CN104790303A - 一种箱体桥梁水压爆破拆除工艺 - Google Patents

Abstract

一种箱体桥梁水压爆破拆除工艺，箱体桥梁内悬挂蜘蛛网式炸药包，向箱体桥梁内部注水，进行水压爆破。本发明箱体桥梁的水压爆破拆除在国内的爆破拆除中应用实例较少，尤其对于非等壁桥梁结构应用尚属首例，箱体桥梁水压环保爆破技术成果为今后类似工程提供了参考依据，填补了箱体桥结构水压爆破拆除技术成果的空白，也为我国爆破行业技术发展添砖加瓦。

Description

一种箱体桥梁水压爆破拆除工艺

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种箱体桥梁水压爆破拆除工艺。

背景技术

随着我国城市建设步伐的加快，城市桥梁建设改造拆除工程增多。对于以往桥梁的拆除常采用拆除方法通常是机械拆除或者是将立柱等部位进行钻孔爆破后再进行再采取二次破碎的方式，这种拆除方法拆除难度大、粉尘污染严重并且耗费大量的人财物力，工期时间长。而城市交通中的立交桥梁，承担着繁重的交通压力，提高拆除效率和安全性是大家一致追求的目标。

水压爆破是近几十年发展起来的一种新型控制爆破技术，在拆除爆破中的应用领域比较广泛，但将该技术应用在箱体桥梁拆除中的实例较少。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种拆除速度快、成本低、破碎程度大、塌落振动小，并且可有效抑制混凝土破碎产生的粉尘的箱体桥梁水压爆破拆除工艺。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种箱体桥梁水压爆破拆除工艺，箱体桥梁内悬挂蜘蛛网式炸药包，向箱体桥梁内部注水，进行水压爆破。

进一步的，具体步骤如下：

第一步，施工准备、人员设备进场；

第二步，测量药包放点同时立柱钻孔施工；

第三步，箱体内施工；

第四步，防水堵漏；

第五步，安放及固定药包；

第六步，网络连接；

第七步，箱体桥梁注水；

第八步，网络合并；

第九步，防护；

第十步，箱体桥梁的警戒起爆；

第十一步，辅助破碎；

第十二步，清运。

进一步的，所述药包的药量，采用如下公式：

Q＝K_bK_cK_eV     (1)

式中，Kb——与爆破方式有关的系数，封闭式取Kb＝0.7～1.0，敞口式爆破Kb＝0.9～1.2，Kc——与材质有关的用药系数，混凝土0.1～0.4，钢筋混凝土0.5～1；Ke——炸药换算系数，岩石硝铵炸药1.0，黑梯炸药1.1，铵油炸药1.15；V——被爆破体的结构体积，m³。

进一步的，所述药包通过膨胀螺丝、铁丝固定，坚固可靠。

进一步的，为保证起爆的同时性，箱体内水压爆破网路采取双根导爆索并联闭合并与所有药包连接，并接入起爆雷管最先起爆。箱体桥梁底部立柱爆破采取非电毫秒导爆管雷管组成的内延期四通网路并与起爆雷管连接，形成整体爆破网路。

进一步的，所述药包为乳化炸药。

进一步的，所述雷管采用塑料导爆管雷管。

本发明与以往桥梁拆除相比，往往都只采取将立柱爆破的方式进行拆除，爆破后箱梁落地都基本完好，要花费大量的时间和费用去进行二次破碎。而将箱梁采取水压爆破方式，能够使箱梁完全的破碎解体，节省大量二次破碎时间和破碎费用，能够在桥体爆破后快速清理。间接效益更加突出。与以往的水压爆破相比，以往的水压爆破大都应用在密闭容器、大型金属罐体的破碎上，很少应用于箱体桥梁的拆除爆破，对于此种桥梁的外壁往往是“等壁”或“非等壁”、不规则结构。采用蜘蛛网式布设药包点，对于等壁可在网上均匀布设药包，不等壁的在网上采取差异化布设药包。箱体桥梁采取水压爆破在桥箱梁落地前，已经破碎解体，产生的塌落振动大大减小，城区桥梁下都存在市政设施，能够很好的保护桥下设施。桥体内部注满水，爆破瞬间大量涌水很好的解决了拆除爆破中的粉尘问题，达到了环保要求，是一种绿色环保爆破。箱梁内部施工中，设计蜘蛛网式药包布置形式，采取的药包固定及连接方法能够将爆破药包准确、牢靠的固定到设计指定位置，保证在箱体注水时不会脱落。箱体桥梁的水压爆破拆除在国内的爆破拆除中应用实例较少，尤其对于非等壁桥梁结构应用尚属首例，箱体桥梁水压环保爆破技术成果为今后类似工程提供了参考依据，填补了箱体桥结构水压爆破拆除技术成果的空白，也为我国爆破行业技术发展添砖加瓦。

附图说明

图1为本发明过程示意图。

图2为桥梁结构示意图；

图3为药包布置示意图；

图4为立柱布孔示意图

图5为立柱装药结构示意图；

图6为网路连接示意图；

图7为立柱防护示意图；

具体实施方式

下面结合附图、通过实施例对本发明作进一步具体说明：

胶州湾高速环太原路立交水压爆破拆除

如图1所示，为本实施例具体步骤，首先是施工准备以及人员设备的进场，依次为测量放点、箱体内施工、防水堵漏、安放及固定药包、网络连接、注水、网络的合并、防护、警戒起爆、辅助破碎，最后为清运。

桥梁结构

这座立交桥上部为现浇混凝土箱梁结构，下部为墩柱加灌注桩结构，桥梁主体两侧低，中间高，共7跨，每跨长度35米，主桥长245米。桥底部由6排，12根圆形独柱桥墩支撑，圆立柱直径1.53m，高度从2.5m到5.5m不等。桥面支撑为连续箱梁，箱梁断面单箱双室，每两排立柱间由三道横向隔层分为4个箱体，隔层有开口连通。桥面宽14.5m，梁底宽6m；箱梁底部壁厚0.4m，两侧壁厚0.5～0.6m,桥面壁厚0.4m；内部空间高1.2m，最宽处尺寸2.8～3.0m(见图2)

1.1总药量计算

桥体内部结构为不等壁非圆形容器，药量计算根据如下经验公式：

Q＝K_bK_eK_cV     (1)

式中：Q—用药量，kg；

Kb—与爆破方式有关系数，此次取0.7；

Kc—与材质有关的用药系数，此次爆破钢筋混凝土，取0.5；

Ke—炸药换算系数，取1；

V—被爆体结构体积，m3。

经计算，此次被爆箱梁结构体积约为1500m3。因此爆破整个桥体所需炸药量Q＝1500×0.7×0.5×1＝525kg。在实际施工中，结合桥梁尺寸、药包尺寸等各种因素，总共使用药量为Q＝532kg。

1.2药包布置

所爆破桥体内部为长筒结构，应沿纵向布置多排药包。此次爆破施工使用的乳化炸药药条分别重1.5kg和0.3kg。根据箱梁尺寸及实际情况，设置药包间距为a＝3m，每个药包距离内壁0.5～0.6m，并采用交叉布置(见图3)。整箱体共4排药包，药包数合计360个

1.3单个药包药量

因为桥体壁厚0.5～0.6m分布不均，中间隔层厚度也不相同，根据实际尺寸，装药时壁厚处取药包药量q1＝1.8kg，壁薄处取药包药量q2＝1.5kg。

2立柱常规爆破参数

2.1立柱炸高

从桥梁东西两侧最外排立柱开始，到中间两排立柱炸高分别为1.4m、2.1m、2.8m。

2.2布孔方式

立柱直径1.53m，尺寸较大，实际施工中结合经验，在每根立柱上采用多排平行布孔，每排布孔3或4个，各排孔相互交错形成梅花形布孔。

2.3孔间、排间距

根据已施工过瑞昌路立交桥爆破拆除施工经验，确定每排孔间距为a＝30cm，各排间距为b＝35cm，见图4。

2.4孔深

立柱每一排炮孔布孔3或4个，各炮孔深度不同，炮孔深度统计见表1。

表1炮孔深度表

编号	1	2	3	4
					孔深(m)	0.65	0.8	1.1	1.2
编号	5	6	7
					孔深(m)	1.1	0.8	0.65

2.5装药结构及装药长度

如图5，立柱炮孔采用了单层装药和分层装药，位于立柱中心线上的4#孔采用三层装药，位于两侧3#、5#孔采用二层装药，其余炮孔为单层装药；实际装药长度为：1#、7#孔装药20cm；2#、6#孔装药30cm；3#、5#孔分两层装药，长度各为20cm；4#孔装药长度为15cm、20cm、15cm。

3爆破网路

为了传爆可靠，采用复式闭合非电导爆管四通网路。桥梁主体采取水压爆破，内部所有药包通过双导爆索复式连接并接入瞬发雷管最先起爆。立柱爆破采用非电毫秒导爆管雷管组成的内延期四通网路连接，同一炮孔装多发同段雷管，孔外用导爆管、四通相连，西侧三排立柱采用MS3段雷管，东侧三排立柱采用MS5段非电雷管(见图6)。

4水压爆破施工难点及分析

这次水压爆破是山东省内第一次进行的桥梁水压爆破项目，施工中遇到了很多难点，主要有以下几点：

1.1桥梁如何密封

采用水压爆破需向箱体内部注满水，且应保证桥梁注水后不会大量漏水。桥体是中间高两头低的拱形结构，引桥去掉后两侧为开口结构，并且桥体下方有很多直径10cm的出水口及8个直径60cm的透气孔，注水前必须采取封堵措施。

1.2如何进出箱体内部并进行注水

箱体内要在密封后能自由出入，并且要能够进行注水，注水应采取什么样的方式都需要综合考虑。

1.3爆破药包的固定

爆破药包应放在箱体中间的固定位置，并且必须要固定牢固，不能在注水过程中被冲掉，这就需要有很好的药包固定方案。

1.4装药起爆可靠性

药包固定后，与导爆索的连接不能因注水而脱离，要有可靠的连接方法。

1.5箱体内部空气流通

箱梁高度很小，人员进入施工时，无法站立，只能蹲姿行进，体力消耗大，耗氧量大。并且因为采取密封，里面空气无法流通。因此施工期间应采取措施保证内部空气新鲜，防止人员昏厥。

2解决方法

实际采取的各种施工措施如下：

2.1在施工前期，将桥体最顶端用破碎锤开两个1m×1m的缺口，以便进出箱梁施工。并且为防止内部缺氧，桥内施工时采用鼓风机接入长管延伸至箱内两端，向箱体内注入新鲜空气。

2.2桥体密封施工

整座桥体底面有8个透气口，且每个箱体有一个漏水口，桥体两端与引桥相接处为开放口，为保证密封性及坚固性，采取如下措施：箱梁底部透气孔直径60cm，通过制作一个直径稍大圆形铁板焊接一根有螺纹长轴，从桥内部将长轴探出穿过一铁板卡住桥底面然后上紧螺丝封死，最后在圆铁板与桥梁接缝处涂抹防水水泥。

2.3药包固定及连接方案

水压爆破的药包布置到箱梁侧下部，并且要固定牢固，以防注水时被水流冲掉，并且药包数量大，要保证各个药包起爆的可靠性。采取措施如下：

梁体内水压爆破药包要做好固定，以防在注水时被水流冲掉，造成药包分布不均。为保证其起爆的同时性，水压爆破各药包间采取双根导爆索的连接方式。施工时药包固定与连接步骤如下：

2.3.1施工准备

(1)技术人员根据设计药包高度及与箱体隔壁的距离，将药包在箱体内隔板的纵向投影点及箱体内顶面的竖向投影点逐个标记。

(2)用电钻在标记上钻孔，并打入膨胀螺丝。

(3)将膨胀螺丝挂上铁丝并拉紧，顶部螺丝挂上铁丝并与纵向铁丝在设计药包高度处并捆绑，使每根纵向竖向铁丝相交点为设计药包布置点。

2.3.2药包固定及连接

(1)将两根塑料外壳防水导爆索预先拉入箱体内，与爆破药包一起预先摆放在药包点下方。

(2)将导爆索并排敷在药包上并对准铁丝相交点，先用铁丝缠绕两圈固定。

(3)用透明胶带或电工胶带将药包、导爆索与铁丝共同缠绕固定。

(4)用胶带将药包两端导爆索缠绕到纵向铁丝，用布条将药包两段缠绕系紧做加强固定。

(5)为保证起爆可靠性，各药包间增设ms1段雷管连接，雷管插入药包内，并用胶带固定。

2.4注水施工

该桥梁距离胶州湾海岸最近处只有200米，距离水面高度15m，由此注水采用两台大功率潜水泵直接抽取海水注入桥内。

2.5通风措施

在桥梁顶部出入口安放两台鼓风机，连接塑料管分别通向桥梁两侧端口。有人员施工前，需打开鼓风机，保证桥内空气流通方可进入内部作业。

3、防护措施

3.1塌落振动校核及防护

3.1.1振动校核

塌落振动速度计算公式：

vt＝kt[R/(MgH/δ)1/3)]β     (2)

式中：vt为塌落引起的地面振速，cm/s；

M—为下落构建质量，t；

g—是重力加速度，9.8m/s2；

H—是构件的高度，m；

δ—为地面介质破坏强度，一般取10MPa；

R—为观测点至冲击地面中心的距离，m；

Kt、β—为塌落振动速度衰减系数和指数。

此次爆破桥梁主体首先解体，第一时间落地构件最大质量约为571t，落地高度H＝2.2m，取Kt＝1.1，β＝-1.66。经计算距离R＝3.5m的地下电缆隧道振速为vt＝7.05cm/s，距离最近28m处的临时房振速为vt＝0.22cm/s。

3.1.2防护措施

为确保塌落振动不会破坏地下管道，实际施工中采取的防护措施如下：

(1)立柱钻孔时保留底部1～1.5m不进行爆破，使桥体非直接触地，以延缓触底实际，减小振动力。

(2)将桥梁下方三条管道处以及高速路上覆盖砂土层，覆盖高度大于1.5m，并在上方砌筑几道砂土墙。

(3)将军用光缆两侧堆砌两道0.8m高砂袋墙，上方铺设钢板，顶端及两侧同样覆盖砂土层。

3.2飞石控制

为减少水压爆破时飞石向两侧飞出，主要是将箱梁两边的采取较小装药量。底部立柱的飞石防护如下：

(1)在立柱外进行排栅防护：在立柱四周2米处搭设竹排，竹排外侧设有密目网，竹排高度与立柱高度相同，钢管架上紧密布满两层竹排，并用铁丝紧固(如图7)。

(2)被动防护：将北侧房屋及南侧临时房的窗户用竹排遮挡并固定。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于：箱体桥梁内悬挂蜘蛛网式炸药包，向箱体桥梁内部注水，进行水压爆破。

2.根据权利要求1所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，具体步骤：

第一步，施工准备、人员设备进场；

第二步，测量药包放点同时立柱钻孔施工；

第三步，箱体内施工；

第四步，防水堵漏；

第五步，安放及固定药包；

第六步，网络连接；

第七步，箱体桥梁注水；

第八步，网络合并；

第九步，防护；

第十步，箱体桥梁的警戒起爆；

第十一步，辅助破碎；

第十二步，清运。

3.根据权利要求1或2所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，所述药包的药量，采用如下公式：

Q＝K_bK_cK_eV   (1)

式中，Kb——与爆破方式有关的系数，封闭式取Kb＝0.7～1.0，敞口式爆破Kb＝0.9～1.2，Kc——与材质有关的用药系数，混凝土0.1～0.4，钢筋混凝土0.5～1；Ke——炸药换算系数，岩石硝铵炸药1.0，黑梯炸药1.1，铵油炸药1.15；V——被爆破体的结构体积，m³。

4.根据权利要求1或2所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，所述药包通过膨胀螺丝、铁丝固定。

5.根据权利要求2所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，所述网络连接采取双根导爆索并联闭合并与所有药包连接，并接入起爆雷管，箱体桥梁底部立柱爆破采取非电毫秒导爆管雷管组成的内延期四通网路并与起爆雷管连接，形成整体爆破网路。

6.根据权利要求1或2所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，所述药包为乳化炸药。

7.根据权利要求5所述的箱体桥梁水压爆破拆除工艺，其特征在于，所述雷管采用塑料导爆管雷管。