大跨徑斜拉索橋控制爆破拆除技術研究與實踐

摘要：以長沙市黑石渡瀏陽河大橋主橋爆破拆除為例，介紹了爆破方案選擇、爆破參數確定、炮孔布置形式及針對性的技術措施。該橋為大跨徑斜拉索橋，周圍環境復雜，對該類橋梁主要受力構件采取充分爆破，對其它構件采取了局部爆破，達到了預期爆破效果；采用機械拆除與爆破拆除結合方案，對主體部分采取逐段倒塌延期起爆技術，有效的降低了爆破振動和控制了橋面塌落振動等危害。

關鍵詞：控制爆破 橋梁拆除 爆破振動 大跨徑斜拉橋

1 工程概況

位于湖南省長沙市三一大道上的黑石渡瀏陽河大橋始建于1993年，是一座斜拉索橋。經過近20年的運營，橋墩等混凝土結構在風吹日曬下嚴重風化，部分斜拉鋼索也已經嚴重銹蝕，存在著極大的安全隱患，為了適應城市建設的整體規劃，相關部門決定對其進行拆除，然后在原址重新建一座新橋。待拆除瀏陽大橋周圍環境如圖1所示。橋梁整體呈東西走向，西南方42m處為居民樓，西北方140m處為農貿市場，東北方130m為河道綠化管理辦公樓，西南方183m為居民區，南側26m處和北側50m處為供水管道，周邊環境十分復雜。該橋梁為鋼筋混凝土獨塔斜拉索橋，橋長760m，橋面寬24.5m，上部主塔高24.8m，為大跨徑連續梁結構，其中主橋部分10跨196m，下部橋墩每排3個，跨徑16m，其中主塔橋墩直徑為2.0m，其余橋墩直徑為1.0m。

2 施工特點分析

2.1 該橋在長沙市的主要交通要道上，周圍環境十分復雜，距爆破中心僅42m的磚結構居民住宅區是本次爆破的重點保護對象之一，因此，在爆破作業時需要進行交通管制并加強警戒，并必須采取必要的防飛石措施和減震動措施。

2.2 該橋位于瀏陽河上，爆破后落入河中的橋梁主體結構廢碴必須及時清除，因此，必須嚴格控制爆破裝藥參數，使橋梁主體松動失穩塌落而不粉碎破壞，以方便及時解體外運，同時要求作業人員必須采取防止落水的專項安全施工措施。

3 爆破方案選擇

根據待爆大橋的周圍環境條件，結合大橋的結構特點綜合分析，決定對該橋采用機械拆除和爆破拆除相結合的拆除方案，即對橋梁主體進行爆破拆除，引橋采用機械進行拆除。具體做法是：主體爆破拆除的關鍵在于橋體中心的3個索塔和水中的30個橋墩，設計采用毫秒延期起爆技術使橋梁主體從索塔中心向東西兩側依次坍塌。東西兩側引橋距離居民住宅較近，先與主橋連接部位預拆除出一條切割縫來，待主體爆破結束后采用機械拆除。

4 爆破技術設計

4.1 炮孔布置

橋墩和索塔均為圓柱體結構，故采用徑向鉆孔的方法。在同一截面上，沿圓周長分主次布置多排炮孔，炮孔和圓直徑重合；在由上而下的不同截面上，將主次炮孔錯開，必須保證圓柱中心軸上有一個藥包[1]。錨固墩的炮孔布置在梯形截面的大面上，水平鉆孔，間距0.4m，排距0.4m，深為1.2m。爆破后使混凝土全部脫離錨索即可[2]。

4.2 爆破參數

根據類似工程經驗，單孔裝藥量一般按體積公式計算，然后再平均分配在各個炮孔中，具體的爆破參數如表1所示，實際裝藥時要進行最小抵抗線修正，以防止產生爆破飛石[3]。

4.3 起爆網路

采用導爆管雷管起爆與電起爆相結合的綜合起爆網路，一次激發，總延期時間1200ms。

5 安全防護措施

考慮到本次爆破周圍環境十分復雜，爆破首先要從技術上精心設計，主動地減少各種爆破危害，此外，還需被動地采取一些針對性的安全防護措施。

5.1 起爆網路保護

為確保網路的穩定性和準爆性，首先在裝藥封堵和網路連接過程中要注意雷管腳線的保護，避免導爆管打死結和拉斷，其次要用絕緣膠布包好主爆網路中的電雷管腳線接頭，防止短路和漏電。

5.2 爆破飛石防護

首先在裝藥時要嚴格控制裝藥量和炮泥封堵質量，其次在橋墩等爆破部位用2層土工布和1層鋼絲網進行近體防護，然后在橋梁主體向東西兩側各延伸50m范圍內沿南北兩側金屬護欄下垂1層鋼絲網防護簾至水面來進行飛石的二次遠體加強防護。

5.3 爆破振動防護

橋梁主體爆破時采用逐段微差起爆技術，使得同時爆炸的藥量相對分散，減輕了爆炸沖擊波，同時也可以延長橋體觸地接觸時間，使觸地震動沖擊波在傳播的過程中互相干擾而消弱，進而有效控制爆破振動和觸地振動危害，還能有效的控制橋體落入水中引起的水中沖擊波對周圍的影響[4]。

5.4 水中施工措施

結合工程實際，充分利用陸地橋體破碎后的豐富石渣，有效發揮施工機械設備優勢，對水中橋墩進行圍堰筑島，這樣機械設備、人員施工、鋼材回收等均在島上進行。施工結束后倒退式清理圍堰筑島垃圾，恢復河道暢通[5]。

6 爆破效果

2011年12月12日11時08分，大橋主體起爆，爆后主橋成梯段下落倒塌，索塔向東北方向倒塌，爆破倒塌過程如圖2所示。東西引橋、河中管道、新建鋼便橋及周圍民房均未受影響。測得的質點最大振速為0.782cm/s。爆破獲得了圓滿成功。

參考文獻：

[1]毛益松，單志國，鄭卓淵等.鋼筋混凝土箱型梁橋的控制爆破拆除[J].采礦技術，2009，9（6）：75-78.

[2]劉軍，秦根杰.某橋梁爆破拆除及預處理措施[J].爆破，2008，25（4）：73-76.

[3]吳靜，宋正利.橋梁鋼筋混凝土墩柱爆破拆除技術[J].建筑技術，2005，36（6）：429-430.

[4]呂小師，羅運軍.大型冷卻塔控制爆破技術及危害控制措施[J].河南理工大學學報（自然科學版）.2012，31（5）：589-593.

[5]劉旭升.重慶朝陽嘉陵江大橋橋墩圍堰防滲技術[J].遼寧工程技術大學學報（自然科學版），2011，30（S1）：120-122.

作者簡介：

呂小師（1975-），男，山西晉城人，工程師，碩士研究生，主要從事工程爆破施工、教學與科研工作。