河口高架渡槽“双侧切割，定位控制”拆除技术的应用

任瑞君

（长治市襄屯灌区管理局 山西长治 046011）

1 工程概况

河口渡槽位于襄垣县夏店镇南河口村，地处襄屯灌区总干渠咽喉部位。渡槽全长240 m，共20跨，每跨12 m，槽宽1.6 m，槽深1.5 m，槽身离地最高25 m，平均高度15 m，渡槽为钢筋混凝土结构，过水流量3.8 m3/s。该渡槽始建于1966年，由于年久失修，排架混凝土剥蚀严重，钢筋裸露锈蚀，并出现倾斜，受排架影响,槽身也出现变形裂缝,整个构筑物极不安全。更为严重的是渡槽北端70 m左右两侧有村民住宅4户，距排架2 m左右。渡槽下临二条乡村公路及高压输电线路，严重威胁到槽下居民住户和过往行人、车辆的安全，使下游1.7万hm2农田不能灌溉，影响到襄垣屯留两县6个乡镇42个行政村的农业生产，存在严重安全隐患。

针对上述情况，灌区管理局经过组织技术人员现场勘察论证，形成共识，认为河口渡槽存在严重的安全隐患，已不能正常运行，急需进行拆除改造。在查明情况的基础上，立即将渡槽安全隐患上报省市水利主管部门和市政府。对此事省、市领导高度重视，要求落实拆除方案，尽快排除安全隐患。根据省市领导的指示，召开专门会议研究，成立了处置河口渡槽安全隐患领导组，组织技术骨干立即开展排除渡槽安全隐患的各项工作，提出了“安全、快速、高效”的拆除河口渡槽的工作原则，制定了应急预案和拆除方案上报省市有关部门，保证了排除渡槽安全隐患工作有条不紊地进行。

2 渡槽拆除的难点及拆除方案的比较

2.1 高架渡槽拆除施工的难点

针对河口渡槽存在的安全隐患，领导组反复组织技术人员进行现场勘察、分析、论证，就渡槽拆除施工的难点分析如下：

（1）高架渡槽多采用简支梁结构支撑渡槽槽身。上部分段卸荷后，此结构稳定性差。如采用传统施工方式拆除，容易形成局部倾倒。在本案例中，渡槽为连续简支梁，排架支撑简支梁装配式渡槽槽身。槽身整体性差，排架稳定性差，都给拆除施工造成很大困难。

（2）高架渡槽凌空高度大，排架高度在5～25 m，不便于施工。本案例中渡槽最大高度25 m，最小5 m，且排架不能作为施工时的支撑，不利于施工安全控制。

（3）渡槽共有排架19架，渡槽槽身20跨，每跨槽身长12 m，渡槽全长240 m。在渡槽本身已经存在安全隐患的情况下，在拆除过程中破坏了渡槽本身的整体性。施工时间的增加便意味着安全风险的增加。

（4）目前各个专业拆除单位均缺少拆除此类建筑的施工经验。

（5）渡槽跨越村庄，渡槽六、七、八号排架旁即为四户人家，同时附近还有数孔窑洞，给施工造成极大的困难。并且渡槽下还跨越数条乡村公路及高压输电线路，更增大了施工难度。

2.2 施工方案的选择

因为对此类施工缺乏经验，施工前进行了多种施工方案的比较。按照“安全、快速、高效”的拆除渡槽工作原则，提出了以下施工方案并对其进行了论证。

（1）机械拆除法

即参照民用建筑的拆除施工，采用破碎锤振捣破碎拆除。这种方法有丰富的施工经验，施工组织、施工机械更有很大的选择余地。这也是最早考虑的施工方案。

后经研究，此方法不适合本施工。该渡槽所处地势狭窄，附近有民房及其他建筑物，需进行民房搬迁，再则本渡槽凌空高度大，机械臂高度不能达到要求，且此种方法很容易发生倒覆，倾倒方向不易控制。在渡槽排架旁紧邻的民宅很容易发生危险，也不能保证施工机械的安全。

（2）定向爆破法

定向爆破法是在周围环境限制条件下经常使用的一种较先进的拆除方法。这种方法能够有效控制建筑倾覆方向，适用于建筑物旁存在大量民宅的环境。因此，考虑采用这种方法。

但在此案例中，渡槽旁有民房和窑洞，民房紧贴直立黄土壁而建。渡槽槽身高20 m，每节渡槽槽身重20 t以上。整体爆破后渡槽槽身落下极易对民宅和乡间公路造成严重破坏。并且，这种方法会大大增加施工成本。

（3）整体吊装拆除法

渡槽建设时采用卷扬机吊装，再进行拼接。所以考虑先打开渡槽各部件，再分别吊装拆除。这种方法比较保守，有可借鉴的施工经验，而且容易保证施工安全。

事实上在建设时渡槽两侧尚未建有民宅，现在如不进行拆迁，则没有足够的场地安装卷扬机，而拆迁则会大大延长施工时间并且大大增加施工费用。

（4）人工拆除法

这是初步准备采用的一种方法。在渡槽排架两侧搭满堂红脚手架至渡槽顶高度，操作人员以脚手架为安全依托进行操作，逐步敲击破碎槽身拆除。这种方法比较安全，对环境的影响较小。但是操作人员在高空操作受限，施工进度很慢。会极大增加施工时间，安全隐患遗留时间长，并且因需长时间封闭村间道路，长时间停电，对村民的生产生活影响很大，后来不得不放弃这种方法。

（5）双侧切割定位控制法

这是最后实施的施工方法。利用双侧切割控制渡槽槽身的下落姿态，利用槽身自身的重力完成对渡槽的拆除，渡槽分段下落可以减小对地面的冲击能量，并且施工人员与下落段分离，降低人员操作风险，施工时间短，有利于施工组织协调，能够快速排除安全隐患。经过对各方案的分析比较，确定采用双侧切割定位控制法进行渡槽拆除。

3 双侧切割定位控制法的操作规程

此施工方法最重要的就是利用观测施工中渡槽槽身底部双侧横梁的形变控制双侧切割过程，用渡槽槽身自身的重力控制渡槽下落的姿态，使之形成方位可控的连排反应，达到“安全、快速、高效”的施工要求。

（1）在计划切割的槽身段前排架两侧搭脚手架至渡槽顶部，脚手架与渡槽不得接触，用于施工人员在脚手架上固定施工。这样可以使施工人员与渡槽分离，防止出现安全隐患。在本案例中，因为排架旁地势不利于脚手架的稳定，故采用50 t吊车伸臂挂吊篮对施工人员进行安全固定。

（2）切割部位选在排架牛腿外延10～20 cm槽身处，槽身上部开口应大于底部一倍，呈倒梯形。双向切割必须同步进行，以保证渡槽槽身二底梁变形的一致。

（3）在距渡槽两侧50 m处分别架设经纬仪观测渡槽槽身两侧切割时的形变，以此控制两侧切割速度，整个观测及切割过程需现场施工指挥的严格调度，防止两侧切割施工各自进行。

（4）切割至槽帮底部梁附近时确保操作人员安全，防止两跨槽身结合部发生意外开裂。

（5）确保槽身底部两梁同时断裂，整节槽身自两跨槽身结合部断裂，以槽身与牛腿接触点为轴心下落。

（6）当渡槽槽身下落至与地面呈60°角时，槽身脱离排架呈自由落体落下。

（7）切割端接地后，渡槽槽身作为整体断裂端同时撞击排架两立柱，使排架自10 m高度折断，下一跨槽身落下，形成连锁反应，渡槽沿走向轴线垮塌。

4 方案实施

拆除渡槽施工属高危作业，为了确保渡槽拆除工作顺利进行，决定把拆除的重点放在村民住宅和交通要道部位，确保村民住宅及村民和过往行人的生命安全和财产安全。在这些地方全部拉警戒线，专人把守，严格按照操作规程实施。具体操作办法是施工人员把安全带拴在吊车吊篮上,分别在两边槽身连接处排架底牛腿外10～20 cm处从上往下进行了切割，同时用径纬仪控制槽身位移，及时纠偏，保证两侧切割速度相同，在空中切断槽身，由切断的槽身垂直跌落砸倒排架，然后用挖掘机清场。此方案关键是要控制20 t的槽身不得左右偏离，确保渡槽槽身旁住宅安全。方案确定后，立即组织疏散槽下住户所有人员，切断输电线路及通讯线路，封锁各个交通要道，派人严防死守。经过全面部署，各方面都做好准备，经过十多小时的连续作业，将渡槽安全拆除。消除了安全隐患。由于采取措施得力，没有发生任何意外，保证了拆除工作的顺利进行，又好又快地完成了河口渡槽安全隐患排除工作。

本次施工达到了“安全、快速、高效”的目的，用较少的资金，在短时间内完成了高架渡槽的拆除，顺利排除了安全隐患，并且把对居民的生产生活的影响降到了最低。本案例证明了双侧切割定位控制法的科学性、合理性。

5 技术创新点

（1）设计方案科学合理，程序严谨，可操作性强。

（2）该技术来源于生产实践，方案切合实际，针对性强，方法切实可行。

（3）在城乡居民住宅区、建筑物密集区应用此技术拆除高架渡槽较其它方法安全、快速、费用低、效果好，既保证了施工人员的安全，也不需要搬迁居民影响居民的正常生产、生活，还不影响槽旁其它建筑物的安全，达到安全、快速、高效的目的。

（4）对同类型条件、同类型结构的过水渡槽以及公路桥梁和城市旧的高架桥拆除重建具有一定的指导意义和应用价值。