大型立交桥中深孔爆破钻孔施工控制.pdf

第3 3 卷第2 期 2 0 1 6 年6 月 爆破 B L A S T 矾G V 0 1 ．3 3N o ．2 J u n ．2 0 1 6 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 6 ．0 2 ．0 2 2 大型立交桥中深孔爆破钻孔施工控制 蔡／J 、虎 厦门爆破工程公司，厦门3 6 1 0 1 2 摘要对漳州东立交桥采用垂直深孔爆破法拆除，为确保安全和效果，使桥墩炮孔的实际最小抵抗线不 小于设计最小抵抗线的9 0 ％，采取了两级钻孔方案，并对钻孔全过程进行精确控制。孔1 3 测量定位、钻机严 格定位、钻孔施工全程监控并及时调整，最后进行严格验孔。经严格控制钻孔施工质量，漳州东立交桥拆除 爆破达到了预期效果，爆破中没有产生飞石危害。工程实践表明通过严格控制垂直深孔的钻孔精度，可大 大提高垂直深孔拆除爆破的效率和安全。 关键词漳州东立交桥；垂直深孔爆破法；两级钻孔；钻孔精度 中图分类号T U 7 4 6 ．5文献标识码A文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 【2 0 1 6 0 2 0 1 1 3 一0 4 D r i l l i n gC o n t r o lo fD e e pH o l eB l a s t i n gi nL a r g eC r o s sB r i d g e C A IX i a o ．h u X i a m e nB l a s t i n gE n g i n e e r i n gC o m p a n y ，X i a m e n3 6 1 0 1 2 ，C h i n a A b s t r a c t T h eo v e r p a s so fZ h a n g z h o uE a s tw a sd e m o l i s h e db yv e r t i c a ld e e ph o l eb l a s t i n gm e t h o d ．T ok e e pt h e s a f e t ya n db l a s t i n ge f f e c t ，t h et w os t a g ed r i l l i n gp r o g r a m sw e r et a k e nt oc o n t r o lt h ea c t u a lr a i n - b u r d e nd e v i a t i o no ft h e p i e rh o l el e s st h a n1 0 ％o ft h ed e s i g n e dv a l u ea l o n gt h ew h o l ed r i l l i n gp r o c e s s ，s u c ha ss u r v e y i n ga n dp o s i t i o n i n go f h o l el o c a t i o n ，d r i l l e rp o s i t i o n i n g ，d r i l l i n gp r o c e s sm o n i t o r i n ga n dt i m e l ya d j u s t m e n t ，f i n a l l yt h eh o l e ss h o u l db ei n s p e c t e ds t r i c t l y ．B yc o n t r o l l i n gt h ec o n s t r u c t i o nd r i l l i n gq u a l i t y ，t h ed e s i r e de f f e c tw a so b t a i n e di nt h ed e m o l i t i o no fZ h a n g z h o uE a s to v e r p a s sw i t h o u tf l y r o c kh a z a r d ．T h ep r a c t i c es h o w e dt h a tt h es t r i c tc o n t r o lo fv e r t i c a la c c u r a c yc a ng r e a t l y i m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds a f e t yo fb l a s t i n gw i t hv e r t i c a ld e e p h o l e si nl a r g ec r o s sb r i d g e ． K e yw o r d s Z h a n g z h o uE a s to v e r p a s s ；v e r t i c a ld e e ph o l eb l a s t i n gm e t h o d ；t w os t a g ed r i l l i n g ；d r i l l i n gp r e c i s i o n 漳州东立交桥位于漳州市区胜利东路与九龙大 道交会处，占地面积约1 4 公顷，是一座三层纺锤形 定向互通式立交桥。漳州东立交桥路线总长 5 4 7 5 ．5m ，共一条主桥1 0 个匝道，是目前全国路线 最长、爆破规模最大的桥梁爆破。见图l 。 漳州东立交桥设计采用中深孔爆破整体拆除方 案即钻机从桥面竖直钻孔 孔径咖7 3m m ，每个桥 墩沿圆柱中心轴线垂直向下钻孑L 到设计深度，然后 装药爆破。一般桥梁拆除爆破都采取浅孔爆破，浅 收稿日期2 0 1 6 0 3 一1 8 作者简介蔡小虎 1 9 7 2 一 ，男，山西阳城人，硕士、高级工程师，主 要从事爆破施工管理及爆破技术的研究， E m a i l 2 2 2 8 1 7 1 3 6 0 q q ．c o n 。 孔爆破钻孔工艺简单，钻孔精度容易控制，最小抵抗 线容易把握，可以保证爆破效果。相反，深孔爆破因 钻孑L 长，且拆除爆破最小抵抗线一般较小，一旦钻孑L 角度发生微小偏差，将导致孔底抵抗线发生很大变 化，容易发生一侧未爆开，另一侧抛掷很远的不安全 状况‘1 ’2 ] 。 浅孔爆破水平钻孔装药堵塞工作量大，且桥墩 防护必须在装药堵塞完成后才能封闭，严重影响爆 破网路的安全和爆破施工进度∞剖。中深孔爆破确 保装药联线工序与安全防护工序互不干扰，减少爆 破网路被破坏的几率。 因此，提高中深孔爆破钻孑L 精度对于桥梁拆除 爆破的安全实施有重要的意义。 万方数据 1 1 4爆破 2 0 1 6 年6 月 图1东立交桥整体现状图 F i g ．1 T h eo v e r a l ls t a t u so ft h eE a s to v e r p a s s 1 钻孔方案选择 1 ．1 工程概况 漳州东立交地处交通要道，周围高楼林立，周边 小区商店、路口众多东侧为人民广场；南侧为同辉 嘉园小区，其底层店面距离M 匝道桥约4 4m ；西侧 为天福园古玩一条街，距离F 匝道约3 7m ；北侧为 夏商阳光雅苑小区和东方钻石城小区，为1 8 层住宅 楼，底层店面距离G 匝道桥约4 8m 。地下各种电缆 管道星罗棋布，且有多条军用光缆横穿多条匝道，爆 破环境极其复杂。6 。 本次爆破拆除的立交桥的桥墩均为圆柱形，直 径有1 ．2m 和1 ．5m 两种。其中主桥V 桥共有2 2 对4 4 根桥墩，在立交位置的4 对桥墩直径为1 ．5m ， 其余的桥墩和匝道桥墩直径均为1 ．2m ，共计1 6 3 根桥墩。桥面的梁厚度为1 ．2m ，主桥立交处的梁 厚度为1 ．8m 。见表l 。 表1漳州东立交桥桥墩分布情况表 T a b l e1D i s t r i b u t i o no fp i e ri nZ h a n g z h o uE a s to v e r p a s s 1 ．2 钻孑L 方案 设计采用地质钻钻机，自桥面往下钻孔。 考虑到桥面起伏大，弯多坡道陡，钻孑L 需钻穿十 多层钢板橡胶桥墩支护层。支架钻穿难度大、时间 长 打穿一个支架长达2 6h ，钻机在施工过程中极 易移位。 综合以上因素确定采用两级钻孔方案一级钻 孔孑L 径为9 3m m ，待钻孑L 穿越支架后 相当于孔深约 2 ．5m 后 改为二级钻孑L 。二级钻孔孑L 径为7 3m m ， 每次开钻都要进行钻机定位，二级钻孔定位须纠正 一级钻孔施工产生的误差，防止误差积累。炮孔最 小抵抗线分别为6 0c m 和7 5c m 对应桥墩桩径 1 ．2m 和1 ．5m ，钻孑L 深度直达桥墩与地面相交处 如图2 。 I 瓣鬻罐黎i ≤潮 l 堵塞段 装药段 } 沙间隔 I 加强装药g 图2 桥墩钻孔布置图 F i g ．2L a y o u to fb r i d g ep i e rd r i l l i n g 1 ．3 钻孔合格指标 由于桥墩高矮不一，决定了炮孔深度差异很大， 但孔底最小抵抗线误差必须保证在安全范围 内。这就要求无论桥墩高矮，孔深多少，孔底周边的 抵抗线必须控制在安全范围内。孔深小的钻孔比较 容易控制，孑L 深长达1 4m 的极难控制。因此在考虑 爆破安全的情况下，还要兼顾钻孔精度控制的难易 程度‘7 | 。 经多方论证决定桥墩炮孔孔底的实际最小抵 抗线形窭的精度必须控制在设计抵抗线形设计的 1 0 ％以内，即W 设计至W 实至 1 ％～1 0 ％ W 设计 对应 桥墩桩径1 ．2m 和1 ．5m 。 2 钻孔精度控制 2 ．1 钻孔测量定位 漳州东立交桥所在地面经历多年建设和改造， 地形地貌与设计图纸相比都有较大变化，且多处桥 墩发生位移。桥墩钻孔前首先必须测量定位桥墩轴 线位置，以确定钻孔中心坐标；其次，必须测量桥墩 实际高度，与设计桥墩高度对比核实，以确定钻孑L 万方数据 第3 3 卷第2 期蔡小虎大型立交桥中深孔爆破钻孑L 施工控制 1 1 5 深度∽J 。 1 测量定位。钻孑L 中心定位采用“圆周三点 确定一个圆心”的原理在桥墩底部同一水平面选 相距一定距离的3 点贴反光片，测量三点坐标，依据 三点确定一个圆心，就是桥墩的底部圆心位置；采用 同样的方法在桥墩靠近顶部位置测量定位桥墩顶部 圆心位置；最后，比较两个圆心位置误差，误差小于 1o m 判定为合格，取其中值为钻孑L 位置，否则，考虑 装药位置位于桥墩底部，以桥墩底部圆心坐标为准， 确定为钻孔位置。 2 桥墩高度对比核实方法采用激光测量仪 器测量桥墩高度。自桥墩出露地面的根部起始测 量至桥墩顶，再加上桥梁上部结构的厚度，即为炮 孔深度。 2 ．2 钻机定位 开钻孑L 径为9 3m m 钻孑L 前，必须进行钻机定 位。钻机定位分为四步 I 调整钻机平台水平，不 能歪斜； 2 钻头对准钻孔圆心位置； 3 调整钻杆钻 头垂直度，并最终对准钻孑L 圆心； 4 固定钻机平台。 穿透支架换上直径7 3m m 钻头。开始钻孔前， 必须再次进行钻机定位 之后钻进为均质混凝土 ， 定位步骤与第一次钻机定位相同。这是钻孔垂直精 度控制的关键。 另外，为减少钻孑L 偏差，钻孑L 应按如下顺序进 行先浅孔后深孔，先水平桥面后倾斜桥面，先易后 难，积累经验，不断提高钻孔精度。 桥梁陡坡路段的钻孑L 定位是施工中的难点钻机 施工过程中的振动致使钻机向坡底滑移，极难控制， 成孑L 率低。经现场反复研究试验在钻机定位后，在 钻机坡底一侧设置“阻滑桩” 即用大螺杆把钻机平 台和桥面连为一体 ，防止钻机滑移，效果良好。 2 ．3 钻孔施工 钻机定位后，开始钻孔。由于操作人员、钻机、 场地因素等种种原因，钻孔机械很容易发生偏移，钻 孔施工进行中需随时观测检测钻机钻杆的偏移，发 现偏移及时调整。 钻孔发生偏移的主要原因有 1 钻机振动原 因； 2 钻杆上部供水管的牵引力导致钻杆晃动； 3 钻机液压管漏油； 4 机械操作人员不重视，粗 心、急躁； 5 钻机钻过钢筋和钢板时发生滑移； 6 桥面坡度大，钻机无法固定； 7 钻机垫片摩擦力 小，稳定性差等。因此，必须在钻孔过程中随时纠正 钻机钻杆的偏移，防止出现废孑L 。 陡坡路段的钻孑L 施工要重点盯防 1 采用刚性阻滑桩，防止钻机平台晃动。 2 专人定时核查钻机平台水平和钻杆垂直度。 3 选取优秀班组、性能优良的钻机。 4 随时纠正施工人员的错误操作行为。 3 验孔 钻孔完成后，必须及时验孔，以便及时发现问 题，及时纠正，防止偏差范围和偏差程度扩大。因 此，验孑L 是一项极其重要的环节，必须及时、准确完 成，分析偏差产生的原因及防止措施，指导之后的钻 孑L 施工。 3 ．I 验孔方案 钻孔完成一个，就要立即验孔。验孔不但要检 验钻孑L 的深度，而且要检验钻孔底部位置是否落在 桥墩轴线上，以确定钻孔底部的周边抵抗线是否均 匀一致。 钻孔深度检验采用普通测尺量取孑L 深，实际孑L 深大于等于设计孔深为合格。 检验钻孔底部是否落在桥墩轴线上的验孔方法 主要采用“十字钻孑L 探测验孑L 法”在桥墩底部位 置，人工钻凿直径4 0m m 的钻孑L 检测垂度。 钻孑L 技术要求 1 一孑L 平行桥梁轴线，另一孔垂直桥梁轴线， 两孔处于同一水平面。 2 钻孔位置高于炮孔底2 0 ～4 0c m 。 3 考虑探孔钻凿方向也存在偏差，要求水平 孔至少一孔与炮孔贯通。 4 另一水平孑L 贯通炮孑L 或与前一水平孑L 相交。 验孔技术要求 I C A D 作图，精确确定探测孔孑L 位。 2 依据两探测孑L 相交时各自孑L 深在图上定出 相交点，并标出各探测孔孑L 向。 3 依据探测孑L 与炮孔相交时的长度，确定炮 孑L 中心位置。 4 比较计算实际炮孔中心与设计炮孑L 中心之 间的偏移值和偏移度 见图3 ，见表2 。 判定炮孔是否合格。 通过验孔可及时发现钻孔中存在的问题，以便 及U , l 坌q 正和补救。 3 ．2 探测孔钻凿及检测 检测孔施工中会碰到诸多问题，主要是炮孔发 生偏移，检测孔很难与炮孔相交，造成验孑L 结果不准 确，主要有以下几种情况 1 探测孔与炮孔不相交，在同一水平面上允 许误差范围内打平行孔均未与炮孔相遇，则判定该 炮孑L 为废孑L 。 万方数据 1 1 6 爆破2 0 1 6 年6 月 D 桥方向} Ⅳ桥方向I 图3 桥墩验孔示意图 单位m m F i g ．3 S c h e m a t i cd i a g r a mo fb r i d g ep i e r u n i t m m 2 探测孔与炮孔相遇，但未轴线相交，炮孑L 检 测应以轴线为准；否则，炮孔半径及检测孔半径会带 来极大误差 检测孔半径2o n l ，炮孔半径3 ．8c m 。 3 两探测孔未在炮孑L 中心相交，但应以探测 孔轴线相交点为准，确定各探测孔孔口至相交点的 长度，以准确确定探测孔孔向。 炮孑L 偏差幅度最大允许6e m ，而检测孑L 半径和 炮孔半径检测不准带来的误差至少2c m 。因此准 确检测判定炮孔偏差情况极其重要。 3 ．3 检测结果分析 炮孔检测要一孑L 一检，每孑L 钻孑L 完毕立即进行， 检测要准确，检测完毕后发现炮孑L 产生偏差应立即 分析原因，及时整改纠正，防止偏差再次发生和偏差 程度扩大。 表2 验孔记录表 T a b l e2H o l er e c o r dl i s t 3 ．4 偏差孔处置 1 6 3 根桥墩钻孑L ，难免会产生一些废孔。一旦 发现废孔，立即用与桥墩同标号的碎石混凝土回灌， 待混凝土强度达标后改为水平炮孔。 4 钻孔保护 检验合格的炮孔，必须用与桥墩同标号的碎石 混凝土堵塞检测孔，使其强度尽量与桥墩强度相近， 并对炮孑L 进行保护。 4 ．1 清孔 对合格孑L 吹孔，吹洗孔内积水和孑L 底沉淀物，并 检查处理使炮孔保持通顺，易于装填药包。 4 ．2 回填 测量炮孑L 深度，对于超出设计深度的炮孔，用细 沙回填至设计深度。 4 ．3 防水保护 在炮孔孔口周边用快凝水泥围挡，防止雨天水 流人孔内；也防止杂物掉入孔内。 4 ．4 孔口堵塞 孑L 口堵塞非常重要。在钻孑L 及之后施工材料准 备过程中，人员、机械来往频繁，孑L 口会被频繁碾压， 经常造成孔口堵死，杂物掉人的情况。一般做法是 用新的编织袋盖在孑L 口，后用柔性物堵塞，最后用水 泥墩盖住孔口，并做明显标记以防碾压。 5结论 经精心设计钻孑L 施工流程，严格控制钻孔定位、 钻孔施工、钻孔检验一系列措施，尤其是弯多坡陡路 段的钻孑L 施工控制，大幅降低了前期废孔率高的趋 势。设计钻孑L 总数1 4 2 孑L ，其中合格孑L1 3 2 孑L ，废孑L 1 0 孔 后改为水平孔 ，钻孔合格率达9 3 ％，无爆破 飞石危害产生，爆破达到预期效果。 通过本次工程实践，得出以下几点结论 1 采用中深孔爆破方案拆除小抵抗线建 构 筑 物，通过合理设计，严格控制钻孑L 精度是安全可行的。 2 中深孔拆除爆破采用二级钻孔方案，自钻孔 定位、钻机定位、钻孔施工直至验孑L 、钻孔保护，每个 工序都极为重要，通过精心施工，可以达到预期效果。 3 对于陡坡弯多路段，采用“阻滑桩”等控制 措施，大幅提高成孔率是切实可行的，但仍需进一步 完善。 4 采用中深孔拆除爆破方案，可大大节省拆 除爆破工作量，并减小装药工作量和装药时间过长 带来的潜在风险。 下转第1 2 2 页 万方数据 1 2 2 爆破2 0 1 6 年6 月 上接第11 6 页 5 中深孔拆除爆破可大幅减少钻孑L 装药联线 和安全防护工序之间的相互干扰，降低安全风险。 [ 2 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 3 ] 参考文献 R e f e r e n c e s 陈飞权，张道振，汪竹平．一起桁架结构拱式桥控制爆 破拆除[ J ] ．工程爆破，2 0 1 4 ，2 0 1 3 4 - 3 6 ． C H E NF e i q u a n ，Z H A N GD a o z h e n ，W A N GZ h u p i n g ．O n e s a n p l eo fc o n t r o l l e db l a s t i n gd e m o l i t i o no fat r u s ss t r u c t u r a r c h b r i d g e [ J ] ．E n g i n e e r i n gB l a s t i n g ，2 0 1 4 ，2 0 1 3 4 3 6 ． i nC h i n e s e 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，2 0 1 5 ，3 2 4 1 0 3 - 1 0 9 ． Z H A OM i n g s h e n g ，L O N GY u a n ，J I AY o n g s h e n g ，e ta 1 ． C o n t r o lb l a s t i n gt e c h n o l o g yf o r b r i d g ew i t hp r e s t r e s s e d c o n t i n u o u sc o n c r e t eb e a m s [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 5 ，3 2 4 1 0 3 - 1 0 9 ． i nC h i n e s e 高黎，张英才，袁绍国．连霍高速天桥爆破拆除技术 [ J ] ．爆破，2 0 1 4 ，3 1 3 1 1 0 1 1 3 ． G A OL i ，Z H A N GY i n g c a i ，Y U A NS h a o g u o ．E x p l o s i v e [ 4 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] d e m o l i t i o no fL i a n H u oh i g h w a yo v e r p a s sb r i d g e [ J ] ．B i a s t i n g ，2 0 1 4 ，3 1 3 1 1 0 一1 1 3 ． i nC h i n e s e 魏忠义，邵鹏．沛城东风桥爆破拆除[ J ] ．爆破， 2 0 1 4 ，3 1 2 11 5 1 1 7 ． W E I Z h o n g y i ，S H A OP e n g ．E x p l o s i v ed e m o l i t i o no fP e i c h e n g D o n g f e n gb r i d g e [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 4 ，3 1 2 1 1 5 1 1 7 ． i n C h i n e s e 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，2 0 1 4 ，2 0 3 1 6 1 9 ． X UP e n g f e i ，G A IS i h a i ，Z H A N GY i n g c a i ．D e m o l i t i o n b l a s t i n go ff l y o v e ro v e rt h er u n n i n gh i g h w a y [ J ] ．E n g i n e e r - i n gB l a s t i n g ，2 0 1 4 ，2 0 3 1 6 1 9 ． i nC h i n e s e 谢先启．城市高架桥精细爆破拆除[ M ] ．北京科学出 版社，2 0 1 3 1 4 9 1 5 0 ． 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 6 6 3 6 7 ． 汪旭光．爆破设计与施工[ M ] ．北京冶金工业出版 社．2 0 1l 2 3 5 ．2 3 6 ． 万方数据