馬浩MA Hao

（中鐵二十五局集團第四工程有限公司，柳州 545007）

1 工程概況

待拆立交橋為14+27+14m 鋼筋混凝土無臺斜腿剛構(gòu)橋梁，橋長55m，寬11.8m，距高速路面高6m，橋梁采用C30 混凝土澆筑。立交橋中間為變截面空心箱梁，箱梁寬度8.8m，高度1.05～1.7m；箱梁并排布置9 個直徑0.75m 的圓形空心箱，空心箱間隔混凝土厚度0.203m，箱頂厚度0.15m，箱底厚度0.15～0.73m。箱梁兩側(cè)為板梁，分別寬1.5m，厚0.1～0.35m。立交橋兩端為實心梁，分別長2.3m；斜腿支撐位置也為實心梁，分別長3.25m。橋面有4～18cm 厚的混凝土鋪裝。斜腿長6.5m，為實心鋼筋混凝土板，底部寬7.7m、厚0.8m，上部寬8.8m、厚1.2m。橋梁和斜腿縱向面筋和底筋均為φ28 鋼筋，側(cè)筋主要為φ14 和φ12 鋼筋，橫筋和護欄主要為φ8 鋼筋，鋼筋間距0.15～0.2m?；炷翗?biāo)號C30。整橋計算重量約9.5t。（圖1、圖2）

圖1

圖2 斜腿剖面圖（單位：cm）

待拆除蘇橋互通式立交橋橫跨G72 泉州至南寧高速公路，現(xiàn)桂林往柳州方向半幅已經(jīng)封閉改道；拆除立交橋東側(cè)為高速公路，東側(cè)179m 有一跨高速路天橋，227m 有廠區(qū)廠房；南東側(cè)101m 有廠區(qū)廠房，177m 有村莊民房；南側(cè)225m 為蘇橋收費站，174m 有民房；南西側(cè)112m 有某設(shè)備有限公司廠區(qū)廠房；西側(cè)277m 有一跨高速路天橋，332m 有高壓線塔；西北側(cè)147m 有永福福興磚廠廠房，203m 有項目部攪拌站，408m 有一變電站；北側(cè)303m和313m 有高壓線塔。平面布置見圖3，橋梁圖片見圖4。

圖4 待拆橋梁圖片

2 爆破技術(shù)設(shè)計

2.1 方案選擇

待拆橋梁下部為運行中的高速公路，必須保護好道路結(jié)構(gòu)防止橋梁落地砸壞下部道路和周圍保護對象，并能快速恢復(fù)交通。方案選擇粉碎性拆除爆破，粉碎性爆破打眼多工程量大，但打眼不影響交通通行；粉碎性爆破機械破碎時間段，橋體解體垮落，不會對高速路面造成強烈沖擊。

2.2 爆破參數(shù)設(shè)計

2.2.1主梁、護欄炮孔參數(shù)

護欄高0.85m，上寬0.2m，下寬0.43m；箱梁空心段含鋪裝高1.16～1.8m，兩端橋頭實心段高1.1～1.2m，斜腿支撐處實心段高1.7～1.88m。各部分厚度不一，最小抵抗線W=0.1～0.94m。

因主梁、護欄各處厚度不一，且箱梁中有9 個并排的0.75m 直徑空心箱，在橫向斷面上根據(jù)混凝土位置布置炮孔，橫斷面上炮孔間距取a=0.25～0.953m。

以橫斷面作為排，根據(jù)以往類似項目經(jīng)驗，且為了整齊布孔，縱向排距取b=0.45m。

在剖面上分①～⑤五種類型，各類炮孔深度、單孔炸藥量不相同。

各部分高度H 不等，炮孔深度L=H×2/3。

①類炮孔孔深L1=0.13m；

②類炮孔孔深L2=0.3m；

③類炮孔孔深L3=0.2m；

④、⑤類炮孔因箱梁高度變化，且有圓形空心箱影響，使上下較厚中間較薄，為了使炸藥能布置在混凝土較厚位置，④、⑤類炮孔應(yīng)加深，但應(yīng)確保空心箱段炮孔與箱梁底保持不小于0.1～0.2m 的厚度，斜腿位置梁實心段炮孔與梁底保持不小于0.35m的厚度。

④類炮孔孔深L4=0.95～1.55m，實心段僅布置在上層，取L4=0.3m。

⑤類炮孔空心箱段孔深L5=1.05～1.6m，斜腿處實心段孔深L5=1.45m 和1.7m，橋頭實心段L5=1.2m，見圖5。

圖5 爆破炮孔參數(shù)示意圖

2.2.2斜腿炮孔參數(shù)

斜腿底寬7.7m、厚0.8m，上寬8.8m、厚1.2m，布孔位置厚B=0.84～1.1m 由下至上按排布置炮孔。

斜腿厚度B 從下至上逐步增加，炮孔深度隨厚度增加而增加，L=B×2/3=0.56～0.72m。

最小抵抗線W=B/2=0.42～0.55m。

炮孔間距a=（1～1.3）W，為便于布孔，取a=0.5～0.54m。

炮孔間距b=（0.6～1）a，為便于布孔，取a=0.5m。

見圖6。

圖6 斜腿炮孔布置圖

2.2.3藥量計算

2.2.3.1主梁、護欄藥量計算

因混凝土厚度不一，則用截面積和排距a=0.45m 計算一個截面上的所有炮孔裝藥量，由下式：

式中：

q—單位炸藥消耗量，取0.65～1kg/m3，實心段偏小值，空心段偏大值；

S—截面面積，空心段7.6～12.7m2、斜腿處實心段17.3m2、橋頭實心段11.6 m2；

a—孔距，0.45m。

根據(jù)炮孔截面計算裝藥量，空心段Q截=2.2～5.7kg，斜腿處實心段Q截=5～7.8kg，橋頭實心段Q截=3.4～5.2kg，為便于裝藥，按50g 作為單孔裝藥量增減數(shù)量。

①類炮孔單孔裝藥量Q1=50g；

②類炮孔單孔裝藥量Q2=100g；

③類炮孔單孔裝藥量Q3=100g；

④類炮孔間隔裝藥，因側(cè)邊較薄，底部減弱裝藥，單孔裝藥量Q4=底部藥量+上部藥量=（100～150）g+100g，實心段連續(xù)裝藥Q4=100g。

⑤類炮孔間隔裝藥，單孔裝藥量Q5=底部藥量+上部藥量=（150～300）g+100g，實心段連續(xù)裝藥，斜腿段Q5=600g，橋頭段Q5=350g。

2.2.3.2斜腿藥量計算

單位炸藥消耗量取q=0.95～1kg/m3；

單孔裝藥量Q=qabB=0.2～0.3kg，為便于裝藥，從下至上每3 排按50g 遞增。

2.2.3.3最大單段藥量計算

最大單段藥量位于主梁炮孔最深位置位于實心段位置，共5 排，每排⑤類炮孔8 個（實心段）、④類炮孔2 個（實心段）、③類炮孔2 個、②類炮孔2 個、①類炮孔2 個，則最大單段藥量Q單=600g×8 個+150g×2 個+100g×2 個+100g×2 個+50g×2 個=28kg。

2.2.4裝藥結(jié)構(gòu)與填塞

護欄、板梁和實心梁采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，在藥柱中間位置裝置1 發(fā)數(shù)碼電子雷管進行起爆；空心梁段采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)，在底部藥包裝置1 發(fā)數(shù)碼電子雷管，中間采用炮泥間隔，同時采用導(dǎo)爆索將底部藥包和上部藥包連接進行起爆。

采用炮泥進行間隔和填塞，全部填塞至炮孔口。裝藥結(jié)構(gòu)與填塞詳見圖7。

圖7 裝藥結(jié)構(gòu)與填塞示意圖

2.2.5起爆網(wǎng)路

采用數(shù)碼電子雷管起爆網(wǎng)路，主梁每5 排炮孔作為一段，每個斜腿分2 個段，從南橋一側(cè)開始向北逐段起爆，段間延期時間30 毫秒（ms）。

因炮孔數(shù)較多，采用多臺起爆器聯(lián)合起爆，將全橋分6 個區(qū)域，每臺起爆器分別控制1 個區(qū)域，每臺起爆器控制的雷管數(shù)在400 發(fā)左右，每臺起爆器控制的雷管單獨夾入其獨立的起爆母線線路，將所有線路引出至起爆點，并分別接入對應(yīng)的起爆器，然后將所有起爆器采用專用聯(lián)合起爆線連接，再采用1 臺起爆器進行總控制，形成該次爆破的數(shù)碼電子雷管起爆網(wǎng)路。

共需7 臺起爆器，其中6 臺進行起爆控制，1 臺作為總控制。（圖8、圖9）

圖8 起爆順序示意圖（ms 為毫秒）

圖9 聯(lián)合起爆網(wǎng)路示意圖

2.3 爆破安全檢算

2.3.1爆破震動

爆破震動經(jīng)驗公式：

式中，R 為爆破振動安全距離（m）；Q 為單段起爆最大藥量（kg）；ν 為保護對象安全允許質(zhì)點振速（cm/s）；K、α 為爆破點至保護對象間的地形、地質(zhì)等條件有關(guān)的系數(shù)和衰減系數(shù)，可以通過現(xiàn)場試驗確定；在無試驗數(shù)據(jù)的條件下，可參考爆區(qū)類似巖性取值。根據(jù)上述《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2014）規(guī)定、周邊地形地質(zhì)和類似工程經(jīng)驗，K取150，α 取1.5。

居民房屬一般民用建筑，爆破振動允許值為V=2.0～3.0cm/s，廠房、高壓線塔屬工業(yè)和商業(yè)建筑，為V=3.0～5.0cm/s，本工程根據(jù)最不利條件下按民房的最小值2.0cm/s進行驗算。

炸藥是分散在各個炮孔中，且爆破對象臨空面較多，且最大單段藥量在橋中間位置，當(dāng)橋頭炸斷后，實際產(chǎn)生的爆破振動比驗算的要小。

最大單段藥量28kg 的爆破振動安全距離為54m，周邊最近的民房174m，最近的廠房101m，按設(shè)計進行施工時，產(chǎn)生的爆破振動不對周邊民房、廠房等造成損傷。

2.3.2塌落震動

根據(jù)塌落震動速度計算公式：

式中，Vt為橋梁塌落引起的地面震動速度（cm/s）；M為橋梁塌落的質(zhì)量（t）；g 為橋梁塌落重力加速度（m/s2）；H為橋梁中心高度（m）；σ 為地面介質(zhì)破壞強度（一般取10 MPa）；R 為保護對象至沖擊地面中心的距離（m）；Kt、β 均為衰減系數(shù)（Kt=3.37～4.09，β=-1.66～-1.80）。

選取最近的安全要求最高的民房計算，民房距橋梁倒塌距離位置R 取174 m；Kt取4；β 取-1.7；M 為橋梁質(zhì)量9.5t；H 取6.0m；g 取9.8m/s2時，求得Vt=0.006cm/s。

塌落震動對附近居民樓影響不大，但需要保護原有高速路面，必須采取有效的減震措施，防止橋梁塌落砸壞高速路面。

2.3.3爆破個別飛散物

根據(jù)常用爆破個別飛散物計算公式：

式中，RF為計算的個別飛散物的安全距離（m）；n 為最大藥包的爆破作用指數(shù)，取1.0；w 為最小抵抗線0.94m；kF為安全系數(shù)，取1.5。

由上式計算得個別爆破飛散物的安全距離為28.2m，爆破拆除過程中應(yīng)把人員和重要設(shè)備設(shè)施撤離危險區(qū)域。

3 爆破安全設(shè)計

3.1 近體防護

對橋梁的炮孔部位，主要采用覆蓋防護。具體做法是用2 層炮被覆蓋炮孔，防止炮渣沖飛過遠。

3.2 塌落防護

為防止橋梁倒塌時砸壞高速路面，必須對高速路面進行防護，防護區(qū)域為超車道、行車道、應(yīng)急車道、中心隔離墩、水溝，水溝位置提前用鋼板覆蓋，再鋪設(shè)沙袋；防護區(qū)域超出橋兩側(cè)1m（即高速路縱向14m），底部先鋪一層舊地毯，上部鋪沙袋，沙袋鋪設(shè)厚度為0.9m，因中心有高1.2m 的隔離墩，墩位置沙袋加高至1.8m。（圖10、圖11）

圖11 高速公路路面防護立面圖

3.3 安全警戒

根據(jù)《爆破安全規(guī)程》GB6722-2014 和現(xiàn)場爆破拆除環(huán)境確定，以橋梁2 端往外側(cè)200m 范圍和橋梁2 側(cè)高速公路300m 范圍內(nèi)為警戒點，區(qū)內(nèi)人員全部撤離，高速公路與交通管理部門聯(lián)系臨時截停交通。見圖12。

圖12 警戒防護警戒圖

4 爆破實施

4.1 拆除爆破施工工藝流程

布置炮孔→鉆眼→裝藥→堵塞炮孔→網(wǎng)路連接→安全防護→安全警戒→起爆→爆后檢查→解除警戒→清理炮渣→恢復(fù)交通。

4.2 拆除施工前準(zhǔn)備階段

4.2.1高速公路臨時改道

與高速公路交通管理部門協(xié)商，高速公路桂林往柳州方向半幅可提前改道，柳州往桂林方向可臨時截停，期間可經(jīng)蘇橋收費站附近繞行。

4.2.2布設(shè)炮孔

根據(jù)設(shè)計方案將炮孔位置用油漆準(zhǔn)確地標(biāo)準(zhǔn)在鉆孔位置。

4.2.3掌握天氣情況

在拆除施工前2 天準(zhǔn)確掌握天氣情況，避免在5 級及以上大風(fēng)和下雨天氣施工。

4.2.4按設(shè)計要求，在橋梁下部提前1 天布設(shè)好塌落減震措施。

4.3 鉆孔裝藥

4.3.1鉆孔

鉆孔時，鉆桿應(yīng)指向橋梁混凝土面并垂直于混凝土表面，不得上下左右偏斜，要嚴(yán)格按設(shè)計要求鉆孔，鉆孔開口允許偏離水平距離不大于1～2cm，傾斜角度允許偏差不大于12°?？咨钤试S偏差-1～+2cm；對于鉆好的炮孔，需用風(fēng)機清除孔內(nèi)的粉塵，并逐個檢查驗收，做好驗收記錄，對孔深不符合要求的炮孔，應(yīng)采取補救措施。

4.3.2裝藥

裝藥前對炸藥進行檢查，對雷管進行檢測，保證火工品材料為合格產(chǎn)品。炸藥裝藥用量按設(shè)計用量，起爆藥包計量準(zhǔn)確。藥包加工要在安全地點，避開爆破器材存放處、民房、爆破作業(yè)地點等。裝藥和堵塞炮孔要用木棍推送，并用炮泥嚴(yán)密堵塞，達到設(shè)計長度，堵塞中注意不能破壞起爆網(wǎng)路，導(dǎo)致盲炮產(chǎn)生。

4.4 起爆網(wǎng)路聯(lián)網(wǎng)

采用數(shù)碼電子雷管起爆，網(wǎng)路采用分段微差毫秒起爆，網(wǎng)路連接在工作面的全部炮孔裝填完畢，無關(guān)人員全部撤至安全地點和近體防護之后進行，網(wǎng)路連接完畢必須檢查，避免有錯接、漏接、假接現(xiàn)象。

4.5 警戒

起爆前30 分鐘所有警戒人員到達警戒位置。

4.6 實施爆破

線路經(jīng)過檢查完畢后，所有人員和重要機械設(shè)備撤出危險區(qū)，經(jīng)安全防護人員再三確認(rèn)安全后，由現(xiàn)場指揮員下達起爆令，方可起爆。

4.7 爆后檢查

橋梁爆破拆除應(yīng)等到倒塌的橋梁和橋臺后部結(jié)構(gòu)物或路基穩(wěn)定后，方可進入現(xiàn)場檢查。

4.8 清理現(xiàn)場恢復(fù)交通

爆破結(jié)束并檢查完成后，及時清理炮渣，移除防護設(shè)施恢復(fù)交通。

5 爆破拆除效果

爆破塌落的炮渣大部份呈粉碎狀，對既有高速公路路面破壞小，在清理炮渣時不用二次解小，加快了炮渣的清理，為高速公路的恢復(fù)爭取了寶貴的時間。

6 結(jié)束語

①橋梁結(jié)構(gòu)重，為避免拆除塌落震動對周圍建筑和高速路面的破壞，盡量減小塌落的塊度。②高速公路需要盡快恢復(fù)交通，減小炮渣清理的時間是恢復(fù)路面的關(guān)鍵，爆破時需要避免炮渣二次解小。③拆除爆破減小爆破塊度的關(guān)鍵是布設(shè)密集炮孔，巧妙設(shè)計起爆網(wǎng)路。