580+m长钢筋混凝土箱型拱桥爆破拆除.pdf

第３４卷 第３期 ２０１７年９月 爆 破 ＢＬＡＳＴＩＮＧ Ｖｏｌ． ３４ Ｎｏ． ３  Ｓｅｐ． ２０１７ ｄｏｉ１０． ３９６３／ ｊ． ｉｓｓｎ． １００１ -４８７Ｘ． ２０１７． ０３． ０１８ ５８０ ｍ长钢筋混凝土箱型拱桥爆破拆除 支文超， 孟祥栋 （ 重庆市爆破工程建设有限责任公司， 重庆４０００２０） 摘 要 ５８０ ｍ长钢筋混凝拱桥需爆破拆除。大桥是钢筋混凝土建造， 拱肋采用箱型截面的砼箱形拱桥， 经多次加固， 桥墩最大体积１２００ ｍ３， 桥面到墩角最高３３ ｍ， 拱箱壁为薄壁结构。因传统钻爆方式无法有效 破坏大桥结构， 采用水压、 深孔和浅孔爆破相结合的方式， 将药包置于注满水的箱型拱肋内的设计位置上， 以 水作为传爆介质传播爆炸压力使拱肋破坏， 从而达到破坏拱轴解除支撑的目的； 对桥墩采用大孔径深孔， 由 桥面垂直钻孔一次性爆破解除； 桥面、 拱上结构等用浅孔爆破。大桥解体充分， 空气冲击波、 飞石及噪声等得 到有效控制， 也减少了后续出渣工作量。 关键词 箱型拱桥；水压爆破；深孔；复式网路 中图分类号 ＴＵ７４６． ５ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００１ -４８７Ｘ（２０１７）０３ -０１００ -０４ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｏｆ ５８０ ｍ Ｌｏｎｇ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｂｏｘ-ｔｙｐｅｄ Ａｒｃｈ Ｂｒｉｄｇｅ ＺＨＩ Ｗｅｎ-ｃｈａｏ，ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇ-ｄｏｎｇ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｂｌａｓｔｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ５８０ ｍ Ｌｏｎｇ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｒｉｄｇｅ ｎｅｅｄｓ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｒｉｄｇｅ ｗａｓ ａｒｃｈ ｒｉｂｓ ｗｉｔｈ ｂｏｘ-ｓｈａｐｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｙ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｉｍｅｓ，ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｐｉｅｒ ｖｏｌｕｍｅ １２００ ｍ３ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅｉｇｈｔ ｆｒｏｍ ｄｅｃｋ ｔｏ ｐｉｅｒ ｕｐ ｔｏ ３３ ｍ，ａｎｄ ａｒｃｈ ｂｏｘ ｗａｌｌ ｗｉｔｈ ｔｈｉｎ-ｗａｌｌｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｃａｎｎｏｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｅｓｔｒｏｙ ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｅｅｐ ｈｏｌｅ ａｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ， ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｗａｓ ｐｌａｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｘ ａｒｃｈ ｒｉｂ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ａｃｔｅｄ ａｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ ｔｏ ｄｅｓｔｒｏｙ ａｒｃｈ ｒｉｂｓ． Ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｐｉｅｒ ａｎｄ ｓｈａｌｌｏｗ ｈｏｌｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ ｆｌｏｏｒ ｗｅｒｅ ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ ｄｅｍｏｌｉｓｈ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｄｅｃｋ ａｎｄ ａｒｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｗａｓ ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｆｕｌｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｉｒ ｓｈｏｃｋ ｗａｖｅ，ｆｌｙ ｓｔｏｎｅ ａｎｄ ｎｏｉｓｅ ｗｅｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗ-ｕｐ ｓｌａｇ ｗｏｒｋｌｏａｄ ｗａｓ ａｌｓｏ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｓ ｗｅｌｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｂｏｘ ａｒｃｈ ｂｒｉｄｇｅ；ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ；ｄｅｅｐ ｈｏｌｅ；ｄｕｐｌｅｘ ｎｅｔｗｏｒｋ 收稿日期２０１７ -０４ -２１ 作者简介支文超（１９８３ -） ， 男， 工程师、 学士， 主要从事爆破实践和 技术研究， （Ｅ-ｍａｉｌ）３８３６１２００８＠ ｑｑ． ｃｏｍ。 １ 工程概况 重庆市潼南区涪江大桥位于嘉陵江右岸第一大 支流涪江下游河段，大桥为砼箱型拱桥，总长 ５８０ ｍ。桥面净宽９ ｍ ＋２ ２． ５ ｍ人行道， 大桥桥跨 布置为 七个桥拱（４ ６０ ｍ ＋２ １２０ ｍ ＋４０ ｍ） 、 六 个桥墩（ 最大截面８ ｍ １５ ｍ） 的等截面悬链线钢筋 砼无铰箱形拱。主拱圈 箱拱主拱圈全宽９． １０ ｍ， 由６圈箱肋组成，箱间０． ３ ｍ填槽。其中４０ ｍ、 ６０ ｍ跨为三段３０号钢筋预制吊装拱箱，１２０ ｍ跨为 五段４０号钢筋砼预制吊装拱箱。拱上４０ ｍ、６０ ｍ 跨拱上为现浇砼横墙和预制安装等截面钢筋砼圆弧 拱；１２０ ｍ跨拱上为预制安装单排架钢筋砼立柱。 万方数据 桥面系 桥面系由厚度６ ～１３ ｃｍ的现浇钢筋砼路面 和横挑梁、 人行道块、 缘石等预制构件组成。 ２ 拆除方案 桥梁拆除爆破应遵循的原则是 根据其结构的 受力情况结合环境条件采用失稳原理确定爆破拆除 总体方案， 根据结构及用料特征确定施工工艺［ １，２］。 大桥的桥拱均为钢筋混凝土空箱薄壁结构， 壁 厚为１０ ～１８ ｃｍ， 结合其结构特点， 采用水压爆破进 行爆破拆除； 桥面、 拱上立柱和隔墙为实心结构， 采 用浅孔控制爆破； 桥墩由桥面垂直钻孔爆破。 ３ 爆破参数设计 ３． １ 桥面、 拱上立柱和隔墙 （１） 钻孔直径Ｄ ＝４２ ｍｍ （２） 钻孔深度Ｌ ＝０． ７５Ｂ（Ｂ为结构物厚度） （３） 最小抵抗线Ｗ１＝ Ｂ／２ （４） 孔间距ａ ＝０． ９Ｂ （５） 孔排距ｂ ＝ ａ ３． ２ 桥墩爆破 桥墩用潜孔钻， 由桥面垂直钻孔， 经墩上立柱， 钻入桥墩， 钻孔深度据桥墩深度而定， 孔径１２０ ｍｍ， 桥墩部分采用连续装药， 墩上立柱间隔装药， 每个桥 墩交错布置７个炮孔， 单耗０． ５ ｋｇ／ ｍ３， 如图１。 图１ 桥墩布孔图（ 俯视） 及装药示意图 Ｆｉｇ． １ Ｐｉｅｒ ｈｏｌｅ ｍａｐ（ｏｖｅｒｌｏｏｋ）ａｎｄ ｃｈａｒｇｅ ｄｉａｇｒａｍ ３． ３ 桥拱爆破 根据桥拱桁式构件的形状为长方形柱体， 其内腔 为长方体空腔， 其壁厚１０ ～１８ ｃｍ， 根据实际条件， 炸 药放在方形空腔内如图２所示， 采用水压爆破。 图２ 爆破模型示意图 Ｆｉｇ． ２ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｄｉａｇｒａｍ （１） 药量设计 考虑长筒形结构物形状尺寸， 可按下列经验公 式计算［ ３］ Ｑ ＝ ＫｂＫｃＫｄＫｅδＢＬ 式中Ｑ为装药量，ｋｇ；Ｋｂ为与爆破方式有关的 系数， 敞口爆破时，Ｋｂ＝０． ９ ～１． ２， 闭口爆破时，Ｋｂ＝ ０． ７ ～１． ０， 取１． ０；Ｋｃ为结构物材质系数， 对于钢筋 混凝土，Ｋｃ＝０． ５ ～１． ０， 取１． ０；Ｋｄ为结构调整系数， 对于矩形截面，Ｋｄ＝０． ８５ ～１． ０， 取１． ０；δ为结构物 壁厚，ｍ；Ｂ为结构物内径（ 圆形）或边长（矩形） ，ｍ； Ｌ为结构物的长度或高度，ｍ。见表１。 （２） 药包布置 桥拱由六圈箱肋组成， 除边箱外壁较厚外， 其余 箱肋构造相同。箱肋采用线性多药包装药， 间距为 １． ０ ｍ， 箱间填槽部位亦钻孔装药， 装药量与水压爆 破相同， 如图３仅用两箱肋作装药示意。 箱肋装药时， 按设计要求将绑扎好药包和导爆 管雷管的固定杆安置在构件设计位置几何中心。见 图４。 图３ 药包布置图 Ｆｉｇ． ３ Ｃｈａｒｇｅ ｌａｙｏｕｔ （３） 爆破部位 虽然桥拱全部为空心结构， 但考虑大桥的承载 能力和施工工作量， 仅对大桥拱脚和部分中间箱拱 注水爆破。见图５。 １０１第３４卷 第３期 支文超， 孟祥栋 ５８０ ｍ长钢筋混凝土箱型拱桥爆破拆除 万方数据 表１ 水压爆破药包药量计算表 Ｔａｂｌｅ １ Ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｄｒｕｇ ｄｏｓｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔａｂｌｅ 部位 壁厚 δ／ ｍ 内腔长边 Ｂ／ ｍ 灌水 长度／ ｍ 药量 Ｑ／ ｋｇ 药包 个数 实际单药包 药量／ ｋｇ ５、６号拱 边箱０． １８１． ５４９２． ００ ９ ０． ２ 中箱０． １８１． ５４９２． ０００． ２ １、２、３、４ 号拱 边箱０． ０８０． ９６６０． ４６ ６ ０． １ 中箱０． ０８０． ９６６０． ４６０． １ 图４ 炮孔分布图（ 单位ｍｍ） Ｆｉｇ． ４ Ｂｌａｓｔｈｏｌｅ ｌａｙｏｕｔ（ｕｎｉｔｍｍ） ３． ４ 爆破网路设计 根据总体方案设计， 为实现桥梁按照设计方式 安全垮塌， 同时控制爆破产生的震动、 飞石等的不利 影响， 采取一次点火、 分段起爆的总体起爆方案， 桥 上部结构与下部结构同时起爆。起爆顺序由北桥头 向南桥头起爆， 段别从低到高。起爆网路系统前端 的导爆管雷管分两级簇联， 簇联的引爆雷管用瞬发 电雷管起爆［ ４］。 使用导爆管雷管段别为毫秒１、３、５、６、７、８、９ 段［ ５］。见图 ６、 图７。 图５ 注水系统 Ｆｉｇ． ５ Ｗａｔｅｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ 图６ 段别分布图 Ｆｉｇ． ６ Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ４ 爆破效果 爆破后， 大桥按照设计要求， 完全垮塌， 主要爆 破点均按设计要求准爆， 破碎充分， 跨江部分爆渣未 阻碍航道， 陆上最远飞石约３０ ｍ。见图８ ～图１１。 ５ 结论 通过对该桥的拆除， 在施工工艺和爆破技术上， 进行总结 （１） 过程控制是关键 施工过程中， 主要关键点是桥墩的深孔钻孔和 水压爆破的注水系统。桥墩爆破深度１６ ～３４ ｍ， 必 须保证深孔的垂直度和位置准确性， 才能保证桥墩 完全破碎且飞石在可控范围内； 由于大桥年代久远 及建造原因， 桥拱在注水过程中， 必有渗水漏水等情 况， 如何保证注水达到设计水位是水压爆破成功的 关键。 （２） 装药 深孔装药为耦合装药， 为保证孔内乳化炸药达 到稳定爆轰， 全孔采用导爆索传爆。 （３） 爆破网路 由于全桥长５８０ ｍ， 跨度大、 高差大、 多水环境， 保证网路传爆可靠， 才能确保爆破的成功， 实际施工 中， 至少应有两套以上复式爆破网路。 ２０１爆 破 ２０１７年９月 万方数据 图７ 爆破网路示意图 Ｆｉｇ． ７ Ｂｌａｓｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｉａｇｒａｍ 图８ 全桥图 Ｆｉｇ． ８ Ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｂｒｉｄｇｅ 图９ 网路传爆图 Ｆｉｇ． ９ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ 图１０ 爆破中 Ｆｉｇ． １０ Ｂｌａｓｔｉｎｇ 图１１ 爆破后 Ｆｉｇ． １１ Ａｆｔｅｒ ｂｌａｓｔｉｎｇ 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ） ［１］ 汪旭光， 于亚伦．拆除爆破理论与工程实例［Ｍ］．北 京 人民交通出版社，２００８２９５． ［２］ 王守伟， 唐家明．大直径中深孔在桥梁爆破中的应用 探讨［Ｊ］．爆破，２０１１，２８（１） ９０-９１． ［２］ ＷＡＮＧ Ｓｈｏｕ-ｗｅｉ，ＴＡＮＧ Ｊｉａ-ｍｉｎｇ． Ｌａｒｇｅ ｂｏｒｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ- ｃｈａｒｇｅ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｅ ｄｅｅｐ ｈｏｌｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｄｅｍｏｌｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌ- ｏｇｙ ｉｎ ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１１，２８（１） ９０-９１．（ｉｎ Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ） ［３］ 汪旭光， 郑炳旭．爆破手册［Ｍ］．北京 冶金工业出版 社，２０１０６８９，７６４-７７１． ［４］ 赵明生， 龙 源， 贾永胜， 等．预应力混凝土连续梁桥 控制爆破拆除［Ｊ］．爆破，２０１５，３２（４） １０３-１０９． ［４］ ＺＨＡＯ Ｍｉｎｇ-ｓｈｅｎｇ，ＬＯＮＧ Ｙｕａｎ，ＪＩＡ Ｙｏｎｇ-ｓｈｅｎｇ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｌａｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｂｒｉｄｇｅ ｗｉｔｈ ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｅａｍｓ［Ｊ］． Ｂｌａｓｔｉｎｇ，２０１５，３２（４） １０３-１０９．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ） ［５］ 中华人民共和国国家标准． ＧＢ６７２２２０１４爆破安全规 程［Ｓ］．北京 中国标准出版社，２０１４． ３０１第３４卷 第３期 支文超， 孟祥栋 ５８０ ｍ长钢筋混凝土箱型拱桥爆破拆除 万方数据