浅谈武英高速公路拱形天桥爆破拆除技术

2020-12-01董清青

四川建材 2020年11期

董清青

(四川公路桥梁建设集团有限公司，四川成都 610041)

1 工程概况

湖北省境内麻武高速公路在武英高速罗田互通以西2.5 km处与武英高速公路立体交叉，设置团陂枢纽互通以满足与武英高速之间的交通转换需求。团陂枢纽互通式立交施工范围内跨武英高速公路拱形天桥因高程的限制需要拆除，即K76+157拱形天桥需拆除，其结构形式为1-36.6上承式拱-桥面宽5.5 m，厚度0.4 m；拱圈宽度3 m，厚度为0.54 m。拱上横墙宽度3 m、厚度0.2 m，高度分别是5、4、2 m 。天桥地处浠水县团陂镇牌楼河附近，四周无村落。

2 天桥拆除要求及爆破需要达到的目的

天桥拆除要求：①要求将天桥同时从两端桥台以内全部炸塌，爆渣清运必须在12小时内完成，以缩短封闭交通时间；②要求炮眼钻孔施工期间武英高速公路实行半幅双向通行，以减少对武英高速交通的干扰；③要求爆破不得损坏临近建筑物和桥下路面，以便清渣后实现尽快恢复武英高速交通。

天桥爆破需要达到的目的：①必须确保天桥整体坍塌，对拱式结构，确保桥体坍塌的条件是拱体结构充分破坏；②为保护桥头边坡的稳定性，桥台需要保留，爆破装药前，对桥面与桥台的连接处，采用机械的方法进行预切割，爆破后主要桥体部分塌落后解体，为后续机械清运提供安全作业条件；③桥体爆破后块度满足吊车清运的要求，因此，需将天桥充分爆破解体成为6段，确保每段在爆破后尽快吊运出武英高速外；④爆破危害的控制，重点是控制钢筋混凝土拱坍塌对周围建筑物的影响，包括爆破振动控制、爆破飞石控制、坍塌触地振动控制、爆炸冲击波控制、桥体塌落不损坏路面。

3 爆破需要采取的技术措施

为达到以上爆破目的，爆破前需采用机械-人工预处理即将桥面预先分成6段、微差控制爆破拆除主体支撑结构使桥体垮塌的施工方式。爆破后再采取机械解体吊运的方法进行拆除，机械拆除与清渣工作同步平行施工。针对上述爆破方案，拟采用的主要技术措施如下。

1)将桥面分割为6段总计设7个切口，其中中间的切口为打孔爆破，其他的6个切口利用挖掘机-风镐预先开口，切口如图1～2所示，其中实心框为爆破切口，空心框为预开口。

图1 预先切口图

图2 预切割切口及爆破切口

2)采用钻孔爆破方式，爆破钢筋混凝土拱等承重结构使其桥面结构整体失稳坍塌,为保证清运，在桥面中轴线方向打孔将整个桥面沿通行方向分为两部分。

3)采用微差起爆，使桥拱、桥面原地坍塌，控制坍塌对武英高速公路路面的影响。

4)采用毫秒微差起爆，减小单段起爆药量，控制爆破振动对周围建筑物即桥台边坡的影响。

5)桥梁下面铺设2.0 m高土堆，控制桥梁触地振动对周围建筑物特别是对沥青路面的影响。

6)桥面炮孔表面铺设2层棉被，棉被上铺设铁丝网再加砂袋，形成3级防护。沿天桥护栏两侧绑扎铺设密实的竹排，外侧再覆盖上地毯并挂上防护网。防止飞石对周围建筑物及行人的影响。

7)炮眼钻孔施工采用半幅交通管制施工作业，半幅双向通行，交替施工通行的推进流程，确保施工期间武英高速正常营运。

8)爆破至清运期间武英高速公路团陂收费站至罗田收费站区段实行交通封闭。

4 爆破参数设计

桥梁的荷载(包括恒载和活载)都是由拱圈部分传递到桥台上面。拱圈部分爆破设计是桥梁倒塌的关键部分，所以爆破点选取在拱顶部分和拱与桥台连接处，此部位是拱桥结构的主要受力部分，在此处爆破可使桥面失稳而倒塌。炮孔按梅花状布置在拱圈上，垂直布孔，炮孔间距40 cm、排距40 cm。布置炮孔过程中不得随意破坏拱圈的钢筋及混凝土结构，保证施工过程的安全。

天桥拱圈分为6个区间，受空间限制，靠近拱顶的2个区间无法钻孔，余下4个区间各分别布置7排。立墙部分作为桥面的一个辅助支撑部分，承担桥面的荷载较小，作为板状立墙，只需在立墙底部附近布孔。炮孔间距30 cm、排距30 cm，梅花形布孔。天桥立墙炮孔排数分别为10排炮孔、8排炮孔和6排炮孔。桥面炮孔布置在拱顶轴线部位，拱顶横向布置3排炮孔，布置在桥面与拱圈重合部位，具体爆破参数见表1。

表1 爆破参数

5 主要拆除流程

为达到快速拆除、快速恢复交通的目的，需对天桥爆破拆除主要工序进行合理布置安排，并做好各种预防措施，保证各个拆除工序的安全。

1)交通分流。天桥拆除过程中，不可避免会对现有高速通行造成影响，需对现有高速进行一定的交通分流，拆除完成后进行恢复。

2)钻孔。按照爆破参数设计，在天桥拱圈、立墙底部、桥面等炮孔位置进行钻孔。钻孔时需特别注意不对天桥受力钢筋造成破坏。

3)防护。在钻孔布置施工完成后，对桥面、护栏外侧、桥下既有高速路面进行特殊防护，以尽量降低在爆破时，飞石、碎渣对行人、机械及既有路面造成的影响。

4)爆破。采用微差起爆，安全有序进行爆破作业(见图3)。同时注意对两侧桥台既有边坡的保护及监测，有必要时可进行临时的防护。

图3 爆破示意图

5)清除。实施爆破后，快速对破损桥梁结构进行解体清运，同时对路面及周边建筑垃圾进行清理，不留安全隐患。

6)恢复交通。待整个拆除作业完成后，对现场进行安全检查，排查无安全隐患，即可将高速恢复交通。

6 飞石防护措施

1)严格检查和验收炮孔质量。

2)保证良好的填塞质量，炮孔堵塞时严禁堵塞物中夹杂碎石。

3)根据现场试验结果，确定合适的装药量，避免超量装药。

4)加强对装药部位的覆盖，对装药部位15～20层密目安全网进行悬挂式覆盖，以防飞石的溢出。

通过工程实践，采用上述方法进行防护后，个别飞散物对周围建筑物不会造成危害。

7 路面损害防护措施

为保证桥体构件塌落及后期清运时机械设备不损害路面。桥体投影面下方采用砂堆构成的防护垫层(高度)，在中间通信光缆上方覆盖钢板，钢板采用20 mm厚，防护面积为光缆正上方两侧搭接50 cm。用于承担桥体塌落主要荷载并均匀分布在整个防护区间，保护光缆不被破坏。砂堆采取就近取材的措施，底部防护面积为桥面垂直投影两侧延伸3 m，高1.5 m，主要用于吸收桥体塌落荷载。