特大橋箱梁爆破拆除

謝續(xù)文,孫向陽(yáng),梁錢(qián)福

(湖南中人爆破工程有限公司, 湖南長(zhǎng)沙 410008)

特大橋箱梁爆破拆除

謝續(xù)文,孫向陽(yáng),梁錢(qián)福

(湖南中人爆破工程有限公司, 湖南長(zhǎng)沙 410008)

介紹了某特大橋箱梁爆破的成功實(shí)例。通過(guò)對(duì)箱梁頂板、立板、底板各結(jié)構(gòu)部位設(shè)計(jì)不同的爆破參數(shù),達(dá)到最好的爆破效果。

箱梁;爆破拆除;爆破參數(shù);安全措施

1 工程概況

位于在建的湘桂鐵路線永州 2號(hào)湘江特大橋 5號(hào)橋墩上的箱梁,由于質(zhì)量原因需要拆除重建,5號(hào)橋墩位于湘江西岸,東側(cè) 100 m處是 4號(hào)橋墩,正在施工;南北兩側(cè)為湘江上下游,西側(cè) 100 m處為該大橋建設(shè)項(xiàng)目部及材料場(chǎng),南側(cè) 400 m處為正在運(yùn)行的鐵路。箱梁爆破拆除時(shí)不得損壞下部橋墩、橋墩上的施工平臺(tái)以及河岸至橋墩的人行浮橋,拆除爆破環(huán)境復(fù)雜,安全要求高。

待爆破拆除的箱梁為澆注的 C50混凝土,箱梁整體長(zhǎng) 14 m,上邊寬 12 m,下邊寬 6.4 m,高 7 m。頂板厚度為 56 cm,底板厚度為 113 cm,立板厚度 90 cm,如圖1所示。

圖1 待爆箱梁結(jié)構(gòu)

2 爆破方案設(shè)計(jì)

2.1 爆破總體方案

根據(jù)箱梁的結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境條件,對(duì)箱梁頂板利用現(xiàn)有的錨索預(yù)留孔進(jìn)行裝藥爆破;對(duì)有預(yù)留孔的立板利用預(yù)留孔水平裝藥爆破,對(duì)其它立板部分使用鉆機(jī)從上至下鉆垂直孔爆破;對(duì)底板采用從兩端向中間鉆水平孔爆破。通過(guò)爆破后使混凝土塊大部分破碎并脫離鋼筋網(wǎng),然后利用氧割將鋼筋切斷,并將爆碴清離橋墩。

2.2 爆破參數(shù)

經(jīng)試驗(yàn)炮后優(yōu)化的爆破參數(shù)如表1所示。

表1 爆破參數(shù)

2.3 炮孔布置

(1)頂板。頂板垂直炮孔按設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)成梅花形布置,裝填 150 g包裝袋Φ32 mm乳化炸藥卷,且連續(xù)裝藥;頂板水平孔采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu),先將每孔的總藥量 (Φ32卷狀藥柱)等距離間隔固定在竹條上,用導(dǎo)爆索連接傳爆,然后一次性裝入孔內(nèi)。每個(gè)孔用一發(fā)非電導(dǎo)爆管雷管起爆。炮孔的孔口部位用炮泥填塞。

(2)立板。立板頂板垂直炮孔沿立柱軸線分布,但又依次一左一右偏離中軸線 3～5 cm。使用Φ32 mm乳化炸藥卷,等間隔不連續(xù)裝藥,將每孔的總藥量等距離間隔固定在竹條上,用導(dǎo)爆索連接傳爆,然后一次性裝入孔內(nèi),每個(gè)孔用一發(fā)非電導(dǎo)爆管雷管起爆,炮孔的孔口部位用炮泥填塞;立板水平孔也同樣采用間隔不耦合裝藥結(jié)構(gòu)。

(3)底板。底板兩排水平炮孔交錯(cuò)布置,使用Φ32 mm乳化炸藥卷,也采用等間隔不連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),每個(gè)孔用一發(fā)非電導(dǎo)爆管雷管起爆。炮孔的孔口部位用炮泥填塞。

3 爆破起爆網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)爆破部位和每次爆破量相應(yīng)采取孔內(nèi)和孔外延時(shí)起爆。

頂板每次爆破的炸藥量約 30～40 kg,孔內(nèi)使用MS8(延遲時(shí)間 250 ms),孔外使用 MS2(延遲時(shí)間25 ms)傳爆,將整個(gè)藥量分 8個(gè)段位起爆。

立板每次爆破的炸藥量 20～30 kg,孔內(nèi)使用MS8(延遲時(shí)間 250 ms),孔外使用 MS2(延遲時(shí)間25 ms)傳爆,每次爆破有 4面立板,每面立板上的起爆雷管進(jìn)行束接,然后使用傳爆雷管橋接,分 4個(gè)段位起爆。

底板每次爆破的炸藥量約 30～40 kg。由于底板爆破震動(dòng)對(duì)橋墩影響最大,為保證橋墩的安全,每次起爆藥量控制在 2 kg以內(nèi),孔內(nèi)使用 MS8(延遲時(shí)間 250 ms),孔外使用MS2(延遲時(shí)間 25 ms)接力傳爆,縱向兩孔從北側(cè)向南側(cè)逐一起爆。

4 爆破安全設(shè)計(jì)

4.1 爆破震動(dòng)速度分析

為避免能量集中,采用多打孔、少裝藥和微差延期起爆技術(shù),將能量合理分散,控制一次齊爆的最大藥量。一次齊爆的最大藥量根據(jù)環(huán)境的具體要求按下式確定:

式中:Q安——安全允許單響齊爆藥量,kg;

R——爆源至保護(hù)物的距離,m;

V——安全允許質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,cm/s;

K——與爆區(qū)地質(zhì)有關(guān)的修正系數(shù);

α——地震波衰減系數(shù)。

根據(jù)周邊環(huán)境分析,重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象為箱梁下的橋墩,另有箱梁西南向 100 m處的建筑物,根據(jù)《爆破安全規(guī)程》(GB6722-03)要求,對(duì)磚混建筑物的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度按 V=2 cm/s計(jì)算,對(duì)于 28 d以上的混凝土質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度按 V=12 cm/s計(jì)算,根據(jù)拆除爆破經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),K取 34;α取 1.57。

西南 100 m處的建筑物允許爆破最大藥量為:

對(duì)于 5號(hào)橋墩距箱梁近點(diǎn)處的允許爆破最大藥量按上式計(jì)算,得出 15,10,6,4,2 m距離條件下允許的最大爆破藥量分別為 466,138,30,9,1.2 kg。

由于 5號(hào)橋墩澆注齡期較長(zhǎng),且箱梁與橋墩間有緩沖墊,而爆破部位臨空面較多,爆破實(shí)際震動(dòng)要小于理論計(jì)算值,因此采取控制爆破不會(huì)對(duì)橋墩造成有害影響。

4.2 爆破飛石控制

拆除控制爆破個(gè)別飛石的最大飛散距離,按《爆破計(jì)算手冊(cè)》中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算:

式中:S——飛石最遠(yuǎn)距離,m;

V——飛石初速度,一般為 10～30 m/s;

g——重力加速度。

V區(qū)最大值,計(jì)算得:S=45 m。

根據(jù)周邊環(huán)境實(shí)際情況,對(duì)爆破飛石采取嚴(yán)格的防護(hù)技術(shù)措施,以降低飛散距離:

(1)在爆破部位用草包、麻袋進(jìn)行包扎;

(2)用竹夾板、草袋、鐵絲網(wǎng)等防護(hù)材料在爆破體主要防護(hù)方向進(jìn)行外部防護(hù),減緩飛散物的速度。

5 結(jié) 論

(1)利用箱梁原有錨索預(yù)留孔進(jìn)行不耦合裝藥,減少了鉆孔數(shù)量和雷管使用量,同時(shí)也達(dá)到了控制爆破飛石的效果。

(2)針對(duì)箱梁中間隔板鋼筋非常密集的特殊情況,適當(dāng)調(diào)整炸藥單耗至 1800 g/cm3,達(dá)到了混凝土和鋼筋分離的爆破效果。

(3)采用嚴(yán)密的防護(hù)措施,嚴(yán)格控制爆破飛石,爆破后,施工便橋和橋墩爬梯都沒(méi)有受到任何破壞。

(4)經(jīng)過(guò)爆破振動(dòng)驗(yàn)算,采用設(shè)計(jì)的裝藥量進(jìn)行爆破,對(duì)橋墩沒(méi)有產(chǎn)生任何不良影響。

[1] 張正宇.中國(guó)爆破新技術(shù)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.

[2] 于亞倫.工程爆破理論與技術(shù) [M].北京:冶金工業(yè)出版社,2004.

[3] 劉殿中.工程爆破實(shí)用手冊(cè) [M].北京:冶金工業(yè)出版社,1999.

2011-07-06)

謝續(xù)文 (1965-),男,碩士,高級(jí)工程師,主要從事爆破工程實(shí)際應(yīng)用。