城市大型立交桥整体爆破拆除

刘文辉

(厦门爆破工程公司， 福建厦门 361012)



城市大型立交桥整体爆破拆除

刘文辉

(厦门爆破工程公司， 福建厦门 361012)

摘要：介绍了复杂环境下数码电子雷管在城市大型立交桥爆破拆除中的应用。该桥为三层互通式，桥梁路线长，桥下淤泥层深厚。采用深孔为主、浅孔为辅的爆破技术，数码电子雷管网路为主、非电网路为辅的复式起爆网路。数码电子雷管网路既能减少多层立交桥桥体在爆破拆除塌落中的相互干扰又能利用其高精度毫秒延时特点达到减振目的。采用孔外延时起爆技术，铺设缓冲层和挖减振沟等多种减振措施，降低在淤泥地质上的触地振动。同时采用爆破水雾降尘等技术缓解了爆破拆除的粉尘危害，达到了良好的拆除爆破效果，可为同类工程提供参考。

关键词：数码电子雷管； 城市大型立交桥； 爆破拆除； 复杂环境； 整体爆破； 淤泥地质； 水雾降尘

1工程概况

漳州东立交桥位于漳州市胜利东路与九龙大道交会处，总长5 475.5m，占地面积约14万m2，曾经是福建省规模最大的一座三层纺锤形定向互通式立交桥。该立交桥已恶化为五类(危桥)，决定将其整体爆破拆除。

1.1周围环境

立交桥东侧为人民广场；南侧44m、西侧35m和北侧40m均为居民区。立交桥倒塌范围内的地质上层0.8 ～3.0m为素填土，下层为淤泥，厚6.5～17m。地下有需重点防护的国防光缆、天然气管道，还有其他的高压电缆、水管和通信光缆等，周边环境及倒塌范围内的地下环境都比较复杂，如图1所示。

1.2桥梁结构

该立交桥为钢筋混凝土三层互通式，共有1座主桥和10座匝道。其桥墩为圆柱形，共计163根，直径有1.2m和1.5m两种。钢筋布置情况为：纵向24根钢筋均为Ф25，水平钢筋为Ф8，间隔为30cm。桥墩混凝土为C30，桥体上部结构的混凝土为C40，伸缩缝的混凝土为C50。立交桥的桥面宽度有四种：23.3，13.25，11，9.5m，跨度18 ～32m，桥墩高度3.4 ～12.4m。桥体上部结构高1.2m，在桥墩支撑桥体上部结构位置的现浇暗帽梁为实心混凝土部分，沿桥面在桥墩两侧各1.2m宽，其余部分为箱梁部分。立交桥上部结构采用现浇混凝土，匝道之间有伸缩缝。

1.3爆破施工难点

(1)倒塌范围的地下为淤泥地质，爆破时会放大桥体上部结构塌落的触地振动，也会减缓振动衰减，扩大振动影响范围，淤泥地质受挤压易变形的特点也会增加对地下管网的保护难度。

(2)周围环境复杂。立交桥距离周围居民楼最近距离仅为35m，因此对爆破飞石、振动、冲击波和爆破粉尘都要进行严格的控制。

(3)防护工作量大。在装药之前要全部做好爆破飞石防护和爆破振动防护。

(4)桥面弯多坡多，且坡角不一，因此确保深孔炮孔位置和垂直度不发生偏差是钻孔的关键，也是前期施工的一大难点。

(5)立交桥总路线长、桥墩多、匝道多，且为三层立交式，爆破网路设计时要综合考虑，避免相互干扰。

图1　周围环境示意图Fig.1　Schematic diagram of surrounding environment

2爆破拆除方案及参数

2.1拆除方案

根据立交桥现场情况和工期要求，采取原地倒塌的方式，只对桥墩进行钻孔爆破，桥体上部结构倒塌后采用机械进行二次破碎。

分析桥梁的结构，每个匝道的端头都连接着桥台，其两侧水平方向互不受力，为减少爆破后的机械破碎量，可以对桥台以外的砼部分进行机械预拆除。N、F匝道为独立的两条匝道且高4.5 ～5.2m，可采用机械进行预拆除，如图1所示。

试爆体选择。对立交桥的周围环境和受力结构进行全面分析，D匝道位置相对较宽，两端各有一条伸缩缝，伸缩缝两侧水平方向互不受力，因此选择D匝道两条伸缩缝之间的8个桥墩作为试爆体。

2.2钻孔设计与施工

采用地质钻在桥面上钻孔，孔径73mm，钻至各桥墩距离地面30cm处。钻孔过程中必须做好炮孔定位，保证炮孔垂直度，使炮孔位于桥墩的中心。成孔后应进行验孔，孔中心偏移超过6cm为不合格。经过验孔，共有10个桥墩竖孔不合格，改为在桥墩钻直径40mm水平孔。

施工中利用“圆周三点确定一个圆心”的原理、全站仪、GPS等测量技术在桥面上确定炮孔中心点，利用水平尺、全站仪等测量控制钻杆垂直度，在桥面设置铆固桩固定钻机基座不发生位移，利用“十字钻孔探测验孔法”检测炮孔垂直度。

2.3爆破参数〔1-3〕

2.3.1深孔爆破参数

深孔爆破的炮孔深度(从桥面计算)从4.3m到13.3m不等，单孔药量按公式Q= qV=πR2qL计算，R为桥墩半径，L为装药长度，其爆破参数见表1。

表1　爆破参数

2.3.2水平浅孔爆破参数

布设水平浅孔的10个桥墩直径均为1.2m，沿桥墩中心线从两个方向成90°布孔，最小抵抗线W为0.4m，炮孔深度L取0.8m，桥墩最小爆破高度取2.4m，实际施工炮孔间距a取0.25m(单个方向间隔0.5m)，从距地面0.3m开始布孔，下部布9个孔，上部布7个孔。炸药单耗q上部取1.2kg/m3，下部取1.4kg/m3，单孔药量按公式Q= qV=πR2qa，桥墩半径R=0.6m，上部炮孔单孔药量为0.35kg，下部炮孔单孔药量为0.4kg。水平浅孔布置如图3所示。

图3　　水平浅孔布置Fig.3　The horizontal shallow blastholes arrangement

2.4装药结构

采用直径32mm的乳化炸药，每卷重200g、长22cm。竖孔深度在6m以下采用连续装药结构，竖孔深度在6m以上采用间隔装药结构，间隔段为1m，细砂间隔。水平孔每个孔内装1发瞬发非电导爆管雷管，竖孔孔内装多发瞬发非电导爆管雷管和导爆索，孔口采用炮泥填塞。

3爆破网路设计

3.1起爆顺序

考虑到三层立交之间的相互干扰以及降振的需要〔4〕，采用数码电子雷管孔外延时起爆技术，可以灵活设计各个匝道、各个桥墩之间的起爆顺序和间隔时间，避免各匝道爆破时的相互干扰。起爆顺序为“先内后外”、“先低匝道、后高匝道及主桥”和对称起爆。即起爆顺序为：从W、E匝道的起点W2、E12开始起爆，然后是A、B、C匝道，最后是V主桥和外侧G、M匝道，其中，V主桥从中间桥墩往两头起爆，如图1所示。

3.2延时时间设计

合理的起爆间隔时间能减小爆破振动和触地振动，且能避免三层立交桥塌落时的相互干扰，爆破飞石破坏起爆网路或防护设施。因此，基于爆破拆除理论和实践〔5〕，确定桥梁拆除主桥及各匝道相邻桥墩间隔时间100 ～250ms。

表2　桥墩雷管段别

3.3起爆网路

桥墩炮孔内采用瞬发非电导爆管雷管和导爆索，孔外采用数码电子雷管复式网路引爆，数码电子雷管网路为两套相互独立的电爆网路。为提高网路的可靠性，增加了第三套非电导爆管雷管接力起爆网路，对应于100，150，200，250ms四类间隔时间，使用MS5、MS6、MS7、MS8导爆管雷管再铺设一条非电导爆管孔外接力延时起爆网路，主要是对数码电子雷管起爆网路的补充，如图4所示。

图4　起爆网路示意图Fig.4　Schematic diagram of initiation network

4安全防护

4.1飞石防护

采用地毯、竹排架挂竹片、尼龙绳网及外侧搭钢管架挂竹片等对桥墩的多层安全防护措施。

4.2振动防护

采用高精度的数码电子雷管和相邻桥墩延时起爆时间100 ～250ms、铺设松土缓冲层和开挖减振沟等措施减振。针对桥体外侧淤泥层深厚，含水丰富等地质情况，采用开挖隔振沟，在沟内插入毛竹的方式进行减振，效果良好。

4.3爆破粉尘防护

采用冲冼桥面、喷淋地面、爆破水雾降尘法进行

降尘。另外，外侧搭设的挂有竹片和安全网的钢管排架也能阻挡爆破粉尘扩散。

5爆破效果及体会

爆破后桥梁上部结构全都塌落于缓冲土层上，桥墩全部破碎，桥体呈裂纹状破碎。爆破飞石未出外侧防护钢管排架；爆破粉尘被挡在钢管排架内侧，无大量烟尘；距爆破点最近35m处的居民楼最大振动速度峰值为0.64cm/s，符合《爆破安全规程》(GB6722-2014)要求〔6〕；爆破振动、桥体触地振动和触地冲击未损坏地下国防光缆、煤气管道等管线设施。

本次工程规模大、线路长、桥下地基条件较差、环境复杂，采用深孔爆破、数码电子雷管起爆网路和爆破水雾降尘等爆破技术，成功地爆破拆除了漳州东立交桥，可为城市大型立交桥爆破拆除提供参考。

参考文献(References)：

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XIEXian-qi，JIAYong-sheng，YAOYing-kang，etal.Keytechnologiesofprecisiondemolitionblastingofultra-longurbanviaductincomplicatedsurroundings[J].EngineeringSciences, 2014,16(11):65-71.

〔6〕 爆破安全规程GB6722-2014[S]. 北京:中国标准出版社,2014.

SafetyregulationsforblastingGB6722-2014[S].Beijing:ChinaStandardsPress,2014.

文章编号：1006-7051(2016)03-0045-03

收稿日期：2016-03-30

作者简介：刘文辉(1974-)，男，高级工程师，主要从事爆破设计施工。E-mail： 1992305918@qq.com

中图分类号：TD235.3

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1006-7051.2016.03.009

Wholeblastingdemolitionofbig-scaleurbaninterchangebridge

LIUWen-hui

(XiamenBlastingEngineeringCompany,Xiamen361012,Fujian,China)

ABSTRACT：Digital electronic-delay detonator applied in blasting demolition of big-scale urban interchange bridge under complex environment was introduced. The three-layers interchange bridge has a long route. A large amount of silt was under the bridge. Blasting technology of deep-hole blasting oriented and shallow-hole blasting supplemented was used. Multiple initiation network technology of digital electronic-delay detonator network mainly taken and non-electric network as auxiliary was applied. Interference with interchange bridge bodys in the blasting demolition could be reduced by applying digital electronic-delay detonator network. And vibration could also be reduced by using the high precision millisecond delay characteristics. Vibration reduction measures such as external delay initiation technique, laying buffer layer and digging damping ditch were taken to reduce touchdown vibration on the silt geology. The technology of blasting water mist dust-reduction was adopted to relieve the dust hazard of blasting demolition. The good effect of demolition blasting was achieved. It could provide a reference for similar projects.

KEY WORDS:Digital electronic-delay detonator network； Big-scale urban interchange bridge； Blasting demolition； Complex environment； Whole blasting； Silt geology； Water mist dust-reduction