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浑河老桥控制爆破拆除工程

2011-08-31 责任编辑:朱亮亮

 

完成时间:20031219

工程地点:辽宁省沈阳市

完成单位:中铁九局集团爆破工程有限公司、沈阳炮兵学院爆破技术研究所、辽宁工程技术大学爆破技术开发公司

项目主持人及参加人员:鲁博、金惠石、蔡伟、李大中、赵洪权、梁殿军、谭胜禹、费鸿禄、付天光、范龙泉、屠晓利、陈华腾

撰稿人:蔡伟

 

1   工程概况

1.1 桥梁结构

沈阳浑河老桥建于1942年。大桥为钢筋混凝土结构,共30个桥墩,2个桥台,31孔;除第1(31)孔,第2(30)孔外,其他各孔尺寸相回;.其中第329孔中奇数孔是预制活梁,偶数孔是现浇死梁,全桥长644m,单孔跨度22m(1孔、31孔跨度8m;第2孔和第30孔跨度17m),宽度86m,最大净高度875m,桥墩由三根(1O13)m×(1013)m立柱和立柱上方223m×08m×15m的嵌梁组成。每孔内的钢筋混凝土梁由三根断面为O5m x 12m的纵向梁和三条断面为03m×10m的横向梁组成。桥面的钢筋混凝土厚度约为02m。自南向北0号桥台、17号桥墩、303l号桥墩、32号桥台在陆上,其他部分在水中。为了安全、环保、顺利地拆除老桥,老桥下方已用土围堰填平,全河段仅留一孔供水通过,爆破拆除方量水下部分为1400m3,水上部分为4700 m3,清运土方及残渣8m3

1.2 周围环境

老桥东侧14m为双向10车道的新浑河大桥,新桥北连青年大街,南通桃仙国际机场,是沈阳市南北交通的主要通道。旧桥南侧是一片新拆迁的开阔地,西南150m处为上海浦江苑,桥北50m为大二环线,其中大二环的一条单行线在桥北第3031孔下通过,6号、7号墩中间地下16m深处有一煤气管道通过,旧桥西侧为浑河水面。桥梁周围环境见图1

1.3 拆除要求

要求在保证新桥通车安全的情况下,采用控制爆破技术,使老桥一次性失稳、破坏、落地,并保留大桥中间一孔(18),同时桥墩部分(含水下部分)爆破破碎至河床下1 m,然后采用机械方法破碎梁及桥面,并对围堰土及破碎物组织进行清运,爆破及清运工期为23天。

 

2   爆破拆除方案的确定

根据大桥周围环境的勘察和业主爆破拆除的要求,、对老桥主体结构可以采用三种爆破方案:

(1)桥墩上与桥面横梁区域处完全破坏;

(2)桥面与桥墩同时爆破;

(3)只对桥墩()进行爆破。

通过对上述三种爆破方案的技术可行性、施工工艺、经济指标三个方面进行综合分析对比,决定采用第三种方案,爆破拆除技术设计和施工组织设计均按照该方案进行。

 

3   机械拆除部分施工方案

(1)桥面落地后,迅速采用液压镐、破碎锤等机械设备对桥面、横梁等进行机械破碎,设计多个工作面同时进行;

(2)破碎进行的同时,组织运输车辆从河床中间部位向两侧推进清运围堰土等。

 

4   爆破拆除技术设计

4.1 钻孔参数

钻孔设备采用TAMROcK600型液压钻机,钻孔直径为76mm;经现场测量,取得大

桥每跨的桥墩的构成为由三根(1310)m×(1310)m的立柱,立柱上方223m×08m×15m的连接肋横梁、以及桥墩水下整体连接基础组成,立柱顶端到水面距离为64m,距桥面距离为16m,爆破到河床下1m处时,桥墩底部平台为沉井结构,沉井壁厚04m,深64m,宽37m,为保证爆破效果,钻孔深取1122m(见图2)

2  大桥结构尺寸示意图

4.2 炸药单耗

装药时根据不同部位药量,采取定量分装,严格控制炸药量与雷管段别。根据爆破部

位的不同分别进行设计:桥墩部分设计炸药单耗,q1=04055k/m3;桥墩水下部分设计q2=10kgm3。具体参数见表1

4.3 装药长度及装药结构

对大孔径炮孔采用预先作好的药包,并根据每孔的药量不同单独制作,小孔径的炮孔直接用标准药卷装填,同时装药前对炮孔深度进行严格的检查,确保装药中心的准确。

4.4 爆破网络设计

4.4.1起爆器材的选择

根据大桥的周围环境和钢结构材料的特点,爆破拆除所选用的炸药为爆轰性能稳定、安全性好的4号铵梯岩石炸药。钻孔遇含水情况时,在孔内放置塑料管,并对一端封死。为避免杂电对起爆网路的影响和施工的安全,本工程采用非电毫秒雷管。

4.4.2起爆网路与连接方法

爆破网路采用孔内延时、地表接力的设计,利用四通连接块实现交叉复式网路的串并联连接,四通闭合网路见图3

对于桥墩底部平台上的炮孔,每个炮孔中使用2发非电导爆进行激发。

4.4.3起爆顺序

总的起爆方向是从南至北,每个桥墩()由上而下。

 

5   爆破安全设计

5.1 爆破飞石的防护

针对飞石,采取以下措施:

(1)大桥爆破点立柱采用3层草垫,l层铁网进行包裹式防护,特别是靠东侧桥墩立柱需重点防护,加挂l层荆笆,2层草垫;

(2)对立柱底部和桥墩底部平台爆破区,利用河床内残土和沙土爆破点周围堆放,深度为1m

(3)由于设计桥面不进行爆破,因此可利用桥面作为天然防护,防止飞石向上飞散;

(4)6号、7号墩之间,垫两道高3m,长9m的沙土,以减缓桥面系下落时对地面的触地冲击,确保煤气管道的安全。

 

5.2 爆破振动校核

一般采用萨道夫斯基公式进行计算:

式中,v为质点振动速度,cmsR为距保护物爆破安全距离,取以旧桥中心为始点,新桥边缘为终点,183mK与α为与爆破条件、介质特性有关的系数,设计中分别取50136Q为炸药量,kg,分段起爆时取最大一段装药量,本设计中最大单响药量为30kg

经计算,v=448cms5cms(钢筋混凝土结构爆破振动安全速度值)

5.3 爆破振动测试

采用2台。TOPBOX振动信号自记仪和4TVS-1垂直速度传感器,选择4个测振点进行爆破振动的测试,爆破振动结果表明符合设计要求。

 

6   爆破效果

(1)浑河老桥的爆破拆除从进场到爆破结束仅用了11天,为满足总工期的要求创造了很好的条件。

(2)这次爆破一共钻孔2500多个,总进尺2800m,用药量1800kg,雷管量5000余发,一次全部激发引爆。

(3)爆破对新桥产生的最大振动速度为493cms,新桥侧最大飞石距离12m,爆破后对爆区进行了检查,爆破完全达到了预期效果。

(4)爆破时桥面系及桥墩依次由南至北、从上向下塌落,爆后检查和清运过程中未发现拒爆,且爆破效果理想;

(5)采用TAMROCK600型液压岩石钻机,在桥墩基础结构不清的情况下,起到了钻探的作用;液压岩石钻机钻孔可以直接穿透钢筋,7m以下的水平炮孔可随意钻进,钻孔效率高,钻孔数量少,雷管的用量也少,成本大幅度降低。

摘自《中国典型爆破工程与技术》