静态爆破技术在旧桥改造中的应用与探讨

肖开锋　王英 胡兆德

【摘要】在旧桥改造过程中局部拆除桥梁病害部位时，首次采用静态爆破工艺取得成效，论述了静态爆破施工的作用机理和施工工艺。并通过与常规爆破工艺相比较，论证了该工艺具有的造价低、无震动、无噪声、无粉尘、无飞石、无毒气污染等特点和其广泛的推广应用价值。

【关键词】静态爆破；旧桥改造

[文章编号]1619-2737（2016）01-12-154

随着近年来交通量的增大和超载车的增多，六、七十年代修建的拱桥由于设计标准低、设计荷载多为汽-13或汽-15级，不能满足当前交通负荷的需要，较多的拱桥出现开裂。而利用原桥经检测合格的桥台、桥墩进行改造，无疑可减少投资。我们在桥梁改造中探索采用静态爆破工艺拆除拱圈，最大限度避免了对可利用桥台、桥墩基础及对附近房屋的破坏，在桥梁改造中具有一定的借鉴意义。

1. 工程概况

邵家关庙桥位于湖北省皂当路k182+082处，原桥全长39.8m，共3跨，跨径为9m，桥面净宽为7.25+2×0.25。为实腹式浆砌片石拱桥，拱圈厚60cm，矢跨比1/6。修建于1966年，设计荷载汽-15。该桥原基础采用浆砌片石扩大基础，地基为砂土，由于河水冲刷，基础淘空，于1998年采用砼整体铺砌进行基础加固。至2002年该桥第一跨拱圈已严重变形，裂缝自拱圈底部已贯穿至侧墙顶部，缝宽达10mm。第二跨拱圈顶部已出现贯穿裂缝。该桥已失承重能力，严重影响行车安全。

因桥台基础良好，确定改造方案为：将原桥拱圈及其它拱上结构拆除后，利用原桥台和桥墩，在其上浇筑20号钢筋砼加高至设计高程，安装跨径10.5米的空心板，空心板顶面高程与现桥面高程同高。该方案每跨上恒重为1264KN，比原拱桥每跨1690KN减轻426KN，因此不需对下部构造进行加固处理。拆除拱圈若采用常规爆破，存在两个问题：一是爆破冲击力大，易对桥墩、桥台基础造成挠动；二是易对桥梁附近约10米处的居民房屋造成破坏，因此不宜采用常规爆破技术，我们探索采用静态爆破工艺，取得了很好的效果。

2. 静态爆破作用机理

静态爆破工艺的关键技术是静态爆破剂。静态爆破剂又称静态胀裂剂、静态破碎剂、无声炸药等，其主要成份为CaO、MgO，它和水按一定的比例搅拌成流体状态，装入炮孔后，产生水化反应，体积膨胀，在炮孔中产生具大的膨胀力（300～500Kg/cm²），远远大于各种岩石（50～250Kg/cm²） 及混凝土（15～30Kg/cm²）的抗拉强度，必然导致各种岩石及混凝土的开裂，该工艺具有配制简便、安全、无震动、无飞石、无粉尘、无噪音、无毒气污染等特点。

3. 施工工艺

首先拆除拱上建筑物及填料，直至露出坚硬的拱圈片石。

3.1设计布眼：为了做到拱圈平衡卸载，布眼时先两边后中间，三跨同时装药。

孔距与排距的大小根据浆砌片石硬度确定，硬度越大、强度越高，孔距与排距越小，反之则大。该桥拱圈采用浆砌片石，岩石硬度F=8，因此采用30×40cm孔距。见表1：

3.2钻孔

（1）钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。我们采用42mm钻孔。

（2）钻孔内余水和余渣应用高压空气吹洗干净。钻孔口旁干净无土渣石。

（3）钻孔深度一般要求为拱圈厚度的80%～90%。

3.3装药

（1）先将药剂加30%的水（重量比）拌成流质状（充分搅拌后略有余水）后，迅速倒入孔内并用略小于钻孔的捅杆捣实捅紧，特别长的钻孔，可多分几段，逐段捅实。

（2）拱圈发现裂缝后，立即向裂缝中加水，以支持药剂持续反应，加水后效果明显，裂缝加大。

（3）采用分三小组同时灌装的方式，每小组由主副两名灌装手组成。取药搅拌时，主灌装手负责灌装进孔，副灌装手负责捅紧捣实。各小组采用“同步操作，少拌勤装”的方式。即：每组施工工人在每次操作循环过程中负责装孔的孔数不能过多。每次拌药量不能超过实际能够完成的工作量。工人们在取药、插慢拔，插点要均匀振捣，板混凝土采用平板式振捣器振捣，使混凝土表面平整。最后用木抹子从前往后退着抹平。严格控制顶板混凝土浇筑厚度及找平，以便于墙柱模板支立。混凝土浇筑完毕及浇筑过程中设专人清理落地灰及沾污在成品上的混凝土颗粒。

3.4楼梯与柱墙交接处混凝土施工。

因楼梯与柱墙处混凝土同时浇筑，底层踏步与上一层楼面存在2m左右高度差，为防止混凝土从底层踏步处流失、堆积，在施工时可在踏步与墙体的交接处用钢板网临时遮挡。保证混凝土振捣密实无局部空洞。浇筑后的混凝土养护混凝土浇筑后，应在12h以内及时采取覆盖保湿养护措施，严防脱水、裂缝。采用养护剂，应保水性好、喷刷均匀.不污染面层，采用塑料薄膜养护，应覆盖封闭严密，防吹风敞露，保持膜内潮湿。采用浇水养护，应设专人喷水，确保混凝土保持湿润。混凝土的养护时间及其上部安装模板的强度等应符合现行规范。

4. 混泥土浇筑后的养护

4.1浇筑过程中及时清除混凝土表面的泌水。

在混凝土的浇筑施上过程中，混凝土表面出现泌水的现象十分常见，为了提高混凝±的施工质量，有必要及时清理表面的积水。因为泵送混凝土水灰比较大，积水的情况也比较严重，如果不及时清理干净，就会影响混凝土的施工质量。

4.2应及时按温度技术进行保湿养护。

（1）保温养护措施，为了预防裂缝，应保证混凝土内外温差和降温的程度符合施工设计要求；（2）温度保持持续的时间，根据温度应力，在混凝土浇筑后的温度养护时间不少于15天，当拆除混凝土表面的保温隔膜时，要逐层拆除：（3）保温养护过程中，混凝土表面的湿度是要一直保持的，主要足为了预防温差裂缝。

保温养护是提高混凝土质量的关键环节，保温养护的最主要目的就是为了减少混凝土内外温差引起的温度应力，以预防裂缝的产生。其次，也是为了减慢混凝土的降温速度，再利用混凝土的抗拉强度，提高整个混凝土的抗拉强度，预防裂缝的产生。同时，在混凝土的养护过程中，注意温度和湿度的条件，保证混凝土在良好的环境下开展养护工作，施工人员应根据事先确定的温控指标的要求，以确定混凝士的具体养护措施。

5. 结语

房屋建筑质量会直接影响到社会经济的发展，并且关系到人民的生命健康。混凝土施工的的质量控制有很多客观因素，但是，只要加强在施工中每一环节的质量控制，就能及时的发现问题，并解决问题，监理和质检人员增强责任心，一些混凝土施工中问题是能够很好解决的，其通病、缺陷也是可以预防和消除的。