石门坎水电站门机栈桥钢筋混凝土桥墩爆破拆除技术.doc

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1、石门坎水电站门机栈桥钢筋混凝土桥墩爆破拆除技术杨仲洪问智博曹龙张庆辉摘要石门坎大坝坝后门机栈桥桥墩爆破拆除，周边环境复杂。爆破现场上游为拦河坝，两侧为水垫塘边墙、底板，最近桥墩距K80塔机仅15m。爆破作业必须要确保建筑物和设备安全，并对桥墩倒向、飞石严格控制，确保万无一失。通过科学的爆破设计，精心组织施工，严格施工工艺，拆除爆破达到预期效果。关键词石门坎水电站门机栈桥钢筋混凝土桥墩拆除爆破1工程概况石门坎电站大坝坝后施工栈桥距大坝最近水平距离约22m，距右岸水电站厂房约130m。需爆破拆除的桥墩设计结构尺寸为：桥墩盖梁长9m，宽1.8m，单个混凝土

2、量39m3；墩身高35m，底部长6m，宽2.47m，顶部长6m，宽1.6m，单个混凝土量260m3。桥墩混凝土强度等级为C40，墩身为双层布筋，外侧竖筋为Φ22@200mm，箍筋Φ12@200mm，内侧竖筋为Φ16@200mm，箍筋Φ12@200mm。2爆破方案此次桥墩爆破拆除规划了两种方案：一是搭设脚手架，由顶部盖梁开始自上而下，分段爆破解体。此方法优点是爆破时对消力池底板的冲击力较小，但飞石距离远，拆除一个桥墩需反复搭设脚手架，辅助工作量大，高空作业时间较长，人员安全性差，工期难以保证。二是定向倾倒爆破，倒地后分段爆破解体。这一方法优点是施工时间

3、短，爆破飞石少，人员在地面作业，安全性好，但倒塌时对消力池底板冲击力较大，必须采取相应的防撞减震措施。考虑到此次爆破要求，结合现场实际情况，经多方分析论证和比较，决定栈桥桥墩拆除采用向桥墩长轴方向（即大坝下游）定向倒塌的爆破方案，实施分段微差爆破。3爆破技术设计3.1缺口参数为保证爆破效果，爆破缺口均设在空腔底部；倒塌方向沿桥墩长轴方向向下游倾倒。长轴方向两侧面爆破缺口形式为三角形。经计算其底边长L=6-0.4=5.6m，开口高度H=3m。开口形式见图1。图1爆破缺口形式3.2爆破参数表1爆破参数计算表爆破部位孔深（cm）间距（cm）排距（cm）W（

4、cm）Q（g）炮眼数（个）药量（kg）侧墙263026205021610.8前墙2630262050964.8中隔墙11030262050482.4盖梁2007050505253618.9合计39636.93.3定向窗及预处理为减少倒塌爆破时的用药量，也便于观察墩柱的内部结构，在每个桥墩主爆破之前，先在墩柱的两侧侧墙的空腔部位结合试爆进行预处理，割断四个墩脚处的角钢，并将倾倒方向上的角钢去掉一截。在靠近支撑墙的试爆部位，用风镐修整后，作定向窗使用。详见图2。图2定向窗预处理图3.4起爆网络及起爆顺序爆破采用毫秒导爆管雷管起爆系统，电磁雷管引爆。四个桥

5、墩分三次进行爆破：先进行2#桥墩爆破，随后1、3#同时进行爆破，最后进行4#桥墩的爆破拆除。每次爆破后先用液压锤对墩体进行破碎，随后对实心盖梁进行解体爆破，之后再进行下一次爆破。4爆破防护4.1爆破震动校核v=kK()a根据现场实际情况取K=250，a=1.8，k=0.25，R=20V=0.25×250×（）1.8=1.66cm/s<3.5～4.5cm/s根据爆破震动安全允许标准判断对周围建筑物是安全的。4.2触地震动校核V=0.08×（I1/3/R）1.67I=M（2gH）1/2式中I—触地冲量kg.m/sR—触地中心到保护物的最小距离，取20mM

6、—桥墩质量kgH—重心高度mI=720×103×（20×17.6）1/2=1.35×107kg.m/sV=0.08×[(1.35×107)1/3÷20]1.67=5.0cm/s由此可见，在桥墩倒塌方向的地面上，必须铺垫缓冲层和防冲层。现场在桥墩的倒塌范围内（50m×50m），先用现渣土在地面上垫2m厚的缓冲层，再在每个桥墩的倒塌方向15°角的扇形范围内，每隔5～8m，用沙袋砌筑2～5m高的缓冲墙和防冲层，防冲层中加两层纵横交错的毛竹，以减少触地冲击和触地飞溅。4.3预处理后的稳定性校核4.3.1自重计算盖梁自重：G1=(9.32+6)×2.5×0.5

7、×1.8×25=861.75kN薄壁空心墩自重：G2=(6×2.04-2.4×1.24×2+8×0.5×0.3×0.3)×(34.94-1.5)×25=5557.75kN爆破切开地面以上总重：G3=G1+G2=6419.5kN爆破切开底面以下至承重地面以上总重：G4=(6×1.5×2.474+9.5×2.5×6)×25=4120kN4.3.2薄壁空心墩预处理后稳定性验算薄壁空心墩预处理后剩余墩体的面积：A=2474×400=989600mm2薄壁空心墩自重引起的应力:σ=6419.5×1000/989600=6.49N/mm2薄壁空心墩体C40混凝土

8、轴心抗压强度设计值f=19.1N/mm2>σ故薄壁空心墩预处理后不会因为上部自重作用而压碎坍塌。4.4爆破飞