定向微差控制爆破拆除随州?水一桥

□ 中建三局第一建设工程有限责任公司 肖敏 李崧巍 王兴建

摘要：采用控制爆破技术成功地对随州?水一桥进行了爆破拆除。结合?水一桥自身结构特点与周边环境，采用原地坍塌的爆破方案。为使桥体充分解体破碎，选取桥墩、拱圈、拱顶、立墙这些关键部位为爆破点，采用孔内外微差爆破技术对其进行爆破，同时介绍了爆破飞石的控制防护技术及需重点保护的地下管网的专项防护措施，取得了良好的爆破效果。

关键词：定向爆破；微差控制；爆破参数；双曲拱桥

1.工程概况

水一桥桥建于1969年，近五十年时间里，一直承担着随州市城区交通枢纽的重任。伴随城市的发展，车流量与日俱增，?水一桥已超过使用年限，桥面出现裂缝，有极大的安全隐患。经省级桥梁专业机构检测，评定为五类桥，即危桥，?水一桥的拆除重建工作势在必行。

1.1 工程结构

水一桥设计长度为272.84m，宽9.4m，行车道宽7m，人行道宽1.2m，布于两侧。上部结构为8跨30m钢筋混凝土双曲拱桥。老桥主要病害表现为：边跨经历了火烧，部分人行道变形严重、拱肋混凝土开裂、剥落、钢筋出露等。

拱圈以上部分主要包括原桥路灯、栏杆、混凝土桥面（含沥青面层）、人行道板、挑梁、拱腔填料、拱上立墙、立柱、侧墙和复拱等。该部分主要为钢筋混凝土、现浇混凝土、预制混凝土、浆砌片石和砂砾填料。该部分除桥面外，构件尺寸均较小，较为零碎。墩柱立墙截面尺寸为0.83×3.68m，拱圈上立墙截面尺寸为0.65×1.4m。

主拱圈包括拱肋、系梁、拱波、拱板和填平层等，该部分是梁跨的主要承力结构，主要为预制或现浇钢筋混凝土构件。每跨主拱圈由6道拱肋、拱肋间系梁、拱波和拱板共同构成，拱肋间距1.15m，拱波间凹坑采用砼填平后浇筑拱板。拱肋横断面为凸形，其宽22.5cm，肋高40cm。拱波厚30-76cm。

桥梁墩台包括7个水中桥墩和两岸桥台，桥梁墩台均为钢筋混凝土结构，桥墩基础采用混凝土沉井施工。墩身上部高2.4m，宽7m，厚2.5m。

2.总体爆破方案

根据该双曲拱桥的结构特点、周围环境及工程要求，为确保周围建筑物的安全，保证上部结构塌落解体充分，确定采用孔内外微差控制爆破技术，一次性将整个大桥爆破坍塌的原地坍塌爆破方案[1]。

3.爆破参数设计

3.1 炮孔布置

为使桥体充分解体破碎，形成的爆渣便于后期的清运工作，除在桥墩上布置炮孔外，还选取拱圈、拱顶、立墙这些关键部位作为爆点。采用微差控制爆破技术，根据相应顺序，依次对拱桥的桥墩、拱圈及拱顶进行爆破，确保取得良好的爆破效果。

3.1.1 桥墩炮孔布置

桥墩上部高2.4m，宽7m，厚2.5m。墩身上部为水平孔，梅花形布孔，布于单侧。孔距1m，排距0.6m，孔深2m，3排孔。桥台高1m，宽7.2m，厚2.7m，部分浸于河面以下，采用竖直孔与斜孔梅花形交错布置两排。

立墙部分作为桥面的一个辅助支撑部分，承担桥面的荷载较小，本桥立墙分为桥墩立墙和拱圈上副立墙两种。桥墩立墙上4排孔，孔距60cm，排距60cm，孔深60cm，梅花形布孔；拱圈上副立墙布3排孔，孔距50cm，排距40cm，孔深39cm，梅花形布孔。

3.1.2 拱圈炮孔布置

拱圈是双曲拱桥的主要承重部位，桥梁的荷载都是由拱肋部分传递到桥墩上面。所以拱圈部分爆破参数设计是桥梁倒塌的关键部分。拱圈两侧均需布孔，拱肋处及其上混凝土层密集布孔，7排孔，排距20cm，孔深95cm；两肋中间拱波处布4排，孔距46cm，排距40cm，孔深32cm。除此之外，还需在每根拱肋的拱脚处布孔，两排梅花形布孔，每根5个孔，孔距40cm，排距20cm，孔深15cm。

3.1.3 拱顶炮孔布置

图1 炮孔布孔示意图

拱顶处，自东至西仅在第3跨和第6跨上布孔，沿拱肋纵向中轴线处布一排5个垂直孔，孔距1.1m，孔深50cm。

3.2 炮孔药量

炮孔药量计算公式，根据刘殿中主编（《工程爆破实用手册》.北京：冶金工业出版社，1999）推荐的计算公式：

Q=kabh (1)

式中：Q为单孔装药量kg；k为单位炸药消耗药量（kg/ m3）；本次工程拱顶炸药单耗为2 kg/m3，拱肋炸药单耗1.69kg/ m3，拱波炸药单耗为1 .03kg/m3，桥墩立墙炸药单耗为1.17 kg/ m3，拱圈上立墙炸药单耗为1.02 kg/m3，墩帽炸药单耗为0.8 kg/ m3。

a、b为炮孔的间排距（cm）；

h爆破体的高或厚（m）。

各结构爆破参数见表1。

表1 爆破参数表

名称数量（个）孔深（m）间距（cm）排距（cm）炮孔数（个）单孔药量(kg)总装药量(kg)桥墩7 1.9 100 60 210 1.2 252拱顶2 1.25 25 1排60 0.15 9拱肋8 95 40 1排384 0.167 64.128拱脚8 15 20 480 0.05 24拱波8 0.32 46 40 640 0.133 85.12桥墩立墙7 0.6 60 60 371 0.35 129.85拱圈上副立墙16 0.38 50 40 656 0.133 87.248合计2801 651.346

3.3 起爆网路设计

所有炮孔内均装MS15（880ms）导爆管雷管为起爆雷管，其中下部加强装药部分（下部4排）装双发起爆雷管，其他孔装单发起爆雷管。每个延时区间起爆雷管每18～20发非电雷管组成一簇采用双发接力雷管（MS1）簇联，孔外采用2发MS2（25ms）导爆管雷管延时，两个桥墩之间采用2发MS5（110ms）导爆管雷管延时，自中间向两端逐段起爆[2]。

图2 起爆网路示意图

4.飞石防护控制

爆破飞石防护是爆破拆除安全防护工作的重中之重。爆破飞石与单位体积炸药消耗量有密切关系。根据多年拆除爆破的经验和国内同行的实践，通过对几十例拆除爆破工程产生的飞石数据进行回归分析，得到无覆盖条件下飞石距离与单位炸药用量之间的关系：Lf=70K0.53。式中，Lf为无覆盖条件下拆除爆破飞石的飞散距离，m；K为拆除爆破单位用药量，kg/m3。本次爆破设计单位用药量最大处为2kg/m3；计算得 Lf=70×20.53=101m。根据无防护条件下个别飞石最大飞散距离估算结果以及周边环境实际情况，对拱桥两端 桥头处采用2层土工格栅，2层防晒网进行防护；拱桥中间部分采用1层土工格栅加2层防晒网进行防护[3]。

5.结语

爆破后拱桥按设计方案从中间向两侧逐段起爆，桥体原地坍塌，触地充分解体破碎，二次破碎工作量非常小，便于后期清运工作的顺利进行。实践表明，本次爆破参数设计合理，药量控制得当，起爆网路可行，符合设计要求。爆破飞石得到了有效的控制，防护措施切实有效，取得了良好的爆破效果。

参考文献：

[1]王玉杰.爆破工程[M].武汉：武汉理工大学出版社，2007.

[2]王旭光，郑炳旭，张正忠等，爆破手册[M].北京:冶金工业出版社， 2010.

[3]中华人民共和国标准.爆破安全规程(GB6722-2003) [S].北京:中国标准出版社，2004.

作者简介：

DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2017.07.050

肖敏，男（1982.12-），湖北仙桃人，中级工程师，本科，从事工程管理工作。