復雜環境下分離式立交橋爆破拆除技術

蔣文俊 唐春海 凌宇恒

(廣西大學資源環境與材料學院,廣西 南寧 530004)

復雜環境下分離式立交橋爆破拆除技術

蔣文俊 唐春海*凌宇恒

(廣西大學資源環境與材料學院,廣西 南寧 530004)

為實現橋體充分解體，在保證橋梁整體結構穩定的前提下,在箱梁頂部開了12個切割槽，極大方便了箱梁下部裝藥，同時采用孔外延時排間微差爆破技術，橋下預先鋪設防護沙袋，有效的降低了塌落體的觸地振動，取得了理想的爆破效果。

立交橋，箱梁結構，爆破拆除

1 工程概況

那廟分離式立交橋位于南寧市青秀區那廟(繞城高速K77+225處)，新規劃的南寧市鳳凰嶺—高速環路立交橋與原南寧那廟分離式立交橋路線沖突，需要對那廟分離式立交橋進行爆破拆除。

1.1周圍環境

那廟分離式立交橋周邊均為在建的立交橋，西側約20 m有在建立交橋；東北側約100 m有高壓線鐵塔；天橋下方為正常運營的高速公路，高速公路中心隔離欄路面下埋有光纜，爆區環境如圖1所示。

1.2橋梁結構

該橋全長57.4 m，寬7.5 m，橋面內寬6.5 m，距高速路面高6.6 m。上部主梁為2×25 m現澆預應力混凝土連續箱梁，下部橋臺為雙柱式，橋墩為單柱，基礎均為摩擦樁，兩側設橋臺和漿砌片石錐坡。全橋共兩跨，長2×25 m；兩側有橋臺樁臺帽外伸長3.7 m；護欄位于橋身兩側，高0.9 m，上寬0.25 m，下寬0.5 m；主梁高1.45 m，上部總寬7.5 m，內寬6.5 m，上部橋面有0.1 m厚的鋪裝；主梁中間位置為箱梁，箱梁高1.45 m、上寬4 m、下寬3.5 m，箱梁頂厚0.2 m、底厚0.2 m、兩側壁厚0.3 m～0.7 m；主梁兩側為混凝土板，各寬1.75 m，厚0.15 m～0.3 m。橋墩位于天橋下部中間位置，為單柱，頂部支座厚0.2 m，橋墩直徑1.5 m，橋梁結構如圖2所示。

1.3工程技術要求及難點

1)待拆橋梁周邊環境復雜且對在建新橋和高速公路路面的保護等級要求高。爆破必須嚴格控制橋體塌落觸地振動及爆破有害效應，保證在建新橋、高速公路路面、高壓電線不受影響。

2)待拆橋梁整體一次性爆破，僅封閉高速公路2 h，要求在爆破前半個小時內完成橋梁正下方路面的防護及警戒工作，爆破后一個半小時內完成下行線半幅路面的塌落體解體、破碎、清運、清洗路面和恢復護欄等工作。

3)為了爆破后鋼筋混凝土剝離效果更好，便于清理，待拆橋梁采用分塊粉碎性爆破，但炮孔數量多，炸藥消耗量大，爆破產生振動大，起爆網路復雜和安全防護難度高。

2 爆破方案設計

2.1方案選擇

考慮到待拆橋梁周邊環境，須確保待拆橋梁不向西側發生偏移，為減小其塌落振動對在建新橋的影響，利用孔外延時排間微差爆破技術使待拆橋梁主體先后塌落于覆蓋路面上的沙袋，達到分塊充分解體的爆破效果。再用機械對其進行二次破碎解體，并用挖掘機和推土機對高速公路路面上的塌落體進行清理。綜上所述,確定采用橋梁分塊解體粉碎性爆破拆除方案。

2.2橋梁的預處理

該橋下部為正常運行的高速公路，所以箱梁底部跟橋側面無法正常鉆孔，為了方便鉆孔裝藥，同時為了橋體充分解體，在箱梁頂部用鉆孔機械切割出方形的凹槽用于箱梁的鉆孔爆破。根據該橋的結構特點，以橋梁縱軸線為中心向兩邊開槽，縱向切割出4個尺寸為3×0.8 m的槽口，橫向切割出8個3×1.5 m的槽口。

2.3爆破參數

全橋鋼筋混凝土結構全部布孔。采用YT-20鑿巖機打眼，鉆頭直徑36 mm，炮孔直徑d=38 mm。

2.3.1橋身部分

1)炮孔參數。

橋面護欄高約0.9 m，上寬約0.25 m，中間寬0.2 m，下寬0.5 m；箱梁頂厚0.2 m、底厚0.2 m、兩側壁厚0.3 m、箱梁兩側混凝土板厚0.15 m～0.3 m。中心橋墩和兩側橋臺位置為實心，厚1.4 m；

各部分厚度B不等，炮孔深度L=B×2/3=0.14 m～0.3 m。炮孔間距a=0.5 m，排距b=0.3 m～0.4 m，三角形布置。

2)裝藥參數。

因混凝土厚度不一，則用截面積和孔距a=0.5 m計算一個截面上的所有炮孔裝藥量[1,2]。

Q截=qSa=(0.8～1.2)×3.98×0.5=1.6 kg～2.4 kg。

其中，q為單位炸藥消耗量，取0.8 kg/m3～1.2 kg/m3；S為截面面積，取3.98 m2；a為孔距，取0.5 m。

計算得截面裝藥量Q截=1.6 kg～2.4 kg，為了便于裝藥，孔深為0.13 m～0.2 m時裝50 g，孔深為0.3 m左右時裝100 g，單個斷面藥量為1.8 kg，與計算值相符。

2.3.2橋墩部分

1)炮孔參數。

橋墩高h=8.4 m，直徑B=1.5 m，水平布置炮孔。炮孔深度L=B×2/3=1 m，炮孔間距a=0.6 m，布置一排炮孔。

2)裝藥參數。

單孔裝藥量Q墩=qaπ(B/2)2=0.75 kg(q取0.7 kg/m3)。

橋墩炮孔數12個，用藥量約9 kg。

橋梁各部位爆破參數如表1所示，布孔形式如圖3所示。

表1 爆破參數

2.4起爆網路

為了控制爆破振動和塌落體觸地振動，提高爆破效果，采取孔外延時排間微差的起爆網路，橋身采用從中間到兩側的爆破順序，排間全部用起爆時間為50 ms的導爆管雷管進行延時控制。

采用大把抓簇聯的方式，用兩發MS3段連接管由兩側向中間進行接力串聯。采用復式跳線網路確保延時傳爆準確。該方式可有效減少同段爆破藥量，并且對橋體各部位是逐步均勻卸載，起爆網路圖如圖4所示。

3 爆破安全及防護措施

1)為了控制橋梁爆破產生的飛石危害，在起爆網路聯網完畢后，在橋面炮孔上設置2層防護設施，第1層為橡膠炮被覆蓋層并用土袋壓實，第2層用地毯進行覆蓋；對墩柱和樁基采用多層安全防護網進行柔性防護[3],如圖5所示。

2)為了保護高速公路路面和控制觸地振動的危害，于橋梁正下方采用黃土加沙袋緩沖墊層防護作為本次橋梁爆破減振的主要措施。

3)為了防止塌落混凝土渣對路面造成損壞，在路面上預先鋪設一層黃土，再在黃土上鋪設一層沙袋緩沖保護墊層，見圖5。

4)為保護在建立交橋，對在建立交橋實施近體防護，具體做法是在待拆除橋梁正對新建立交橋的護欄上掛兩層致密的防護網。

5)在爆破前對警戒范圍內人員進行撤離，并對高速公路截流，警戒范圍內的各路口派專人警戒，確保萬無一失[4]。

4 爆破效果及經驗體會

4.1爆破效果

從無人機航拍橋梁爆破過程分析看，先是橋墩起爆，緊接著橋面從兩側向中心依次起爆，最后橋梁坍塌。這說明了孔外延時排間微差控制爆破到位，如圖6所示。

從爆破效果看，橋梁塊體完全塌落于高速路面堆填的沙袋上，爆破部位鋼筋、混凝土解體充分，橋梁塌落振動對埋設在高速公路中心隔離帶內的光纜、西側在建立交橋鐵架和東北側高壓線鐵塔橋均未造成損害，這說明了炸藥單耗選擇合理和防護措施控制到位。本次爆破在僅僅2 h的時間內完成路面防護，塌落體解體、破碎，清渣等工作，確保了高速公路在2 h內順利通車。

4.2爆破振動允許速度

本次爆破振動監測采用TC-4850爆破測振儀，橋梁拆除爆破現場，在距離橋約20 m在建新橋測得實際振動速度峰值為1.38 cm/s,東北側約100 m高壓鐵塔測得實際振動速度峰值為0.26 cm/s。監測結果遠小于GB 6722—2014爆破安全規程中規定的一般民用建筑安全允許質點振動速度規定[5,6]。

本次爆破針對橋梁結構特點對箱梁做了預處理，采用多打孔、少裝藥的粉碎性爆破設計方案，經精心施工，嚴格管理，爆破拆除取得成功?？偨Y經驗如下：

1)箱梁結構橋梁底部鉆孔、裝藥難度大，針對橋梁結構特點，精心的計算，在箱梁頂部預先開切割槽，方便了箱梁底部裝藥，有效的提高了爆破效果。

2)從各方面分析橋梁特點及周邊環境，制定切實可行的爆破方案，并嚴格按照爆破方案施工，確保施工中各環節達到設計要求，才能達到預期的爆破效果。

[1] 汪旭光，于亞倫．拆除爆破理論與工程實例[M].北京:人民交通出版社，2008．

[2] 汪旭光．中國典型爆破工程與技術[M].北京:冶金工業出版社，2006．

[3] 王浩州,嚴東晉,年鑫哲，等.高架橋爆破拆除塌落震動的測試與分析[J].爆破,2014,31(1):144-149．

[4] 徐鵬飛,蓋四海,張英才.運行中的高速公路跨線橋梁的拆除爆破[J].工程爆破,2014,20(3):16-19.

[5] GB 6722—2014,爆破安全規程[S].

[6] 王文輝,趙 根.大型城市高架橋爆破拆除振動特性[J].工程爆破，2014,20(5):41-45.

Blastingdemolitiontechnologyofseparationoverpassincomplicatedsurroundings

JiangWenjunTangChunhai*LingYuheng

(SchoolofResources,EnvironmentandMaterials,GuangxiUniversity,Nanning530004,China)

In order to make the bridge disintegrate completely, and ensure the stability of the overall structure of the bridge. In this premise, 12 cutting grooves were opened at the top of the box girder, it greatly facilitates the loading of the lower part of the box girder. At the same time, the use of inter hole delay, inter row millisecond blasting technology, laying sandbags under the bridge, effectively reduce the ground motion of falling bodies. The ideal blasting effect has been obtained.

flyover, box girder stucture, demolition blasting

1009-6825(2017)30-0086-03

2017-08-13

蔣文俊(1992- )，男，在讀碩士

唐春海(1971- )，男，博士，副教授

U445.6

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