河口高架渡槽“雙側切割，定位控制”拆除技術的應用

任瑞君

（長治市襄屯灌區(qū)管理局 山西長治 046011）

1 工程概況

河口渡槽位于襄垣縣夏店鎮(zhèn)南河口村，地處襄屯灌區(qū)總干渠咽喉部位。渡槽全長240 m，共20跨，每跨12 m，槽寬1.6 m，槽深1.5 m，槽身離地最高25 m，平均高度15 m，渡槽為鋼筋混凝土結構，過水流量3.8 m3/s。該渡槽始建于1966年，由于年久失修，排架混凝土剝蝕嚴重，鋼筋裸露銹蝕，并出現(xiàn)傾斜，受排架影響,槽身也出現(xiàn)變形裂縫,整個構筑物極不安全。更為嚴重的是渡槽北端70 m左右兩側有村民住宅4戶，距排架2 m左右。渡槽下臨二條鄉(xiāng)村公路及高壓輸電線路，嚴重威脅到槽下居民住戶和過往行人、車輛的安全，使下游1.7萬hm2農(nóng)田不能灌溉，影響到襄垣屯留兩縣6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)42個行政村的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，存在嚴重安全隱患。

針對上述情況，灌區(qū)管理局經(jīng)過組織技術人員現(xiàn)場勘察論證，形成共識，認為河口渡槽存在嚴重的安全隱患，已不能正常運行，急需進行拆除改造。在查明情況的基礎上，立即將渡槽安全隱患上報省市水利主管部門和市政府。對此事省、市領導高度重視，要求落實拆除方案，盡快排除安全隱患。根據(jù)省市領導的指示，召開專門會議研究，成立了處置河口渡槽安全隱患領導組，組織技術骨干立即開展排除渡槽安全隱患的各項工作，提出了“安全、快速、高效”的拆除河口渡槽的工作原則，制定了應急預案和拆除方案上報省市有關部門，保證了排除渡槽安全隱患工作有條不紊地進行。

2 渡槽拆除的難點及拆除方案的比較

2.1 高架渡槽拆除施工的難點

針對河口渡槽存在的安全隱患，領導組反復組織技術人員進行現(xiàn)場勘察、分析、論證，就渡槽拆除施工的難點分析如下：

（1）高架渡槽多采用簡支梁結構支撐渡槽槽身。上部分段卸荷后，此結構穩(wěn)定性差。如采用傳統(tǒng)施工方式拆除，容易形成局部傾倒。在本案例中，渡槽為連續(xù)簡支梁，排架支撐簡支梁裝配式渡槽槽身。槽身整體性差，排架穩(wěn)定性差，都給拆除施工造成很大困難。

（2）高架渡槽凌空高度大，排架高度在5～25 m，不便于施工。本案例中渡槽最大高度25 m，最小5 m，且排架不能作為施工時的支撐，不利于施工安全控制。

（3）渡槽共有排架19架，渡槽槽身20跨，每跨槽身長12 m，渡槽全長240 m。在渡槽本身已經(jīng)存在安全隱患的情況下，在拆除過程中破壞了渡槽本身的整體性。施工時間的增加便意味著安全風險的增加。

（4）目前各個專業(yè)拆除單位均缺少拆除此類建筑的施工經(jīng)驗。

（5）渡槽跨越村莊，渡槽六、七、八號排架旁即為四戶人家，同時附近還有數(shù)孔窯洞，給施工造成極大的困難。并且渡槽下還跨越數(shù)條鄉(xiāng)村公路及高壓輸電線路，更增大了施工難度。

2.2 施工方案的選擇

因為對此類施工缺乏經(jīng)驗，施工前進行了多種施工方案的比較。按照“安全、快速、高效”的拆除渡槽工作原則，提出了以下施工方案并對其進行了論證。

（1）機械拆除法

即參照民用建筑的拆除施工，采用破碎錘振搗破碎拆除。這種方法有豐富的施工經(jīng)驗，施工組織、施工機械更有很大的選擇余地。這也是最早考慮的施工方案。

后經(jīng)研究，此方法不適合本施工。該渡槽所處地勢狹窄，附近有民房及其他建筑物，需進行民房搬遷，再則本渡槽凌空高度大，機械臂高度不能達到要求，且此種方法很容易發(fā)生倒覆，傾倒方向不易控制。在渡槽排架旁緊鄰的民宅很容易發(fā)生危險，也不能保證施工機械的安全。

（2）定向爆破法

定向爆破法是在周圍環(huán)境限制條件下經(jīng)常使用的一種較先進的拆除方法。這種方法能夠有效控制建筑傾覆方向，適用于建筑物旁存在大量民宅的環(huán)境。因此，考慮采用這種方法。

但在此案例中，渡槽旁有民房和窯洞，民房緊貼直立黃土壁而建。渡槽槽身高20 m，每節(jié)渡槽槽身重20 t以上。整體爆破后渡槽槽身落下極易對民宅和鄉(xiāng)間公路造成嚴重破壞。并且，這種方法會大大增加施工成本。

（3）整體吊裝拆除法

渡槽建設時采用卷揚機吊裝，再進行拼接。所以考慮先打開渡槽各部件，再分別吊裝拆除。這種方法比較保守，有可借鑒的施工經(jīng)驗，而且容易保證施工安全。

事實上在建設時渡槽兩側尚未建有民宅，現(xiàn)在如不進行拆遷，則沒有足夠的場地安裝卷揚機，而拆遷則會大大延長施工時間并且大大增加施工費用。

（4）人工拆除法

這是初步準備采用的一種方法。在渡槽排架兩側搭滿堂紅腳手架至渡槽頂高度，操作人員以腳手架為安全依托進行操作，逐步敲擊破碎槽身拆除。這種方法比較安全，對環(huán)境的影響較小。但是操作人員在高空操作受限，施工進度很慢。會極大增加施工時間，安全隱患遺留時間長，并且因需長時間封閉村間道路，長時間停電，對村民的生產(chǎn)生活影響很大，后來不得不放棄這種方法。

（5）雙側切割定位控制法

這是最后實施的施工方法。利用雙側切割控制渡槽槽身的下落姿態(tài)，利用槽身自身的重力完成對渡槽的拆除，渡槽分段下落可以減小對地面的沖擊能量，并且施工人員與下落段分離，降低人員操作風險，施工時間短，有利于施工組織協(xié)調(diào)，能夠快速排除安全隱患。經(jīng)過對各方案的分析比較，確定采用雙側切割定位控制法進行渡槽拆除。

3 雙側切割定位控制法的操作規(guī)程

此施工方法最重要的就是利用觀測施工中渡槽槽身底部雙側橫梁的形變控制雙側切割過程，用渡槽槽身自身的重力控制渡槽下落的姿態(tài)，使之形成方位可控的連排反應，達到“安全、快速、高效”的施工要求。

（1）在計劃切割的槽身段前排架兩側搭腳手架至渡槽頂部，腳手架與渡槽不得接觸，用于施工人員在腳手架上固定施工。這樣可以使施工人員與渡槽分離，防止出現(xiàn)安全隱患。在本案例中，因為排架旁地勢不利于腳手架的穩(wěn)定，故采用50 t吊車伸臂掛吊籃對施工人員進行安全固定。

（2）切割部位選在排架牛腿外延10～20 cm槽身處，槽身上部開口應大于底部一倍，呈倒梯形。雙向切割必須同步進行，以保證渡槽槽身二底梁變形的一致。

（3）在距渡槽兩側50 m處分別架設經(jīng)緯儀觀測渡槽槽身兩側切割時的形變，以此控制兩側切割速度，整個觀測及切割過程需現(xiàn)場施工指揮的嚴格調(diào)度，防止兩側切割施工各自進行。

（4）切割至槽幫底部梁附近時確保操作人員安全，防止兩跨槽身結合部發(fā)生意外開裂。

（5）確保槽身底部兩梁同時斷裂，整節(jié)槽身自兩跨槽身結合部斷裂，以槽身與牛腿接觸點為軸心下落。

（6）當渡槽槽身下落至與地面呈60°角時，槽身脫離排架呈自由落體落下。

（7）切割端接地后，渡槽槽身作為整體斷裂端同時撞擊排架兩立柱，使排架自10 m高度折斷，下一跨槽身落下，形成連鎖反應，渡槽沿走向軸線垮塌。

4 方案實施

拆除渡槽施工屬高危作業(yè)，為了確保渡槽拆除工作順利進行，決定把拆除的重點放在村民住宅和交通要道部位，確保村民住宅及村民和過往行人的生命安全和財產(chǎn)安全。在這些地方全部拉警戒線，專人把守，嚴格按照操作規(guī)程實施。具體操作辦法是施工人員把安全帶拴在吊車吊籃上,分別在兩邊槽身連接處排架底牛腿外10～20 cm處從上往下進行了切割，同時用徑緯儀控制槽身位移，及時糾偏，保證兩側切割速度相同，在空中切斷槽身，由切斷的槽身垂直跌落砸倒排架，然后用挖掘機清場。此方案關鍵是要控制20 t的槽身不得左右偏離，確保渡槽槽身旁住宅安全。方案確定后，立即組織疏散槽下住戶所有人員，切斷輸電線路及通訊線路，封鎖各個交通要道，派人嚴防死守。經(jīng)過全面部署，各方面都做好準備，經(jīng)過十多小時的連續(xù)作業(yè)，將渡槽安全拆除。消除了安全隱患。由于采取措施得力，沒有發(fā)生任何意外，保證了拆除工作的順利進行，又好又快地完成了河口渡槽安全隱患排除工作。

本次施工達到了“安全、快速、高效”的目的，用較少的資金，在短時間內(nèi)完成了高架渡槽的拆除，順利排除了安全隱患，并且把對居民的生產(chǎn)生活的影響降到了最低。本案例證明了雙側切割定位控制法的科學性、合理性。

5 技術創(chuàng)新點

（1）設計方案科學合理，程序嚴謹，可操作性強。

（2）該技術來源于生產(chǎn)實踐，方案切合實際，針對性強，方法切實可行。

（3）在城鄉(xiāng)居民住宅區(qū)、建筑物密集區(qū)應用此技術拆除高架渡槽較其它方法安全、快速、費用低、效果好，既保證了施工人員的安全，也不需要搬遷居民影響居民的正常生產(chǎn)、生活，還不影響槽旁其它建筑物的安全，達到安全、快速、高效的目的。

（4）對同類型條件、同類型結構的過水渡槽以及公路橋梁和城市舊的高架橋拆除重建具有一定的指導意義和應用價值。