独塔单索面预应力斜拉桥爆破拆除

周祥磊,陈德志,罗 鹏,李本伟,胡浩川,周应军,李克菲,陈 晨

(中钢集团 武汉安全环保研究院有限公司，武汉 430081)

1 工程概况

1.1 桥梁结构

金婺大桥为独塔单索面预应力斜拉桥，该桥全长260 m，桥宽24.7 m，厚2.2 m。主塔高64 m，长5 m，宽2.7 m，桥面下与主墩相连；主墩长17 m，宽5 m，河床面以上高9.5 m，河床下为基础，基础深度为8 m；主梁为单箱三室预应力混凝土薄腹箱梁，由19个梁块组成，梁块呈倒梯形，上边长27 m，下边长13.5 m，高2.2 m，除顶板与腹板、底板与腹板相交处壁厚增大，其余壁厚均为0.25 m，共3个仓；9对斜拉索呈平行对称布置，水平夹角为30°，梁上索距为9 m。大桥结构如图1所示。

1.2 周围环境

金婺大桥位于浙江省金华市，周围环境极其复杂。上游19 m处有一座钢便桥，下游27 m处有地下自来水管，埋深1 m，大桥东侧桥头处有110 kV高压线缆，西侧226 m处有地下天然气管道，如图2所示。

1.3 工程难点分析

金婺大桥系一种用斜拉索直接将桥面悬吊在主塔上，主要靠主塔受弯压、主墩受压，斜拉索受拉来承担的组合受力体系桥梁[1]，并且大桥位于市区中心地段，爆破作业面临许多难题：

(1)这种独塔单索面预应力斜拉桥造成主墩和主塔需要爆破的部位钢筋密集，结构强度大，钻孔施工困难，剥离、破碎钢筋混凝土难度大。

(2)待拆除桥梁与周边居民区、商务区等建(构)筑物距离较近，必须对爆破飞石、爆破振动及冲击波等进行严格的控制，对爆破防护技术要求高[2]。

(3)待拆除桥梁的上游19 m处有一座钢便桥，下游23 m处有地下自来水管，对居民生活和交通出行非常重要，必须重点保护。

2 爆破总体方案

根据大桥的结构特点和周围环境条件，确定采用“主塔向北定向倾倒，主墩与桥面原地坍塌”的爆破方案，在柱墩、主塔及桥体梁块的东西两侧共设4个爆破切口爆破顺序为：主塔→梁块→主墩。采用孔内和孔外相结合的延时起爆技术，一次点火起爆[3,4]。

3 爆破参数设计

3.1 主塔

(1)预处理

采用潜孔钻对主塔爆破切口后侧进行钻孔切割，将爆破部分与支撑部分提前分开。将主塔四个边角混凝土破碎，并对破碎范围内暴露出的角钢及钢筋进行氧割。

(2)布孔形式和孔网参数

由于主塔底部钢筋较为密集，需要加强药量以确保主塔失稳倒塌。采用矩形布孔的方式，主塔炸高为4.5 m。主塔布孔如图3所示，主塔孔网参数详见表1。

表1 主塔孔网参数表Table 1 Main tower hole network parameters table

(3)爆破网路

采用“孔内延时、孔外接力的大把抓网路”(每把不超过20根)，用2发MS1交叉复式连接[5,6]，最后用2发MS1接入主网路，自两端向中间传爆。1区、2区孔内网路示意图如图3所示。

3.2 主墩

(1)布孔形式和孔网参数

选择在主墩东侧17 m×9.5 m面和南北两侧圆弧部位布置炮孔，主墩炸高为6 m，如图4所示。由于南侧部位距离钢便桥较近，在此方向桥墩弧形部位采用小孔径布孔，使药包分部更均匀，单段药量和单耗更低。在主墩中间矩形部位高度为1.75 m、3.25 m处布置两排空孔，为爆破部分提供新的自由面。主墩装药结构如图5所示，主墩孔网参数见表2。

表2 主墩孔网参数表Table 2 Main pier network parameters table

(2)爆破网路

主墩孔内使用半秒导爆管雷管(4500 ms)，孔外列间延时起爆，分8个段别，每列间形成50 ms时差间隔。由南侧第1列至第8列，北侧第1′列至第7′列，每排用2发MS3(50 ms)传爆(第1列用4发传爆)，并接入下一列，连至第1′列后用4发MS3接入主网路。起爆时间为4500～4850 ms。

3.3 桥面爆破参数

对桥面两侧的人行道和部分上桥面进行机械破碎处理[7,8]，对腹板和底板进行爆破处理。

(1)布孔形式和孔网参数

在梁块内部斜面、腹板及底面采用矩形布孔方式，共设5排孔。由于在底板与腹板相交处钢筋密集，厚度增大，该处炮孔深度增大为25 cm，单孔药量增大。梁块炮孔布置如图6所示，梁块孔网参数详见表3。

(2)爆破网路

梁块上所有炮孔同时起爆，孔内采用半秒延期雷管HS4(1500 ms)，孔外“大把抓”(每把不超过20根)，用2发MS1交叉复式连接，最后用2发MS1接入主网路。

表3 梁块孔网参数表Table 3 Beam block mesh parameters table

3.4 全桥起爆网路

采用导爆管雷管孔内、孔外分段延时起爆，将全桥爆破部位划分为主塔(1区、2区)、梁块、主墩3个部分，起爆顺序：主塔1区→主塔2区→梁块→主墩。爆破网路如图7所示。

4 爆破安全及防护措施

4.1 近体防护措施

(1)主塔：沿外侧包裹土工格栅，搭设竹跳板，覆盖防晒网和堆沙袋墙。

(2)主墩：在使用土工格栅和竹跳板之后，以主墩为中心沿桥面走向覆盖防晒网，最后在主塔南侧堆“U字型”土堆。

(3)桥面：在对应的爆破区域覆盖防晒网，并在炮孔上覆盖沙袋[9]。

在实践教学中，很多语文教师经常会抱怨学生阅读时不会思考，缺乏信息加工和处理的敏锐度。成年人具有内化知识、关联对比的思维能力，因而在阅读过程中他们极容易把握文字中所传递出来的本质与内涵。而儿童思维有别于成年人，儿童视角是指儿童在观察、描述事物，讲述和理解事件时所表现出来的不同于成年人的一种思维习惯、认知方式以及价值取向，看似极为平常的阅读能力在学生身上很难得到发展。为此，想要真正提高小学语文阅读教学，从儿童视角出发精心设计阅读教学的每一个环节至关重要。

4.2 专项防护

(1)自来水管的安全防护：用钢板、废渣、沙袋、废旧轮胎和防晒网组成混合缓冲垫层，以降低主塔倒塌的触地冲击荷载[10]。

(2)地下管线的安全防护：考虑到大桥东侧桥头处有高压线缆，西侧有地下天然气管道，故在两侧管网上方铺设沙堆，并进行覆盖防护[11]。

(3)堤坝的安全防护：通过在西侧桥面下端与堤坝上端空间密集堆码沙袋，减弱梁块对江堤的冲击。

5 爆破效果

起爆后，主塔向北顺利倾倒，桥面、主墩完全坍塌于河床上，所有炮孔均准确起爆，整个爆破十分成功。

(1)主塔按设计倾倒方向倒塌，主塔向下游方向(北侧)前倾约8.7 m。

(2)桥面触地，梁块解体充分，左侧梁块向中心移动约8.8 m，右侧梁块向中心移动约14 m。

(3)主墩爆破部位完全粉碎，爆破飞散物最远约10 m，未对钢便桥造成任何影响。

(4)对大桥周边多处建(构)筑物进行爆破振动检测，测得数据均满足《爆破安全规程》(GB6722—2014)的要求[12]，爆破振动未对周边建(构)筑物造成损害。见图8～图10。

6 结语

(1)对于在市区复杂环境下独塔单索面预应力斜拉桥的爆破拆除，根据其结构特点，采用原地坍塌爆破技术与定向控制爆破技术相结合的手段，使得桥梁按主塔→梁块→主墩顺序分段顺利倒塌。

(2)针对主墩这类大体积混凝土应采用潜孔钻机钻孔作业。对主塔爆破切口后侧进行钻孔切割，保证了支撑部分在爆破切口形成时的完整性与支撑能力，以保证倾倒方向的准确性。

(3)本次工程采用的安全防护措施起到了良好的效果，保证了周边的建(构)筑物安全，为类似防护工程提供了实际的施工借鉴。