獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力斜拉橋爆破拆除

周祥磊,陳德志,羅 鵬,李本偉,胡浩川,周應(yīng)軍,李克菲,陳 晨

(中鋼集團(tuán) 武漢安全環(huán)保研究院有限公司，武漢 430081)

1 工程概況

1.1 橋梁結(jié)構(gòu)

金婺大橋?yàn)楠?dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力斜拉橋，該橋全長260 m，橋?qū)?4.7 m，厚2.2 m。主塔高64 m，長5 m，寬2.7 m，橋面下與主墩相連；主墩長17 m，寬5 m，河床面以上高9.5 m，河床下為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度為8 m；主梁為單箱三室預(yù)應(yīng)力混凝土薄腹箱梁，由19個(gè)梁塊組成，梁塊呈倒梯形，上邊長27 m，下邊長13.5 m，高2.2 m，除頂板與腹板、底板與腹板相交處壁厚增大，其余壁厚均為0.25 m，共3個(gè)倉；9對斜拉索呈平行對稱布置，水平夾角為30°，梁上索距為9 m。大橋結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 周圍環(huán)境

金婺大橋位于浙江省金華市，周圍環(huán)境極其復(fù)雜。上游19 m處有一座鋼便橋，下游27 m處有地下自來水管，埋深1 m，大橋東側(cè)橋頭處有110 kV高壓線纜，西側(cè)226 m處有地下天然氣管道，如圖2所示。

1.3 工程難點(diǎn)分析

金婺大橋系一種用斜拉索直接將橋面懸吊在主塔上，主要靠主塔受彎壓、主墩受壓，斜拉索受拉來承擔(dān)的組合受力體系橋梁[1]，并且大橋位于市區(qū)中心地段，爆破作業(yè)面臨許多難題：

(1)這種獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力斜拉橋造成主墩和主塔需要爆破的部位鋼筋密集，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，鉆孔施工困難，剝離、破碎鋼筋混凝土難度大。

(2)待拆除橋梁與周邊居民區(qū)、商務(wù)區(qū)等建(構(gòu))筑物距離較近，必須對爆破飛石、爆破振動(dòng)及沖擊波等進(jìn)行嚴(yán)格的控制，對爆破防護(hù)技術(shù)要求高[2]。

(3)待拆除橋梁的上游19 m處有一座鋼便橋，下游23 m處有地下自來水管，對居民生活和交通出行非常重要，必須重點(diǎn)保護(hù)。

2 爆破總體方案

根據(jù)大橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和周圍環(huán)境條件，確定采用“主塔向北定向傾倒，主墩與橋面原地坍塌”的爆破方案，在柱墩、主塔及橋體梁塊的東西兩側(cè)共設(shè)4個(gè)爆破切口爆破順序?yàn)椋褐魉簤K→主墩。采用孔內(nèi)和孔外相結(jié)合的延時(shí)起爆技術(shù)，一次點(diǎn)火起爆[3,4]。

3 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

3.1 主塔

(1)預(yù)處理

采用潛孔鉆對主塔爆破切口后側(cè)進(jìn)行鉆孔切割，將爆破部分與支撐部分提前分開。將主塔四個(gè)邊角混凝土破碎，并對破碎范圍內(nèi)暴露出的角鋼及鋼筋進(jìn)行氧割。

(2)布孔形式和孔網(wǎng)參數(shù)

由于主塔底部鋼筋較為密集，需要加強(qiáng)藥量以確保主塔失穩(wěn)倒塌。采用矩形布孔的方式，主塔炸高為4.5 m。主塔布孔如圖3所示，主塔孔網(wǎng)參數(shù)詳見表1。

表1 主塔孔網(wǎng)參數(shù)表Table 1 Main tower hole network parameters table

(3)爆破網(wǎng)路

采用“孔內(nèi)延時(shí)、孔外接力的大把抓網(wǎng)路”(每把不超過20根)，用2發(fā)MS1交叉復(fù)式連接[5,6]，最后用2發(fā)MS1接入主網(wǎng)路，自兩端向中間傳爆。1區(qū)、2區(qū)孔內(nèi)網(wǎng)路示意圖如圖3所示。

3.2 主墩

(1)布孔形式和孔網(wǎng)參數(shù)

選擇在主墩東側(cè)17 m×9.5 m面和南北兩側(cè)圓弧部位布置炮孔，主墩炸高為6 m，如圖4所示。由于南側(cè)部位距離鋼便橋較近，在此方向橋墩弧形部位采用小孔徑布孔，使藥包分部更均勻，單段藥量和單耗更低。在主墩中間矩形部位高度為1.75 m、3.25 m處布置兩排空孔，為爆破部分提供新的自由面。主墩裝藥結(jié)構(gòu)如圖5所示，主墩孔網(wǎng)參數(shù)見表2。

表2 主墩孔網(wǎng)參數(shù)表Table 2 Main pier network parameters table

(2)爆破網(wǎng)路

主墩孔內(nèi)使用半秒導(dǎo)爆管雷管(4500 ms)，孔外列間延時(shí)起爆，分8個(gè)段別，每列間形成50 ms時(shí)差間隔。由南側(cè)第1列至第8列，北側(cè)第1′列至第7′列，每排用2發(fā)MS3(50 ms)傳爆(第1列用4發(fā)傳爆)，并接入下一列，連至第1′列后用4發(fā)MS3接入主網(wǎng)路。起爆時(shí)間為4500～4850 ms。

3.3 橋面爆破參數(shù)

對橋面兩側(cè)的人行道和部分上橋面進(jìn)行機(jī)械破碎處理[7,8]，對腹板和底板進(jìn)行爆破處理。

(1)布孔形式和孔網(wǎng)參數(shù)

在梁塊內(nèi)部斜面、腹板及底面采用矩形布孔方式，共設(shè)5排孔。由于在底板與腹板相交處鋼筋密集，厚度增大，該處炮孔深度增大為25 cm，單孔藥量增大。梁塊炮孔布置如圖6所示，梁塊孔網(wǎng)參數(shù)詳見表3。

(2)爆破網(wǎng)路

梁塊上所有炮孔同時(shí)起爆，孔內(nèi)采用半秒延期雷管HS4(1500 ms)，孔外“大把抓”(每把不超過20根)，用2發(fā)MS1交叉復(fù)式連接，最后用2發(fā)MS1接入主網(wǎng)路。

表3 梁塊孔網(wǎng)參數(shù)表Table 3 Beam block mesh parameters table

3.4 全橋起爆網(wǎng)路

采用導(dǎo)爆管雷管孔內(nèi)、孔外分段延時(shí)起爆，將全橋爆破部位劃分為主塔(1區(qū)、2區(qū))、梁塊、主墩3個(gè)部分，起爆順序：主塔1區(qū)→主塔2區(qū)→梁塊→主墩。爆破網(wǎng)路如圖7所示。

4 爆破安全及防護(hù)措施

4.1 近體防護(hù)措施

(1)主塔：沿外側(cè)包裹土工格柵，搭設(shè)竹跳板，覆蓋防曬網(wǎng)和堆沙袋墻。

(2)主墩：在使用土工格柵和竹跳板之后，以主墩為中心沿橋面走向覆蓋防曬網(wǎng)，最后在主塔南側(cè)堆“U字型”土堆。

(3)橋面：在對應(yīng)的爆破區(qū)域覆蓋防曬網(wǎng)，并在炮孔上覆蓋沙袋[9]。

在實(shí)踐教學(xué)中，很多語文教師經(jīng)常會(huì)抱怨學(xué)生閱讀時(shí)不會(huì)思考，缺乏信息加工和處理的敏銳度。成年人具有內(nèi)化知識(shí)、關(guān)聯(lián)對比的思維能力，因而在閱讀過程中他們極容易把握文字中所傳遞出來的本質(zhì)與內(nèi)涵。而兒童思維有別于成年人，兒童視角是指兒童在觀察、描述事物，講述和理解事件時(shí)所表現(xiàn)出來的不同于成年人的一種思維習(xí)慣、認(rèn)知方式以及價(jià)值取向，看似極為平常的閱讀能力在學(xué)生身上很難得到發(fā)展。為此，想要真正提高小學(xué)語文閱讀教學(xué)，從兒童視角出發(fā)精心設(shè)計(jì)閱讀教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)至關(guān)重要。

4.2 專項(xiàng)防護(hù)

(1)自來水管的安全防護(hù)：用鋼板、廢渣、沙袋、廢舊輪胎和防曬網(wǎng)組成混合緩沖墊層，以降低主塔倒塌的觸地沖擊荷載[10]。

(2)地下管線的安全防護(hù)：考慮到大橋東側(cè)橋頭處有高壓線纜，西側(cè)有地下天然氣管道，故在兩側(cè)管網(wǎng)上方鋪設(shè)沙堆，并進(jìn)行覆蓋防護(hù)[11]。

(3)堤壩的安全防護(hù)：通過在西側(cè)橋面下端與堤壩上端空間密集堆碼沙袋，減弱梁塊對江堤的沖擊。

5 爆破效果

起爆后，主塔向北順利傾倒，橋面、主墩完全坍塌于河床上，所有炮孔均準(zhǔn)確起爆，整個(gè)爆破十分成功。

(1)主塔按設(shè)計(jì)傾倒方向倒塌，主塔向下游方向(北側(cè))前傾約8.7 m。

(2)橋面觸地，梁塊解體充分，左側(cè)梁塊向中心移動(dòng)約8.8 m，右側(cè)梁塊向中心移動(dòng)約14 m。

(3)主墩爆破部位完全粉碎，爆破飛散物最遠(yuǎn)約10 m，未對鋼便橋造成任何影響。

(4)對大橋周邊多處建(構(gòu))筑物進(jìn)行爆破振動(dòng)檢測，測得數(shù)據(jù)均滿足《爆破安全規(guī)程》(GB6722—2014)的要求[12]，爆破振動(dòng)未對周邊建(構(gòu))筑物造成損害。見圖8～圖10。

6 結(jié)語

(1)對于在市區(qū)復(fù)雜環(huán)境下獨(dú)塔單索面預(yù)應(yīng)力斜拉橋的爆破拆除，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用原地坍塌爆破技術(shù)與定向控制爆破技術(shù)相結(jié)合的手段，使得橋梁按主塔→梁塊→主墩順序分段順利倒塌。

(2)針對主墩這類大體積混凝土應(yīng)采用潛孔鉆機(jī)鉆孔作業(yè)。對主塔爆破切口后側(cè)進(jìn)行鉆孔切割，保證了支撐部分在爆破切口形成時(shí)的完整性與支撐能力，以保證傾倒方向的準(zhǔn)確性。

(3)本次工程采用的安全防護(hù)措施起到了良好的效果，保證了周邊的建(構(gòu))筑物安全，為類似防護(hù)工程提供了實(shí)際的施工借鑒。