3.炮孔布臵:桥墩布孔如图。在桥墩底部,离地面0.5m~0.7m处开始布孔,按孔距0.6m,排距0.5m布臵梅花孔,共布臵8排。用风钻打水平孔,孔深1m,每个炮孔分两端装药。
每跨桥面上布臵2~3道爆破切割线,每条切割线垂直于桥延长线,由3排孔距0.6m,排距0.5m的梅花孔组成,用风钻打垂直孔,孔深0.6m,每条切口32孔。
4.药量计算:按体积公式,Q=KLab,取K=400g/m3。对桥墩,Q=120g,对桥面,Q=75g。均分两层装药。
5.起爆网路:采用孔内和孔外导爆管毫秒雷管相结合的方法实现延时起爆。要求在第一段装药起爆时,其余各段雷管必须进入孔内延时。将各段连接成复式多通道闭合网路,以保证延时准确,传爆可靠。按照给的图示从①~⑨,每段之间相隔为200~300ms,依次为:MS-1,-7,-11,-13,-15,-16,-17,-18,-19。
6.施工顺序:第一阶段:将拆除部分与被保留部分彻底分离,使后面所有爆破作业不牵扯被保护的桥梁;第二阶段:爆破桥梁和松散桥墩、台身;第三阶段:爆破桥墩根基。
设计八 钢筋混凝土桥墩爆破拆除
(一)工程概况:大桥周围环境复杂:桥东马路两侧均为密集的砖混民宅,民宅与桥墩的最近距离为30m;桥西侧为工业园区厂房;大桥南侧10m处有一架高约15m、与大桥走向平行的跨河高压电缆,如图5-10所示。
大桥桥面主结构为钢筋混凝土预制板,桥面板和纵梁塔建于两岸边墩和2
36
组桥墩上,边墩由块石水泥砂浆砌筑,与河岸连成一体,不需拆除。2组桥墩位于河中,间距20m。每组桥墩均由2根小于1000mm钢筋混凝土圆柱和2排共8根300mm×300mm钢筋混凝土方形桩体组成,桥墩深人河床深部。每组桥墩上部均支撑着一条长10.5m、厚1.3m的钢筋混凝土横梁。桥墩结构组成如图5-11所示。
经实测,桥墩横梁顶表面高于河床面约7.0m,河水涨至横梁水平,河水水流缓慢,流速低于0.1m/s。
(二)拆除方案:根据大桥结构及其周围环境条件,决定先对桥面板和纵梁采用机械吊拆,再对2组桥墩实施爆破法拆除。
经对大桥桥墩的结构组成及所处环境条件进行综合分析研究,决定采用联合爆破法拆除,即对2根小于1000mm钢筋混凝土圆柱采用一个垂直下向深孔进行底部破碎爆破;对横梁在其中部布臵2排炮孔进行切断爆破;对于16根方形桩采用水下外敷药包进行根部切割爆破。爆破后再采用吊车及其他方法处理爆渣。各部炮孔及药包布臵如图5-11所示。
(三)设计要求:进行爆破设计,包括: 1.炮孔爆破(圆柱墩爆破;横梁切断爆破); 2.方形桩水下外敷药包切割爆破; 3.起爆网路;
4.爆破安全与防范措施。 圆柱墩爆破 :
采用的炮孔直径为d=90 mm,炮孔从横梁顶表面沿圆柱墩中轴线钻凿;炮孔深度为L=7.5m,孔底低于河床表面约0.5 m;采用岩石乳化炸药装药,根据类似工程经验,考虑到水下爆破时水的约束及水下炸药爆炸威力的下降,炸药单耗取g=1350g/m3 ;单孔装药量取Q=8.0kg;炮孔堵塞长度ld≥
5.0m。
横梁切断爆破:
钻孔直径d=40mm;炮孔位于横梁纵向中部沿横向呈梅花型布臵2排炮孔,每排3个,垂直向下;同排炮眼间距a=0.4 m,排间间距b=0.4m;炮眼深度L=1.1m;考虑到横梁砼标号高,钢筋粗密,岩石乳化炸药单耗取g=1450g/m3;单眼装药
37
量实取Q=300g;炮眼堵塞长ld≥0.8m。
方形桩水下外敷药包切割爆破:
因方形桩截面小,长度大,又淹没在水中,沿桩心钻凿炮眼困难,所以决定采用水下外敷药包,从其根部予以切割爆破。药包深入水下约6m,紧挨河床面布臵,为加强爆破剪切作用,每根方桩两侧相应位臵错开各外敷一个药包。
单个外敷药包的药量按下述经验公式估算:
QT?k1k2R2L式中,QT为外敷的TNT药量,kg;k1为拟炸材质系数,对于钢筋砼k1=5~l0,考虑到方桩加强钢筋,为便于炸后吊起炸断钢筋,取k1=10;k2为布药方式和爆破条件系数,对于钢筋砼的无外覆裸露爆破,取k2=8;R为破坏半径,m,即为拟炸物厚度,R=0.3m;L为拟炸长度,m,取L=0.2 m。
则 QT=1.44 kg。
此为TNT药量,若用岩石乳化炸药,装药量应增大约50~60%。又因在约6m深的水中,炸药爆炸威力相应可能会降低约20%,每个药包岩石乳化炸药量应为Q=2.592kg。为确保切割爆破的效果,方桩水下每个外敷药包的岩石乳化炸药药量取为Q=3.0kg。
方形桩水下外敷药包切割爆破:
为减小外敷药包炸药爆炸时的能量损失,将岩石乳化炸药装入专制的钢板盒内。钢板药盒呈三棱柱状,如图3所示。柱长20cm,两侧面用一块37cm×20cm的钢板对折组成,棱角为60°,棱柱上、下底用2片边长各为18.5cm的等边三角形钢板焊接封闭;另一侧面不封闭,作为装药口,也是药包外敷贴面;盒子的棱脊中部钻有3个孔洞,作为雷管插入口。
60° 雷管插口
200 装药口
185 38 方形桩水下外敷药包切割爆破:
爆破前,将岩石乳化炸药顺卷装入三棱柱钢盒内,从雷管插入口插入3发带有10m导爆管脚线的非电起爆雷管,再用塑料薄膜和胶布严密包裹药盒。
外敷药包安臵于方形桩根部河床表面处,每根桩2个药包,顺水流即桥墩走向分别在桩两侧将药包相互面对又上、下底面相切地交错布设。安臵药包时,要使起爆雷管聚能穴朝向药盒面,即无钢板面紧贴到方桩表面,药盒用铅丝固定,布药工作由专职潜水员进行。
起爆网路:
每组桥墩采用一组导爆管孔外毫秒延时起爆网路。炮孔内和外敷药包内的起爆雷管均为MS5段。每墩2个圆柱的深孔4发起爆雷管和横梁浅孔的6发起爆雷管簇并联后,用2发MS2段非电雷管传爆。因方形桩体采用外敷药包爆破,为避免相互邻近药包受到先爆药包爆炸的不良干扰而造成拒爆或错位,8根方形桩16个外敷药包的48发起爆雷管,成3把簇并联后,每把簇并联各用2发MS1非电雷管传爆。每组桥墩的8发非电传爆雷管再簇联成把,最后用电雷管起爆网路激发。2组桥墩起爆时差为50ms。
爆破安全及防范措施:
大桥桥墩爆破点距离建筑物较近,其中民宅的爆心距约为33 m,空中架线的水平爆心距只有15m,桥墩拆除既采用深孔、浅孔爆破,又采用较大药量的水下外敷药包爆破,因此,必须严格防范爆破飞石、爆破地震及水中冲击波的危害。
爆破振动:
桥墩爆破时,临近民宅地坪质点峰值振速为:
式中,Q为桥墩爆破中最大一段起爆药量,kg,Q=4kg;R为离桥墩最近民宅的爆心距,m,R=33m;K、α为与地形、地质及爆破条件有关的系数和指数,考虑桥墩拆除采用外敷药包裸露爆破,炸药爆炸能量约有50%转化为水击波,地震波能含量较小,且经水介质传达陆地或经桩体沿河床传达陆地衰减大,所以取K=32.1,α =1.57 。计算得V=1.0cm/s, 可见估算的质点峰值振速明显小于《爆破安全规程》规定的砖混结构民宅允许的质点安全振速,所以桥墩拆除爆破振动不会损坏周围民居。
39
水中冲击波:
桥墩采用较大药量外敷药包爆破会激起水中冲击波,必然对附近水域中的生物、船只和人员造成伤害。为此,经当地安监、环保和渔业主管部门的认可,对大桥爆区水域进行如下处臵:用2张大鱼网从大桥始顺河分别背向大桥方向驱赶鱼类,大网拉至离桥150m处固定,以在爆前阻断鱼的回游;爆炸前1h在桥的上、下游各300m处设臵警戒线,撤离船只和水中人员
爆破飞石:
为防止爆破飞石的危害,在桥墩横梁表面覆盖上一层宽度超过横梁侧边0.5m的竹板排架;为进一步阻断深孔和浅眼爆破的直接飞石,同时稳定和加强竹板排架的防护能力。在深孔孔口和浅眼眼口部位再铺压上厚30cm的袋装松土层。为防止万一,爆炸前大桥两岸设立了半径为150m的爆破安全警戒区。
设计九 大容量水泥储仓群水压拆除爆破
(一)工程概况:形状和结构:钢筋混凝土储仓群由4个连成整体的筒仓和输送系统组成,每个筒仓分为储存水泥的罐体和支撑筒壁两部分。罐体高28m,上部为圆筒体,高21.9m、内径l0m、壁厚200mm;圆筒体下部是一锥高为6.1m的倒圆锥漏斗,壁厚350mm,底离地面1.5m。支撑部分与罐体的圆筒部分连成一体,高7.6m、外径10.4m、壁厚400mm。4个筒仓相切布成方形,中间形成一个星仓,相切部分壁厚罐体为700mm、支撑为1100mm;筒仓群顶部为封闭式的现浇混凝土,厚150mm,沿东西向布有3根各长18m的横梁,横梁断面为200mm×1200mm,整个筒仓群东西向和南北向宽21.1m、高29.5m。单个筒仓的容积为1828m3,4个筒仓(不包括星仓)的总容积达7312m3。
罐体圆筒部分布有一层钢筋网,竖向钢筋φ16mm、箍筋φl2mm、筋距@20cm;漏斗部分主筋φ26mm、箍筋φl2mm、筋距@20cm。支撑部分有3层钢筋,竖筋φ32mm、箍筋φl6mm、筋距@20cm。混凝土标号约150号。
输送系统在储仓群南侧,为钢筋混凝土框架结构,呈井字形。靠罐体一侧没有立柱,梁与罐体混凝土浇筑在一起,外侧两根立柱断面为400mm×400mm,每高5m有一层梁,梁宽300mm、高450mm。输送系统框架比罐体高l0m,达39.5m。 (二)周围环境:
40