石拱桥的爆破拆除实践.pdf

第3 1 卷第1 期 爆破 V o l 3 1N o 1 2 0 1 4 年3 月 B L A ．S T I N G M a r ．2 0 1 4 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 4 8 7 X ．2 0 1 4 ．0 1 ．0 2 3 石拱桥的爆破拆除实践 赵飞1 ，赵明生1 ，池恩安1 , 2 ，杨军伟2 ，张艳林1 ，徐成军1 1 ．贵州新联爆破工程集团有限公司，贵阳5 5 0 0 0 2 ；2 ．贵州大学矿业学院，贵阳5 5 0 0 0 2 摘要针对石拱桥自身结构特点并结合周围环境，确定了原地坍塌的爆破拆除方案。通过爆破之前的试 爆对采用经验公式确定的炸药单耗进行了修正，利用胶皮网防护和分段微差爆破等措施确保爆破的可靠性 和安全性。所采用的爆破方案、爆破参数、施工工艺和安全防护措施有效，达到了预期的爆破效果。 关键词石拱桥；爆破拆除；原地坍塌 中图分类号T U 7 5 1 ．9文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 4 0 1 0 1 0 0 0 3 D e m o l i t i o no fS t o n eA r c hB r i d g eb yB a s t i n gi nC o m p l e xS u r r o u n d i n g s Z H A OF e i l ，Z H A OM i n g ．s h e n 9 1 ，C H IE n a n l 2 ，Y A N GJ u n ．w e i 2 ，Z H A N GY a h l i n l ，X UC h e n g j u n l 1 ．G u i z h o uX i n l i a nB l a s t i n gE n g i n e e r i n gG r o u pC oL t d ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a ； 2 ．M i n i n gI n s t i t u t eo fG u i z h o uU n i v e r s i t y ，G u i y a n g5 5 0 0 0 2 ，C h i n a A b s t r a c t I nc o n s i d e r a t i o no ft h es t r u c t u r ea n dt h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n to ft h es t o n ea r c hb r i d g e ，d e t e r m i n e t od e m o l i s ht h eb r i d g eb yb l a s t i n gi ns i t u ．T h r o u g ht h eb l a s t i n gt e s tt or e v i s et h ed o s a g eo fe x p l o s i v ep e rs t e r ed e t e r m i n e db ye m p i r i c a lf o r m u l a ．A d o p tr u b b e rn e tp r o t e c t i o na n ds e g m e n tm i l l i s e c o n db l a s t i n ga n do t h e rm e a s u r e st oe n s u r et h er e l i a b i l i t ya n ds a f e t yo fb l a s t i n g ．T h eb l a s t i n gs c h e m e ，t h eb l a s t i n gp a r a m e t e r s ，c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g ya n d s a f e t yp r o t e c t i o na r ee f f e c t i v et oa c h i e v et h ed e s i r e db l a s te f f e c t ． K e yw o r d s s t o n ea r c hb r i d g e ；e x p l o s i v eb l a s t i n gd e m o l i t i o n ；d e m o l i s hi n s i t u 1 工程概况 兴钛桥位于贵州省遵义市红花岗区遵义钛厂正 门前，该桥为单跨石拱桥，主拱两边各有2 个小拱。 拱桥总长5 0n l ，宽1 1 ．51 T I ，高9I n ；主拱跨度2 4I n ， 拱高7I n ，拱圈厚1 ．2I n ，宽1 1 ．5I n ；小拱跨度2I n ， 拱间立柱厚0 ．8I n ；桥面混凝土厚0 ．5I n 。该桥主 拱、小拱和桥台为浆砌块石砌筑而成，桥面为混凝土 分块浇筑而成，桥拱与桥面之间的三角区域为毛石 混凝土砌筑。兴钛桥结构见图1 。 因湘江大道建设需要兴钛桥急需拆除，基于安 全性，决定采取控制爆破方法进行拆除。兴钛桥周 收稿日期2 0 1 3 1 0 1 5 作者简介赵飞 1 9 8 9 一 ，男，从事爆破技术工作， E m a i l 8 7 0 5 2 6 1 8 3 q q ．c o m 。 围环境非常复杂，桥上方1 0I n 处有高压电线横向穿 过，桥上方5I n 处有民用电线和电缆沿桥纵向穿过。 东边桥台往东1 5I n 处有1 个变电箱，桥台两边有多 处民房，最近的2 处民房离桥身仅有1 0I n 。西边桥 台往西1 5I n 处是钛厂水塔，往西5 0I n 处是播宇钛 材公司，兴钛桥周围环境见图2 。 多． ⋯三川三⋯三⋯i一至| | 三⋯j 要； l 三⋯三⋯三⋯三i 『三[ |三川三I I I 三 ⋯三⋯主| I 三川⋯『三| 【至⋯至川 1 I 三⋯三⋯三⋯三 | 【至三⋯三⋯三 川三⋯三| I 三⋯i⋯三| I 三⋯三⋯i i t 三⋯三⋯三⋯兰⋯三 n I 1 3 图1 兴钛桥结构示意图 单位m F i g ．1 S c h e m a t i cd i a g r a mo fX i n g t a ib r i d g e u n i t I n 万方数据 第3 1 卷第1 期赵飞，赵明生，池恩安，等石拱桥的爆破拆除实践 1 0 1 图2 兴钛桥周围环境 单位m F i g ．2X i n g t a ib r i d g ee n v i r o n m e n t u n i t m 2 爆破方案 兴钛桥的特点是拱结构，跨度小，自重不够，这 也正是此次爆破拆除的难点所在。通过对拱桥的结 构进行力学分析得出⋯，石砌拱圈的抗拉强度较 低，可以利用其坍塌后自身的重力作用进行解体，因 此爆破拆除的关键部位在主拱的拱脚、拱肋和拱顶 位置。针对工程实际情况，选择原地坍塌方式，作出 如下爆破拆除方案旧j 1 对桥面进行预处理，破坏桥面混凝土层，并 在小拱拱顶开几道一字型缺口以减少钻孑L 工作量。 2 对小拱拱顶和拱间立柱进行钻孔装药爆 破，一方面对小拱进行破坏，减小爆渣块度，另一方 面消除小拱成为二次支撑点的隐患。 3 在主拱拱脚、拱肋和拱顶处沿竖直方向钻 孔装药爆破，将主拱切成4 段，使其失去支撑作用而 彻底坍塌。 3 爆破拆除施工工艺 3 ．1 预处理 路面预处理路面混凝土厚为0 ．5m ，使用破碎 头对主拱拱顶和小拱拱顶上部的混凝土进行破坏， 直至露出拱圈砌石。 小拱拱顶预处理每个小拱拱顶沿横向方向开 2 条一字型缺I 1 缺口长2m ，宽0 ．4m ，以减少拱 顶钻孔工作量。 3 ．2 钻孔 采用梅花形布孔旧] ，钻孔部位见图3 ，布孔参数 见表1 。 图3 钻孔位置图 F i g ．3D r i l l i n gl o c a t i o nm a p 表1 布孔参数表 T a b l e1 B l a s t i n gh o l ep a r a m e t e r st a b l e 3 ．3 试爆 由于爆破前对砌拱所用石块和混凝土的性质了 解不够准确，基于经验公式所得的炸药单耗往往具 有局限性。因此需要进行试爆∽J ，再根据试爆效果 调整炸药单耗。试爆选取不影响桥梁结构稳定性的 中部相邻的7 个孔。 经2 次试爆，确定主拱拱圈单耗为1 6 0 0g ／m 3 ； 又经2 次试爆，确定小拱拱顶单耗为3 0 0 0g ／m 3 。 3 ．4 装药、填塞、联网 通过试爆确定各个位置单孔装药量见表2 。主 拱拱圈和拱间立柱使用1 5 号导爆管雷管双发引爆， 小拱拱顶使用单发引爆。 网路联接采用交叉复式起爆网路，每2 0 发导爆 管簇联为1 束，使用1 号导爆管雷管双管联接。主 线起爆顺序为由东向西依次起爆，支线起爆顺序为 由北向南依次起爆‘5 l 。 表2 各个位置单孔装药量 T a b l e2T h ep o s i t i o no fs i n g l eh o l ec h a r g e 3 ．5 防护 根据爆破安全规程相关规定㈣，此次拆除爆破 万方数据 爆破2 0 1 4 年3 月 中，爆破飞石对人员的最小安全允许距离为5 0m ， 建筑物最大允许振动速度为5c m ／s 。因此，要求在 拆除爆破过程中，严格控制爆破飞石、振动和冲击 波，减小对周围民房、电线及其它设施的危害作用。 本次爆破最大齐爆药量为1 5k g ，最近民房距离 爆源1 0m 。根据萨道夫斯基经验公式V K K ， Q Ⅳ3 ／R 。计算得，爆破时最近民房的振速V 1 ．5 2c m ／s ，小于爆破震动安全标准5c m ／s 。坍塌桥 体质量约为1 3 00 0 0k g ，高度为5m ，最近民房距离坍 塌范围1 0m ，根据经验公式V 0 ．0 8 I I ／3 ／R 8 计算 得，坍塌引起的最近民房的振速为V 3 ．6 0c m ／s ，小 于爆破震动安全允许标准5c m ／s 。 飞石防护可以从桥面防护和桥体侧面防护两方 面人手。桥面防护采用覆盖法“ j ，以胶皮网和沙袋 相结合。下层用胶皮网搭接覆盖，并用铁丝栓在一 起，将桥面上的胶皮网连成一个整体，封锁飞石的飞 出路线。上层堆放2 层沙袋，沙袋以品字形叠放，压 住胶皮网，同时增加桥体自重，有利于桥体坍塌。桥 体侧面防护采用悬挂法。将胶皮网搭接至一定长 度，用铁丝悬挂在小拱洞口，封住小拱洞口，拦截小 拱内飞石。 4 爆破效果 起爆后，拱桥整体坍塌并充分解体，爆渣全部落 人河中，块度适中，爆堆高度不大，可以直接机械清 理。爆渣落人河中溅起的水花对爆破产生的扬尘起 到了很好地吸收效果。爆破时采用T C 4 8 5 0 传感器 进行实时监测，距离桥体最近的建筑物基础上的质 点振动峰值速度为1 ．2c m ／s 小于安全允许振速并 无飞石产生，爆破后周围受控对象均完好无损，达到 了预期效果，如图4 所示。 a 爆破前㈤爆破瞬间㈤爆破后 图4 爆破前后效果对比图 F i g ．5C o m p a r i s o no fb e f o r ea n da f t e rb l a s t i n g 5 结语 兴钛桥为传统拱结构，用块石镶嵌砌筑而成，其 跨度小，结构紧凑，强度大，稳定性非常好，而且自重 轻，爆破拆除难度较大，通过此次施工有几点体会 1 主拱是主要承重结构，必须增加主拱上炮 眼的装药量，加大对主拱拱圈的破坏程度，将其从拱 顶拱肋拱脚5 个位置同时切断，使其结构失稳，利于 桥体坍塌。 2 小拱拱顶和拱间立柱在桥体坍塌过程中很 容易成为二次支撑点，必须采用爆破或机械方式对 其进行破坏，消除其成为二次支撑点的隐患。 3 装药前应经过多次试爆，修正炸药单耗和 装药量，使破坏程度达到预期效果。 4 尽量避免上下交叉作业，务必保障施工人 员和设备的安全。 参考文献 R e f e r e n c e s E 7 ] [ 1 ] 李廉锟．结构力学上册[ M ] ．4 版．北京高等教育出 版社，2 0 0 6 ． 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，2 0 0 8 ． 汪旭光．爆破设计与施工[ M ] ．北京冶金工业出版 社，2 0 1 1 ． 谢先启，韩传伟，贾永胜．宜春大桥爆破拆除[ J ] ．爆 破，2 0 1 2 ，2 9 1 6 2 6 5 ． X I EX i a n q i ，H A NC h u a n w e i ，J I AY o n g s h e n g ．E x p l o s i v e d e m o l i t i o no fy i c h u nb r i d g e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 2 ，2 9 1 6 2 6 5 ． i nC h i n e s e x g d , 英，周桂松．冯辉．中承式钢管砼拱桥爆破施工 方案探讨[ J ] ．爆破，2 0 1 2 ，2 9 1 6 5 6 8 ． D E N GX i a o - y i n g ，Z H O UG u i s o n g ，F E NH u i ．D i s c u s s i o n o fb l a s t i n gs c h e m eo fs t e e lt u b ea n dc o n c r e t ea r c hb r i d g e w i t hm i ds u p p o s e d [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 2 ，2 9 1 6 5 6 8 ． i nC h i n e s e G B 6 7 2 2 - - 2 0 0 3 爆破安全规程[ s ] ．北京中国标准出 版社，2 0 0 4 ． 顾毅成．爆破工程施工与安全[ M ] ．北京冶金工业出 版社．2 0 0 7 ． ]I 1 J ] J 1 J 1 J 心 口 H M 瞪 瞪 № 万方数据