橋梁爆破拆除施工工藝

蘇龍慶

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050001）

1 工程概況

某橋梁全長(zhǎng)240m，由主拱、邊拱和引橋段構(gòu)成，橋面總寬度12m。上部結(jié)構(gòu)為中承式鋼管混凝土雙曲拱設(shè)計(jì)，橋面為簡(jiǎn)支板搭接蓋梁上，邊拱凈跨為50m。主拱橋面中間為吊橋，用吊桿支撐蓋梁兩側(cè)，橋面以下主拱兩側(cè)為簡(jiǎn)支梁橋?，F(xiàn)對(duì)整座橋梁實(shí)施爆破拆除作業(yè)，在原橋梁址上建設(shè)新橋。在爆破拆除之前優(yōu)化設(shè)計(jì)總體施工方案，重點(diǎn)解決承重結(jié)構(gòu)徹底破壞、橋梁結(jié)構(gòu)順序倒塌難題，最終確定主拱四點(diǎn)式爆破拆除方案和邊拱多點(diǎn)爆破拆除方案。

2 橋梁爆破拆除施工工藝

2.1 制定爆破拆除方案

2.1.1 拆除方案原則

本橋梁拆除要充分考慮橋梁受力結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定拆除方案，采用科學(xué)合適的拆除方法，以保證拆除作業(yè)的安全性。拆除方案設(shè)計(jì)原則包括：

（1）拆除施工過(guò)程安全，保證拆除方法不會(huì)產(chǎn)生新的危險(xiǎn)源，不會(huì)引發(fā)次生事故。

（2）拆除方案符合施工條件、施工資源的實(shí)際情況，合理安排拆除進(jìn)度工期，確保拆除方案能夠順利通過(guò)炸藥使用審批。

（3）拆除作業(yè)各階段均有理論依據(jù)和內(nèi)力分析，根據(jù)內(nèi)力分布情況制定可行的拆除工藝步驟。

（4）拆除作業(yè)滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)要求，控制污染物的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)拆除后結(jié)構(gòu)部件的回收利用。

（5）拆除保持對(duì)稱(chēng)平衡，按照先拆次要構(gòu)件、再拆主要構(gòu)件的施工順序，使主要構(gòu)件通過(guò)爆破拆除。

2.1.2 拆除爆破方案

（1）拆除橋面防撞護(hù)欄、人行道板、部分梁板、橋面鋪裝構(gòu)件，將拆除的構(gòu)件集中運(yùn)輸出去，不得直接拋入河道中[1]。

（2）主拱拆除采用四點(diǎn)式爆破法，在兩個(gè)主拱拱腳處、兩個(gè)主拱與橋面交界處設(shè)置爆破點(diǎn)，用于解除主拱構(gòu)件受力結(jié)構(gòu)，促使主拱斷裂為3段。主拱拆除爆破順序?yàn)闃蛎嫔嫌巫髠?cè)、下游左側(cè)、上游右側(cè)、下游右側(cè)、左側(cè)上游與下游拱腳、右側(cè)上游與下游拱腳。

（3）兩側(cè)邊拱拆除采用多點(diǎn)爆破法，在單邊四個(gè)立柱設(shè)計(jì)切口，共6個(gè)切口，從單邊立柱中間位置起爆，向兩邊引爆，配合兩端橋臺(tái)立柱爆破解除邊拱結(jié)構(gòu)受力，達(dá)到橋面坍塌目的[2]。

2.1.3 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）在選定切口位置后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況，采用小直徑淺孔爆破作業(yè)方式，使用兩種規(guī)格不同的鉆頭，分別為38mm、40mm，鉆眼不能選在外搭作業(yè)處。

（2）對(duì)橋面11根蓋梁設(shè)置11對(duì)吊桿，主拱的牛腿結(jié)構(gòu)支撐另一對(duì)蓋梁；在吊桿兩側(cè)打眼，增加炸藥用量，保證爆破后的吊桿順利落入河內(nèi)；用非剛性連接方式連接吊桿與蓋梁，便于在爆破后打撈；吊桿兩側(cè)連接鋼筋，在10cm處鉆眼，每根蓋梁上共鉆眼4個(gè)，鉆眼深度控制在60cm。

（3）選擇4處主拱受力破壞失穩(wěn)爆破點(diǎn)，爆破點(diǎn)位置在拱體高1/2處；拱腳部位采用鋼管切割方式，選在橋墩處鉆眼爆破。

（4）在主拱正上方鉆眼，共鉆11個(gè)，在側(cè)方肋板開(kāi)窗，主拱下方鋼管割孔10個(gè)；主拱肋間用氧焊割除60cm，確定25cm孔深。

（5）上承式鋼筋混凝土拱橋共有5個(gè)立柱，拱肋孔距確定為25cm，立柱每跨間的鉆眼量分別為5個(gè)、9個(gè)、11個(gè)；邊拱上的每排混凝土立柱都支撐一個(gè)蓋梁，為避免發(fā)生上承式拱橋失穩(wěn)危險(xiǎn)，所以對(duì)肋上立柱不采用鉆眼爆破。

（6）橋臺(tái)最邊緣立柱鉆眼，共設(shè)置6個(gè)鉆眼，鉆眼孔距確定為25cm，孔深確定為40cm，布置的孔眼高度為160cm；橋臺(tái)兩側(cè)各布置一排鉆眼，每排30個(gè)，鉆眼孔距控制在40cm，孔深控制在120cm。

2.2 爆破拆除準(zhǔn)備階段

2.2.1 確定爆破拆除工藝流程

本工程爆破拆除施工流程為：定位切口→鉆孔→裝填炸藥→連接起爆網(wǎng)路→撤離作業(yè)人員→爆破15min→爆破后清渣。

2.2.2 材料準(zhǔn)備

（1）爆破器材包括784發(fā)導(dǎo)爆管雷管，222.8kg乳化炸藥，5 000m導(dǎo)爆管，200m導(dǎo)爆索。

（2）防護(hù)材料包括30㎡鋼板，2 000㎡安全網(wǎng)。

（3）覆蓋材料包括10 000㎡炮被，800個(gè)沙袋，100㎡鋼筋網(wǎng)。

（4）堵塞材料包括12根炮棍，1t炮泥。

（5）警戒材料包括3 000m警戒線(xiàn)，20個(gè)信號(hào)旗，8塊道路警示牌。

2.2.3 設(shè)備準(zhǔn)備

（1）鉆孔設(shè)備選用4臺(tái)柳州VY-9/7空壓機(jī)，3臺(tái)氣腿式鑿巖機(jī)。

（2）運(yùn)輸車(chē)選用專(zhuān)門(mén)運(yùn)送炸藥和雷管的1.35T炸藥車(chē)。

（3）氣割設(shè)備采用6個(gè)氧氣瓶和6個(gè)乙炔氣瓶。

（4）起爆設(shè)備采用CZ50起爆器和200D起爆器各一臺(tái)，CH-2激發(fā)針2個(gè)。

（5）測(cè)量?jī)x器采用5把鋼尺，1臺(tái)全站儀，2臺(tái)爆破測(cè)振儀。

2.3 鉆鑿炮孔

2.3.1 鉆鑿方法

在橋梁灌漿混凝土和鋼管混凝土上確定鉆鑿炮孔的位置，做好標(biāo)記，按照設(shè)計(jì)要求的鉆孔方位和深度鉆鑿[3]；手持式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的常規(guī)鉆頭直徑為40mm，成孔直徑為42mm，施工人員使用鑿巖機(jī)干鉆混凝土；采用淺孔鉆鑿方式，鉆孔后清理孔內(nèi)雜物，驗(yàn)收炮孔質(zhì)量，待全部炮孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能裝入炸藥。

2.3.2 布設(shè)炮孔

主拱正上方的炮孔孔深為60cm，孔距為25cm，共設(shè)置11個(gè)炮孔；主拱兩側(cè)的炮孔孔深為40cm，孔距為25cm；主拱拱腳部位的孔深為1.8m，間距為1m，采用梅花型布孔方式，加密炮孔[4]。

2.3.3 保證措施

在采用干式鉆眼法時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，造成周邊環(huán)境污染，有必要采取防護(hù)措施，降低粉塵污染；在炮孔鉆鑿過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大分貝噪聲，影響周邊居民正常作息，所以本工程項(xiàng)目部與周邊社區(qū)進(jìn)行協(xié)調(diào)，確定合理的炮孔鉆鑿時(shí)間。

2.4 裝填炸藥

2.4.1 加工藥包

（1）檢查驗(yàn)收炮孔，及時(shí)處理尺寸、位置不合格的炮孔；設(shè)置隔離設(shè)施，現(xiàn)場(chǎng)加工藥包，加工人員之間的距離必須在1.5m以上。

（2）加工藥包場(chǎng)地不允許無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，嚴(yán)禁場(chǎng)內(nèi)作業(yè)人員抽煙，不允許明火作業(yè)，由專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查裝藥用量。

（3）檢查雷管段別，按照延時(shí)順序分段組網(wǎng)雷管，不能混淆組裝順序。

2.4.2 裝藥

（1）在良好的天氣狀況下裝藥，在每個(gè)構(gòu)件區(qū)域分配專(zhuān)業(yè)施工人員，清理各個(gè)孔位，記錄炸藥裝入數(shù)量，在炮孔位置規(guī)范裝入炸藥。

（2）起爆藥包裝入炮孔時(shí)要做到輕拿輕放，根據(jù)設(shè)計(jì)要求控制藥量；如果在裝填過(guò)程中沒(méi)有將起爆藥包裝填到位，則應(yīng)當(dāng)作為盲炮處理，不能用力拔出藥包。

（3）本工程爆破結(jié)構(gòu)體的厚度較薄，炮孔深度較淺，裝入藥量較少，應(yīng)采用正向裝藥方式。

2.4.3 炮孔填塞

（1）炮孔填塞材料為炮泥，由黏土與水混合而成，水分摻入比例為17%；施工現(xiàn)場(chǎng)用炮泥機(jī)制作條狀炮泥，將炮泥與炸藥一同裝入孔內(nèi)，保證填塞足夠長(zhǎng)度的泡泥，填塞后分層搗實(shí)，不能在炮孔內(nèi)留有空隙。

（2）在炮泥搗實(shí)過(guò)程中，不能損壞雷管腳線(xiàn)；用木質(zhì)炮棍分層搗實(shí)，不允許使用鐵質(zhì)炮棍，保證炮孔填塞作業(yè)的安全性[5]。

2.5 敷設(shè)起爆網(wǎng)路

2.5.1 連接起爆網(wǎng)路

（1）按照設(shè)計(jì)圖紙要求組裝雷管，使雷管插入起爆藥包上，檢查爆破網(wǎng)路連接順序是否符合設(shè)計(jì)要求。在連接起爆管網(wǎng)路時(shí)，采用直通連接方式直順連接各點(diǎn)；為避免爆破時(shí)拉斷網(wǎng)路，應(yīng)預(yù)留出安全冗余。

（2）反向布置起爆雷管，采用專(zhuān)用連接塊互聯(lián)雷管與導(dǎo)爆管，預(yù)留出導(dǎo)爆管端頭15cm，避免雷管起爆時(shí)產(chǎn)生的高速聚能射流瞬間切斷尚未起爆的導(dǎo)爆管。

（3）組裝起爆網(wǎng)路時(shí)，不允許同步進(jìn)行其他作業(yè)，不允許其他施工人員滯留在施工現(xiàn)場(chǎng)。

（4）在截?cái)鄬?dǎo)爆管時(shí)，要立即對(duì)導(dǎo)爆管的端頭采取密封措施，或者快速完成組裝，避免端頭受到雜物污染[6]；密封端頭時(shí)，需要用火燒熔端頭，快速捏緊，當(dāng)需要再次組裝時(shí)，減去端頭15cm，保證端頭的使用性能未受到影響。

2.5.2 檢查起爆網(wǎng)路

檢查爆破器材外觀是否完好，及時(shí)剪掉出現(xiàn)變形、破裂、折斷或留有異物的導(dǎo)爆管段，再用剪后的導(dǎo)爆管對(duì)接接頭；檢查導(dǎo)爆管雷管密封情況，如果發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)爆管卡不緊的問(wèn)題，則要將其作為廢品處理，避免造成起爆延時(shí)時(shí)間不準(zhǔn)確[7]。

2.6 防護(hù)設(shè)置

2.6.1 主拱部位防護(hù)

主拱切口部位的起爆藥量較大，要重點(diǎn)保護(hù)主拱部位，采用五道防護(hù)措施[8]：

（1）第一道防護(hù)，用沙袋壓住孔口位置。

（2）第二道防護(hù)，在爆破區(qū)覆蓋地毯炮被。

（3）第三道防護(hù)，在地毯炮被上覆蓋膠皮炮被。

（4）第四道防護(hù)，用鋼板構(gòu)件包裹住拱肋切口部位。

（5）第五道防護(hù)，在鋼板包裹構(gòu)件外堆放一層沙袋。

2.6.2 單耗切口部位防護(hù)

對(duì)起爆藥量較小的單耗切口部位采用四道防護(hù)措施：

（1）第一道防護(hù)，在每個(gè)炮孔上都?jí)鹤∫粋€(gè)砂袋，避免發(fā)生沖炮問(wèn)題。

（2）第二道防護(hù)，將一層炮被覆蓋到炮孔上，要求炮被之間相互搭接，搭接長(zhǎng)度不小于30cm。

（3）第三道防護(hù)，將砂袋壓到炮被上，要求砂袋有一定壓實(shí)力度。

（4）第四道防護(hù)，在需要個(gè)別保護(hù)的部位壓上鋼筋網(wǎng)，作為保護(hù)屏障，避免飛散物飛射到遠(yuǎn)處。

2.7 警戒布置

2.7.1 警戒點(diǎn)布置

（1）拆除工程警戒點(diǎn)設(shè)置到距離爆破點(diǎn)500m的范圍內(nèi)，爆破區(qū)域內(nèi)共3個(gè)路口，均設(shè)置警戒，攔截警戒區(qū)域內(nèi)的交通。

（2）各警戒點(diǎn)都派警戒人員看守，完全封閉大橋兩岸的交通，不允許非作業(yè)人員進(jìn)入到警戒區(qū)域內(nèi)。

2.7.2 警戒組織

（1）設(shè)置爆破指揮中心，指揮中心任命總指揮和副總指揮；配置7個(gè)警戒小組，將警戒小組分派到重要路口，用對(duì)講機(jī)保持實(shí)時(shí)通話(huà)聯(lián)系。

（2）在裝藥時(shí)拉起警戒線(xiàn)，將所有施工機(jī)械設(shè)備撤離出警戒區(qū)域；裝藥后倒計(jì)時(shí)30min，持續(xù)發(fā)出鳴哨，提醒工作人員撤離。

（3）在進(jìn)入倒計(jì)時(shí)2min時(shí)，開(kāi)啟交通管制，保證警戒點(diǎn)內(nèi)無(wú)機(jī)械設(shè)備、行駛車(chē)輛和任何人員；進(jìn)入到倒計(jì)時(shí)10s時(shí)，起爆員充電，準(zhǔn)備起爆。

（4）待爆破完15min后，派一名穿戴齊全防護(hù)用具的安全員到爆破坍塌現(xiàn)場(chǎng)檢查是否存在未爆破點(diǎn)，檢查確定安全后解除警戒。

2.7.3 警戒設(shè)備工具

（1）本次橋梁爆破拆除共配置2塊道路警示牌，20個(gè)信號(hào)旗，2000m警戒線(xiàn)；40個(gè)水馬，4個(gè)警戒路障，6面紅旗；8部對(duì)講機(jī)，1部皮卡。

（2）爆破器材專(zhuān)用車(chē)輛由爆破指揮中心進(jìn)行全程管控，車(chē)輛進(jìn)場(chǎng)后派專(zhuān)人看管，不允許非作業(yè)人員接觸到炸藥車(chē)。

（3）爆破器材進(jìn)場(chǎng)后加強(qiáng)安全管理，做好使用情況記錄，嚴(yán)格控制爆破器材的領(lǐng)取數(shù)量，實(shí)施臺(tái)賬管理。

2.8 爆破效果

本次爆破網(wǎng)路延時(shí)在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，起爆網(wǎng)路完全傳爆，爆破后大橋原地倒塌，整體倒塌效果較好；從大橋倒塌效果上分析，主拱拱肋切口形式、爆破飛散物、炸藥單耗、炸藥總量都與設(shè)計(jì)要求相符；從塌落震動(dòng)效果上分析，因大橋底部河床有較厚的淤泥層，消解了爆破倒塌時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)力，根據(jù)測(cè)振儀測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，塌落震動(dòng)符合規(guī)范要求。

3 結(jié)語(yǔ)

在爆破拆除中，要實(shí)施安全保護(hù)措施，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范開(kāi)展炮孔布設(shè)、鉆鑿炮孔、裝填炸藥、連接起爆網(wǎng)路等施工工序，并做好起爆防護(hù)措施，從而保證大橋拆除工程安全順利完工。