大孔径在桥梁爆破拆除工程中的应用技术研究_李兵.pdf

第 40 卷第 2 期2023 年 6 月爆破BLASTINGVol 40No 2Jun 2023doi:10 3963/j issn 1001 487X 2023 02 019大孔径在桥梁爆破拆除工程中的应用技术研究李兵1，刘桂勇1，徐进2(1 重庆市公安局，重庆 400023;2 重庆市宏晟泽建筑工程有限公司，重庆 401147)摘要:国内桥梁等大体积钢筋混凝土爆破拆除中，桥墩柱一般都采用 40 mm 小孔径人工钻孔爆破作业方法，这种方法人工钻孔时间长、工作量大、钻孔精度难于保证、施工成本高等缺点。在总结前人经验的基础上，提出了大孔径在桥梁爆破拆除方法，总结了炮孔直径、布孔方式、炸药单耗、起爆网路、安全防护等技术措施。最后结合了重庆李家沱复线桥南引道工程融汇 2 桥爆破拆除工程实际验证。根据大桥结构的受力情况，结合环境条件，采用对地面以上桥墩柱一定高度、墩柱联系梁实施爆破，使用延时起爆控制技术，使大桥由中间往两端顺序原地逐跨坍塌，一次完成大桥爆破拆除的施工方案。桥梁墩柱采取用水磨掏心钻钻孔，炮孔直径 70 mm，十字交叉钻孔方式，孔内采用非电毫秒延时雷管，孔外用电子数码雷管连接起爆，竹跳板、胶皮加柔性密网多层防护。起爆后炸声沉闷，桥梁按设计要求原地坍塌解体彻底，个别飞石、爆破振动、塌落触地振动、爆炸冲击波都控制在安全允许范围以内。关键词:桥梁爆破拆除;大孔径;爆破参数;飞石防护中图分类号:TU746 5文献标识码:A文章编号:1001 487X(2023)02 0132 06收稿日期:2023 01 28作者简介:李兵(1966 )，男，学士，爆炸防控技术正高级工程师，(E-mail)1607130636 qq com。通讯作者:刘桂勇(1983 )，男，工程硕士，爆炸防控技术副高级工程师，民爆物品安全监管，(E-mail)75702350 qq com。esearch on Application Technology of LargeAperture in Bridge Blasting and Demolition EngineeringLI Bing1，LIU Gui-yong1，XU Jin2(1 Chongqing Municipal Public Security Bureau，Chongqing 400023，China;2 Chongqing Hongshengze Construction Engineering Co，Ltd，Chongqing 401147，China)Abstract:In the blasting demolition of large-volume reinforced concrete bridges in China，the traditional methodof manual drilling of 40 mm small-diameter holes for blasting of bridge pier columns is time-consuming，labor-inten-sive，difficult to ensure drilling accuracy，and has high construction costs Based on the experience of previous stud-ies，a new method of large-diameter drilling for bridge demolition has been proposed，which includes technical meas-ures for blast hole diameter，hole layout，powder factor，initiation network，and safety protection To verify the effec-tiveness of this new method，the blasting demolition project of onghui 2 bridge of Chongqing Lijiatuo compound linebridge south diversion project was selected According to the structural loading of the bridge and the environmentalconditions，delayed initiation technology was used，and explosives were detonated at a certain height above the bridgepier，which led to the bridge sequentially collapsing in place from the center to both ends，achieving the goal of one-time completion of the demolition In this method，water-mill drilling was used to dig holes into the bridge piers，witha hole diameter of 70 mm and crosswise drilling layout，and nonel millisecond delay detonators were used inside theholes，while electronic detonators were used outside for ignition Multiple layers of protection were provided by bam-boo boards，rubber mats and flexible wire mesh After ignition，the blasting sound was muffled，and the bridge com-pletely collapsed and disintegrated according to the design requirements，while the impact of flying rocks，blasting vi-brations，collapse ground vibrations，and explosion shock waves were all controlled within the allowable rangeKey words:bridge blasting demolition;large hole diameter;blast parameters;flying rock protection随着城市化加速发展，城市桥梁爆破拆除日益增多。目前，在国内桥梁爆破拆除中 1-3，桥墩柱一般都采用 40 mm 小孔径人工钻孔爆破作业方法。这种钻孔方式具有药包分散、爆破粒径小、爆破振动和飞石容易控制等优点;缺点是人工钻孔时间长、工作量大、钻孔精度难于保证、施工成本高等。近年来部分爆破工作者采用大孔径控制爆破技术来拆除这种大体积基础桥梁和高耸建筑物进行了大量工程实践，取得了一定的成绩。文献 4，5 应用大直径炮孔控制爆破技术成功拆除大体积基础桥梁;文献 6，7 应用大直径炮孔爆破成功拆除了大体积石灰窑、高耸建筑物。上述实例说明大孔径爆破技术拆除这种大体积基础桥梁、高耸建筑物具有一定的优势，它具有钻孔量少、炮孔利用率高，起爆雷管数量小、网路连接简单等优点;唯一的不利因素就是单孔药量较大，对于飞石、振动控制不利。虽然大直径炮孔拆除大体积高耸建筑物有了一定成功，但缺乏系统性和规范性。在借鉴前人的成功经验，分析归纳总结出大孔径炮孔控制爆破拆除大体积建筑物工法。1参数取值分析1 1炮孔直径大孔径控制爆破拆除建筑物的关键之一就是炮孔的直径参数选定，它涉及炮孔药量、间排距及装药结构的调整。目前大孔径控制炮孔成功工程主要有50 mm、70 mm、79 mm、90 mm、100 mm 等，根据固体介质钻孔爆破炮孔压力及爆破破碎理论，假定在常规耦合装药、最小抵抗线 2 0 2 5 m 条件下，根据文献 8，9，以及公式 1、2 参数推算炮孔直径70 90 mm 最佳。P0=0D2/8(1)P=P0r0()r(2)式中:0为装药密度，kg/m3;P 为距药包的距离为 r 处的冲击波压力，MPa;P0为冲击波初始的波峰压力，MPa;r 为距药包的距离，m;r0为药包的半径，m;为爆炸应力波衰减指数。1 2炮孔布置大体积固体介质基础高耸建筑物主要为:圆柱形立柱、方形立柱、长方形立柱、马蹄形立柱。现把圆柱形、马蹄形两种典型立柱炮孔布置归纳如下:(1)圆柱形立柱圆柱形立柱四周抵抗线均匀，炮孔关键是控制炮孔深度、炮孔间距即可，炮孔深度、间距见公式(3)、(4)所示L=(0 60 0 65)D(3)B=(0 5 0 55)D(4)式中:L 为炮孔深度，m;B 为炮孔间距，m;D 为立柱直径，m。炮孔按垂直交叉布孔，见图 1 所示。图 1圆柱形立柱炮孔布置示意图Fig 1Schematic diagram of holearrangement for cylindrical column(2)马蹄形立柱马蹄形立柱炮孔布置以立柱短边中间平行长边为准，炮孔深度底部距边缘大于 1/2 短边宽度，炮孔布置见图 2 所示。图 2马蹄形立柱炮孔布置示意图Fig 2Hole layout diagram of horseshoe column1 3炸药单耗及装药结构对于这种大体积基础高耸建筑物结构一般都是素混凝土或者浆砌块石结构，少量属于钢筋混凝土结构，爆破炸药单耗不宜过大也不能过小，素混凝土建议取值 K=0 8 1 0 kg/m3之间，钢筋混凝土建议取值 K=1 0 1 5 kg/m3之间。装药结构对于马蹄形立柱建议采用连续装药加导爆索，见图 3 所示。2工程应用分析2 1工程概况2 1 1工程概述李家沱复线桥南引道工程融汇 2 桥位于重庆市331第 40 卷第 2 期李兵，刘桂勇，徐进大孔径在桥梁爆破拆除工程中的应用技术研究巴南区李家沱花溪大桥旁。融汇 2 桥全长 364 m，桥面宽 13 5 m，大桥分为车行道与人行道，车行道9 m(双向单车道)，人行道 4 5 m，融汇 2 桥是市政道路连接融汇半岛住宅小区支线大桥。根据重庆市巴南区李家沱复线桥南引道工程建设规划，需要对融汇 2 桥实施爆破拆除。融汇 2 桥地理位置现状见图 4 所示。图 3装药结构示意图Fig 3Schematic diagram of charging structure图 4融汇 2 桥地理位置现状图Fig 4Schematic diagram of bridgestructure and surrounding environment2 1 2工程结构融汇 2 桥采用预应力现浇连续梁结构设计。大桥上部结构是预应力混凝土箱梁，大桥下部是双柱式桥墩，桩基础结构，双柱之间设置有部分联系梁;桥台为 U 型重力式桥台，扩大基础;在桥台及部分墩处设有 7 条伸缩缝。桥墩柱直径:分别为 1 2 m、1 5 m、1 8 m、2 0 m、2 2 m、2 5 m 六种结构形式，墩柱为混凝土成 C40。典型立柱 1 8 m 配筋:内设 45 根 28 mm，间 距 150 mm;墩 柱 箍 筋 为 10 mm 钢筋，间距 20 cm，螺旋缠绕于竖向钢筋的外侧，于竖向钢筋的内侧设加强筋箍筋为 16 mm钢筋，间距 2 0 m。2 1 3工程周边环境李家沱复线桥南引道工程融汇 2 桥具体周边环境情况见图 5、表 1。图 5爆区周边环境示意图(单位:m)Fig 5Schematic diagram of surroundingenvironment of