实例福州市闽江大桥的水压爆破拆除

(福建高能建设工程有限公司)

1)工程概况

福州市闽江大桥旧桥建成于1970年6月,大桥距上游解放大桥约900m,距下游鳌峰大桥约1400m,桥址处河宽约300m,大桥桥面全长344.44m,北起台江路,南至仓山观海路,连接福州市六一路与六一南路,地处福州闹市,俗称福州外滩

2)爆破总体方案

在确定总体方案时应充分考虑以下三项原则:

(1)由于拆除工作的危险性较大,施工工期紧,施爆期间必须首先确保桥梁的总体结构、桥下航运及人身的安全;

(2)应采取能缩短工期,简单快捷的施工方法以及合理安排施工次序,使施爆工作的进度和质量得到保障;

(3)应严格将爆破的危害效应(爆破地震波,爆炸冲击波,个别飞石等)控制在安全范围内。基于以上原则,采用下列爆破施工方案。

1)旧桥拆除爆破先爆桥的跨中通航部分,由跨中向南北两岸依次推进,尽量缩短影响通航的时间。

(②)根据桥T形悬臂梁的结构特点,为便于吊运T形悬臂梁,需将T形悬臂梁进行分拆,

T形悬臂梁的联系横梁采用手持风钻对切筋部位进冇崩裂控爆,待露岀钢筋后用气割切断钢筋,再用吊车将梁一根一根吊运走。

(3)根据旧桥墩身为空心间隔结构的特点,采用水压爆破方法对墩身进行控爆,然后用人

工进行破碎脱筋并用气割切筋。

(4)承台及钻孔灌注桩采用中深孔分段装药和手持风钻钻凿辅助孔,一次性爆破至桩底高程的方法进行控爆拆除。

(5预应力钢筋混凝土管桩由于是空心结构,也采用在承台上钻孔直通至预应力混凝土管桩,利用分层装药一次性爆破至桩底高程的方法进行拆除。

3)爆破技术设计

(1)T形悬臂梁横向联系梁的控爆

由于横向联系梁为钢筋混凝土结构,宽度不一,但大多比较窄,沿梁中心线单排布孔

①布孔参数

最小抵抗线:W=B/2(B为横向联系梁的宽度)。

孔距:a=(1.0~1.2W

孔深:L=H-0.6W(H为横向联系梁的高度)。

单孔装药量:Q=gWaH。

②单耗选取

由于横向联系梁为钢筋混凝土结构,q=0.4~0.7kg/m3(具体单耗由试爆确定)。

③装药结构

由于孔深较浅,采用2的条状硝铵炸药连续装药的结构。

④起爆网路设计

夲工程用非电导爆管组合电雷管起爆,以电雷管直接激爆导爆管

⑤安全防护措施

为确保安全爆破横向联系梁时须实施安全防护措施,对控爆部位采用胶链片、沙袋和帆布进行三层覆盖,防止个别飞石的飞溅,以确保建(构)筑物周围人身和水上船只的安全。

(2)桥体墩身的拆除爆破

由于T形悬臂梁中部箱形体和墩身为封闭的复式空心混凝土钢筋结构,可采用水压力爆破方法进行拆除。

①T形悬臂梁中部箱形体的水压爆破

该处墩身的外形尺寸:长×宽×高为17.8m×3m×2.8m,钢筋混凝土顶板厚0.24m,底板厚0.3m,两侧壁厚0.3m,两端壁厚0.6m,经计算容积体积为69.96。

应用简化的冲量准则公式:

Q=K(K28)5R.4(15-3)

式中:K—装药系数,K=4~5;

K2厚壁的坚固系数,K2=1.7;

δ非圆形容器的等效壁厚,m;

R非圆形容器的等效内半径,m

(15-4)

(15-5)

式中:SR通过药包中心的非圆形容器空间水平截面面积,m2;

8通过药包中心的非圆形容器壁水平截面面积,m2

经过计算:

SR=(17.8-0.3×2)×(2.9-0.3—0.24)=38.872(m2)

S3=2.8×0.3×2+(17.8-0.3×2)×(0.24+0.3)+0.6×2×3=14.968(m2)

R=3.518m

δ=0.61

Q=5×(1.7×0.61)16×3.51814=16.9kg)

实际装药量为16.94kg,根据T形悬臂梁中部箱形梁的结构尺寸,分为7个药包,每个药

包质量为2.42kg,分别置水深2/3的高度,水平间距为1.1m、2.15m、2.15m、2.15m、2.15m、2.15m、2.15m、1.lm。

②桥体墩身的水压爆破

由于桥体墩身为复式不等壁的封密钢筋结构的矩形构筑物,外形尺寸的长×宽×髙为17.8m×3m×7.69m,长边壁厚1.4m,宽边壁厚0.6m。内分有5个小的封密容器,隔墙壁厚

0.3m,横梁厚0.6m,为使容器构筑物内的结构完整,为使爆破时墩身充分解体,首先将四排壁厚.3m的隔墙和0.6m厚的横梁用普通钻孔控爆方法将其拆除。应用简化的冲量准则公式:

Q=K(K18)6R(15-6)

将S=27m2,S8=23.88m2=1.09代入式(15-6)得:

Q=6×(1.23×1.09)·6×2.9314=43.2(kg)

实际装药量44kg,将药包分成8个药包,每个药包重5.5kg,分两层四排药包,药包上下间距为2.69m、2.5m、2.5m;水平间距为1.2m、4.2m、4.2m、4.2m、1.2m。

③药包制作和安放

将乳化炸药放入玻璃容器内,用橡皮塞封,雷管做过浸水试验后,装入药内,脚线从橡皮塞中通过,用熔化的石蜡密封。鉴于墩身坚固,为使爆炸压力全面充分,药包安放高度按设计进行,为防止注水后药包浮动,药包应绑压在支架上,支架用重物压牢

④起爆网路

采用电起爆网路,并联连接,即每个药包内安放两个电雷管并联,药包之间再串联,接主线再与电源相接。

⑤注水

实施水压爆破重要的一个环节是注水要满、要快,由于墩身处于江中,用抽水泵抽水从墩顶将水注入空的墩身内,注满也不困难。注水之前桥体墩身底板的泄水孔需预先用人工方法封密

⑥安全校核

水压爆破危害效应主要考虑个别飞散物的影响。飞散物的飞距S为:

(15-7)

(15-8)

式中:初始速度,m/s:

s个别飞散物距离,m;

K1,K2分别为第一次第二次水中冲击波能量利用系数,K1=0.31、K2=0.18;

L爆炸单位质量炸药所做的功,L=4×103kgm/kg;

Q总装药量,kg;

被爆体的密度

R爆源中心至被爆壁的距离;

δ—墩壁厚,m

经计算v=11.97m/s,s=14.9m。

可见爆破时个别飞散物不会对周围建筑物产生影响

⑦安全防护

为确保安全,在墩身顶板与墩边的衔接处用两层草袋和一层竹片覆盖,再用装土的草袋压牢。

(3)承台及钻孔灌柱桩的爆破拆除(略)

4)技术点评

(1)公式(157)和公式(158)的来源是根据下列两点假设推导出水压爆破飞石的估算式:

①施加于壁体单位面积上的能量等于水中爆炸冲击波的能量;

②破坏混凝土所消耗的能量较小,可忽略不计。

因此,壁体的能量主要消耗在钢筋的拉伸塑性变形能和碎块的飞散动能。为了安全起见,有时s值在计算的基础上再乘以系数2。

②)目前在还没有一个公认的爆破个别飞散物计算式的条件下,采用完善的覆盖防护措施是必要的。