桥台拆除中光面爆破技术的应用

郭尧，戚妍娟，薛里

(1.海南省跨海工程筹建办公室，海南海口570204;2.海南高速铁路公司，海南海口570204; 3.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)

桥台拆除中光面爆破技术的应用

郭尧1，戚妍娟2，薛里3

(1.海南省跨海工程筹建办公室，海南海口570204;2.海南高速铁路公司，海南海口570204; 3.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081)

在渝涪铁路二线施工中，由于设计变更需拆除施工中的桥台，若用传统的方法会破坏承台基础。为保证周围建(构)筑物及居民安全，并使承台基础不受损害，通过方案对比决定采用光面爆破技术，并辅以刻槽来增强爆破成形效果。本文阐述了桥台拆除方案、爆破参数选取及安全控制技术。实践证明，所采用的桥台光面爆破拆除方法既利于结构解体及降低振动，也能形成完整爆破面。

桥台 光面爆破 刻槽 承台 降振

1 工程概况

由于重庆铁路网建设改造需要，需对建设中的渝涪铁路二线庙坝右线中桥桥台采用爆破方法拆除，同时必须保证承台基础结构不受影响。该大桥桥台位于渝涪二线ZDK50+157.5—ZDK50+165.5处。桥台为现浇的矩形实体墩，已浇筑至顶帽，需要爆破拆除前墙1.5 m以上部位(图1)。平面图为长方形，长6.0 m，宽2.7 m，高3.5 m，拟拆除体积27 m3。除了顶帽50 cm范围内有上下两层的φ12螺纹钢筋，其它均为混凝土结构，上下两层钢筋间有连接钢筋，网格尺寸20 cm×20 cm，保护层厚度5～10 cm。

图1 桥台及需拆除部分示意(尺寸单位:cm;标高单位:m)

桥台西北侧距渝涪铁路20 m;东北侧150 m外有敬老院和小学;南侧距华盛公路40 m;西南侧100 m内为农田，200 m外为庙坝村。爆区周围有正在运行的既有铁路线，本次爆破作业属环境复杂类爆破。

2 拆除方案选择

由于爆区环境条件复杂，只有两个方向有作业空间。为保证安全、降低成本，同时考虑到便于操作、爆破效果好，经对比两个方向钻孔方案后，决定采用南面光面爆破方案。该方案简单可行，具体做法是在需要保留的轮廓面上部10 cm处打一层密集的炮眼，使用光面爆破技术，爆破后尽可能形成一个完整面。根据本工程建构物及环境情况，拟采取向北打水平眼。先将顶帽爆破破碎，形成良好临空面，然后托盘中部打一层水平孔同时起爆，最后对前墙进行光面爆破，形成较好轮廓面。

光面爆破技术的优点是易于形成轮廓面，对保留体的损伤小，防护方便，破碎效果好。考虑桥台部分拆除要求较高，为保证保留体损伤小且爆区解体充分，拟在光爆孔同一水平面刻槽(图2)，刻槽深度为5 cm。这样成形效果将更理想。为减少爆破对台身的影响，在顶帽与台身的衔接处，打1排深2 m，间距50 cm的垂直空孔，以阻断应力波的传播。

图2 刻槽示意(尺寸单位:cm;标高单位:m)

3 主要爆破参数

3.1 顶帽爆破参数

顶帽截面尺寸仅1种规格。孔深拟取顶帽断面宽度的1/2稍多，钻水平孔一排，孔距80 cm，最小抵抗线50 cm，孔深2.4 m。采用乳化炸药，炸药单耗为0.4～0.6 kg/m3。采用直径38～40 mm的钻头，孔径40～42 mm。爆破参数计算结果见表1。由于该处位于钢筋网下方，可能造成打眼困难，炮眼的水平偏移不得大于2 cm，间隔装药。

3.2 托盘爆破参数

需要爆破的托盘断面尺寸也只有1种规格。最小抵抗线取托盘断面宽度的1/2，钻凿水平孔，孔距70 cm，孔深2.0 m。采用乳化炸药，炸药单耗为0.6～0.8 kg/m3。

表1 爆破参数计算结果

3.3 光面爆破参数

为保证爆破轮廓的形成，周边眼采用φ25 mm的小直径药卷间隔不耦合装药，并用导爆索连接。孔距25 cm，孔深2.1 m，炸药单耗为0.2 kg/m3。

此次爆破炮孔布置见图3。

图3 炮孔布置(尺寸单位:cm;标高单位:m)

4 起爆网络

考虑环境、减小振动及岩石解体需要时间的要求，顶帽使用1段雷管引爆导爆索使之先响，托盘孔内使用10段非电雷管，而光爆孔和空孔采用导爆索外接一个15段导爆管雷管，时间间隔约400 ms。孔内非电雷管一层9～15个左右簇联，采用非电交叉复式网路，两发电雷管引爆。起爆网络如图4所示。

图4 起爆网络示意

5 爆破安全计算

5.1 爆破地震波控制

由爆破引起的地震波是对已完成结构物和周围建筑产生破坏作用的主要因素，当振速不大于5 cm/s时，一般可以保证建筑物的安全。在本工程中控制地震波速V≤2.5 cm/s。在桥台拆除爆破中，振速主要与一次性起爆的药量有关，所以本工程用控制单段最大装药量来控制地震波的危害。

地震波波速验算公式为

式中:V为地震波波速，取2.5 cm/s;K为传播介质系数，取150;Q为单段最大装药量，kg;R为爆源至被保护构筑物之间的距离，取20 m;α为地震波衰减指数，取2。

经计算单段最大装药量Q≤17.2 kg。爆破设计中单段最大装药量为9.9 kg，满足要求。

5.2 爆破飞石距离控制

在桥台拆除爆破中，会有个别岩块飞散距离较远，易对人员、设备或建筑产生危害，必须予以控制。个别飞石的飞散距离与爆破参数、孔口堵塞质量等因素有关。最外圈眼最有可能产生危害性飞石，应特别注意其填塞质量，并作飞石距离验算。

飞石距离验算公式为

式中:R为飞石安全距离，m;k为飞石安全系数，一般k =1.0～2.0;W为最大药包的最小抵抗线，m;n为最大药包的爆破作用指数。

经验算，设计中可能产生的最大飞石距离R= 90 m。为防止爆破飞石影响运营铁路线，须在爆破施工时采取有效手段加强防护，确保飞石距离控制在15 m以内。起爆时，确保人员、机械设备撤离出爆源200 m以外。

6 结语

爆破后承台基础结构边缘仅留下一个长10 cm、宽5 cm的切口，形成较为整齐的爆破面，很好地保护了承台基础，为后期施工打下了良好基础。在渝涪铁路轨枕上安置的爆破振动仪采集到的振动速度为0.57 cm/s，最远的一块20 cm的石块飞出爆心12 m。光面爆破技术很好地解决了对保留建(构)筑物的保护问题，在类似要求较高的工程中可以借鉴。

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(责任审编李付军)

U455.6

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.02.15

1003-1995(2015)02-0055-03

2014-07-17;

2014-08-19

郭尧(1983—)，男，湖南湘西人，助理研究员，硕士。