城市大型立交橋整體爆破拆除

劉文輝

(廈門爆破工程公司， 福建廈門 361012)

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城市大型立交橋整體爆破拆除

劉文輝

(廈門爆破工程公司， 福建廈門 361012)

摘要：介紹了復雜環(huán)境下數碼電子雷管在城市大型立交橋爆破拆除中的應用。該橋為三層互通式，橋梁路線長，橋下淤泥層深厚。采用深孔為主、淺孔為輔的爆破技術，數碼電子雷管網路為主、非電網路為輔的復式起爆網路。數碼電子雷管網路既能減少多層立交橋橋體在爆破拆除塌落中的相互干擾又能利用其高精度毫秒延時特點達到減振目的。采用孔外延時起爆技術，鋪設緩沖層和挖減振溝等多種減振措施，降低在淤泥地質上的觸地振動。同時采用爆破水霧降塵等技術緩解了爆破拆除的粉塵危害，達到了良好的拆除爆破效果，可為同類工程提供參考。

關鍵詞：數碼電子雷管； 城市大型立交橋； 爆破拆除； 復雜環(huán)境； 整體爆破； 淤泥地質； 水霧降塵

1工程概況

漳州東立交橋位于漳州市勝利東路與九龍大道交會處，總長5 475.5m，占地面積約14萬m2，曾經是福建省規(guī)模最大的一座三層紡錘形定向互通式立交橋。該立交橋已惡化為五類(危橋)，決定將其整體爆破拆除。

1.1周圍環(huán)境

立交橋東側為人民廣場；南側44m、西側35m和北側40m均為居民區(qū)。立交橋倒塌范圍內的地質上層0.8 ～3.0m為素填土，下層為淤泥，厚6.5～17m。地下有需重點防護的國防光纜、天然氣管道，還有其他的高壓電纜、水管和通信光纜等，周邊環(huán)境及倒塌范圍內的地下環(huán)境都比較復雜，如圖1所示。

1.2橋梁結構

該立交橋為鋼筋混凝土三層互通式，共有1座主橋和10座匝道。其橋墩為圓柱形，共計163根，直徑有1.2m和1.5m兩種。鋼筋布置情況為：縱向24根鋼筋均為Ф25，水平鋼筋為Ф8，間隔為30cm。橋墩混凝土為C30，橋體上部結構的混凝土為C40，伸縮縫的混凝土為C50。立交橋的橋面寬度有四種：23.3，13.25，11，9.5m，跨度18 ～32m，橋墩高度3.4 ～12.4m。橋體上部結構高1.2m，在橋墩支撐橋體上部結構位置的現澆暗帽梁為實心混凝土部分，沿橋面在橋墩兩側各1.2m寬，其余部分為箱梁部分。立交橋上部結構采用現澆混凝土，匝道之間有伸縮縫。

1.3爆破施工難點

(1)倒塌范圍的地下為淤泥地質，爆破時會放大橋體上部結構塌落的觸地振動，也會減緩振動衰減，擴大振動影響范圍，淤泥地質受擠壓易變形的特點也會增加對地下管網的保護難度。

(2)周圍環(huán)境復雜。立交橋距離周圍居民樓最近距離僅為35m，因此對爆破飛石、振動、沖擊波和爆破粉塵都要進行嚴格的控制。

(3)防護工作量大。在裝藥之前要全部做好爆破飛石防護和爆破振動防護。

(4)橋面彎多坡多，且坡角不一，因此確保深孔炮孔位置和垂直度不發(fā)生偏差是鉆孔的關鍵，也是前期施工的一大難點。

(5)立交橋總路線長、橋墩多、匝道多，且為三層立交式，爆破網路設計時要綜合考慮，避免相互干擾。

圖1　周圍環(huán)境示意圖Fig.1　Schematic diagram of surrounding environment

2爆破拆除方案及參數

2.1拆除方案

根據立交橋現場情況和工期要求，采取原地倒塌的方式，只對橋墩進行鉆孔爆破，橋體上部結構倒塌后采用機械進行二次破碎。

分析橋梁的結構，每個匝道的端頭都連接著橋臺，其兩側水平方向互不受力，為減少爆破后的機械破碎量，可以對橋臺以外的砼部分進行機械預拆除。N、F匝道為獨立的兩條匝道且高4.5 ～5.2m，可采用機械進行預拆除，如圖1所示。

試爆體選擇。對立交橋的周圍環(huán)境和受力結構進行全面分析，D匝道位置相對較寬，兩端各有一條伸縮縫，伸縮縫兩側水平方向互不受力，因此選擇D匝道兩條伸縮縫之間的8個橋墩作為試爆體。

2.2鉆孔設計與施工

采用地質鉆在橋面上鉆孔，孔徑73mm，鉆至各橋墩距離地面30cm處。鉆孔過程中必須做好炮孔定位，保證炮孔垂直度，使炮孔位于橋墩的中心。成孔后應進行驗孔，孔中心偏移超過6cm為不合格。經過驗孔，共有10個橋墩豎孔不合格，改為在橋墩鉆直徑40mm水平孔。

施工中利用“圓周三點確定一個圓心”的原理、全站儀、GPS等測量技術在橋面上確定炮孔中心點，利用水平尺、全站儀等測量控制鉆桿垂直度，在橋面設置鉚固樁固定鉆機基座不發(fā)生位移，利用“十字鉆孔探測驗孔法”檢測炮孔垂直度。

2.3爆破參數〔1-3〕

2.3.1深孔爆破參數

深孔爆破的炮孔深度(從橋面計算)從4.3m到13.3m不等，單孔藥量按公式Q= qV=πR2qL計算，R為橋墩半徑，L為裝藥長度，其爆破參數見表1。

表1　爆破參數

2.3.2水平淺孔爆破參數

布設水平淺孔的10個橋墩直徑均為1.2m，沿橋墩中心線從兩個方向成90°布孔，最小抵抗線W為0.4m，炮孔深度L取0.8m，橋墩最小爆破高度取2.4m，實際施工炮孔間距a取0.25m(單個方向間隔0.5m)，從距地面0.3m開始布孔，下部布9個孔，上部布7個孔。炸藥單耗q上部取1.2kg/m3，下部取1.4kg/m3，單孔藥量按公式Q= qV=πR2qa，橋墩半徑R=0.6m，上部炮孔單孔藥量為0.35kg，下部炮孔單孔藥量為0.4kg。水平淺孔布置如圖3所示。

圖3　　水平淺孔布置Fig.3　The horizontal shallow blastholes arrangement

2.4裝藥結構

采用直徑32mm的乳化炸藥，每卷重200g、長22cm。豎孔深度在6m以下采用連續(xù)裝藥結構，豎孔深度在6m以上采用間隔裝藥結構，間隔段為1m，細砂間隔。水平孔每個孔內裝1發(fā)瞬發(fā)非電導爆管雷管，豎孔孔內裝多發(fā)瞬發(fā)非電導爆管雷管和導爆索，孔口采用炮泥填塞。

3爆破網路設計

3.1起爆順序

考慮到三層立交之間的相互干擾以及降振的需要〔4〕，采用數碼電子雷管孔外延時起爆技術，可以靈活設計各個匝道、各個橋墩之間的起爆順序和間隔時間，避免各匝道爆破時的相互干擾。起爆順序為“先內后外”、“先低匝道、后高匝道及主橋”和對稱起爆。即起爆順序為：從W、E匝道的起點W2、E12開始起爆，然后是A、B、C匝道，最后是V主橋和外側G、M匝道，其中，V主橋從中間橋墩往兩頭起爆，如圖1所示。

3.2延時時間設計

合理的起爆間隔時間能減小爆破振動和觸地振動，且能避免三層立交橋塌落時的相互干擾，爆破飛石破壞起爆網路或防護設施。因此，基于爆破拆除理論和實踐〔5〕，確定橋梁拆除主橋及各匝道相鄰橋墩間隔時間100 ～250ms。

表2　橋墩雷管段別

3.3起爆網路

橋墩炮孔內采用瞬發(fā)非電導爆管雷管和導爆索，孔外采用數碼電子雷管復式網路引爆，數碼電子雷管網路為兩套相互獨立的電爆網路。為提高網路的可靠性，增加了第三套非電導爆管雷管接力起爆網路，對應于100，150，200，250ms四類間隔時間，使用MS5、MS6、MS7、MS8導爆管雷管再鋪設一條非電導爆管孔外接力延時起爆網路，主要是對數碼電子雷管起爆網路的補充，如圖4所示。

圖4　起爆網路示意圖Fig.4　Schematic diagram of initiation network

4安全防護

4.1飛石防護

采用地毯、竹排架掛竹片、尼龍繩網及外側搭鋼管架掛竹片等對橋墩的多層安全防護措施。

4.2振動防護

采用高精度的數碼電子雷管和相鄰橋墩延時起爆時間100 ～250ms、鋪設松土緩沖層和開挖減振溝等措施減振。針對橋體外側淤泥層深厚，含水豐富等地質情況，采用開挖隔振溝，在溝內插入毛竹的方式進行減振，效果良好。

4.3爆破粉塵防護

采用沖冼橋面、噴淋地面、爆破水霧降塵法進行

降塵。另外，外側搭設的掛有竹片和安全網的鋼管排架也能阻擋爆破粉塵擴散。

5爆破效果及體會

爆破后橋梁上部結構全都塌落于緩沖土層上，橋墩全部破碎，橋體呈裂紋狀破碎。爆破飛石未出外側防護鋼管排架；爆破粉塵被擋在鋼管排架內側，無大量煙塵；距爆破點最近35m處的居民樓最大振動速度峰值為0.64cm/s，符合《爆破安全規(guī)程》(GB6722-2014)要求〔6〕；爆破振動、橋體觸地振動和觸地沖擊未損壞地下國防光纜、煤氣管道等管線設施。

本次工程規(guī)模大、線路長、橋下地基條件較差、環(huán)境復雜，采用深孔爆破、數碼電子雷管起爆網路和爆破水霧降塵等爆破技術，成功地爆破拆除了漳州東立交橋，可為城市大型立交橋爆破拆除提供參考。

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SafetyregulationsforblastingGB6722-2014[S].Beijing:ChinaStandardsPress,2014.

文章編號：1006-7051(2016)03-0045-03

收稿日期：2016-03-30

作者簡介：劉文輝(1974-)，男，高級工程師，主要從事爆破設計施工。E-mail： 1992305918@qq.com

中圖分類號：TD235.3

文獻標識碼：A

doi：10.3969/j.issn.1006-7051.2016.03.009

Wholeblastingdemolitionofbig-scaleurbaninterchangebridge

LIUWen-hui

(XiamenBlastingEngineeringCompany,Xiamen361012,Fujian,China)

ABSTRACT：Digital electronic-delay detonator applied in blasting demolition of big-scale urban interchange bridge under complex environment was introduced. The three-layers interchange bridge has a long route. A large amount of silt was under the bridge. Blasting technology of deep-hole blasting oriented and shallow-hole blasting supplemented was used. Multiple initiation network technology of digital electronic-delay detonator network mainly taken and non-electric network as auxiliary was applied. Interference with interchange bridge bodys in the blasting demolition could be reduced by applying digital electronic-delay detonator network. And vibration could also be reduced by using the high precision millisecond delay characteristics. Vibration reduction measures such as external delay initiation technique, laying buffer layer and digging damping ditch were taken to reduce touchdown vibration on the silt geology. The technology of blasting water mist dust-reduction was adopted to relieve the dust hazard of blasting demolition. The good effect of demolition blasting was achieved. It could provide a reference for similar projects.

KEY WORDS:Digital electronic-delay detonator network； Big-scale urban interchange bridge； Blasting demolition； Complex environment； Whole blasting； Silt geology； Water mist dust-reduction