鋼筋混凝土中承式系桿拱橋爆破拆除的實踐

梁 兵，毛益松，單志國，陳章明

(1.國防科學技術大學 指揮軍官基礎教育學院， 湖南 長沙 410072； 2.湖南長工工程建設有限公司， 湖南 長沙 410003)

鋼筋混凝土中承式系桿拱橋爆破拆除的實踐

梁 兵1，毛益松1，單志國2，陳章明2

(1.國防科學技術大學 指揮軍官基礎教育學院， 湖南 長沙 410072； 2.湖南長工工程建設有限公司， 湖南 長沙 410003)

待爆破拆除橋梁為鋼筋混凝土中承式系桿拱橋，單跨全長48 m，寬10.6 m，主要受力構件為兩根鋼筋砼拱肋，拱肋高1.2 m、寬0.8 m，采用藥孔法控制爆破技術將橋梁一次性炸塌并解體破碎，在爆破切口部位選擇、藥孔參數確定、起爆順序劃分及延時間隔和安全防護措施上進行了周密設計和嚴格施工，爆破效果達到了預期目的。

中承式；拱橋；爆破拆除；爆破切口；爆破參數

1 工程概況

根據岳麓大道西延拓改工程需要，決定采用控制爆破技術對K2+520處跨線橋進行拆除。

(1) K2+520處跨線橋為鋼筋混凝土中承式系桿拱橋，長48 m，寬10.6 m，主要受力構件為兩根鋼筋砼拱肋，拱肋橫載面為矩形，高1.2 m、寬0.8 m，橋面至拱頂高3.9 m。兩端橋臺上兩根立柱斷面尺寸為0.8 m×0.6 m。橋梁結構見圖1。

(2) 橋梁下面為G5513高速公路。東側距麓景路和長房西郡320 m；南橋15 m處為沿高路并改為臨時道路，東南側距萬華機器廠85 m，西南側距金瑞科技80 m；北側50 m以外是商店、住宅樓及長沙市少管所，北側距220 kV高壓輸電線65 m。

(3) 將橋梁結構一次性整體爆破炸塌和兩側橋臺爆破解體破碎。爆破橋梁時，必須確保人員、車輛的絕對安全；確保鄰近建(構)筑物、架空電力線路、通信線路、電視線路及地下管線不受損壞，尤其是北側220 kV高壓輸電線絕對不能損壞；確保施工工期按時完成爆破任務。

圖1 中承式系桿拱橋結構

2 橋梁爆破方案選擇與設計

2.1 爆破總體方案

根據橋梁的結構形式和構造特點以及周邊環境情況，確定采用藥孔法控制爆破技術將系桿拱橋一次性炸塌解體破碎，并對兩端橋臺兩根鋼筋混凝土立柱進行弱爆破松動；兩端橋臺拆除采用炮機破碎分塊后運出現場。為了減少一次齊爆的用藥當量，降低爆破產生的震動效應，有效控制橋梁的破碎解體程度，在整體結構爆破時采用延時分段起爆方式，用半秒段塑料導爆管雷管控制從南向北分段依次起爆；為保護高速公路路面不受損壞，爆破前在橋下路面鋪墊厚1 m、長25 m、寬14 m的粘土草袋緩沖層，以緩解拱橋塌落過程中對路面的硬沖擊，減小炸塊坍落產生的沖擊振動對公路的影響。

對重點爆破部位的拱肋，每根布置了5個爆破切口，分別位于拱頂部位、橋面兩端拱身部位、兩端拱腳部位處等，炸開一個長3 m左右的爆破切口(見圖2)。每個爆破部位布置3排梅花炮孔，采用鉆垂直鉆孔方式。

圖2 爆破切口部位

2.2 爆破技術設計

(1) 拱肋藥孔參數。本橋梁爆破主要針對拱肋受力構件，橋臺待爆破后同清碴一起用炮機破碎，拱肋爆破藥孔參數如下：孔徑38～42 mm，孔深0.8 m，孔距35 m，最小抵抗線0.4 m。

(2) 裝藥量計算?？紤]到拱肋的砼標號高達C30，并要求砼炸成碎塊，因此，單位用藥量應適當加大，故取k=1.0～1.5 kg/m3；單孔裝藥量為0.35～0.5 kg，實際裝藥時，以0.5 kg為標準進行調整；在兩根拱肋的拱頂、拱腳和立柱上布置藥孔240個，拱肋炮孔分上下兩層裝藥，裝藥量分配如圖3所示。藥孔數量統計如表1所示。

2.3 起爆網路設計

(1) 起爆方式?？紤]橋梁北側65 m處220 kV高壓線距離較近，爆破全部采用導爆管起爆網絡。每個炮孔用1發ms1段導爆管雷管起爆，每20個左右導爆管雷管并聯為一個組，每個并聯組采用四通連接起爆點，用高能起爆器起爆。

圖3 藥孔布置

(2) 區段劃分及延時間隔。為了減小同次齊爆的裝藥當量，有效降低爆破震動，合理控制橋梁塌落的解體破碎程度，減弱對路面的沖擊速度，綜合考慮確定采用分段微差起爆方案。相鄰區段的起爆時差為500 ms，共分3個區段，按從南向北的順序依次起爆。

2.4 爆破安全及防護措施

本次爆破采用多孔小藥量的內部裝藥原則且有填塞，因此爆破噪聲和爆破揚塵對周圍建筑物和人員的危害較小。以最近建筑物50 m考慮，按照《爆破安全規程》要求，爆破振動速度均在1.0 cm/s以下，加上橋梁爆破地震波只能通過橋墩和橋臺傳播，分段延期且衰減快，對周圍建筑物安全影響不大。

爆破飛石安全距離估算是安全防護方面需考慮的主要因素。估算原則是根據無覆蓋遮擋條件下單位用藥量與爆破飛石之間的函數關系計算飛石的飛散距離。計算關系式為：

D=70QL0.53

式中，D為無覆蓋遮擋條件下爆破產生飛石的飛散距離，m；QL為爆破時單位裝藥量，kg/m3。QL的合理值在1.2～1.5 kg/m3范圍內，計算結果：D在80～90 m左右，周圍建筑物必須采取防護措施。

主要防護措施如下：對橋梁的拱肋爆破采用不少于5層草簾子、2層鋼絲網和1層彩條布嚴密包裹，加強覆蓋防護；對兩岸橋臺距建筑物和構筑物最近處的爆破防護采用直接防護和間接防護相結合，爆破切口部位直接防護用裝有泥土的麻袋進行壓重；在橋梁拱肋外側部位通過吊掛稻草防護簾、多層麻袋實施間接防護。另外，靠近構筑物和建筑物的部位通過覆蓋加倍重點防護。

3 爆破效果和體會

爆破后，南側爆破飛石得到了有效控制，但西側(長沙市少管所)飛石飛得較遠，少量小石塊砸到了住房，事后了解到負責此部分的技術人員將部分炮孔的單耗由設計最大1.5 kg/m3增加到了2.0 kg/m3。橋梁塌落破碎徹底，爆破部位鋼筋脫離充分，塊度不大于0.5 m3, 爆破震動未對周邊房屋建筑造成危害。本次爆破參數設計合理，爆破效果達到了預期目標。最大體會是此類橋梁的爆破部位不能預先做試驗爆破，完全根據設計要求和經驗確定裝藥量，為保證橋梁炸塌，炸藥單耗往往會偏高，為此，須做好嚴密安全防護措施和切實落實爆破警戒范圍。

[1]張志毅.交通土建工程爆破工程師手冊[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2]聞廣厚.現代鐵路工程爆破新技術[M].北京：當代中國出版社 2004.

[3]楊享衢.關于非電毫秒雷管名義延期時間的討論[J].工程爆破，2003(4):58-61.

[4]劉殿中.工程爆破手冊[M].北京:冶金工業出版社,1999.

?除爆破中的安全防護技術[J].工程爆破,1995(1):71-75.(

2016-10-20)

梁 兵(1962-)，男，副教授，主要從事道路橋梁方面的研究與教學工作，Email：984955179@qq.com。