严匡柠  张利荣  孟祥军

(武警水电第二总队，江西南昌，330096)

摘要：在建大型工程区域内的钢筋混凝土桥梁需要拆除，由于某专业队伍对其实施拆除爆破失败而使该桥梁成为高危桥梁，桥墩残留未爆炸药，桥梁摇摇欲坠，导致二次爆破处理难度极大。利用“远程”监控钻孔施工技术，有效规避了残留炸药被引爆以及桥梁突然坠落的风险，确保了二次爆破拆除时作业人员的安全。“远程”监控钻孔施工技术的应用，可为地震或战争损毁建筑物的拆除爆破施工提供有益借鉴。

关键词：拆除爆破；交通危桥；远程监控钻孔；施工技术

1钢筋混凝土桥梁概况

华东境内某在建大型工程，其区域内有一座钢筋混凝土桥梁需要拆除。按设计要求并经当地政府同意，在改线道路贯通后，对该桥进行爆破拆除施工?

该桥建于2000年，为三跨3 ×20．0m简支梁结构，全桥总长73．15m；桥面净宽7．0m+2×0．5 m，上部采用6块标准跨住为20m的预应力空心板，中间四块桥面板宽1．25m，两边两块桥面板宽1．5m，桥面板高0．9m，桥面板翼板厚0．2m，上下底板厚0．1m；桥梁两端桥台采用重力式U形砌石桥台，桥台顶部正面长8．Om，顶部宽1．4m；中间两座桥墩采用实体式钢筋混凝土结构墩体，为矩形结构，上部断面为1．7m×5．Om，高约35.Om，周边主筋φ2@150；桥墩顶部盖梁长8．2m，宽l．9m，高1．5m，周边主筋φ22@230，如图1所示。

该桥位于山凹冲沟底部，介于下水库进出水口与围堰之问，附近无永久民房，无高低压电网等设施，距桥110～190m范围为施工区、主要临时建筑设施及设备。围堰塑性混凝土防渗墙已浇筑完成(强度大于7天龄期强度)，进出水口尚未开始施工，该桥梁在围堰改线道路贯通后已处于封闭状态。

2  第一次拆除爆破方案及其失败原因分析

2．1 第一次拆除爆破方案

经方案比选，桥梁采用爆破方式予以拆除，委托了一家具有拆除爆破资质的施工单位组织实施。实施方案拟将178．774m高程以上部分进行爆破拆除。由于拆除施工时桥下水位(也即基坑内水位)为188．6m，桥墩基础以上尚有9．83m淹没水中，无法在桥墩底部实行水平钻孔作业。为此，该单位采取了分别从2个桥墩顶部实施垂直造孔，在深孔底部爆破形成“楔形”缺口进而使桥梁倒塌的拆除爆破方案，桥墩布孔及装药结构如图2所示。

由于垂直孔较深，为保证钻孔精度，施工时采用了地质钻机进行造孔，孔径为90mm。同时为了保证桥梁倒塌后能完全破碎解体，除对桥墩进行钻孔装药外，爆破前也对桥面板的连接点铺装层采用破碎锤进行分段切割破坏。

爆破网路为非电毫秒微差系统，孔内装药间隔分段，中间用砂隔开，每段药柱设一个段别的引爆雷管，尾端的导爆管全部引到孔外进入起爆网路，孔外用非电雷管进行分别延时，控制起爆顺序和起爆时差，确保桥墩起爆时间有一定的间隔，保证桥墩在爆破后能迅速倾倒。

2．2拆除爆破失败

实施爆破后，桥梁并未倒塌，水面以上桥墩侧面出现垂直贯通裂隙、约1～3cm，水面以下爆破破坏程度不明，桥台、桥面部分已遭爆破破坏。经现场检查，桥墩有部分垂直孔拒爆，孔内残留雷管、炸药，成为真正意义的危桥，如图3所示。（略）

2．3失败的原因分析

在承揽二次拆除爆破处理任务后，即对原实施方案进行了详细了解，在查阅原爆破设计文件并经现场察看后，认为爆破失败或与以下因素有关：

(1)经复核，爆破设计的整个传爆网路的传爆顺序并十分清晰，甚至存在个别段位延时错误，可能导致先爆孔段毁坏后续传爆网路。

(2)未采用复式双向传爆网路，导致网路的传爆可靠性较低，一旦某段网路拒爆，即可导致后续传爆失败。

(3)桥墩钢筋较粗且密集，原爆破设计完全仿照城市拆除爆破要求，过于考虑爆破振动、飞石等所带来的影响，炸药单耗选取过低，导致即使已爆破的孔段也未能克服钢筋网片的束缚将桥墩粉碎，而仅使桥墩侧面出现部分微小的竖向裂缝。

(4)孔外传爆网路过于复杂，分段太多。据了解，现场联网人员数量不足，本应在当天下午实施的爆破因联网时间过长推迟到晚上才得以爆破。因此，不排除因网络连接操作仓促而存在联结质量问题的可能性，且因推迟到晚上，网络联结后也无法做系统检查。

3  二次拆除爆破方案

第一次爆破拆除失败后，给工程施工带来了安全和进度的双重影响。为此，原专业爆破队伍退场，改由我部承担该桥的二次拆除爆破处理。

3．1二次拆除爆破施工的风险

由于桥梁毁而不倒，处于摇摇欲坠状态，且桥墩内还存在拒爆炸药，桥而已不能再进入钻机队桥墩原有钻孔“扫孔”再利用，只能在桥墩下部重新钻水平孔实施爆破。对于常规的拆除爆破钻孔作业，一般采用手风钻进行造孔。在该危桥下实施手风钻造孔时风险将极大，主要原因有以下两点：

（1）在桥墩底部实施钻孔时，上部桥梁受钻机扰动的影响，随时可能倒塌，如人员躲闪不及，必将造成伤亡。

（2）桥墩孔内尚残留部分拒爆的雷管、炸药，虽然在理论上水平布孔可避开原垂直钻孔位置，但实施上由于原垂直孔较深（约36m），采用地质钻机造孔，桥墩底部的钻孔偏差仍然较大，水平钻孔与原垂直钻孔仍然存在在交叉的可能性。水平钻孔作业时，如风钻钻头触及残留雷管、炸药，极有可能将其引爆而导致人员伤亡。

3．2二次拆除爆破方案选择

鉴于以上风险，为确保人员的作业安全，曾设想并尝试了一系列安全措施，如采用地质雷达对桥墩底部原有垂直孔进行扫描，以期能在桥墩侧面标示出原垂直孔的实际位置，从而在水平布孔时可以避开原垂直孔，确保钻孔时不触及原油雷管、炸药。但实际上，或许是受桥墩四周密集钢筋网片的影响，利用地质雷达扫描普查，也未能很准确地定位出原垂直孔位置，所以该措施难以奏效；又如在预防桥梁突然坍塌措施上，拟采用测量仪器进行监测，如发现桥梁出现明显位移，迅速通知钻孔作业人员撤离，但通过现场模拟演练，撤离时间仍然过长，达不到安全撤离要求。

由于设想的一系列安全措施的可靠性均不高，手风钻的钻孔作业安全并不能得到有效保障。为此，提出了摒弃手风钻，采用轻型架子钻替代造孔的初步设想。采用轻型架子钻钻孔时，施工人员无需近距离作业，将钻孔就位固定后，可通过摄像头的监控远距离操控钻机的钻进情况如此，即使钻孔过程中桥梁突然坍塌或是引爆残留炸药，也可确保人员的安全。

采用轻型架子钻钻孔带来的新问题是，桥墩宽度仅为1.7m钻孔深度一般也仅能为.3～1.4m，轻型架子钻最小成孔直径为76mm。对于孔浅、直径粗的炮孔，炸药的爆炸能量极有可能从孔口方向冲出而影响爆破效果。所以，在进行炮孔孔口封堵时，应做相应的特殊处理。

3．3爆破设计

在初拟方案的基础上，进一步进行其二次拆除爆破的布控及联网设计，如图4所示。在每个桥墩底部布置6列水平孔，及27个孔。为控制桥墩的倒塌方向，爆破孔在立面上呈“楔形”分布。孔深1.3m，孔径76mm，装药长度0.7m，堵塞0.6m。考虑桥墩混凝土强度较高，且需克服钢筋网的束缚作用，炸药单耗取为2．65kg/m³，每孔装药约3kg，单个桥墩总装药为81kg，孔网担负的爆破面积约为19m²，最大单响42kg。孔外采用Ms1非电导爆管雷管联结，为增加传爆的可靠性，设复式双向传爆网路，每列爆破孔孔内敷设Ms3、Ms5、Ms7、Ms9、Ms11共5个段化依次毫秒微差起爆。

3．4施工关键要点

(1)二次爆破处理时基坑已形成，桥墩底部积水经抽排已有一定程度下降，可填渣修筑便道至桥墩底部，并采用钢管架搭设作业台，根据爆破设计在桥墩立面上标设爆破孔孔位，如图5及图 6所示。（略）

(2)为保证造孔人员的安全，采用轻型架子钻机代替手风钻进行湿式造孔。架子钻对准拟钻孔位，并将其固定在操作平台上，在钻杆上采用油漆标识终孔钻进位置，在桥墩适当位置安装摄像头，将钻机操作控制器以及监管终端设在距桥墩80～100m的避炮房内，如图5所示。（略）

(3)钻机就绪后，桥墩以下作业人全部撤离，在避炮房内通过钻机操作控制器启动钻机，观看监控终端控制钻机的钻进情况，当钻杆的标识油漆线与孔口平齐时，结束该孔的造孔工作。移动钻机，进入下一孔的造孔工作，如图5所示。（略）在实际钻孔中，经测量仪器监测，桥梁未出现明显位移，从孔段吹出的粉屑成分分析可看出，部分孔段钻孔时的确触及了残留炸药，所幸未将其引爆。

(4)造孔全部完成后，在装药前，采用风镐对桥墩周边部分混凝土进行剥离，露出钢筋，采用气割将钢筋予以割断，以减小钢筋网片的束缚作用。该工序作业存在较大风险，一是采用风镐剥离混凝土，对桥梁有扰动，且人员正在桥下作业，所以理论上有桥梁突然坍塌造成伤亡的风险。实际上在前一工序采用架子钻造孔时，架子钻的扰动要明显强于风镐的扰动，如架子钻的扰动未能使桥梁坍塌，则风镐作业时桥梁坍塌的可能性将较小。二是切割钢筋时采用气割，带“火”作业，有引爆孔内残留炸药的可能性，因此气割时其附近已钻水平孔应用适当封堵，以防火苗吹入孔内引爆残留炸药。

(5)按照爆破设计进行装药联网，由于孔深较浅(仅1．3m)且孔径较粗，装药后对每个孔的堵塞做了特殊处理。炮孔堵塞段长60cm，先采用膨润土加水搓成比炮孔直径略小的条状(如图7所示)（略），塞入炮孔的堵塞段，膨润土的堵塞段长约50cm，孔口剩余10cm长则改用水泥锚固剂进行加强封堵，利用锚固剂的微膨胀性进一步将孔口封堵严实。如此，可有效减小爆破能量朝孔口方向冲出的可能性。

(6)网路联结完成后，利用作业平台在桥墩爆破抛掷方向绑扎竹笆，已控制飞石距离，如图6所示。（略）

3．5二次拆除爆破效果

一切准备就绪后，实施起爆，拆除爆破过程如图8所示。（略）桥墩基本按预定方向倒塌，桥梁坠地后基本粉碎，达到了预期的处理目的。

4结语

原本难度不大的桥梁的拆除爆破施工，由于第一次拆除爆破失败，导致二次处理的风险明显加大。处理过程中，利用轻型架子钻代替手风钻钻孔、安装摄像头“远程”操作钻机钻进、采用水泥锚固剂封堵孔口等措施，使常规的拆除爆破施工变为非常规化，有效地规避了危桥处理时所带来的安全风险，并成功将危桥爆破拆除。

武警水电部队在抢险救灾中，不可避免要涉及因地质灾害或战争导致的、尚构成安全威胁的一些桥梁、房屋等损毁建筑物的拆除作业。因此，该危桥的成功拆除，对今后其他损毁建筑物拆除将有一定的借鉴意义。

参考文献

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摘自《中国爆破新进展》