特大桥箱梁爆破拆除

谢续文,孙向阳,梁钱福

(湖南中人爆破工程有限公司, 湖南长沙 410008)

特大桥箱梁爆破拆除

谢续文,孙向阳,梁钱福

(湖南中人爆破工程有限公司, 湖南长沙 410008)

介绍了某特大桥箱梁爆破的成功实例。通过对箱梁顶板、立板、底板各结构部位设计不同的爆破参数,达到最好的爆破效果。

箱梁;爆破拆除;爆破参数;安全措施

1 工程概况

位于在建的湘桂铁路线永州 2号湘江特大桥 5号桥墩上的箱梁,由于质量原因需要拆除重建,5号桥墩位于湘江西岸,东侧 100 m处是 4号桥墩,正在施工;南北两侧为湘江上下游,西侧 100 m处为该大桥建设项目部及材料场,南侧 400 m处为正在运行的铁路。箱梁爆破拆除时不得损坏下部桥墩、桥墩上的施工平台以及河岸至桥墩的人行浮桥,拆除爆破环境复杂,安全要求高。

待爆破拆除的箱梁为浇注的 C50混凝土,箱梁整体长 14 m,上边宽 12 m,下边宽 6.4 m,高 7 m。顶板厚度为 56 cm,底板厚度为 113 cm,立板厚度 90 cm,如图1所示。

图1 待爆箱梁结构

2 爆破方案设计

2.1 爆破总体方案

根据箱梁的结构和周边环境条件,对箱梁顶板利用现有的锚索预留孔进行装药爆破;对有预留孔的立板利用预留孔水平装药爆破,对其它立板部分使用钻机从上至下钻垂直孔爆破;对底板采用从两端向中间钻水平孔爆破。通过爆破后使混凝土块大部分破碎并脱离钢筋网,然后利用氧割将钢筋切断,并将爆碴清离桥墩。

2.2 爆破参数

经试验炮后优化的爆破参数如表1所示。

表1 爆破参数

2.3 炮孔布置

(1)顶板。顶板垂直炮孔按设计的孔网参数成梅花形布置,装填 150 g包装袋Φ32 mm乳化炸药卷,且连续装药;顶板水平孔采用间隔不耦合装药结构,先将每孔的总药量 (Φ32卷状药柱)等距离间隔固定在竹条上,用导爆索连接传爆,然后一次性装入孔内。每个孔用一发非电导爆管雷管起爆。炮孔的孔口部位用炮泥填塞。

(2)立板。立板顶板垂直炮孔沿立柱轴线分布,但又依次一左一右偏离中轴线 3～5 cm。使用Φ32 mm乳化炸药卷,等间隔不连续装药,将每孔的总药量等距离间隔固定在竹条上,用导爆索连接传爆,然后一次性装入孔内,每个孔用一发非电导爆管雷管起爆,炮孔的孔口部位用炮泥填塞;立板水平孔也同样采用间隔不耦合装药结构。

(3)底板。底板两排水平炮孔交错布置,使用Φ32 mm乳化炸药卷,也采用等间隔不连续装药结构,每个孔用一发非电导爆管雷管起爆。炮孔的孔口部位用炮泥填塞。

3 爆破起爆网络

根据爆破部位和每次爆破量相应采取孔内和孔外延时起爆。

顶板每次爆破的炸药量约 30～40 kg,孔内使用MS8(延迟时间 250 ms),孔外使用 MS2(延迟时间25 ms)传爆,将整个药量分 8个段位起爆。

立板每次爆破的炸药量 20～30 kg,孔内使用MS8(延迟时间 250 ms),孔外使用 MS2(延迟时间25 ms)传爆,每次爆破有 4面立板,每面立板上的起爆雷管进行束接,然后使用传爆雷管桥接,分 4个段位起爆。

底板每次爆破的炸药量约 30～40 kg。由于底板爆破震动对桥墩影响最大,为保证桥墩的安全,每次起爆药量控制在 2 kg以内,孔内使用 MS8(延迟时间 250 ms),孔外使用MS2(延迟时间 25 ms)接力传爆,纵向两孔从北侧向南侧逐一起爆。

4 爆破安全设计

4.1 爆破震动速度分析

为避免能量集中,采用多打孔、少装药和微差延期起爆技术,将能量合理分散,控制一次齐爆的最大药量。一次齐爆的最大药量根据环境的具体要求按下式确定:

式中:Q安——安全允许单响齐爆药量,kg;

R——爆源至保护物的距离,m;

V——安全允许质点振动速度,cm/s;

K——与爆区地质有关的修正系数;

α——地震波衰减系数。

根据周边环境分析,重点保护对象为箱梁下的桥墩,另有箱梁西南向 100 m处的建筑物,根据《爆破安全规程》(GB6722-03)要求,对砖混建筑物的质点振动速度按 V=2 cm/s计算,对于 28 d以上的混凝土质点振动速度按 V=12 cm/s计算,根据拆除爆破经验数据,K取 34;α取 1.57。

西南 100 m处的建筑物允许爆破最大药量为:

对于 5号桥墩距箱梁近点处的允许爆破最大药量按上式计算,得出 15,10,6,4,2 m距离条件下允许的最大爆破药量分别为 466,138,30,9,1.2 kg。

由于 5号桥墩浇注龄期较长,且箱梁与桥墩间有缓冲垫,而爆破部位临空面较多,爆破实际震动要小于理论计算值,因此采取控制爆破不会对桥墩造成有害影响。

4.2 爆破飞石控制

拆除控制爆破个别飞石的最大飞散距离,按《爆破计算手册》中的经验公式计算:

式中:S——飞石最远距离,m;

V——飞石初速度,一般为 10～30 m/s;

g——重力加速度。

V区最大值,计算得:S=45 m。

根据周边环境实际情况,对爆破飞石采取严格的防护技术措施,以降低飞散距离:

(1)在爆破部位用草包、麻袋进行包扎;

(2)用竹夹板、草袋、铁丝网等防护材料在爆破体主要防护方向进行外部防护,减缓飞散物的速度。

5 结 论

(1)利用箱梁原有锚索预留孔进行不耦合装药,减少了钻孔数量和雷管使用量,同时也达到了控制爆破飞石的效果。

(2)针对箱梁中间隔板钢筋非常密集的特殊情况,适当调整炸药单耗至 1800 g/cm3,达到了混凝土和钢筋分离的爆破效果。

(3)采用严密的防护措施,严格控制爆破飞石,爆破后,施工便桥和桥墩爬梯都没有受到任何破坏。

(4)经过爆破振动验算,采用设计的装药量进行爆破,对桥墩没有产生任何不良影响。

[1] 张正宇.中国爆破新技术[M].北京:冶金工业出版社,2004.

[2] 于亚伦.工程爆破理论与技术 [M].北京:冶金工业出版社,2004.

[3] 刘殿中.工程爆破实用手册 [M].北京:冶金工业出版社,1999.

2011-07-06)

谢续文 (1965-),男,硕士,高级工程师,主要从事爆破工程实际应用。