淺談武英高速公路拱形天橋爆破拆除技術

董清青

(四川公路橋梁建設集團有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

湖北省境內麻武高速公路在武英高速羅田互通以西2.5 km處與武英高速公路立體交叉，設置團陂樞紐互通以滿足與武英高速之間的交通轉換需求。團陂樞紐互通式立交施工范圍內跨武英高速公路拱形天橋因高程的限制需要拆除，即K76+157拱形天橋需拆除，其結構形式為1-36.6上承式拱-橋面寬5.5 m，厚度0.4 m；拱圈寬度3 m，厚度為0.54 m。拱上橫墻寬度3 m、厚度0.2 m，高度分別是5、4、2 m 。天橋地處浠水縣團陂鎮(zhèn)牌樓河附近，四周無村落。

2 天橋拆除要求及爆破需要達到的目的

天橋拆除要求：①要求將天橋同時從兩端橋臺以內全部炸塌，爆渣清運必須在12小時內完成，以縮短封閉交通時間；②要求炮眼鉆孔施工期間武英高速公路實行半幅雙向通行，以減少對武英高速交通的干擾；③要求爆破不得損壞臨近建筑物和橋下路面，以便清渣后實現(xiàn)盡快恢復武英高速交通。

天橋爆破需要達到的目的：①必須確保天橋整體坍塌，對拱式結構，確保橋體坍塌的條件是拱體結構充分破壞；②為保護橋頭邊坡的穩(wěn)定性，橋臺需要保留，爆破裝藥前，對橋面與橋臺的連接處，采用機械的方法進行預切割，爆破后主要橋體部分塌落后解體，為后續(xù)機械清運提供安全作業(yè)條件；③橋體爆破后塊度滿足吊車清運的要求，因此，需將天橋充分爆破解體成為6段，確保每段在爆破后盡快吊運出武英高速外；④爆破危害的控制，重點是控制鋼筋混凝土拱坍塌對周圍建筑物的影響，包括爆破振動控制、爆破飛石控制、坍塌觸地振動控制、爆炸沖擊波控制、橋體塌落不損壞路面。

3 爆破需要采取的技術措施

為達到以上爆破目的，爆破前需采用機械-人工預處理即將橋面預先分成6段、微差控制爆破拆除主體支撐結構使橋體垮塌的施工方式。爆破后再采取機械解體吊運的方法進行拆除，機械拆除與清渣工作同步平行施工。針對上述爆破方案，擬采用的主要技術措施如下。

1)將橋面分割為6段總計設7個切口，其中中間的切口為打孔爆破，其他的6個切口利用挖掘機-風鎬預先開口，切口如圖1～2所示，其中實心框為爆破切口，空心框為預開口。

圖1 預先切口圖

圖2 預切割切口及爆破切口

2)采用鉆孔爆破方式，爆破鋼筋混凝土拱等承重結構使其橋面結構整體失穩(wěn)坍塌,為保證清運，在橋面中軸線方向打孔將整個橋面沿通行方向分為兩部分。

3)采用微差起爆，使橋拱、橋面原地坍塌，控制坍塌對武英高速公路路面的影響。

4)采用毫秒微差起爆，減小單段起爆藥量，控制爆破振動對周圍建筑物即橋臺邊坡的影響。

5)橋梁下面鋪設2.0 m高土堆，控制橋梁觸地振動對周圍建筑物特別是對瀝青路面的影響。

6)橋面炮孔表面鋪設2層棉被，棉被上鋪設鐵絲網(wǎng)再加砂袋，形成3級防護。沿天橋護欄兩側綁扎鋪設密實的竹排，外側再覆蓋上地毯并掛上防護網(wǎng)。防止飛石對周圍建筑物及行人的影響。

7)炮眼鉆孔施工采用半幅交通管制施工作業(yè)，半幅雙向通行，交替施工通行的推進流程，確保施工期間武英高速正常營運。

8)爆破至清運期間武英高速公路團陂收費站至羅田收費站區(qū)段實行交通封閉。

4 爆破參數(shù)設計

橋梁的荷載(包括恒載和活載)都是由拱圈部分傳遞到橋臺上面。拱圈部分爆破設計是橋梁倒塌的關鍵部分，所以爆破點選取在拱頂部分和拱與橋臺連接處，此部位是拱橋結構的主要受力部分，在此處爆破可使橋面失穩(wěn)而倒塌。炮孔按梅花狀布置在拱圈上，垂直布孔，炮孔間距40 cm、排距40 cm。布置炮孔過程中不得隨意破壞拱圈的鋼筋及混凝土結構，保證施工過程的安全。

天橋拱圈分為6個區(qū)間，受空間限制，靠近拱頂?shù)?個區(qū)間無法鉆孔，余下4個區(qū)間各分別布置7排。立墻部分作為橋面的一個輔助支撐部分，承擔橋面的荷載較小，作為板狀立墻，只需在立墻底部附近布孔。炮孔間距30 cm、排距30 cm，梅花形布孔。天橋立墻炮孔排數(shù)分別為10排炮孔、8排炮孔和6排炮孔。橋面炮孔布置在拱頂軸線部位，拱頂橫向布置3排炮孔，布置在橋面與拱圈重合部位，具體爆破參數(shù)見表1。

表1 爆破參數(shù)

5 主要拆除流程

為達到快速拆除、快速恢復交通的目的，需對天橋爆破拆除主要工序進行合理布置安排，并做好各種預防措施，保證各個拆除工序的安全。

1)交通分流。天橋拆除過程中，不可避免會對現(xiàn)有高速通行造成影響，需對現(xiàn)有高速進行一定的交通分流，拆除完成后進行恢復。

2)鉆孔。按照爆破參數(shù)設計，在天橋拱圈、立墻底部、橋面等炮孔位置進行鉆孔。鉆孔時需特別注意不對天橋受力鋼筋造成破壞。

3)防護。在鉆孔布置施工完成后，對橋面、護欄外側、橋下既有高速路面進行特殊防護，以盡量降低在爆破時，飛石、碎渣對行人、機械及既有路面造成的影響。

4)爆破。采用微差起爆，安全有序進行爆破作業(yè)(見圖3)。同時注意對兩側橋臺既有邊坡的保護及監(jiān)測，有必要時可進行臨時的防護。

圖3 爆破示意圖

5)清除。實施爆破后，快速對破損橋梁結構進行解體清運，同時對路面及周邊建筑垃圾進行清理，不留安全隱患。

6)恢復交通。待整個拆除作業(yè)完成后，對現(xiàn)場進行安全檢查，排查無安全隱患，即可將高速恢復交通。

6 飛石防護措施

1)嚴格檢查和驗收炮孔質量。

2)保證良好的填塞質量，炮孔堵塞時嚴禁堵塞物中夾雜碎石。

3)根據(jù)現(xiàn)場試驗結果，確定合適的裝藥量，避免超量裝藥。

4)加強對裝藥部位的覆蓋，對裝藥部位15～20層密目安全網(wǎng)進行懸掛式覆蓋，以防飛石的溢出。

通過工程實踐，采用上述方法進行防護后，個別飛散物對周圍建筑物不會造成危害。

7 路面損害防護措施

為保證橋體構件塌落及后期清運時機械設備不損害路面。橋體投影面下方采用砂堆構成的防護墊層(高度)，在中間通信光纜上方覆蓋鋼板，鋼板采用20 mm厚，防護面積為光纜正上方兩側搭接50 cm。用于承擔橋體塌落主要荷載并均勻分布在整個防護區(qū)間，保護光纜不被破壞。砂堆采取就近取材的措施，底部防護面積為橋面垂直投影兩側延伸3 m，高1.5 m，主要用于吸收橋體塌落荷載。

8 結束語

通過武英高速拱形天橋爆破拆除的工程實踐，采取科學合理的技術方案和爆破參數(shù)以及防飛石、防路面損害技術措施，在短暫11個小時關閉交通后，實現(xiàn)了安全、快速拆除運營高速公路上的結構物，并盡早恢復了交通，減少了結構物拆除對高速公路通行的影響，本項目的成功爆破拆除可供類似項目借鑒。

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