捞刀河大桥定向爆破拆除

黎磊

中铁大桥局五公司湖南长沙 410129

捞刀河大桥定向爆破拆除

黎磊

中铁大桥局五公司湖南长沙 410129

本文结合工程实例，重点论述了爆破的方案设计、爆破参数的选取,对爆破震动、冲击波和飞石的控制制定了有效的防护措施,确保了周围建筑物和人员的安全,对同类工程有借鉴意义。

桥梁；爆破拆除；安全防护

一、工程概况

长沙市芙蓉北路老捞刀河大桥位于捞刀河下游，桥位两侧辅桥已建成通车，桥梁西北侧、西南侧均有在建建筑，净距约80m，东面有京广铁路上行线经过，两者净距约68m，两桥平行且墩位对应。原自来水、煤气、电力、电讯等管线均经老桥过河。

老桥上部结构为预制顶推预应力钢筋混凝土连续箱梁，横向双幅设置。0#、6#为桩基式桥台，1#～5#为桩基础实心薄壁墩身，墩身横桥向宽度为4.0m，顺桥向厚度为1.5m，水流方向两侧为圆端型；墩身钢筋布置情况为：主筋为Φ22mm钢筋，间距为10厘米，其他钢筋为φ8钢筋。

二、爆破拆除施工技术方案

（一）爆破拆除前准备

1、在进行拆除老桥前，认真检查过桥管线情况，与安装使用部门联系协商好后，提前共同制定管线拆除迁移方案，确认完成所有管线迁移后再进行老桥的拆除工作。

2、由于桥墩内设计了钢筋,如果炸药量偏少，爆破时只能够使墩柱混凝土表层脱落，而钢筋笼却依然对整个桥梁结构起到支撑作用，导致整个桥梁存在安全隐患。因此在实际工作中，为了使混凝土从钢筋表面脱落，降低钢筋在桥梁中的稳定性与堆积物的高度，我们不仅要适当增加炸药量，还需要在爆破之前将桥梁倒塌部位的钢筋割除掉。

（二）爆破参数设计

1、定向爆破参数设计

A、爆破部位与爆破高度

爆破部位：按照定向爆破设计，在1#～5#号墩身根部钻爆破孔、装药。待上部结构和倒塌的墩身清碴完后进行余下墩身和基础的爆破。

爆破高度：在爆破过程中，如果其高度达到设计的要求之后，桥墩必然会因爆破而倒塌。因此在实际工作中，要求桥墩结构的爆破高度控制在4m以上，这样才能够加快桥墩的失稳特性，尽快降低其承载能力，达到预计的爆破效果。

B、炮孔参数设计

a最小抵抗线(W)：爆破钢筋砼圬工体时，W=0.3～0.5m，W取0.4m。

b炮孔直径(d)：一般选择直径38～42mm的钻头钻凿炮孔。

c钻孔深度(l)：钻孔时可按l=δ-W计算，δ为桥墩厚度。取l为1.2m。

d孔距(a)：a=(1.0～1.5)W，取a为45cm。

e排距(b)：b=(0.8～1.2)W，取b为45cm。

f单排孔数(n)：n=B/a-1=4/0.45-1≈8个。

g排数m：m=Hp/b+1=4/0.45+1≈10排。

以1号桥墩单柱(东侧)为例，孔数N=m×n=10×8=80个。

C、单孔装药个数

当孔深l超过最小抵抗线的1.5倍时，应分段设置多个装药，其装药个数N0按下式计算：

式中 l——孔深，m；

l′——填塞长度，l′=0.45m；

α’——装药间隔，α’=(0.8～1.2)W=0.40～0.60m。α’取50cm。

计算结果：N0=2.5个，实际作业中单孔装药个数用2个。

2、装药结构设计

以1号桥墩为例，第1～10排药孔孔深1.2m，内装2个装药，用导爆索串联起来，用导爆管雷管起爆第一个装药和导爆索，此种装药结构中间不填塞炮泥，减少了作业量，也减少了导爆管雷管的数量。

3、装药量计算

单孔装药量按体积公式计算:Q=qV

式中 q——炸药的单耗，钢筋砼结构q取1.0～1.5kg/m3；

V——单孔药量的爆破体积，m3。

以1号桥墩为例：Q=qabδ=(1.0～1.5)×0.45×0.45×1.5=0.3kg～0 .45kg，取单孔装药量Q=0.45kg。

4、起爆网络设计

A、起爆方式

将导爆管起爆系统与电起爆方式联系起来，形成多段微差起爆方式应用在桥梁爆破当中。这一方式在实际应用过程中，我们可以将多段延时起爆技术应用在其中，这样不仅能够减少炸药的用量，还能够避免因结构震动而对周边造成印象，通过这一起爆方式可以加快桥梁倒塌，也保证了爆破的安全性。

B、起爆顺序：按1号桥墩→2号桥墩→5号桥墩→4号桥墩→3号桥墩顺序依次起爆。

C、延期时间间隔

各区段使用的导爆管雷管段别和延期时间见表。

区段号 1 2 3 4 5桥墩号 1# 2# 5# 4# 3#雷管段别 MS3、MS5、MS3 + HS2 MS3、MS5、MS3 + HS3 MS3、MS5、MS3 + HS4 MS3、MS5、MS3 + HS5 MS3、MS5、MS3 + HS6延期时间 500 1000 1500 2000 2500装药个数 2×80 2×96 2×80 2×96 2×112装药量/kg 72.0 86.4 72.0 86.4 100.8

5、网络设计及线路连接

每个炮孔的装药用1发导爆管雷管起爆。每20个左右装药的导爆管雷管并联后用2发半秒延期导爆管传爆。每个桥墩的8发传爆雷管并联后用2发瞬发电雷管起爆。全部电雷管连接成串联起爆网络，用军用点火机起爆。

（三）爆破安全校核及安全防护措施

1、爆破飞石飞散距离估算及防护

飞石的飞散距离计算，根据无覆盖条件飞石与单位用药量之间的关系式计算：L=70QL0.53，式中：

L——无覆盖条件下拆除爆破飞石的飞散距离，m；

QL——拆除爆破单位用药量，kg/m3。

如QL=1.0～1.5kg/m3时，计算得：L=70.0～86.8m。

由此可见，在对桥梁结构进行爆破的过程中，我们需要对其采取安全防护措施，即在炸药装载完成之后，技术人员可以在桥墩上铺设多层稻草、钢丝网等材料，并在桥墩周围采用脚手架等设备予以间接防护，以保证其在爆破过程中的安全性。另外，我们还需要控制飞石的范围，要求其飞溅的范围不得超过50m。

2、爆破震动速度校核

根据我们多次的实测结果，对萨道夫斯基公式适当修正后，得到的经验公式为：V=K’K(Q1/3/R)α

式中：Q——为单段起爆用药量，Q=18kg；

R——爆破中心与被保护建筑物的距离；

(）(）K′、K、α——为根据不同结构、不同爆破方法及地质条件取值的有关系数或衰减指数，本工程中取K′=0.25、K=70～135、α=1.5。

按《爆破安全规程》(GB6722-2003)的规定：钢筋混凝土结构房屋，安全允许振速为3.0～5.0cm/s。

经计算对两侧桥墩的爆破振动V=2.55cm/s。小于规程的要求，因此爆破震动不会对已建成的桥墩和周围建筑造成影响。

3、塌落震动的校核及防护

对于建筑物的塌落触地震动一般要比其爆破震动大，对周围建筑物的影响也大，所以不可忽视。将整跨箱梁下方地面上铺垫1.5～2.0m厚黄土加稻草，保持松散状态，作为箱梁落地过程中的缓冲层，以减少箱梁落地产生的振动对周围建筑物的影响。

4、爆炸冲击波

由于爆破时采用了“多打眼，少装药”的原则，单孔药量很小，不同炮孔采用了微差起爆。经炮孔堵塞和防护后，冲击波能量大大降低，冲击波作用的距离很短，不会对周围建筑物产生危害。

5、爆破施工作业安全措施

爆破拆除老桥与新建辅桥相邻，在爆破时必须做好爆点的覆盖防护和新辅桥桥墩的防护，具体措施：

A、对爆破设备合理的设计，装入适量的炸药，并控制碎石的飞溅范围，不得装入过量的炸药，以免出现各种安全事故。

B、要求在实际工作中提高堵塞质量与密实度，并保证其长度，防止其中存在碎石，以影响到爆破质量。

C、采用不藕合装药和毫秒微差起爆方法，可控制飞散物的效应作用。

D、加强新建辅桥的防护，做到多层覆盖与防护。覆盖范围应大于炮孔的分布范围。

E、保护好起爆网络。用钢板覆盖时，要严防短路；电爆网络中的接头用绝缘胶布包好。

F、分段起爆时，防止覆盖物受先爆药包影响，提前滑落、抛散。

G、根据新建辅桥的相邻距离，应采用排架屏障，并在屏障上绑缚覆盖材料。屏障的高度、长度均应大于覆盖防护对象。材料可用钢管脚手架、木板、竹芭、铁丝网，防护的高度、长度应能完全挡住飞散碎块。

三、结束语

定向爆破拆除最大的特点是效率高、工期短、施工安全、成本适中，虽然爆破拆除时会产生爆破震动和飞石，但它是可以控制和解决的，因此较广泛应用于各类复杂建筑物的拆除施工。但究其施工的技术含量较高，爆破拆除前应进行合理爆破参数设计及安全校核，同时，应进行精心组织施工设计及准备充分的安全文明防护措施来确保爆破安全进行及周边环境的安全。

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