伍錫南，聶群富

(湖南南嶺民爆工程有限公司，長沙 410205)

在上世紀六七十年代，我國為了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，大興水利，修建了許多渡槽，這些渡槽大部分已經(jīng)超過設(shè)計使用年限并且經(jīng)歷了半個世紀的風吹日曬雨淋，存在裂縫、鋼筋銹蝕等不同程度的結(jié)構(gòu)性破壞，承載力已經(jīng)不能滿足安全要求，并且隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展后期大部分渡槽附近又修建了許多房屋等建構(gòu)筑物，若垮塌將會對這些建構(gòu)筑物產(chǎn)生安全影響，嚴重影響人民群眾人身財產(chǎn)安全，因此需要對這些渡槽進行拆除。這些渡槽大多具有跨度大、墩身高等特點，采用人工與機械拆除存在著安全風險大、效率低、成本高等缺點，因此最合適的拆除方法為爆破拆除。鑒于爆破拆除大多是在環(huán)境復雜的條件下進行，且起爆網(wǎng)路復雜龐大，因此必須通過設(shè)置合理的延時時間實現(xiàn)渡槽的有序準確倒塌，確保其不對周圍建構(gòu)筑物產(chǎn)生任何安全影響，若延時時間不精確導致起爆網(wǎng)路不能完全按設(shè)計的起爆順序起爆，將會對周邊建構(gòu)物產(chǎn)生嚴重的安全影響。本文結(jié)合工程實例，闡述了怎樣通過合理設(shè)計，精確施工，在確保爆破質(zhì)量與安全的前提下，實現(xiàn)渡槽精準倒塌的過程。

1 工程概況

1.1 工程簡介

婁底市白馬灌區(qū)2016年度續(xù)建配套與節(jié)水改造項目何公橋渡槽位于漣源市荷塘鎮(zhèn)觀橋村(原何公橋村)，渡槽整體分為10節(jié)段，總長為319 m，進水口節(jié)段和出水口節(jié)段均為15.5 m，其他8節(jié)段每節(jié)長均為36 m(分段搭接點在兩槽墩之間)，渡槽共計有18個排架。建筑物高度約40 m(包括渡槽槽身)。渡槽的拆除擬采用機械與控制爆破相結(jié)合的方式拆除(見圖1)。

圖1 渡槽縱向結(jié)構(gòu)

1.2 周邊環(huán)境

渡槽距北面寺廟的距離約為2 m，寺廟位于15號、16號排架之間(13#、14#梯形墩之間北側(cè))；14號排架北側(cè)(12#墩北側(cè))有距離約0.8 m的磚房一棟；18號排架距南側(cè)白色民房約為49 m；渡槽距南側(cè)土房距離約為6 m，土房位于13號、14號排架間(10#、11#梯形墩之間)的南側(cè)；12號排架(10#墩)位于河水中；8～11號排架(6#梯形墩到9#梯形墩)置于農(nóng)田間，相對位置較寬松；5～7號排架(2#梯形墩到5#梯形墩之間)距南北兩側(cè)民房距離均約為22 m；有水渠一條貫穿9號排架。周圍環(huán)境如圖2所示。

圖2 周邊環(huán)境

1.3 工程結(jié)構(gòu)

渡槽支撐墩呈梯形，共18個，高度為5～40 m，由4根從底到頂?shù)闹髦螚U與中間若干個從底到頂依次減小的矩形橫撐組成，矩形橫撐之間的間距約為4 m，主支撐桿厚度為30 cm，寬度為30 cm，矩形橫撐截面尺寸為高度50 cm，寬度30 cm(見圖3～圖4)。

圖3 梯形支撐結(jié)構(gòu)

圖4 梯形支撐結(jié)構(gòu)主視圖

1.4 工程特點

1)待拆渡槽周圍有民房等建、構(gòu)筑物，爆破時必須嚴格控制倒塌方向和飛石距離。

2)梯形墩支撐梁為薄壁結(jié)構(gòu)，鉆孔數(shù)量多，裝藥填塞困難，爆破時易產(chǎn)生飛石，必須加強防護，控制飛石對周圍建筑物的危害，確保安全。

3)鉆孔數(shù)量大，必須確保每個藥包準爆，技術(shù)難度和要求高。

4)嚴格控制單響藥量，保證爆破振動對周圍建筑不產(chǎn)生任何危害，同時還要注意渡槽落地時的振動影響。

5)爆破時所有機械設(shè)備和人員必須全部清出現(xiàn)場。

6)渡槽下方有用電通信等設(shè)備，應(yīng)該提前進行拆除或轉(zhuǎn)移，以避免爆破拆除渡橋時對當?shù)赝ㄐ庞秒姷仍斐捎绊懞蛽p害。

7)渡橋橫跨道路之上，因此，對渡橋控制爆破后的坍塌體實行二次破碎切割，便于快速將渣土清除，以便當?shù)氐缆返恼Ｍㄐ?，因此在爆破當天需要配備相關(guān)的挖運設(shè)備。

2 爆破方案

2.1 技術(shù)難點

1)必須使渡槽按設(shè)計方向準確傾倒，技術(shù)難度較大。

2)薄壁結(jié)構(gòu)，飛石難控制。支撐主梁壁厚較薄，最小抵抗線較小，爆破時容易產(chǎn)生飛石，安全防護要求高。

3)鉆孔數(shù)量大，技術(shù)要求高。

2.2 爆破方案的選擇

1)對地面以上部分采取定向爆破的方法進行拆除，對地面以下的基礎(chǔ)和倒塌后的爆堆采用液壓破碎錘或液壓剪破碎剪切的方法拆除。

2)對12#梯形墩以及11#梯形墩與13#梯形墩之間渡槽槽身、桁架等采用機械拆除，其他梯形槽墩采取開窗口、斷鋼筋、預留支撐板塊、定向控制爆破的方法施工。

3)為避免雜散電流對爆破產(chǎn)生影響，起爆器材全部采用電子雷管，確保爆破中的安全。

同時，對槽墩倒塌方向、爆破切口位置、鉆孔方向進行了比選：

1)倒塌方向選擇：1#槽墩至11#槽墩采用向西定向倒塌，13#槽墩至18#槽墩采用向南定向倒塌，12#槽墩采用機械拆除。

2)爆破切口位置選擇。對于1#墩，爆破下切口高度離地面50 cm，其中倒塌方向(西側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置9個孔(鉆孔時注意避開橫撐位置)，倒塌方向反向(東側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置5個孔；對于2#～9#墩，底切口布置在離地面最近的第①個矩形橫撐以上50 cm，其中倒塌方向(西側(cè))②根支撐桿分別布置9個孔，其中距離地面最近第①個橫撐以上50 cm分別連續(xù)布置5個孔，距離地面最近的第②個橫撐以上50 cm分別連續(xù)布置4個孔，倒塌方向反向(東側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置5個孔；對于10#墩，底切口布置在離地面最近的第①個矩形橫撐以上50 cm，其中倒塌方向(西側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置8個孔，倒塌方向反向(東側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置5個孔；對于11#墩，底切口布置在離地面最近的第①個矩形橫撐以上50 cm，其中倒塌方向(西側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置5個孔，倒塌方向反向(東側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置2個孔；對于12號墩采用機械拆除；對于13#～18#墩，底切口布置在離地面以上50 cm，其中倒塌方向(南側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置9個孔(鉆孔時注意避開橫撐位置)，倒塌方向反向(北側(cè))②根支撐桿分別連續(xù)布置2個孔。各炮孔布置如圖5所示，爆破區(qū)域劃分如圖6所示。

圖5 炮孔布置

圖6 爆破區(qū)域劃分

3 爆破參數(shù)

3.1 切口尺寸的選擇

1)切口形式。根據(jù)本次渡槽高大的特點，切口采用正梯形，以利于順利倒塌[1-2]。

2)切口高度(H)設(shè)計。1#墩爆破切口高度為2.4 m，2#～9#墩爆破切口高度為4.9 m，10#墩爆破切口高度為2.1 m，11#墩爆破切口高度為1.2 m，13#～18#墩爆破切口高度為2.4 m。

爆裂切口的下沿根據(jù)實際情況設(shè)置，目的是避開傾倒反向檢查口帶來的反向支撐不夠的因素，使反向有足夠的支撐，保證傾倒不發(fā)生偏差。

3)爆破范圍確定。因梯形橋墩僅有④根主支撐桿，各梯形墩切口爆破參數(shù)如表1所示。

表1 梯形墩切口爆破參數(shù)

3.2 爆破參數(shù)選擇

表2 渡槽爆破參數(shù)

4 起爆網(wǎng)路

4.1 起爆器材選擇

為使渡槽能夠按照爆破拆除設(shè)計方案安全、準確地倒塌在預定范圍內(nèi)，選擇可靠性高、安全性好的起爆網(wǎng)路是十分必要的。為避免在施工過程中外來電流的作用導致誤爆、早爆事故，因此本工程起爆器材全部采用電子雷管起爆系統(tǒng)對渡槽進行爆破拆除。起爆器使用專門的起爆器。

4.2 起爆延時分段設(shè)計

現(xiàn)場進行爆破作業(yè)時，技術(shù)員必須首先對電子雷管進行檢測，然后使用專用起爆器按設(shè)計的時間對每發(fā)電子雷管進行延時時間設(shè)定，并根據(jù)延時時間對每發(fā)電子雷管進行編號，確保每一發(fā)雷管順序號對應(yīng)一個具體的延時時間，各支撐桿炮孔內(nèi)電子雷管延時時間如表3所示。

表3 電子雷管延時時間設(shè)置

4.3 起爆網(wǎng)路連接形式和起爆方法

1)本工程使用電子雷管起爆網(wǎng)路，可以在應(yīng)用現(xiàn)場對延時時間等參數(shù)進行設(shè)置和重新修改。

2)使用前應(yīng)在可靠防護下，使用專用儀表逐發(fā)檢驗合格。

3)加工起爆藥包時，應(yīng)先用與雷管外徑相當?shù)哪举|(zhì)或竹質(zhì)錐子在藥卷一端中心位置扎一孔，然后將雷管全部插入藥卷內(nèi)，并用本身的腳線將雷管固定，嚴禁使用雷管直接向藥卷內(nèi)擰插。

4)并聯(lián)母線使用，確保每一發(fā)尾線卡與母線接觸良好，采用單個專用起爆器起爆。

5)為確保準爆，爆破區(qū)域一網(wǎng)路與爆破區(qū)域二網(wǎng)路同時用兩個專用起爆器分開起爆，每一爆破網(wǎng)路的雷管總數(shù)不得大于300發(fā)(見圖7)。

圖7 電子雷管并聯(lián)起爆網(wǎng)路

5 爆破效果

爆破區(qū)域周邊150 m范圍內(nèi)為警戒區(qū)域，共設(shè)置警戒點8個。項目從進場施工到爆破完成僅用了10 d，炮孔424個，使用乳化炸藥總量214.5 kg、雷管424發(fā)。爆破后，渡槽充分解體，1#～11#墩向西定向倒塌，13#～18#墩向南定向倒塌，后坐距離控制在5 m內(nèi)，倒塌范圍控制在10 m以內(nèi)，爆破效果符合設(shè)計要求(見圖8)。

圖8 爆破效果

施工過程中未出現(xiàn)安全事故，周邊建筑未受飛石影響，最近建筑物處的質(zhì)點振速為0.004 2 cm/s，爆破有害效應(yīng)控制在國家標準范圍內(nèi)[3-4]。

6 結(jié)語

1)電子雷管起爆網(wǎng)路延時時間更加精準，能夠使起爆順序完全按設(shè)計方案進行倒塌，避免由于延時時間不精準導致出現(xiàn)倒塌方向或者倒塌距離與設(shè)計不符，從而導致安全事故的發(fā)生。

2)實際施工過程中通過對1#墩進行了試爆，從而論證了選取單耗的合理性。

3)本次拆除爆破根據(jù)現(xiàn)場實際情況分為2個爆破區(qū)域，并將2個爆破區(qū)域之間用機械拆除斷去其聯(lián)系，確保2個爆破區(qū)域之間倒塌過程中相互不受影響。

4)從爆破區(qū)域一至爆破區(qū)域二延時時間是依次遞增的，2個爆破區(qū)域的延時時間沒有任何重疊，最大程度地減小了爆破振動對周邊環(huán)境的影響。