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1、东荆河大桥拆除爆破设计东荆河大桥拆除爆破设计 武汉理工大产业集团武汉理工大学爆破工程研究所陈宝心 房泽法汇报内客汇报内客n n1编制依据编制依据n n2工程概况工程概况 n n3 拆除方案选择拆除方案选择n n4 总体拆除施工方案总体拆除施工方案n n5 爆破技术设计爆破技术设计n n6 爆破安全问题及预防措施爆破安全问题及预防措施n n7施工机械设备及人员施工机械设备及人员 n n8 施工管理体系施工管理体系 n n9 爆破拆除警戒方案爆破拆除警戒方案n n10主要工序质量安全措施主要工序质量安全措施 1 编制依据编制依据 n n与江西有色工程公司签订的大桥拆除合同与江西有色工程公司签订的大
2、桥拆除合同n n汉沙公路改建工程设计文件（七）东荆河大桥汉沙公路改建工程设计文件（七）东荆河大桥（1969.101969.10）n n对施工现场实地勘察、调查的资料对施工现场实地勘察、调查的资料n n建筑拆除工程安全技术规范（建筑拆除工程安全技术规范（JGJ147-2004JGJ147-2004）n n爆破安全规程（爆破安全规程（GB6722-2003GB6722-2003）n n国务院第国务院第466466号令号令民用爆炸物品安全管理条民用爆炸物品安全管理条例例（2006.5.102006.5.10）n n中华人民共和国安全生产法中华人民共和国安全生产法2 工程概况工程概况 n n东荆河大桥
3、始建于1969年，服役39年 n n该桥建设时质量不能完全满足现在大交通量、重型车辆通行需要。n n2007年，该桥被交通部确定为全国18座特大危桥之一，为彻底消除安全隐患，省交通厅、省公路局决定对该桥进行危桥加固。 大桥拆除范围大桥拆除范围 n n东荆河大桥全长1098m。沙岸引桥长沙岸引桥长288m288m，0 01313号墩；汉岸引桥长号墩；汉岸引桥长510m510m，20204343号墩；正桥号墩；正桥长为长为300m300m，14141919号墩，共号墩，共5 5跨。跨。n n拆除1222号桥墩之间部分结构，拆除总长为343m，拆除砼量约3500m3。n n1222号桥帽以上结构n
4、n1420号桥墩拆除至地表以下0.5mn n13、15、21号桥基需保留。大桥拆除部位环境图施工环境施工环境 n n桥下河道水面宽度约150m，从桥面到水面的高度约为13.5m，水深约6.0m。n n正桥轴线北侧65m左右架设有平行于大桥轴线的高电线；南侧75m左右架设有平行于大桥轴线的通讯电线。n n桥下河滩上主要为农田，正桥周边环境较简单 。东荆河大桥结构东荆河大桥结构 n n东荆河大桥为板梁桥，1213号桥墩之间和1922号桥墩之间的梁采用少筋微弯板+工字形钢筋砼组合梁，支座形式为简支，桥墩为双柱式组合墩，桥柱直径1.0m ；n n1419号各跨之间的梁，采用少筋微弯板+T字形钢筋砼组合
5、梁，桥墩为4柱式组合墩，桥柱直径为1.5m。大桥结构图大桥结构图桥墩结构尺寸桥墩结构尺寸拆除工程要求拆除工程要求n n拆除施工必须保护拆除施工必须保护1313、1515、2121号桥墩桩基；保号桥墩桩基；保证未拆除桥梁的安全。这大大增加了拆除施工难证未拆除桥梁的安全。这大大增加了拆除施工难度。度。n n拆除爆破必须保证大桥周围地上电线和地下管线拆除爆破必须保证大桥周围地上电线和地下管线的安全以及周围人员和施工设施的安全；的安全以及周围人员和施工设施的安全； n n拆除施工总工期为拆除施工总工期为4545天，其中，桥梁拆除爆破天，其中，桥梁拆除爆破工期为工期为2424天；桥梁爆落后桥梁二次破碎解
6、体工天；桥梁爆落后桥梁二次破碎解体工期为期为2121天。天。 3 拆除方案选择拆除方案选择n n人工拆除方案n n机械拆除方案n n控制爆破拆除方案人工拆除方案人工拆除方案人工拆除人工拆除n n人工拆除是指依靠人力操控铁锤、风镐或小型切割机等简单机具拆除建筑物的一种施工方法。 n n（1）拆除效率低，施工速度慢n n（2）施工安全性差。一旦出现伤亡事故，社会影响大，拆除费用成倍增加。n n（3）受气候影响大机械拆除方案机械拆除方案n n机械拆除法是指使用专用拆除机械对建筑物进行机械拆除法是指使用专用拆除机械对建筑物进行拆除、破碎和解体的一种施工方法。拆除、破碎和解体的一种施工方法。n n是一种
7、先进的无公害拆除方法，在发达国家得到是一种先进的无公害拆除方法，在发达国家得到最为广泛的使用。最为广泛的使用。n n人员无需直接到达拆除点，拆除施工十分安全。人员无需直接到达拆除点，拆除施工十分安全。n n解体和拆除可同时完成，无需复杂防护措施，拆解体和拆除可同时完成，无需复杂防护措施，拆除速度较快，成本比较低。除速度较快，成本比较低。n n采用喷水湿法作业，有效控制扬尘，拆除过程对采用喷水湿法作业，有效控制扬尘，拆除过程对周围环境的影响小。周围环境的影响小。n n对于大体积桥帽和承台拆除，目前的拆除机械效对于大体积桥帽和承台拆除，目前的拆除机械效率较低，因而工期较长。率较低，因而工期较长。
8、控制爆破拆除方案控制爆破拆除方案 n n控制爆破拆除是利用炸药爆炸后产生的爆炸能使建筑物破碎解体的一种施工方法。n n控制爆破拆除是目前拆除桥梁常用方法之一，拆除速度快、工效高，比较适合于本工程。但爆破拆除技术要求高，必须严格控制爆破震动、飞石等危害，才能达到安全高效目的，其拆除成本一般偏高。 周口市沙河桥爆破周口市沙河桥爆破08.09.12拆除方案确定拆除方案确定n n为充分发挥爆破拆除和机械拆除各自的优点，保证为充分发挥爆破拆除和机械拆除各自的优点，保证安全的前题条件下，加快施工进度，降低施工费用，安全的前题条件下，加快施工进度，降低施工费用，根据本工程的特点、我单位施工机械，决定采用爆根
9、据本工程的特点、我单位施工机械，决定采用爆破与机械拆除相结合施工方案。破与机械拆除相结合施工方案。n n首先，用吊车拆卸首先，用吊车拆卸12121313号桥墩之间和号桥墩之间和21212222号桥号桥墩之间的吊梁，用高层拆除机预拆除墩之间的吊梁，用高层拆除机预拆除1212号、号、1313号、号、2020号、号、2121号、号、2222号墩柱，保留号墩柱，保留1313、2121号桥基。号桥基。n n其次，用爆破方法炸掉其次，用爆破方法炸掉14141919号桥梁墩柱，使桥梁号桥梁墩柱，使桥梁上部结构塌落在地面上。上部结构塌落在地面上。n n最后，用破碎机械对塌落在地面上的桥梁上部结构最后，用破碎机
10、械对塌落在地面上的桥梁上部结构进行二次解体。进行二次解体。 爆破拆除方案选择爆破拆除方案选择 n n方案1：侧向倾倒爆破方案n n方案2：原地坍塌爆破方案n n方案3：分段原地坍塌爆破方案 方案方案1：侧向倾倒爆破方案：侧向倾倒爆破方案方案方案2：原地坍塌爆破方案：原地坍塌爆破方案方案方案3：分段原地坍塌爆破方案：分段原地坍塌爆破方案n n为降低桥梁拆除时触地震动，在方案为降低桥梁拆除时触地震动，在方案2 2的基础上，的基础上，改六桥墩同时爆破为分次原地坍塌爆破。从中间向改六桥墩同时爆破为分次原地坍塌爆破。从中间向两边一次引爆三次响炮的分段坍塌爆破方案。起爆两边一次引爆三次响炮的分段坍塌爆破方
11、案。起爆顺序顺序1616、1717号号1515号、号、1818号号1414号、号、1919号桥墩。号桥墩。n n优点：雷管段位少；微差间隔时间大，爆震波形叠优点：雷管段位少；微差间隔时间大，爆震波形叠加的可能性小；便于对加的可能性小；便于对1515号桩基的保护。号桩基的保护。4 总体拆除施工方案总体拆除施工方案n n施工准备工作拆除121314号桥墩之间和202122号桥墩之间的吊梁在1419号桥墩上架设凿岩平台在墩柱上布置炮孔钻凿爆破孔验孔试爆装药、爆破网路联结、飞石防护警戒、起爆二次破碎。 5 爆破技术设计爆破技术设计n n墩柱爆破高度确定n n炮孔布置n n孔网参数与药量计算n n爆破网
12、路设计墩柱爆破高度确定墩柱爆破高度确定n n根据拆除爆破“失稳原理”，应爆破桥梁的关键承重构件，使其失稳，在重力作用下坍塌。东荆河大桥地表以上的主要承重构件是1419号桥墩承台上的四柱式组合桥墩，只要用爆破法炸毁一定高度的墩柱，桥梁就会在自重作用下坍塌。炸毁高度计算炸毁高度计算n n经计算每个桥墩上的混凝土方量约为经计算每个桥墩上的混凝土方量约为477 m477 m3 3，砼，砼容重按照容重按照2200kg/m2200kg/m3 3计算，每组立柱承重为计算，每组立柱承重为10491049吨，假设均布在吨，假设均布在8080根根2222的主筋上，算出每根钢筋的主筋上，算出每根钢筋受力为受力为13
13、1180N131180N，应力为，应力为345 345 MPaMPa。n n钢筋钢筋HRB400HRB400，强度为，强度为400Mpa 400Mpa ；用欧拉公式计算；用欧拉公式计算出最小炸毁高度为出最小炸毁高度为0.83m0.83m。n n考虑到桥梁上部构件在坍塌过程中要有一定的触考虑到桥梁上部构件在坍塌过程中要有一定的触地冲量，以便地冲量，以便各各构件之间相互脱开解体；桥梁坍构件之间相互脱开解体；桥梁坍塌后便于标准液压破碎器开展工作，决定将墩柱塌后便于标准液压破碎器开展工作，决定将墩柱爆破高度定为爆破高度定为4.8m4.8m。炮孔布置炮孔布置a炮孔布置炮孔布置b炮孔布置炮孔布置c孔网参数
14、与药量计算孔网参数与药量计算an n立柱爆破设计基本资料 总炮孔数量总炮孔数量 总钻孔工作量总钻孔工作量 总装药量总装药量 孔网参数与药量计算孔网参数与药量计算b孔网参数孔网参数爆破网路设计爆破网路设计爆破网路设计爆破网路设计项目项目项目项目 数量数量数量数量 项目项目项目项目 数量数量数量数量立柱爆高立柱爆高立柱爆高立柱爆高5m5m炸药单耗炸药单耗炸药单耗炸药单耗 1130kg/m1130kg/m3 31780kg/m1780kg/m3 3孔距孔距孔距孔距 0.5m0.5m总孔数总孔数总孔数总孔数504504个个个个排距排距排距排距 0.6m0.6m钻孔总长钻孔总长钻孔总长钻孔总长 520m
15、520m孔深（双）孔深（双）孔深（双）孔深（双）1.0m1.0m炸药总量炸药总量炸药总量炸药总量 310kg310kg孔深（单）孔深（单）孔深（单）孔深（单） 1.1m1.1m最大单响药量最大单响药量最大单响药量最大单响药量 52kg52kg大桥坍塌爆破设计成果大桥坍塌爆破设计成果 6 爆破安全问题爆破安全问题 n n爆破地震计算n n桥梁坍塌触地振动计算n n爆破飞石控制措施n n桥墩承台保护措施爆破地震计算爆破地震计算n n取K=300，K1=0.5，a1.5；爆破地点与邻近要保护桥梁的最小距离为50m；设桥梁安全允许震动速度为V=5.0 cm/s，代入计算公式可算出最大允许单响炸药量为1
16、39kg。而本工程实际最大单响炸药量为52kg，远小于计算值，爆破振动不会对临近要保护桥梁造成危害。 桥梁坍塌触地振动计算桥梁坍塌触地振动计算n建筑物坍塌触地产生的振动：建筑物坍塌触地产生的振动：Vt塌落引起的地面振动速度，cm/s；M下落构件的质量，为1049t；g为重力加速度，9.8m/s2；H为构件的塌落高度，取12m；为地面介质的破坏强度，一般取10Mp；R观测点至冲击地面中心的距离，取50m；Kt为塌落振动速度衰减系数，Kt=3.374.09，取4； 衰减指数,=-1.66-1.80，取-1.7；触地振动计算触地振动计算n n将数据代入上式，得到桥梁塌落引起的地面振动速度为1.1cm
17、/s，小于5cm/s，需保护的邻近桥梁是安全的。爆破飞石控制措施爆破飞石控制措施n n 严格控制炸药单耗、单孔装药量。n n 精心施工，确保施工质量，使抵抗线、孔距、排距等孔网参数达到设计要求。n n 足够的堵孔长度，良好的堵塞质量。n n 在墩柱上用竹片进行覆盖防护，用以阻挡飞石。用毛竹在距离墩柱约0.5m处扎一框架，框架高5.5m，将竹片捆绑围合在框架上，仅在底部留一个人行通道。桥梁桩基保护措施桥梁桩基保护措施7施工机械设备及人员 主要工种劳动力配备主要工种劳动力配备 8 施工管理体系施工管理体系 n n成立东荆河大桥改造工程旧桥拆除工程项目经理部，全面负责拆除工程的现场施工，确保施工安全
18、、施工工期和文明施工。9 爆破拆除警戒方案爆破拆除警戒方案n n9.1 爆破时间n n9.2 爆破临时指挥机构n n9.3 起爆站n n9.4 警戒范围n n9.5 警戒与起爆爆破临时指挥机构爆破临时指挥机构n n指 挥 长： （甲方、公安局指派）n n副指挥长： （甲方指派）n n起爆站站长： 陈宝心 （武汉理工大）n n总工程师： 房泽法 （武汉理工大）n n警戒队长： 叶海旺 （武汉理工大）n n监测组组长： 陈先锋 （武汉理工大）安全警戒小组安全警戒小组 n n本次爆破的安全警戒和现场装药期间的安全保卫工作，由安全警戒队长负责，下设设置四个警戒小组，每组一台对讲机，以保证通信畅通。小组
19、成员由组长负责调动，而组长向队长负责，队长向指挥长负责。爆破时间爆破时间n n爆破日期初步定在设单进场后20天以内。具体爆破日期要根据钻孔、防护、爆破器材准备情况；当天天气；与当地公安机关和甲方协商而定。n n桥梁的具体起爆时间要根据和装药连线情况而定。 起爆站、指挥台位置起爆站、指挥台位置n n起爆站设在距爆破区域南侧350m以外的地点。n n指挥台设在引桥付近，距离爆破地点约500米处。 警戒范围警戒范围n n爆破警戒范围：n n对于人员为桥梁爆破点两端400m，爆破点南北两侧450m；n n对于机械设备，警戒范围为150m，n n详见桥梁拆除爆破警戒图。 警戒与起爆警戒与起爆n n警戒与
20、起爆信号采用警报笛声，由指挥长下令发出。共四次警报信号，完成爆破的警戒、爆破、警戒解除工作。n n第一次预告信号第一次预告信号：第一次预告信号n n起爆前起爆前2020分钟发出，信号发出后，在各警戒小分钟发出，信号发出后，在各警戒小组的指挥下，警戒范围以内的人员开始有组织组的指挥下，警戒范围以内的人员开始有组织地撤至安全区域。第一次预告信号发出地撤至安全区域。第一次预告信号发出1515分钟分钟后爆区内的人员必须疏散完毕。爆区附近后爆区内的人员必须疏散完毕。爆区附近150m150m范围内的所有移动设备或机械撤到安全范围内的所有移动设备或机械撤到安全区域。区域。 n n各警戒小组的警戒人员手执红旗
21、、绿旗和口哨。各警戒小组的警戒人员手执红旗、绿旗和口哨。人员撒离警戒区时举红旗，当警戒完成时挥动人员撒离警戒区时举红旗，当警戒完成时挥动绿旗。四警戒小组应互相通视，并由爆破点逐绿旗。四警戒小组应互相通视，并由爆破点逐渐向四周疏散警戒。渐向四周疏散警戒。n n各警戒点的负责人，在警戒和疏散工作完成后各警戒点的负责人，在警戒和疏散工作完成后挥动绿色旗，同时用对讲机向警戒队长、指挥挥动绿色旗，同时用对讲机向警戒队长、指挥部报告。部报告。第二二次预告信号n n为起爆准备信号，在起爆前5分钟发出，表示一切警戒工作就绪。这时起爆站站长最后检查和导通起爆网路，确认网路导通后，向指挥长报告。得到准备起爆的命令
22、后将起爆主线接到起爆器上；指挥长再次向警戒队长及各警戒组长确认警戒无误后，标志着第二次预告结束。第三次信号n n第三次信号为起爆信号，在起爆前1分钟发出。指挥长向起爆站站长下达充电命令，待起爆器充电完毕后，起爆站站长马上报告指挥长。指挥长听到起爆站汇报后，开始倒数“5、4、3、2、1、起爆！”。起爆站站长听到指挥长的“起爆！”口令时，合闸起爆。第四次信号n n第四次信号为警戒解除信号。桥梁爆破坍塌后，爆破技术人员立即进入对爆破现场，检查有无哑炮，有无危险结构，并确认无安全隐患后，由指挥长下达第四次信号警戒解除命令。n n警戒解除信号下达后表示爆破警戒结束 10主要工序质量安全措施主要工序质量安
23、全措施n n钻孔的安全保证措施n n爆破器材的运输、存放与保管n n装药填塞工艺要求n n网络连接工艺和要求n n爆破试验钻孔的安全保证措施n n（1 1）大桥墩柱的钻眼前，工程部按设计图纸在墩）大桥墩柱的钻眼前，工程部按设计图纸在墩柱上标定炮眼。柱上标定炮眼。n n（2 2）搭设的工作平台要牢固。）搭设的工作平台要牢固。n n（3 3）炮孔验收制度）炮孔验收制度n n1 1）孔距和排距符合设计值，最大偏差不大于）孔距和排距符合设计值，最大偏差不大于8%8%。n n2 2）炮孔斜度必须符合设计，最大偏差不大于）炮孔斜度必须符合设计，最大偏差不大于1010度。度。n n3 3）炮孔深度严格按设计
24、孔深。）炮孔深度严格按设计孔深。n n4 4）对所有炮孔逐孔验收。）对所有炮孔逐孔验收。n n5 5）不符合要求的炮孔作废重打）不符合要求的炮孔作废重打爆破器材的运输、存放与保管爆破器材的运输、存放与保管 n n爆破器材的购买和运输n n严格按照严格按照爆破安全规程爆破安全规程和当地公安部门的规和当地公安部门的规定进行操作，确保安全。定进行操作，确保安全。n n爆破器材的存放与保管n n爆破器材运到现场后，由安全部负责现场的安全爆破器材运到现场后，由安全部负责现场的安全保卫工作，同时请当地派出所派出治安干警协同保卫工作，同时请当地派出所派出治安干警协同警戒，设置警戒线，严禁无关人员进入现场；物
25、警戒，设置警戒线，严禁无关人员进入现场；物部派出爆破工程师接收并清点数量。按施工顺序部派出爆破工程师接收并清点数量。按施工顺序及项目签发的领用清单领取用量。若有剩余，请及项目签发的领用清单领取用量。若有剩余，请示当地公安部门后再处理。示当地公安部门后再处理。装药填塞工艺要求装药填塞工艺要求 n n本工程爆破孔较多，为避免出现差错，成立6个装药小组，每组墩柱为一个小组，设一个组长负责协调、检查装药及段别配置的正确性及网路的连接。每个装药小组和个人必须明确自己承担的装药孔位、孔数、装药量及起爆段数。装药装药 n n 装药期间对大桥全程实施戒严，不准非作业人员进装药期间对大桥全程实施戒严，不准非作业
26、人员进入。入。n n 1 1）各组长凭施工分解图向材料供应部领取所需的炸）各组长凭施工分解图向材料供应部领取所需的炸药，雷管数量。药，雷管数量。n n2) 2) 组长按装药分解图核对雷管段位和每孔药量，炮组长按装药分解图核对雷管段位和每孔药量，炮工将药包和雷管装入炮孔。工将药包和雷管装入炮孔。n n3) 3) 装药顺序先高处后低处。装药顺序先高处后低处。n n整个装药过程必须做到：整个装药过程必须做到： 精心操作，严防装错药精心操作，严防装错药量及雷管段数；量及雷管段数； 向孔内推送药卷时，应避免损伤向孔内推送药卷时，应避免损伤导爆管。导爆管。堵塞堵塞 n n1) 1) 药包、雷管装入炮孔经检
27、查无误后，堵塞炮泥。药包、雷管装入炮孔经检查无误后，堵塞炮泥。n n2) 2) 堵塞材料：用粘土与砂混合，其混合比可按堵塞材料：用粘土与砂混合，其混合比可按2 2：1 1。为了便于使用，炮泥制成直径为了便于使用，炮泥制成直径30mm30mm，长，长8080100mm100mm的柱状，分别放到各墩柱周围。的柱状，分别放到各墩柱周围。n n3) 3) 首先将药卷放在指定位置，然后将炮泥逐段装入首先将药卷放在指定位置，然后将炮泥逐段装入炮孔，边装边捣，起初用力较轻，逐渐加力捣实。炮孔，边装边捣，起初用力较轻，逐渐加力捣实。n n4) 4) 堵塞过程注意不要伤着和扭曲导爆管，也不能拉堵塞过程注意不要伤
28、着和扭曲导爆管，也不能拉脱雷管。脱雷管。n n5) 5) 堵塞用的炮棍，用木质圆棒或竹棒。堵塞用的炮棍，用木质圆棒或竹棒。网络连接工艺和要求网络连接工艺和要求 n n(1) 工程技术人员在施工前统一熟悉网络连接图，并在网路模拟试验时实地联接。n n(2) 严格按照部位的网络连接分解图进行连接。n n(3) 起爆网路连接由经验丰富的技术人员亲自动手联接。n n(4) 网路连接完后要另派专人检查。爆破试验爆破试验n n爆破前在当地公安机关的批准下，对雷管及网路进行一次试验，网络测定其传爆可靠性。n n（2）由质量安全部实行适当的警戒，工程部工程师进行实施，并负责试验成果的技术分析和报项目部。n n（3）网络实验所用雷管、炸药严格按照规定进行，用剩的火工品当场销毁。 The endn请提宝贵意见！n谢谢大家！
