铁路特大桥桥墩分段拆除爆破

宋 磊 蒙苏利 仵谦增

（陕西红旗民爆集团股份有限公司 陕西宝鸡 721013）

铁路特大桥桥墩分段拆除爆破

宋 磊 蒙苏利 仵谦增

（陕西红旗民爆集团股份有限公司 陕西宝鸡 721013）

对于环境相对复杂的钢筋混凝土桥墩进行拆除，采用逐层浅孔爆破技术，通过精心设计爆破方案的最小抵抗线、炮孔间距、炮孔排距、炮孔深度、爆破单位体积用药量和单孔装药量等参数；合理布置炮孔位置及装药结构；辅于严格的钻爆施工要求和周密的防护措施，定能在保障附近构造物及设施安全的前提下完成桥墩拆除，取得理想的爆破效果。

桥墩 钢筋混凝土 逐层爆破 安全防护

1 工程概况

1.1 施工环境

某铁路运煤专线跨河特大桥在建设过程中，由于各种原因，有一座桥墩倾斜度偏差超过技术规范要求，需要拆除重建。待爆桥墩位于河床边缘，东西两面30m处均有建成桥墩，西面河道内10m处有架高5m的输水廊道，南面15m处有架高12m的15kv高压输电线路，背面30m处有河流监控室，爆破周边环境如图1所示。本次爆破拆除环境复杂，需要严加保护周围构建物和设施的安全。

图1 桥墩周边环境平面图

1.2 桥墩结构

桥墩高度56m（其中墩座高3m，墩身高53m），需要拆除上部40m，保留下部16m。墩身为椭圆形，底部长轴11.8m、短轴9.6m、壁厚1.6m，顶部长轴8.2m、短轴6.2m、壁厚0.8m。墩身下部6m为实心，以上空心。桥墩为钢筋混凝土结构，内外双层钢筋布网，内层竖向布筋Ф25mm螺纹钢，外层竖向布筋Ф28mm螺纹钢，环向布筋均为Ф12mm螺纹钢。

2 爆破拆除方案

2.1 方案选择

复杂环境条件下的钢筋混凝土桥墩爆破一般有原地坍塌、折叠爆破和定向倒塌三种方案。爆破方案的确定应在认真分析其结构特点的基础上，根据现场实际情况，结合质量、工期及特殊要求综合确定[1]。根据多年施工经验和桥墩爆破施工实际情况及要求，本次桥墩爆破拆除可供选择方案主要有逐层浅孔爆破和整体定向爆破倒塌两种方案[2][3]。整体定向倒塌爆破没有足够的倒塌空间，且一次装药量大，爆破和坍塌飞石不易控制，为了保护周围设施和降低爆破次生灾害，本着安全第一的方针，选用逐层爆破拆除方案比较合理，方案虽说增加了施工强度，延长了施工时间，但与整体定向倒塌相比，单次爆破装药量较小，且飞石容易控制，具有更好的安全性。

2.2 爆破施工方案

逐层爆破拆除方案是利用手持式风钻在桥墩顶部钻竖直孔，再利用浅孔爆破的方法将桥墩逐层拆除。爆破过程中只需将混凝土炸脱网即可，无需追究过度断裂及抛扔。

施工过程中，用消防升降机，将人员运送到桥墩顶部进行钻孔、装药、连线等作业，待爆破后，再用消防升降机将人员运送到爆破部位，对爆破残留体进行清理，以此循环施工直至达到爆破施工要求保留部位。

2.3 爆破方案参数设计

一般钻孔法爆破设计方案参数有：最小抵抗线w，炮孔间距a，炮孔排距b，炮孔深度l，爆破单位体积用药量q以及单孔装药量Qi[4]等，桥墩逐层钻孔爆破方案设计中应仔细、严谨、多次反复推敲各项参数的选取和确定。

（1）最小抵抗线

最小抵抗线W是所有爆破工程设计中最基本的参数，在拆除爆破中，最小抵抗线W一般有爆破体的几何形状和尺寸所决定，同时，应根据爆破体的材质和要求破碎的块度大小来调整。当爆破对象为大体积的圬工，最小抵抗线W一般取（35～70）cm ，本次桥墩拆除爆破根据桥墩材质和爆破安全要求，选取最小抵抗线W为（35～50）cm。

（2）炮孔间距a和炮孔排距b

拆除爆破时炮孔间距a和炮孔排距b是非常重要的爆破设计参数，本次爆破体为大面积圬工体，设计布置2排炮孔。为了获得较好的爆破破碎效果，一般炮孔间距a均大于最小抵抗线w，本次爆破炮孔间距a取（40～55）cm，炮孔排距b取0.75a，即：b=0.75a=(3.0～4.125)cm。本次拆除桥墩采用逐层钻孔爆破，随着高度的下降，桥墩长、短轴和壁厚均会发生变化，故最小抵抗线和炮孔间距与排距也应相应调整。

（3）炮孔直径d和炮孔深度l

因选用手持式风钻，故炮孔直径d在(38～44)mm之间。炮孔深度l也是影响拆除爆破效果的一个重要参数。合理的炮孔深度可以避免出现冲炮，使炸药能量得到充分利用，减少飞石的产生，获得良好的爆破效果。经过多次试爆，结合工作效率和工期考虑，最后确定炮孔深度l=1.5m。

（4）单位炸药消耗量q和单孔装药量Qi

单位炸药消耗量q是爆破破碎或抛扔单位体积的用药量，单位用药量越大，炸的越碎，碎片抛扔越远，本次桥墩爆破距需要保护设施距离较近，不要求炸的过碎和抛扔过远。经多次试验，最后确定单位炸药消耗量q=700g/m3。单孔装药量Qi（以桥墩最顶层布孔爆破为例、a=0.4、b=0.3），Qi=qabH=0.7*0.4*0.3*1.5=126g。

（5）炮孔布置和分层装药

炮孔布置采用梅花形错位布孔，如图2所示。本次桥墩逐层钻孔爆破将药包分为三层装药（仍以桥墩最顶层布孔爆破为例），上层药包0.25Qi=31.5g，中层药包0.35Qi=44.1g，下层药包0.4 Qi=50g，每层药包在孔内用导爆索串联，导爆索在孔口用雷管引爆，炮孔装药结构如图3所示。

图2 炮孔布置示意图

图3 炮孔装药示意图

2.4 爆破起爆网路设计

起爆器材选用毫秒延期导爆管雷管，采用逐排延期起爆技术，其段别为3、5两个段位。内排孔装3段导爆管雷管；外排孔装5段导爆管雷管。每20发导爆管雷管并联为一束，用两发瞬发电雷管引爆，最后把所有电雷管串联引入起爆站。电雷管一定要严格筛选，用电阻值一致的雷管[5]，如图4所示。

图4 爆破网络连接示意图

3 安全防护措施

钢筋混凝土构件爆破拆除时，易引起飞石、振动及冲击波等方面的危害[6]，本次桥墩逐层拆除爆破，单次爆破用药量较小，爆破振动和冲击波带来的危害可以忽略不计，主要考虑爆破飞石对周围构建物的危害。引起飞石危害的因素主要有两方面：一是炸药爆炸本身引起的；二是构建物触地引起的。为了减小飞石对周围需要保护构建物的破坏，本次桥墩爆破采用三层防护手段，一是预先在爆破桥墩周围15m范围内堆积一层厚0.5m的黄土，防止爆破破碎构件触地引起的飞石；二是在钻孔爆破部位采用两层草帘和一层爆破专用橡胶防护织网与三层尼龙网依次覆盖防护，防止爆破飞石；三是在以桥墩垂直位置为中心的输水廊道和高压电线上方用钢脚架和竹坝搭建30m长的保护走廊[7]。

4 爆破注意事项

（1）布孔时，沿着紧挨双层钢筋网的内侧钻孔，且内侧最小抵抗线应略小于外侧最小抵抗线。

（2）填塞时，填塞长度应大于最小抵抗线。

（3）炮孔四周防护时，不能采用钢丝网，应采用尼龙网，以防爆破时钢丝网造成高压电线短路。

5 爆破效果

经过几次试爆后，在调整到位的爆破参数下，进行桥墩逐层爆破，可以取得良好的爆破效果。通过逐排起爆技术，周密的防护措施，合理的保护手段，定能控制爆破飞石对其他构造物的影响。

[1]李本金,金正勇.超高薄壁桥墩爆破拆除[J].爆破,2013,1(30):86-89.

[2]谢先启,贾永胜,罗启军等.42m高铁路桥桥墩的爆破拆除[J].工程爆破,2009,1(15):63-65.

[3]袁岳琪,周洪文,万里鹏等.复杂环境下32m高速公路桥墩定向爆破拆除[J].工程爆破,2012,3(18):56-58.

[4]汪旭光.爆破设计与施工[M].北京:冶金工业出版社,2012:395-403.

[5]刘永波,宋磊,张录峰.一座环境复杂砖混烟囱控制爆破拆除[J].天津化工,2015,2(29):57-60.

[6]GB6722-2014. 爆破安全规程[S].北京:中国标准出版社,2015.

[7]秦军,徐金军,董超等. 城市高架桥桥墩爆破飞石控制实验研究[J].爆破,2012,3(29):123-126.

Demolition Blasting of a Railway Bridge Pier

SONG Lei MENG Su-li WU Qian-zeng
(Shaanxi Hongqi Industrial Explosive Group co., Ltd Baoji Shanxi 721013 China)

To demolish the concrete bridge piers with relatively complex environment, the shallow hole blasting technology can be used. In the blasting scheme, the minimum resistance line, the hole spacing, the hole depth, the unit volume and single hole charge, etc. should be carefully designed. The hole position and the charge structure should be well displayed; strict drilling and blasting construction requirements and careful protection measures should be taken to complete the demolition of the bridge pier and achieve the desired effect of blasting under the premise of the security of structures and facilities nearby.

bridge pier reinforced concrete layer by layer blasting safety protection

A

1673-1816(2017)03-0026-04

2016-06-18

宋磊（1984-），男，河南商丘人，工程师，学士，研究方向工业炸药及爆炸技术的研究。