（1）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，不能過大。

（2）采取有效的覆蓋防護(hù)。對爆破的主要部位進(jìn)行多級覆蓋防護(hù)：對拱頂?shù)难b藥部位，先壓沙包，后蓋一層草袋，再蓋一層竹跳板；拱腳裝藥時，先壓沙包，再蓋一層草袋；在最靠外側(cè)的兩排拱腳裝藥部位，增加一層草簾麻袋做側(cè)面防護(hù)（隔離）。

（3）對北岸電力變壓器用竹跳板擋墻防護(hù)；橋梁面上空的跨江電力纜線應(yīng)在起爆前臨時停電；對通信光纜不做防護(hù)。

5.3 防涌浪措施

（1）在橋梁下游南岸東側(cè)的下游平行距橋梁15 m處構(gòu)筑土圍堰。

（2）合理設(shè)置每跨的起爆段位，避免橋面同時垮塌。

5.4 環(huán)保措施

（1）對所有的防護(hù)用沙包、草袋澆水，增加爆塵吸附力。

（2）設(shè)置爆后現(xiàn)場水體雜物清理組，對爆后落水的防護(hù)覆蓋物，以及紙皮、塑料袋等雜物進(jìn)行打撈并集中運走。

6 爆破效果與體會

起爆后，橋面隨拱肋的爆破，沿橋軸線方向分段垮塌。設(shè)置較多起爆段位，爆破最大振速＜1.0 cm/s。爆破未對周圍建筑物造成任何損失。體會如下：

（1）爆破設(shè)計方案要充分考慮業(yè)主對環(huán)境安全的顧慮，最大限度地降低爆破對附近群眾、單位的影響，絕不追求爆破規(guī)模的轟動效應(yīng)。

（2）拱肋的計算藥量為90 g/單孔，實際藥量裝填到150 g/單孔，確保將拱肋爆破部位混凝土炸碎。

（3）因炮孔不深，炮孔覆蓋物用水浸濕，確保炮孔炮泥保濕，提高堵塞質(zhì)量。

（4）橋面垮塌落水時，瞬間形成1.5 m高的涌浪直沖擊下游，而土圍堰降低了涌浪對下游南岸的沖擊。

7 結(jié)語

（1）采用爆破法拆除舊橋，應(yīng)根據(jù)不同類型的橋梁，采用完全不同的爆破設(shè)計方案。當(dāng)前爆破拆除的舊橋梁主要有兩種：鋼筋混凝土雙曲拱橋和簡支梁橋。不同結(jié)構(gòu)的橋梁，其載荷應(yīng)力完全不同。因此，在爆破部位的選擇、炮孔分布的形式、單孔裝藥量的多少、起爆網(wǎng)路的分段等技術(shù)設(shè)計上，均有不同。

（2）鋼筋混凝土雙曲拱橋載荷應(yīng)力為擠壓受力。要確保將主拱肋的多點炸斷，可采用本例爆破設(shè)計中非連續(xù)性布置炮孔，爆后形成鉸鏈，依靠橋梁上部結(jié)構(gòu)承重柔性垮塌。相反，簡支梁橋載荷應(yīng)力為拉伸受力，這在爆破方案技術(shù)設(shè)計中有嚴(yán)格的區(qū)別。

（3）在城鎮(zhèn)內(nèi)或居民區(qū)附近爆破拆除鋼筋混凝土雙曲拱橋時，可以完全控制爆破飛石，爆破振動則成為主要的爆破危害。因此，確定每跨起爆段位前，一定要先計算爆破振動值，再合理分配起爆段位，以確保爆破安全，萬無一失。

參考文獻(xiàn)：

［1］中國力學(xué)學(xué)會工程爆破專業(yè)委員會.爆破工程（下冊）［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1992.

［2］劉清榮.控制爆破.［M］.武漢：華中工學(xué)院出版社，1986.

［3］劉殿中.工程爆破實用手冊［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1999.

［4］張 健，劉恒榮，高丹波.城市中心環(huán)形立交橋的爆破拆除［J］.爆破，2004（4）：63-64，76.

作者簡介：張 健（1955—），高級工程師，高級經(jīng)濟(jì)師，主要從事各類建筑物的爆破拆除、路基工程及隧道掘進(jìn)、礦山開采等工程設(shè)計與爆破危害的預(yù)防研究工作。