石門坎水電站門機棧橋鋼筋混凝土橋墩爆破拆除技術(shù)

1、石門坎水電站門機棧橋鋼筋混凝土橋墩爆破拆除技術(shù)楊仲洪問智博曹 龍張慶輝摘要石門坎大壩壩后門機棧橋橋墩爆破拆除，周邊環(huán)境復雜。 爆破現(xiàn)場上游為攔河壩，兩側(cè)為水墊塘邊墻、底板，最近橋墩距K80 塔機僅 15m。爆破作業(yè)必須要確保建筑物和設備安全，并對橋墩倒向、飛石嚴格控制，確保萬無一失。通過科學的爆破設計，精心組織施工，嚴格施工工藝，拆除爆破達到預期效果。關(guān)鍵詞石門坎水電站門機棧橋鋼筋混凝土橋墩拆除爆破1工程概況石門坎電站大壩壩后施工棧橋距大壩最近水平距離約 22m，距右岸水電站廠房約 33凝土強度等級為C40，墩身為雙層布筋，外側(cè)豎筋為 22200mm，箍筋 12200mm，內(nèi)側(cè)豎筋為 1620

2、0mm，箍筋 12200mm。2 爆破方案此次橋墩爆破拆除規(guī)劃了兩種方案：一是搭設腳手架，由頂部蓋梁開始自上而下，分段爆破解體。此方法優(yōu)點是爆破時對消力池底板的沖擊力較小，但飛石距離遠，拆除一個橋墩需反復搭設腳手架，輔助工作量大，高空作業(yè)時間較長，人員安全性差，工期難以保證。二是定向傾倒爆破，倒地后分段爆破解體。這一方法優(yōu)點是施工時間短，爆破飛石少，人員在地面作業(yè)，安全性好，但倒塌時對消力池底板沖擊力較大，必須采取相應的防撞減震措施?？紤]到此次爆破要求，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，經(jīng)多方分析論證和比較，決定棧橋橋墩拆除采用向橋墩長軸方向（即大壩下游）定向倒塌的爆破方案，實施分段微差爆破。3 爆破技術(shù)設計

3、3.1缺口參數(shù)為保證爆破效果， 爆破缺口均設在空腔底部；倒塌方向沿橋墩長軸方向向下游傾倒。長軸方向兩側(cè)面爆破缺口形式為三角形。經(jīng)計算其底邊長 L=6-0.4=5.6m ，開口高度H=3m。開口形式見圖1。圖 1爆破缺口形式3.2爆破參數(shù)表 1爆破參數(shù)計算表爆破部位孔深間距排距WQ炮眼數(shù)藥量（cm）（ cm）（cm）（cm）（ g）（個）（ kg）側(cè)墻263026205021610.8前墻2630262050964.8中隔墻11030262050482.4蓋梁2007050505253618.9合計39636.93.3定向窗及預處理為減少倒塌爆破時的用藥量，也便于觀察墩柱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在每個橋墩主

4、爆破之前，先在墩柱的兩側(cè)側(cè)墻的空腔部位結(jié)合試爆進行預處理，割斷四個墩腳處的角鋼，并將傾倒方向上的角鋼去掉一截。在靠近支撐墻的試爆部位，用風鎬修整后，作定向窗使用。詳見圖 2。圖 2定向窗預處理圖3.4起爆網(wǎng)絡及起爆順序爆破采用毫秒導爆管雷管起爆系統(tǒng)，電磁雷管引爆。四個橋墩分三次進行爆破：先進行 2#橋墩爆破， 隨后 1、3#同時進行爆破， 最后進行 4#橋墩的爆破拆除。 每次爆破后先用液壓錘對墩體進行破碎，隨后對實心蓋梁進行解體爆破，之后再進行下一次爆破。4 爆破防護4.1爆破震動校核v=kK( Q 1/ 3 ) aR根據(jù)現(xiàn)場實際情況取K=250 ， a=1.8 ，k=0.25 ，R=20V=

5、 0.25 × 250×（ 191/ 3 ） 1.8 =1.66cm/s<3.5 4.5cm/s20根據(jù)爆破震動安全允許標準判斷對周圍建筑物是安全的。4.2觸地震動校核V=0.08 ×（ I 1/3 /R ） 1.67I= （ 2gH） 1/2M式中I 觸地沖量kg.m/sR 觸地中心到保護物的最小距離，取20mM 橋墩質(zhì)量kgH 重心高度mI =720× 103×（ 20× 17.6 ） 1/2 =1.35 × 107 kg.m/sV=0.08 ×(1.35×107) 1/3 ÷ 20

6、1.67 =5.0cm/s由此可見，在橋墩倒塌方向的地面上，必須鋪墊緩沖層和防沖層。現(xiàn)場在橋墩的倒塌范圍內(nèi)（ 50m× 50m），先用現(xiàn)渣土在地面上墊2m厚的緩沖層，再在每個橋墩的倒塌方向 15°角的扇形范圍內(nèi)，每隔 5 8m，用沙袋砌筑 2 5m 高的緩沖墻和防沖層，防沖層中加兩層縱橫交錯的毛竹，以減少觸地沖擊和觸地飛濺。4.3預處理后的穩(wěn)定性校核4.3.1自重計算蓋梁自重：G1=(9.32+6) × 2.5 × 0.5 × 1.8 × 25=861.75kN薄壁空心墩自重：G2=(6 ×2.04-2.4 × 1

7、.24 ×2+8× 0.5 × 0.3 × 0.3) × (34.94-1.5)× 25=5557.75kN爆破切開地面以上總重：G3=G1+G2=6419.5kN爆破切開底面以下至承重地面以上總重：G4=(6 × 1.5 × 2.474+9.5 ×2.5 × 6) × 25=4120kN4.3.2薄壁空心墩預處理后穩(wěn)定性驗算薄壁空心墩預處理后剩余墩體的面積：2A=2474× 400=989600mm薄壁空心墩自重引起的應力:=6419.5×1000/989600=

8、6.49N/mm2薄壁空心墩體C40 混凝土軸心抗壓強度設計值f=19.1N/mm2 >故薄壁空心墩預處理后不會因為上部自重作用而壓碎坍塌。4.4爆破飛石距離及警戒范圍R=20Kn2W=20× 1.5 ×2× 2× 0.2=24m在 24m范圍內(nèi)無易碎物無房屋電線， 爆破是安全的。 起爆半小時前， 對起爆中心 200m 范圍內(nèi)進行周密警戒，所有人員車輛完全撤離后方準起爆。5 爆破監(jiān)測由于拆除爆破是在施工完成好的消力池內(nèi)進行，同時爆破距離大壩、塔吊、兩岸邊坡較近。為科學判斷爆破拆除是否對周邊需保護建筑產(chǎn)生不利影響，確保周邊建筑物的安全，爆破過程中全程

9、進行了爆破振動安全檢測。監(jiān)測選擇Mini Mate Plus（加拿大）微型爆破振動測試系統(tǒng)，最小可測到 0.127mm/s 的振動。根據(jù)爆破點周圍建筑物的重要性、抗震能力，爆破振動監(jiān)測點布置在左邊坡、右邊坡、壩基、壩頂、消力池、廠房等部位。在爆破施工中全過程進行垂直向、 水平徑向和水平切向的質(zhì)點振動速度。 爆破三次，監(jiān)測三次，共計 29 點次。6 爆破方案實施及效果2011 年 4 月 15 日，對橋墩底部缺口部位進行了試爆，試爆效果良好，隨后對缺口定向窗用風鎬進行處理。2011 年 4 月 18 日開始正式裝藥， 18 日下午 6 點半進行2#橋墩的定向爆破， 起爆瞬間橋墩向下游預定方向緩慢

10、倒塌，整個過程持續(xù)大約6s，倒塌后橋墩墩體全部倒在預設緩沖層上，外觀上未對消力池造成破壞，爆破震感較小，無飛石。爆后檢查對大壩表面和K80 塔機無破壞影響。隨后對2#橋墩墩體用液壓錘進行破碎處理，4 月 20 日進行了2#橋墩蓋梁的松動爆破，爆破效果較好。 2011 年 4 月 21 日進行了第二次爆破， 1#與 3#橋墩同時進行爆破， 兩橋墩墩體同時按照預定方向向下游緩慢倒塌，爆破成功。 4 月 23 日對最后的4#橋墩進行爆破，爆破效果同前，至此爆破成功完成。在爆破施工全過程監(jiān)測結(jié)果中，壩頂最大振動速度為0.92mm/s ，壩基最大振動速度為2.60mm/s ，邊坡最大振動速度為3.14mm/s，廠房最大振動速度為0.18mm/s ，壩后平臺最大振動速度為1.90mm/s，消力池最大振動速度為0.48mm/s 。監(jiān)測數(shù)據(jù)遠小于爆破安全的允許標準，未對消力池、大壩、邊坡、廠房及周邊建筑等產(chǎn)生影響。7 結(jié)語石門坎電站大壩下游鋼棧橋鋼筋混凝土橋墩拆除爆破方案是合理的，爆破網(wǎng)路是安全可靠