复杂环境下分离式立交桥爆破拆除技术

蒋文俊 唐春海 凌宇恒

(广西大学资源环境与材料学院,广西 南宁 530004)

复杂环境下分离式立交桥爆破拆除技术

蒋文俊 唐春海*凌宇恒

(广西大学资源环境与材料学院,广西 南宁 530004)

为实现桥体充分解体，在保证桥梁整体结构稳定的前提下,在箱梁顶部开了12个切割槽，极大方便了箱梁下部装药，同时采用孔外延时排间微差爆破技术，桥下预先铺设防护沙袋，有效的降低了塌落体的触地振动，取得了理想的爆破效果。

立交桥，箱梁结构，爆破拆除

1 工程概况

那庙分离式立交桥位于南宁市青秀区那庙(绕城高速K77+225处)，新规划的南宁市凤凰岭—高速环路立交桥与原南宁那庙分离式立交桥路线冲突，需要对那庙分离式立交桥进行爆破拆除。

1.1周围环境

那庙分离式立交桥周边均为在建的立交桥，西侧约20 m有在建立交桥；东北侧约100 m有高压线铁塔；天桥下方为正常运营的高速公路，高速公路中心隔离栏路面下埋有光缆，爆区环境如图1所示。

1.2桥梁结构

该桥全长57.4 m，宽7.5 m，桥面内宽6.5 m，距高速路面高6.6 m。上部主梁为2×25 m现浇预应力混凝土连续箱梁，下部桥台为双柱式，桥墩为单柱，基础均为摩擦桩，两侧设桥台和浆砌片石锥坡。全桥共两跨，长2×25 m；两侧有桥台桩台帽外伸长3.7 m；护栏位于桥身两侧，高0.9 m，上宽0.25 m，下宽0.5 m；主梁高1.45 m，上部总宽7.5 m，内宽6.5 m，上部桥面有0.1 m厚的铺装；主梁中间位置为箱梁，箱梁高1.45 m、上宽4 m、下宽3.5 m，箱梁顶厚0.2 m、底厚0.2 m、两侧壁厚0.3 m～0.7 m；主梁两侧为混凝土板，各宽1.75 m，厚0.15 m～0.3 m。桥墩位于天桥下部中间位置，为单柱，顶部支座厚0.2 m，桥墩直径1.5 m，桥梁结构如图2所示。

1.3工程技术要求及难点

1)待拆桥梁周边环境复杂且对在建新桥和高速公路路面的保护等级要求高。爆破必须严格控制桥体塌落触地振动及爆破有害效应，保证在建新桥、高速公路路面、高压电线不受影响。

2)待拆桥梁整体一次性爆破，仅封闭高速公路2 h，要求在爆破前半个小时内完成桥梁正下方路面的防护及警戒工作，爆破后一个半小时内完成下行线半幅路面的塌落体解体、破碎、清运、清洗路面和恢复护栏等工作。

3)为了爆破后钢筋混凝土剥离效果更好，便于清理，待拆桥梁采用分块粉碎性爆破，但炮孔数量多，炸药消耗量大，爆破产生振动大，起爆网路复杂和安全防护难度高。

2 爆破方案设计

2.1方案选择

考虑到待拆桥梁周边环境，须确保待拆桥梁不向西侧发生偏移，为减小其塌落振动对在建新桥的影响，利用孔外延时排间微差爆破技术使待拆桥梁主体先后塌落于覆盖路面上的沙袋，达到分块充分解体的爆破效果。再用机械对其进行二次破碎解体，并用挖掘机和推土机对高速公路路面上的塌落体进行清理。综上所述,确定采用桥梁分块解体粉碎性爆破拆除方案。

2.2桥梁的预处理

该桥下部为正常运行的高速公路，所以箱梁底部跟桥侧面无法正常钻孔，为了方便钻孔装药，同时为了桥体充分解体，在箱梁顶部用钻孔机械切割出方形的凹槽用于箱梁的钻孔爆破。根据该桥的结构特点，以桥梁纵轴线为中心向两边开槽，纵向切割出4个尺寸为3×0.8 m的槽口，横向切割出8个3×1.5 m的槽口。

2.3爆破参数

全桥钢筋混凝土结构全部布孔。采用YT-20凿岩机打眼，钻头直径36 mm，炮孔直径d=38 mm。

2.3.1桥身部分

1)炮孔参数。

桥面护栏高约0.9 m，上宽约0.25 m，中间宽0.2 m，下宽0.5 m；箱梁顶厚0.2 m、底厚0.2 m、两侧壁厚0.3 m、箱梁两侧混凝土板厚0.15 m～0.3 m。中心桥墩和两侧桥台位置为实心，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。炮孔间距a=0.5 m，排距b=0.3 m～0.4 m，三角形布置。

2)装药参数。

因混凝土厚度不一，则用截面积和孔距a=0.5 m计算一个截面上的所有炮孔装药量[1,2]。

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

其中，q为单位炸药消耗量，取0.8 kg/m3～1.2 kg/m3；S为截面面积，取3.98 m2；a为孔距，取0.5 m。

计算得截面装药量Q截=1.6 kg～2.4 kg，为了便于装药，孔深为0.13 m～0.2 m时装50 g，孔深为0.3 m左右时装100 g，单个断面药量为1.8 kg，与计算值相符。

2.3.2桥墩部分

1)炮孔参数。

桥墩高h=8.4 m，直径B=1.5 m，水平布置炮孔。炮孔深度L=B×2/3=1 m，炮孔间距a=0.6 m，布置一排炮孔。

2)装药参数。

单孔装药量Q墩=qaπ(B/2)2=0.75 kg(q取0.7 kg/m3)。

桥墩炮孔数12个，用药量约9 kg。

桥梁各部位爆破参数如表1所示，布孔形式如图3所示。

表1 爆破参数

2.4起爆网路

为了控制爆破振动和塌落体触地振动，提高爆破效果，采取孔外延时排间微差的起爆网路，桥身采用从中间到两侧的爆破顺序，排间全部用起爆时间为50 ms的导爆管雷管进行延时控制。

采用大把抓簇联的方式，用两发MS3段连接管由两侧向中间进行接力串联。采用复式跳线网路确保延时传爆准确。该方式可有效减少同段爆破药量，并且对桥体各部位是逐步均匀卸载，起爆网路图如图4所示。

3 爆破安全及防护措施

1)为了控制桥梁爆破产生的飞石危害，在起爆网路联网完毕后，在桥面炮孔上设置2层防护设施，第1层为橡胶炮被覆盖层并用土袋压实，第2层用地毯进行覆盖；对墩柱和桩基采用多层安全防护网进行柔性防护[3],如图5所示。

2)为了保护高速公路路面和控制触地振动的危害，于桥梁正下方采用黄土加沙袋缓冲垫层防护作为本次桥梁爆破减振的主要措施。

3)为了防止塌落混凝土渣对路面造成损坏，在路面上预先铺设一层黄土，再在黄土上铺设一层沙袋缓冲保护垫层，见图5。

4)为保护在建立交桥，对在建立交桥实施近体防护，具体做法是在待拆除桥梁正对新建立交桥的护栏上挂两层致密的防护网。

5)在爆破前对警戒范围内人员进行撤离，并对高速公路截流，警戒范围内的各路口派专人警戒，确保万无一失[4]。

4 爆破效果及经验体会

4.1爆破效果

从无人机航拍桥梁爆破过程分析看，先是桥墩起爆，紧接着桥面从两侧向中心依次起爆，最后桥梁坍塌。这说明了孔外延时排间微差控制爆破到位，如图6所示。

从爆破效果看，桥梁块体完全塌落于高速路面堆填的沙袋上，爆破部位钢筋、混凝土解体充分，桥梁塌落振动对埋设在高速公路中心隔离带内的光缆、西侧在建立交桥铁架和东北侧高压线铁塔桥均未造成损害，这说明了炸药单耗选择合理和防护措施控制到位。本次爆破在仅仅2 h的时间内完成路面防护，塌落体解体、破碎，清渣等工作，确保了高速公路在2 h内顺利通车。

4.2爆破振动允许速度

本次爆破振动监测采用TC-4850爆破测振仪，桥梁拆除爆破现场，在距离桥约20 m在建新桥测得实际振动速度峰值为1.38 cm/s,东北侧约100 m高压铁塔测得实际振动速度峰值为0.26 cm/s。监测结果远小于GB 6722—2014爆破安全规程中规定的一般民用建筑安全允许质点振动速度规定[5,6]。

本次爆破针对桥梁结构特点对箱梁做了预处理，采用多打孔、少装药的粉碎性爆破设计方案，经精心施工，严格管理，爆破拆除取得成功。总结经验如下：

1)箱梁结构桥梁底部钻孔、装药难度大，针对桥梁结构特点，精心的计算，在箱梁顶部预先开切割槽，方便了箱梁底部装药，有效的提高了爆破效果。

2)从各方面分析桥梁特点及周边环境，制定切实可行的爆破方案，并严格按照爆破方案施工，确保施工中各环节达到设计要求，才能达到预期的爆破效果。

[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，2008．

[2] 汪旭光．中国典型爆破工程与技术[M].北京:冶金工业出版社，2006．

[3] 王浩州,严东晋,年鑫哲，等.高架桥爆破拆除塌落震动的测试与分析[J].爆破,2014,31(1):144-149．

[4] 徐鹏飞,盖四海,张英才.运行中的高速公路跨线桥梁的拆除爆破[J].工程爆破,2014,20(3):16-19.

[5] GB 6722—2014,爆破安全规程[S].

[6] 王文辉,赵 根.大型城市高架桥爆破拆除振动特性[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

蒋文俊(1992- )，男，在读硕士

唐春海(1971- )，男，博士，副教授

U445.6

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