钢管拱桥下临时桥墩的控制爆破拆除.pdf

第 2 2卷第 1期 2 0 0 5年 3月 爆破 BLAS T G V o 1 ． 2 2 No ． 1 Ma r ． 2 0 o 5 文章编号 1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 0 5 0 1 0 0 7 6一 o 4 钢管拱桥 下临时桥墩 的控制爆破拆除 朱 金 华， 陈 志阳 国防科学技术大学工程兵学院， 湖南 长沙 4 1 0 0 7 2 摘要 论述 了高标号钢筋混凝土钢管拱桥临时桥墩的控制爆破拆 除方法、 爆破参数的选择和 防护措施。 所取得的成功 经验及技术参数可供相似爆破拆除的工程参考。 关键词 钢筋混凝土； 桥墩 ； 拆除爆破 中图分类号 T U 7 4 6 ． 5 文献标识码 A De mo l i t i o n o f Pr o v i s i o n a l Br i d g e P i e r o f S t e e l t u b e Ar c h Brid g e b y Co n t r o l l e d Bl a s t i n g Z HU J i n h u a。 CHE N Zh i 一 ， l g N a t i o n a l U n i v o r s i t y o f D e f e n s e T e c h n o l o g y ， C h a n g s h a 4 1 0 0 7 2， C h i n a Ab s t r a c t T h e d e m o l i t i o n me t h o d 。 s e l e c t i o n o f b l a s t i n g p a r a m e t e r s a n d d e f e n d i n g me a s u r e s i n c o n t r o l l e d b i a s t i n g o f p rov i s i o n a l h i g h g r a d e r e i n f o r c e d c o n c r e t e b r i d g e p i e r o f s t e e l t u b e a r c h b r i d g e a r e d i s c u s s e d．T h e e x p e r i e n c e a n d t h e t e c h n o l o g i c a l p a r a me t e r s c a l l b e as ref e r e n c e s f o r t h e s i mi l ar p r o j e c t s o f c o n t roll e d b l a s t i n g ． Ke y wo r d s r e i nfo r c e d c o n c r e t e ；b r i d g e p i e r ； d e m o l i t i o n b l a s t i n g 1 工程概况 广东省韶关市五里亭大桥 已建成竣工 。 需将施 工中的 2座临时桥墩拆除。此桥为钢管拱桥。 2座 临时桥墩按永久性桥墩标准修建 。 处于河中间， 人工 和机械法难以拆除 ， 只有选择控制爆破的方法进行 拆除。 2座桥墩的盖梁长 2 6 m， 宽 5 ． 8 m， 高 1 ． 5 m， 混 凝土标 号为 c 柏， 水 平布 7层钢 筋， 1 4 ． 3 2 1 6 0 ． 3 2 0。 竖向布筋 1 4 3 2 1 2 0 1 8 0 。 每座桥墩有 2组钢筋混凝土柱 ，每组 6根，成 2列配置，钢筋混凝土柱直径 1 ．5 m，柱顶标高为 6 2 ． 1 8 1 m， 从 6 2 ． 1 8 1 5 4 ． 5 m为无钢护筒钢筋混 凝土柱，5 4 ．5 m 以下为带钢护筒 的钢筋混凝土 柱 ，混凝土标号为 c ， 。 ，配主筋为 2 4 2 2 ， 箍筋为 收稿日期 2 0 0 41 01 8 ， 作者简介 朱金华 1 9 6 5一 ， 男； 长沙 国防科学技术大学工程兵学 院副教授． 1 5 0西 2 2 2 0 0。 桥墩盖梁上表面距新桥下表面为 0 ． 61 ． 5 m。 桥墩距岸边的最近距离为 7 0 m， 两岸均为韶关市主 要交通干道 ， 道路外侧是密集的楼房。 爆破桥墩的周围环境和桥墩的结构见图1 和图2 。 钢 1 7 。 [ 管 拱 [ 桥 [ 二[ ] 图 1 爆破桥墩周围环境 图 单位 m 维普资讯 第 2 2卷第 1期 朱金华等钢管拱桥下临时桥墩的控制爆破拆除 7 7 ／ u 善 二 二 J ， U B区 盖 粱 A区 B区J u - 一l _ _ - 1 ． 5 柱 ．_ 钢护筒 ～ ／ 柱 】 ／ 1 r 图 2 桥墩结构 图 单位 m 2 爆破拆 除整体 方案 拉杆 孔径 d3 5～4 2 mm； 最小抵抗线 0 ． 3 5 m； 孔深 L0 ． 8 5 H 1 ． 2 7 5 m， 取 1 ． 2 5 m； 孔距 口W 0 ． 3 5 m； 排距 b0 ． 3 5 m。 B区 水平穿孔法 区 区 该临时桥墩是按永久性建筑建设的， 采用的是 高标号的钢筋混凝土； 临时桥墩与新桥上下之间间 隔特别小； 2 桥墩之间为五里河的主航道 ， 河两岸是 交通要道， 周围是居民区， 环境复杂 ， 安全和环保要 求高； 所要拆除的桥墩位于水上， 施工作业困难。 工程要求 1 保证桥墩上方新桥特别是竖向拉 杆固定帽的绝对安全 ， 在新桥表面不能留下爆破痕 迹 ； 2 保证两岸建筑物、 过往车辆和人员的绝对安 全； 3 要求钢筋混凝土桥墩炸散 ， 大区散落在临时 作业平台上然后运走 ， 不影响航道的正常使用。 该临时桥墩结构比较复杂 见图 2 ， 进行爆破 拆除时， 必须对不同的区域采取不同的爆破方法 ， 所 以将施爆体分为盖梁 A、 B和柱 c 、 D 4个爆破部位 进行爆破参数设计和施爆。 具体作业时 ， 先在盖梁 A区采用垂直穿孔法爆 破 ， 爆破完成后 ， 最下层钢筋网保 留作为 B区的打 孔作业平台， 其余钢筋人工切割掉 ； B区采用水平穿 孔法由中间向两侧进行爆破 ； 盖梁爆破结束后再进 行柱 C 、 D区的爆破。柱 C区爆破时先起爆外层药 孔 ， 再起爆中间药孔 ； 柱 D区爆破时为保护钢护筒 不被炸裂 ， 采取由内向外进行爆破的方法 ， 首先在柱 中间进行桶形掏槽 ， 然后再起爆周边孔。爆破采用 空气间隔装药和微差爆破 ， 保证爆破效果和控制爆 破危害。盖梁爆破时要严格控制其平衡 ， 防止不均 衡爆破造成未爆盖梁失衡翻转下落对新桥、 临时作 业平台造成破坏。防护采用软防护和硬防护相结合 的有效防护方法， 保证新桥 和周围人员、 车辆 、 船舶 及建筑的安全。 3 爆破技术设计 3 ． 1 孔网参数 1 桥墩盖梁 A区 垂直 穿孔法 孔径 d3 5～ 4 2 IT l n l ； 最小抵抗线 W0 ． 3 m； 孔 深 L1 ． 5 m； 孔距 口 0 ． 3 5 m； 排距 b 0 ． 3 0 m。 2 钢筋混凝土柱 C区 垂直 穿孔法 孔径 d 3 5～ 4 2 mm； 最 小抵 抗线 W 0 ． 3 5 m； 孔深 L1 ． 5 m； 孔距 口 0 ． 4 m； 排距 b0 ． 4 m。 D区 垂直穿孔法 孔径 d 3 5～ 4 2 mm； 最 小抵 抗线 W0 ． 3 m； 孔深 L 0 ． 6 m； 孔距 口 0 ． 3 5 m； 排距 bW 0 ． 3 m。 3 ． 2 装药设计 3 ． 2 ． 1 单孔药量计算 炸药品种选用 3 2小卷乳化炸药。 1 桥墩盖梁 A区Qq Wa H0 ． 2 2 k g B区 Qq Wa L 0 ． 2 2 k g。 考虑到盖梁混凝土强度 高配筋密 ， 取 qI ． 2 k g ／ m 。 2 钢筋混凝土柱 C区 Qq Wa L0 ． 2 5 k g ；D区 Qq a b L 0 ． 0 7 5 k g 。 3 ． 2 ． 2 装药结构及药量分配 装药结构采用空气间隔装药 ， 单孔装药分为 3 个或 4个药包 ， 各装药间用导爆索串联。 I 桥墩盖梁 见图 3 。 2 钢筋混凝土柱 见图4 。 3 ． 2 ． 3 钢筋混凝土柱药孔布置形式 见图5 。 3 ． 3 允许起爆的单段安全药量计算 因飞石可以用钢板等防护材料进行严密防护； 桥墩位于河中间， 地震波危害很小 ； 所以， 以空气冲 击波来确定一次允许起爆的最大单段药量 Q 段 R ／ K 式中， R为在爆炸作用下保护 目标不被破坏 的最小 距离 ， 即“ 安全距离” ； 值为与 目标性质 结构 、 材料 有关 的系数 ， 对于不同保护 目标所取 的 值不同， 对于钢筋混凝 土取 K1 。 对于盖梁 A区 ， R1 ． 5L ／ 22 ． 1 i n ． 得 Q 段4 ． 4 k g 即微差起爆时每段起爆的孔数为 Ⅳ孔 Q段／ Q 2 0个。 维普资讯 7 8 爆破 2 0 0 5年 3月 A 区 柱C区 A 区 7 0 g药 8 0 g药 1 0 0 g药 导爆 管雷管 B 区 导爆管 填 基 物 } 导瀑京 || 4 。g 包／ 5 o g 包 ／ n仃药 右] 8 n 药 旬 图 3 盖梁装药结构及药量分配 B 区 填塞 药 导爆索雷管 图 4 钢筋混凝土柱装药结构及药量分配 柱D区 t 昆凝土柱内 钢 筋网 图 5 钢筋混凝土柱药孔布置形式 对于盖梁 B区， K 1 ， R 自下排至上排是个变 立柱每层爆破的 3 0发导爆管雷管分为 2束， 每束连 化值 ， 其最大段药量和单段孔数见表 1 。 接 2发电雷管再同其它柱的电雷管构成串联电点火 线路。 表 1 盖梁 B区一次允许最大段药量和孔数 3 ． 4起 爆 网路 单孔内各装药用导爆索直接起爆 ， 导爆索串联 装药与 4 1 2 段毫秒导爆管雷管连接 ， 构成导爆管 雷管并连起爆网路。 盖梁爆破时将每 l 8发导爆管并为 1 束 ， 每束导 爆管与 2 发电雷管连接 ， 所有 电雷管构成 串联 电点 火线路。柱 A区爆破时 ， 每根立柱每层爆破的 9发 导爆管雷管并为 1 束， 同 2发电雷管连接 ， 各柱间的 电雷管构成串联 电点火线路。柱 B区爆破时， 每根 起爆电源选用 Y T G N 40 0式点火机。 4 安全防护措施 4 ． 1 安全距离校核 1 空气冲击波校核 根据结构在强度极 限下的破坏公式 】 ， l 8个 孔同时起爆的冲击波安全距离为 - l _ 7 5 m 式中， C为炸药 T N T当量 ， 对 1 N T B 2 5 0 ， 弹性系 数 E 2 1 0 均P a ， 材料的强度极限 5 1 0 ’ ， 材料 密度p 2 6 0 0 k g ／ m 。 因R 1 ． 7 5 1T I [ R ] 2 ． 1 m， 所 以可以保证新 桥的安全 。通过严密防护 ， 冲击波的危害范围比计 算的会更小。 一 物 包 维普资讯 第 2 2 卷第 1 期 朱金华等钢管拱桥下临时桥墩 的控制爆破拆除 7 9 2 个别飞石校核 根据瑞典的汤尼科研究基金会对露天台阶爆破 的飞石 问题 研 究 ， 提 出 的 台 阶 爆 破 的 飞 石 距 离 公 式 RF Ko D 6 7 m 式 中， R 为 飞石 的飞 散 距 离 ；K 为 安 全 系 数 ， 取 l 5～l 6 ； D 为药 孑 L 直径 ， e m。 通过严 密 防 护 ， 个别 飞石 可 以控 制 在 3 0 m 以 内。 4 ． 2 安 全防护设计 由于爆破环境复杂 ， 安全要求高， 新桥不能受到 任何的损害， 防冲击波和飞石是防护的重点 ， 特别是 盖梁爆破时的防护。防护时采用软防护和硬防护相 结合的防护方法。各区的防护见图6 、 图 7 。 图 6 盖梁防护图 图 7 钢筋混凝土柱防 5 爆破效果及体会 临时桥墩爆破共用 了毫秒导爆管雷管 7 9 9 4 发 ，8 电雷管 7 2 9发 ，导爆索 3 3 0 7 m，乳化炸药 1 2 4 0 k g ， 拆除控制爆破达到了预期效果。 综合分析此次爆破工程 ， 认为对于高标号的钢 筋混凝土建筑物要着重考虑钢筋网的作用 ， 钢筋网 密 的地方 要适 当加 大 药量 。盖 梁 A区域 前 2次爆 破 时 ， 由于盖梁底 部 钢筋 网过密 、 钢筋 过粗 ， 按 照设 计药量盖梁底部达不到预期的爆破效果， 故修正单 孑 L 装药量将 Q 单由 2 2 0 g 增加到 2 5 0 g ， 增加的药量 放于药孑 L 底部。调整装药以后爆破效果明显改善， 底部混凝土破碎 ， 而钢筋 网只少许变形 ， 既保证了爆 破效果又保证 了 B区域作业平台完好。对于高空 物体的爆破必须严格控制其平衡 ， 防止未爆体失衡 下落造成危害。盖梁 B区域爆破时就采用 了水平 穿孑 L 法 由中间向两侧进行爆破的同时， 在盖梁两侧 临空区进行由外向内的爆破 ， 很好地解决 了盖梁爆 破时的失衡问题。对于有钢护筒的 D区域的爆破， 最外层药孑 L 需布设在钢筋网的内侧 ， 这样能有效防 止钢护筒被炸裂渗水而影响作业。 参 考文献 [ 1 ] 叶序双． 爆炸作用基础 [ M] ． 南京 解放军理工大学工 程兵工程学院 ， 2 0 0 1 ． 2 8 7 2 8 8 ． [ 2 ] 刘殿 中． 工程爆破实用手册 [ M] ． 北京 冶金 工业 出版 社 ， 1 9 9 9 ． [ 3 ] 王鸿渠． 多边界石方爆破工程 [ M] ． 北京 人民交通 出 版社 ， 1 9 9 4 ． [ 4 ] 齐师福． 军事爆破工程设计与运用 [ M] ． 北京 解放军 理工大学 ， 2 0 0 2 ． 2 0 0 3年兵工技术类期刊影响因子和总被 引频次排序表 注 摘 自中国科学技术信息研究所 2 0 0 4版 中国科技期刊引证报告 。 维普资讯