Автор: Ганопольский М.И. Барон В.Л. Белин В.А. Пупков В.В. Сивенков В.И.
Теги: горные работы при разработке месторождений полезных ископаемых общие вопросы горного дела горное дело взрывчатые вещества бризантность специальные взрывные работы
ISBN: 978-5-7418-0466-7
Год: 2007
Текст
РЕДАКЦИОННЫЙ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА
СОВЕТ
Председатель
Л.А. ПУЧКОВ ректор МГГУ, чл.-корр. РАН
За.м предсе>Уателя
Л.Х. ГИ ТИС директор Издательства МГГУ
Члены редсовета
И. В. ДЕМЕНТЬЕВ академик РАЕН
А.П ДМИТРИЕВ академик РАЕН
Б.А. КАРТОЗИЯ академик РАЕН
М.В КУРЛЕНЯ академик РАН
В.И ОСИПОВ академик РАН
э.м. СОКОЛОВ академик МАН ВШ
К.Н. ТРУБЕЦКОЙ академик РАН
В В. ХРОНИН профессор
В.А. ЧАНТУРИЯ академик РА И
Е.И. ШЕМЯКИН академик РАН
М.И. Ганопольский
В.Л. Барон
В.А. Белин
В.В. Пупков
В.И. Сивенков
МЕТОДЫ ВЕДЕНИЯ
ВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ВЗРЫВНЫЕ
РАБОТЫ
Под редакцией
профессора ВА Бенина
Допущено Учеино-.истоднческин объединением
пучок Российской Федерации по пира ииаппио
« оп.ии ти ,'орио.ч> де.чи в качестве учебного пособии
(he студенток кучов. обучающихся
по снсишиьностн «Мчрывное де.'ню
направления под. онювкн
"I ирцое Фею»
Москва
Издательство
Московского
государственного
горного университета
2007
ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО
УДК 622.235
ББК 33.133
П9
Издано при финансовой поддержке Федерального агентстаи по печати и
массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программы « Куль-
тура России»
Книга соответствует » Гигиеническим требованиям к изданиям книжным
для взрослых. СаиПиН 1.2.1253-03», утвержденным Главным государствен-
ным санитарным врачом России 30 марта 2003 г.
Экспертиза проведена Учебно-методическим объединением высших учебных
заведений Российской Федерации по образованию в области горного дела
(письмо № 51-151/6 от 13.12.2006 г.)
Рецензенты:
• д-р техн. наук. проф. А.С. Державен (ЗАО «Взрывиспытания»);
• д-р техн. наук //.//. Казаков (ИПКОН РАН)
Ганопольский М.И., Барон ВЛ., Белин В.А., Пупков В.В., Си-
венков В. И.
Г19 Методы ведения взрывных работ. Специальные взрывные
работы: Учебное пособие / Под ред. проф. В.А. Белина. — М.:
Издательство Московского государственного горного универ-
ситета. 2007. — 563 с.: ил. (ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО. 3)
ISBN 978-5-7418-0466-7 (в пер.)
Рассмотрены условия производства специальных взрывных работ и
вон росы их организации на различных об1>ектах. Приведены методики рас-
чета парамецию зарядов и технологии производства буровзрывных работ.
Даны рекомендации по обеспечению безопасных условий производства
взрывных работ и выбору безопасных режимов шрывания. 11роанали <иро-
напы конкретные примеры выполнения специальных взрывных работ на
различных объектах.
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Взрывное
дело» направления подготовки «Горное дело», а также специалистов, за-
нятых проектированием и производством взрывных работ в процессе стро-
ительства и реконструкции зданий и сооружений.
УДК 622.235
ББК 33.133
ISBN 978-5-7418-0466-7 © Ганопольский М.И.. Барон В.Д.. Белин В.А.,
Пупков В.В., Сивенков В.И.,2007
© Издательство МГГУ, 2007
©Дизайн книги. Издательство МГГУ, 2007
ПРЕДИСЛОВИЕ
Взрывные работы широко применяются в раз-
личных отраслях промышленности, прежде всего
при добыче полезных ископаемых и в строитель-
стве. Требования к производству взрывных работ
регламентируются «Елиными правилами безопас-
ности при взрывных работах», «Техническими пра-
вилами ведения взрывных работ». Строительны-
ми нормами и правилами (СНиП), различными
инструкциями и другими нормативными докумен-
тами.
Значительный объем занимают специальные
взрывные работы — работы, выполняемые по индиви-
дуальным проектам производства работ, а не по ти-
повой проектной документации (типовые проекты,
паспорта, расчеты). Состав проектной документа-
ции на специальные взрывные работы, порядок ее
утверждения и согласования обычно регламенти-
руются в зависимости oi условий производства взры-
вов и в технических заданиях могут уточняться по
требованию Ростехнадзора.
К специальным взрывным работам (взрывам
специального назначения) в настоящее время от-
носятся взрывные работы, выполняемые при про-
ходке траншей, рытье котлованов, вертикальной
планировке, строительстве земляного полотна до-
рог, разборке фундаментов оборудования, сносе от-
служивших свой срок строений и сооружений, ды-
мовых и вентиляционных труб, силосных башен,
отдельных элементов зданий, стен. К ним же отно-
сятся и подводные взрывные работы, взрывы на
выброс и сброс при строительстве плотин и т.п.
Эти работы — одно из важнейших звеньев в общем
5
комплексе строительных и других работ. Выполня-
ются они и при предотвращении и ликвидации по-
следствий чрезвычайных ситуаций. Необходимо от-
мстить. что работы, осуществляемые при реконст-
рукции предприятий, в большинстве случаев ве-
дутся в стесненных условиях — рядом с промыш-
ленными сооружениями, вблизи функционирующих
цехов, работающих механизмов и установок. На стро-
ительных объектах в условиях городской застройки
специальные взрывные работы осуществляют, как
правило, в зоне нахождения многочисленных стро-
ений и сооружений, подземных и наружных ком-
муникаций.
До настоящего времени в подобных условиях
существенная часть работ выполняется вручную или
механизированным способом. Это снижает' произ-
водительность, зребует значительного количества
трудовых ресурсов, ведет к удорожанию работ и рез-
кому увеличению сроков их выполнения. Последнее
— особенно нежелательно. Кроме того, использова-
ние ручного труда или механизмов при разборке
различных сооружений во многих случаях связано с
опасностью травмирования людей, занятых на этих
работах.
Опыт выполнения взрывных работ по дробле-
нию скальных пород и разрушению строительных
конструкций показывает, что. имея целый ряд пре-
имуществ перед механизированным способом, взрыв-
ной способ характеризуется и отдельными недостат-
ками: воздействием сейсмических и ударных воз-
душных волн взрывов на охраняемые объекты, гид-
роударных волн подводных взрывов на ихтиофауну:
разлетом кусков взорванных грунтов и конструкций.
Учет этих обстоятельств особенно важен при взрыв-
ных работах вблизи гражданских и производствен-
ных зданий, рядом с действующими объектами, обо-
рудованием, механизмами и коммуникациями.
При выполнении работ в стесненных условиях
производсгво взрывов возможно лишь при комп-
6
лсксной увязке технологии и безопасности произ-
воле! на работ. Для обеспечения полной сохранно-
С1И охраняемых объектов различного назначения
необходимо применение безопасной технологии
производства буровзрывных работ. Она включает в
себя: прогноз воздействия сейсмических, ударных
воздушных и гидроударпых волн взрывов и даль-
ности разлета кусков; разработку мероприятий по
снижению вредных эффектов взрывов и их лока-
лизации; выбор рациональных и эффективных па-
раметров буровзрывных работ и технологии их про-
изводства.
Данное учебное пособие — первая попытка обоб-
щить все аспекты производства специальных взрыв-
ных работ на строительстве и реконструкции, увя-
зать технологию и безопасность производства взрыв-
ных работ. Оно написано на основе большого объе-
ма исследовательских и производственных работ,
выполненных на передовых производственных пред-
приятиях России. Приведенные в нем материалы по
кругу рассматриваемых вопросов и детальности их
освещения фактически являются первой публика-
цией подобного рода в отечественной практике. От
имеющихся отечественных и зарубежных аналогов
данное учебное пособие отличается детальным из-
ложением широкого спектра средств и способов
производства взрывных работ, а также снижения
вредных эффектов взрывов.
Приведенные в работе результаты исследова-
ний вредных эффектов взрывов и способов борьбы
с ними, оценка опасности воздействия этих эф-
фектов на охраняемые объекты, технология произ-
водства буровзрывных работ в строительстве и на
реконструкции, в том числе новые нетрадиционные
способы разрушения строительных конструкций,
помогут успешному решению многих инженерных
задач, с которыми сталкиваются специалисты при
производстве взрывов на реконструкции и строи-
тельстве промышленных и гражданских объектов.
7
и будут способствовать повышению безопасности
взрывных работ.
При подготовке учебного пособия использова-
ны результаты исследований и разработки специа-
листов ЦПЭССЛ треста «Союзвзрывпром». ООО
«Гидроспецпроскт». МГГУ, ВНИИГС и др.
Главы 1 и 2 написаны М.И. Ганопольским,
В.Л. Бароном, В.А. Белиным. В.И. Сивснковым и
В.В. Пупковым, глава 3 — М.И. Ганопольским.
В.Л. Бароном. В.А. Белиным и В.В. Сивснковым, гла-
ва 4 — М.И. Ганопольским. В.Л, Бароном, В.И. Си-
вепковым и В.В. Пупковым, глава 5 — М.И. Гано-
польским, В.Л. Бароном и В.В. Пупковым.
УСЛОВИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
РАБОТ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
И РЕКОНСТРУКЦИИ
ПРЕДПРИЯТИЙ
ГЛАВА
Работы по дроблению фундаментов, сносу отслужив-
ших свой срок зданий и сооружений и другие подобные опе-
рации ведутся уже несколько десятилетий. Однако должное
внимание этим работам стало уделяться лишь в последние
годы в связи с ростом объемов гражданского строительства,
реконструкций и перепрофилированием промышленных
предприятий. Возникла необходимость сноса старых строе-
ний. Значительно возросли объем и значение работ по раз-
борке удаляемых строительных конструкций. При этом по-
высились требования к качеству взрывных работ, так как
необходимо соблюдать усложняющиеся технологические
процессы действующих производств, расположенных в рай-
оне разбираемых конструкций, а также требования безо-
пасности и охраны окружающей среды. В то же время все
возрастающие объемы работ в строительстве и на реконст-
рукции требуют повышения производительности труда с
целью снижения трудозатрат и сроков производства работ
по разборке отслуживших свой срок строительных конст-
рукций. Преодоление этих сложностей возможно только на
основе разработки и внедрения в производство новых пере-
довых научно-технических достижений.
1.1. МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ
РАЗБОРКИ КОНСТРУКЦИЙ
Работы по разборке строительных конструкций осуще-
ствляются различными способами, выбор которых при опре-
деленных условиях и технологических предпосылках зависит
от экономической эффективности и требований безопасно-
сти, Оценка каждого способа зависит от его преимуществ и
недостатков. Их сравнение позволяет выбрать оптимальную
технологию.
Широкое применение при разрушении строительных
конструкций имеет механизированный способ, при котором
11
и ручные механические и электрисрицирован-
[|^^Шструмситы. пневмо- и электроперфораторы, отбой-
фолотки, бетонорежущие машины, пневмо- и гилро-
гидроимпульсные установки, клин- и шармолоты,
^[^^лические экскаваторы с набором сменного захватно-
рабочего оборудования и др.
Настоящего времени, особенно при разборке фундамен-
-Зданий, широкое применение находит механизиро-
[тадода^йоейб с применением ручного пневматического инстру-
ЖЖй^шре-ммушествам данного способа относятся возможность
ега^.^од'ьзования при разборке конструкций небольшого объе-
^^^uj-epHeHHWx условиях, отсутствие отрицательного воздей-
соседние охраняемые объекты. Недостатки способа: боль-
оддозфтраты и низкая производительность труда (напри-
цри разрушении кирпичных конструкций пневматическим
^ГЛтм молотком производительность на одного рабочего со-
^^г'б.5... 1,0 м-’/ч, при разрушении бетонных конструкций
to'/ч, а железобетонных 0,1.-0.3 м'/ч).
йЙМли’Н'- и шар-молоты, навешиваемые на стрелу экскаватора
;д$рана, применяют для разборки материала стен и полов зда-
^..рСирружений, а также массивов из бетона и железобетона
300 мм. При сносе зданий расстояние между сноси-
^^^рбъекгом и основным механизмом должно быть не менее
Трети высоты сносимого здания и составлять при этом не
Г’б м. Преимувгестна данного способа: высокая нроизводи-
pchb (По кирпичу производительность механизма составляет
По бетону II...30 м’/ч, по железобетону — до 10 м’/ч);
Жгутствие необходимости применять в процессе работы ручной
I®,!. Недостатки: сравнительно большая площадь, необходимая
установки основного механизма: ограниченная высота сноси-
^МГо сооружения (в зависимости от технической характеристики
^тонного механизма, стрелы и молота); невозможность примене-
ний, ’ДОого способа для сноса элементов сооружений, примыкаю-
ВС соседним зданиям: низкая экономичность при сносе от-
ых мелких элементов; шум в течение всей работы по разру-
й конструкций.
сносе невысоких (одно- или двухэтажных) зданий, а
'Их элементов, находящихся над землей, используют экс-
к декоры. Работы по сносу и складированию рассматриваются как
Кооперация, производительность труда считается высокой (про-
w ^^ительность труда рабочего при разборке строительных эле-
из кирпича и камня 3...50 м’/ч. при сносе одно- или
^двухэтажных каменных зданий 2...30 м’/ч). не требуется приме-
нения ручного труда. Недостатки способа: ограниченная высота
сноса сооружений (использование современных экскаваторов с
удлиненной стрелой позволяет производить разборку зданий вы-
сотой до пяти этажей без выполнения подготовительных работ
по отсыпке грунтовой насыпи); невозможность применения при
разрушении монолитных бетонных и железобетонных конструк-
ций.
Гидроклиновые установки используют для разрушения кон-
струкций из камня, бетона и железобетона с последующей рез-
кой оголившейся арматуры. При работе с гидроклиновыми уста-
новками предварительно в разрушаемом материале делают отвер-
стия (шпуры), которые бурят буровыми установками. Произво-
дительность рабочего, включая бурение отверстий, при разруше-
нии каменной кладки составляет 3...8 м’/ч, бетона 0,5...1.2 м’/ч.
железобетона 0.2...0,3 м'/ч.
Пневмо- и гидромолоты, навешиваемые на экскаватор или
другие механизмы, применяют для разрушения бетонного дорож-
ного покрытия, бетонных и железобетонных конструкций, для
сноса зданий и сооружений высотой до 6 м. На этих работах дости-
гается следующая производительность рабочего: при разрушении
каменной кладки (толщиной 500 мм) — 40 м’/ч. бетонных повер-
хностей (толщиной 250 мм) — 3,4... 10 м’/ч, железобетонных фун-
даментов — 0.5...1.0 м’/ч. Недостаток способа — значительное сни-
жение производительности в связи с увеличением объемов арми-
рования железобетонных конструкций.
Использование невзрывчатых разрушающих средств НРС
дает положительный эффект только при разрушении камен-
ных и бетонных блоков и весьма малоэффективно (хотя и
находит применение) при разрушении железобетона.
Обрушение высоких сооружений механизированным спосо-
бом невозможно. Разборку высоких сооружений с использова-
нием механизмов производят путем демонтажа, что связано
со значительными трудовыми и денежными затратами.
В табл. 1.1 представлены сведения, характеризующие спо-
собы разрушения строительных конструкций. Как видно,
область применения механизированных способов разруше-
ния строительных конструкций ограничена. Они могут быть
С успехом использованы для разрушения только кирпич-
ных и бетонных конструкций, а также невысоких зданий и
сооружений. При разрушении железобетонных и крепких
13
Технологические характеристики механизированных
способов разрушения строительных конструкций
Таблица /. /
Операции, показатели 11ансс- ной кднн- МОЛ СП Эки- кзва- юр- ра з- ру- шн- 1СЛЬ Гидро- и.м- пульс- ные уста- новки Oi6oii- ныс MOJIO1 КН (пневма- тичес- кие, метри- ческие) Бет око- ломы (пневмаш- чсские. электри- ческие, моюрн ю- вапные) Навес- ные пнев- момо- лот ы Навес- ные гидро- моло- 1Ы Гндро- KJIHHO- вые уста- новки Нс- взрыв- 431 ОС разруша- ющее средегво
Производимое действие в любом положении конструкций:
откалывание кусков + + + + + + +
раскалывание + + + + + + +
разламывание + +
отры ванне +
обрушение + +
дробление + + + + +
Вспомогательные операции:
подача воды + + +
свср 1еннс шпуров + +
удаление пыли +
Толщина разрушаемого материала, мм 300 700- 1200 1000 700 700 500 500 400 Не ограни- чена
Производительность при разборке, м'/ч: бетона железобетона 1 1 -30 10 2-50 0.6—4 0.3-0.7 0.1-0.3 О.З-О.7 0,1-0.3 1,5-3 0.5 1.5-3.5 0.5 0.5-1.2 О.2-О.З 0.3-0.4 0.1-0,3
Трудоемкость, чсд-ч/м' 0.03- 0,09 33,3 33.3 2.98 2,7 3.41
Неблагоприятные факторы; пыль вибрация брызги шум + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
бетонных конструкций производительность резко падает
(в 2. .6 раз).
1.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕВЗРЫВЧАТЫХ
РАЗРУШАЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Невзрывчатые разрушающие средства чаще всего пред-
ставляют собой порошкообразные, реже — гранулирован-
ные или капсулированные материалы, негорючие и невзры-
воопасные. обладающие щелочной реакцией (pH = 12). гиг-
роскопичные. Во многих странах выпускают различные типы
НРС. В России большое распространение получили НРС
типа СИ ГБ (смесь известковая для горных и буровых ра-
бот).
Использование НРС позволяет эффективно разрушать
прочные хрупкие материалы — бетон, кирпич, горные по-
роды. Разрушение материалов с использованием НРС про-
исходит без выброса газообразных и твердых продуктов; оно
не сопровождается сейсмическими и звуковыми колебани-
ями. Технология применения НРС проста. В объекте, подле-
жащем разрушению, на определенном расстоянии друг от
друга бурят шпуры, в которые заливают рабочую смесь (пе-
ремешанный с водой порошок НРС). С течением времени
рабочая смесь твердеет, одновременно увеличиваясь в объе-
ме. При этом на стенки шпура оказывается давление по-
рядка 50 МПа, что приводи! к разрушению объекта. Время
разрушения объекта зависит от давления, развиваемого
НРС. диаметра и шага бурения шпуров, прочности и тем-
пературы разрушаемого объекта.
Однако использование НРС имеет свои недостатки, к
которым в первую очередь относится необходимость выпол-
нения большого объема работ по бурению шпуров (пример-
но в 2—4 раза больше, чем при взрывном способе). Высока и
стоимость самих НРС. После образования трещин в разруша-
емом массиве требуются дополнительные затраты на его
окончательное разрушение (особенно при разборке железо-
бетонных строительных конструкций). В целом, стоимость
работ с использованием НРС оказывается в 1,5....3 раза до-
роже, чем выполнение аналогичных рабоз взрывным спо-
16
собом, лаже при необходимости оборудования защитных
укрытий мест взрыва.
1.3. БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РАЗБОРКЕ
КОНСТРУКЦИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Буровзрывные работы используют для разрушения прак-
тически любых строительных конструкций. Можно выделить
следующие наиболее распространенные виды специальных
взрывных работ, выполняемых при строительстве и рекон-
струкции промышленных предприятий и гражданских объек-
тов (рис. 1.1):
• дробление бетонных и железобетонных фундаментов
и конструкций;
• обрушение зданий и сооружений (как направленное,
так и па свое основание);
• валка дымовых и вентиляционных труб, градирен, ба-
шен и др.;
• планировочные работы (рыхление скальных грунтов
при проходке траншей, котлованов, взрывание мерз-
лых и смерзшихся грунтов и др.).
Наибольший объем работ с применением взрывов вы-
полняют при дроблении бетонных и железобетонных фун-
даментов и конструкций, а также скальных грунтов, в том
числе внутри цехов и различных сооружений, рядом с дей-
ствующим оборудованием и конструкциями. Взрывной ме-
тол разборки строительных конструкций обеспсчивасз ми-
нимальные сроки выполнения работ и дает существенный
экономический эффект, обусловленный меньшими трудо-
затратами, сокращением простоя технологического обору-
дования и ускорением ввода объектов в строй после рекон-
струкции.
Так, по сравнению с механизированным способом раз-
борки железобетонных фундаментов с помощью пневмати-
ческих отбойных молотков использование буровзрывных
работ обеспечивает снижение затрат труда в 8... К) рац а сто-
имости работ в 2...4 раза.
В табл. 1.2 приведены сравнительные данные по техни-
ко-экономическим показателям (в пенах 1984 г.) разрушс-
17
Буровзрывные работы
Рис. 1.1. Виды операций, выполняемые с применением
буровзрывных работ при строительстве и реконструкции предприятий
ния бетонных и железобетонных фундаментов механизи-
рованным способом с использованием пневматических от-
бойных молотков. НРС и взрывным способом с помощью
шпуровых зарядов и укрытием мест взрыва. Видно, что
взрывной способ не только самый дешевый, но и наиме-
нее трудоемкий.
Для дробления скальных грунтов и разрушения строи-
тельных конструкций применяют следующие методы про-
изводства взрывных работ: скважинными зарядами, шпуро-
выми зарядами, накладными зарядами, неконтактными заря-
дами, гидровзрывной.
Таблица 1.2
Технико-экономические показатели
разрушения бетонных и железобетонных фундаментов
различными способами
Способ разборки
бетона железобетона
1(сказатели мс- ха- ннзи- ро- ван- ный НРС 1Пры IV ной мс- ха- 1ПГЯ1- ро- ван* II ый НРС HipbIB' ной
Прямые затрат ы на 1 м', руб. 17.3 9.0 6.4 29.8 (9.0 11.0
В том числе заработная плата, руб. 10.6 1.6 0.94 (8.0 3.3 (.64
Трудозатраты, чел.-ди. 1.9 0.3 0.2 3.2 0.5 0.3.3
Накладные расходы, руб. 4.6 2.4 1.7 8.0 5,1 3.0
Себестоимость 1 м’ разборки, руб. 21.9 1 1.4 8.1 37.8 24.1 I4.0
Удельный расход бурения, м/м' 4-5 э_ 2.5 7-8 2-3
Удельный расход вещества (НРС, ВВ), кг/м ’ 4-7 0.4- 0.5 (5- (9 0.5- 0.6
19
♦ Меты) скважинных зарядов применяют при взрывании фун-
даментов больших размеров, для образования выемок и др. При
разрушении строительных конструкций используется ограниченно.
Является основным метолом производства работ при разработке
траншей и котлованов, рыхлении мерзлых грунтов.
Метод шпуровых зарядов имеет наибольшее применение ври
реконструкции различных объектов. Это обусловлено малой мощ-
ностью разрушаемых конструкций, требованиями к высокой сте-
пени дробления материала конструкций для их последующей убор-
ки. а также во многих случаях невозможностью использования
буровых станков ввиду их габаритов и ограничениями по допус-
тимой массе взрываемого заряда ввиду большой стесненности места
работ. Шпуровые заряды используются для дробления фундамен-
тов и других строительных конструкций, для образования под-
боя при обрушении сооружений, для образования щелей и розов
в конструкциях, в том числе металлоконструкциях, при посадке
опускных конструкций и др.
При наличии грузоподъемных механизмов для ускорения раз-
борки фундаментов и других конструкций (особенно тонкостен-
ных) их разделяюз с помощью взрыва на транспортабельные бло-
ки. Для образования резов между блоками также наибольшее при-
менение находят шпуровые заряды.
Метод накладных зарядов используется для резки металло-
конструкций, а также для разрушения строительных конструк-
ций, когда использование метода шпуровых зарядов нецелесооб-
разно или невозможно вследствие каких-либо причин.
Метод неконтактных зарядов применяется для разрушения
тонкостенных емкостей, для обрушения нависей и в ряде дру-
гих специальных случаев (например, при обрыве груб в сква-
жинах).
Гидровзрывной метод используется при дроблении бетонных и
железобетонных фундаментов шпуровыми зарядами, а также для
разрушения железобетонных и металлических емкостей, заполнен-
ных водой, сосредоточенными неконтактными и линейными кон-
тактными зарядами.
При производстве подводных взрывных работ, в зависимости
от мощности взрываемого слоя грунта, применяют накладные,
шпуровые или скважинные заряды. При производстве взрывов на
выброс и сброс используют камерные и скважинные заряда.
Выбор средств и способов взрывания строительных кон-
струкций определяется условиями и спецификой производ-
ства работ, конструктивными особенностями разрушаемых
20
объектов, необходимостью выполнения полной или частич-
ной разборки конструкций, требованиями к габаритным
размерам разрушенных кусков, обеспеченностью подъемно-
транспортными средствами надлежащей грузоподъемнос-
ти. наличием вблизи места работ охраняемых объектов и
требованиями к их сохранности, а также целым рядом дру-
гих факторов.
К недостаткам взрывного способа разрушения строи-
тельных конструкций относятся нежелательные эффекты,
сопровождающие взрыв. — сейсмические колебания грун-
та. разлет кусков, ударные воздушные волны, взрывной
шум, повышенная запыленность, при подводных взрыв-
ных работах и при взрывании на берегу водоемов — и гид-
роударные волны, которые требуют разработки и обеспе-
чения специальных мероприятий по их снижению и лока-
лизации.
1.4. КРИТЕРИИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
ВЫБОР СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА
РАБОТ
При выборе способа производства работ следует учи-
тывать многие факторы, значение которых оценивается с
учетом условий выполнения работ и требований к их ре-
зультатам. Поскольку каждый способ производства взрыв-
ных работ имеет и преимущества, и недостатки, влияние
технологических требований, как и условий выполнения
работ, бывает весьма различным, поэтому все факторы
следует рассматривать только в их совокупности и взаимо-
связи.
♦ Выбор способа и технологии производства буровзрывных
работ зависит от ряда факторов.
1. Условия строительной площадки'.
— размеры строительной площадки;
— наличие и удаленность охраняемых сооружений, их состо-
яние;
— наличие воздушных линий;
— наличие подземных кабелей и трубопроводов;
21
— дороги и подъезды к месту работ;
— опасность пожара и взрыва охраняемых объектов.
2. Условия объекта работ:
— вид и назначение разрушаемой конструкции;
— состояние объекта;
— высота сооружения;
— объем работ;
— материал объекта.
3, Условия производства работ:
- вил выполняемых работ;
- мощность взрываемого слоя;
- высота обрушаемого сооружения;
- продолжительность работ;
- наличие и производительность механизмов;
- наличие потребной рабочей силы;
- возможность остановки производства;
- необходимая с тепень дробления материала;
- возможность использования материала разрушаемых кон-
струкций;
- необходимость использования средств зашиты для сниже-
ния и локализации вредных эффектов взрывов.
Прел почтительный способ производства БВР по вер-
тикальной планировке, дроблению скальных или мерзлых
грунтов при проходке траншей и котлованов определяется
не только (и не столько) мощностью взрываемых грунтов,
сколько наличием вблизи места взрыва охраняемых объек-
тов и необходимостью ограничения масс взрываемых заря-
дов по сейсмическому действию взрыва.
Дробление фундаментов можно осуществлять с помо-
щью взрыва как шпуровых, так и скважинных зарядов. Спо-
соб производства работ здесь определяется не только нали-
чием охраняемых объектов, но и размерами взрываемого
фундамента, возможностью разместить на нем буровой ста-
нок.
При обрушении сооружений способ производства работ
определяется размерами конструкции, наличием свободной
площадки, материалом обрушаемого сооружения. Железобе-
тонные сооружения можно обрушать только направленно,
22
Таблица I.J
Предпочтительные способы производства специальных
взрывных работ на строительстве и реконструкции предприятий
Виды работ Строительная площадка
свободная ограниченная
Отсутст- вие охраня- емых объек- тов Наличие подзем ных коммуни- кации Наличие наземных охраня- емых объектов 11ал ичис подземных коммуни- каций
Взрывание скальных С; Ш С; Ш ш ш
и мерзлых Грутов при планировке, про- ходке 1раншен. соз- дании котлованов 9; К У; 9; К У; 9: К
Дробление фунла- С; Ш С; Ш Ш 111
ментов 9; К; В У; 9; К У; 9; К
Обрушение:
• каркасных зла- Ш; II 111; Н 111 III
НИЙ К; В У; К У; К; В
• монолитных же- Ш: II: Ш; II; О Ш 111
лезобетопных со- оружений 0 К; В У; К У; К; В
• кирпичных Ш; Н Ш; 11 Ш LII
сооружений К; В У; К У; К; В
• металлических Н; Ш Ш; II Н; Ш II; Ш
конструкций К; В У; К У; К; В
Разрушение:
• силосных башен 111; II: 111; II; О Ш; II Ш. II
О К; В У; К У; К: В
• резервуаров 111: II; 111; II: О; 111; Н; Г 111; 11; Г
О; Г Г; 9 У; 9 У: 9
Обрушение части 111 Ш Ш Ш
сооружения Р 9; К; Р;В У ; 9: К; Р У; 9; К; Р; В
Примечание. Способы производства взрывных работ: С — скважинными
<арялами; Ill — шпуровыми зарядами; Н — накладными зарядами. Г — гил-
ровзрываннс; О — неконтактные заряды; способы зашиты охраняемых объ-
ектов: У — укрытие мест взрыв» и охраняемых объектов; 9 — сейсмический
’кран; К — нормирование массы изрываемою заряда; Р — создание раздели-
тельной штробы; В — оз сыпка амортизирующего вала.
23
кирпичные — как направленно (при наличии свободной
площадки), так и на свое основание. При обрушении части
сооружения сохраняемая часть отделяется от обрушаемой
разделительной штробой. которая проходится вручную, с
использованием механизмов или взрывным способом.
В табл. 1.3 приведены предпочтительные способы про-
изводства специальных взрывных работ по дроблению фун-
даментов. скальных грунтов, сносу зданий и конструкций
в зависимости от условий строительной площадки, харак-
тера объекта работ и условий производства работ.
ОРГАНИЗАЦИЯ
БУРОВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ГЛАВА 2
2.1. ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
НА БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Взрывные работы проводят в соответствии с требовани-
ями «Единых правил безопасности при взрывных работах»
(ЕПБ), «Единых правил безопасности при разработке мес-
торождений полезных ископаемых», «Технических пра-
вил ведения взрывных работ на дневной поверхности», «Тех-
нических правил ведения взрывных работ в энергетическом
строительстве», других нормативных документов и на осно-
вании проекта производства взрывных работ. Проектную до-
кументацию на взрывные работы разрабатывают организации,
ведущие взрывные работы. Проектирование технически слож-
ных и особо ответственных взрывов осуществляется специали-
зированными проектными организациями.
При разработке проектно-сметной документации на про-
изводство буровзрывных работ, помимо Единых правил бе-
зопасности и Технических правил, необходимо руководство-
ваться: «Строительными нормами и правилами» (СНиП);
«Нормативным справочником по буровзрывным работам»;
Ведомственными строительными нормами (ВСН); Руково-
дящими техническими материалами (РТМ); действующими
правилами по безопасности производства работ; нормами,
правилами и указаниями по проектированию и производ-
ству работ; прейскурантами; сметными нормативами; цен-
никами и другими материалами.
Проектные решения должны обеспечивать высокий тех-
нический уровень, экономическую эффективность и безо-
пасность производства буровзрывных работ. Они должны пре-
дусматривать внедрение передовых методов организации
труда и комплексной механизации взрывных работ, мероп-
риятий по обеспечению сохранности взрывчатых материа-
лов ВМ. а также дальнейшему совершенствованию технико-
экономических показателей производства.
27
Проектирование буровзрывных работ должно осуществ-
ляться с учетом наиболее рационального и экономичного
использования рабочей силы, материальных и денежных
ресурсов, обеспечения высокого качества и низкой себесто-
имости работ, высокой производительности труда.
Проектная документация на производство буровзрывных
работ может разрабатываться в одну (рабочий проект) или
две (проект и рабочая документация) стадии. Проектная до-
кументация на БВР в строительстве разрабатывается в виде
проекта (раздела) в составе проекта организации строитель-
ства ПОС, в виде рабочей документации и в виде проекта
производства работ ППР, составляемого на основе рабочей
документации.
Согласно ЕПБ, проекты БВР необходимо составлять:
для скважинных, камерных и котловых зарядов, в том чис-
ле при выполнении взрывных работ на строительных объек-
тах, валке зданий и сооружений, простреливании скважин,
ведении дноуглубительных и ледоходных работ, подводных
взрывных работ, производстве иных специальных взрывных
работ.
Другие взрывные работы, за исключением случаев, осо-
бо оговоренных в ЕПБ, могут выполняться по паспортам
или входящим в ППР технологическим картам, отвечаю-
щим требованиям к проектной документации на взрывные
работы. В зависимости от характера выполняемых работ по
усмотрению главного инженера предприятия, ведущего
взрывные работы, разрешается разработка краткого ППР.
ППР утверждаются главным инженером предприятия,
ведущего взрывные работы, и генеральным подрядчиком
(подрядчиком, заказчиком). В случае необходимости проект-
ная документация согласовывается в установленном поряд-
ке с другими организациями.
В целях ускорения начала несложных буровзрывных ра-
бот и в аварийных ситуациях краткие проекты разрешается
утверждать руководителю взрывных работ. К несложным от-
носятся взрывные работы вне населенных пунктов, когда в
опасной зоне не ведутся строительные и другие работы, от-
сутствуют действующие подземные и наземные сооружения,
коммуникации и т.п. Разрешение на утверждение таких про-
28
ектов руководителем взрывных работ должно быть оформ-
лено приказом по предприятию,
♦ Проектная документация разрабатывается в минимально не-
обходимом объеме. Графические материалы должны быть выпол-
нены в соответствии с требованиями ГОСТов и иметь общеприня-
тые условные обозначения. В документации должны даваться ссыл-
ка на исходные данные и прилагаемые материалы (чертежи, таб-
лицы. схемы и т.п.).
Каждому проекту присваивается порядковый номер. Текст про-
екта и все прилагаемые материалы должны быть пронумерованы,
иметь оглавление и аннотацию, помещаемые в начале проекта,
Проекты на производство БВР должны составляться на
основании задания на проектирование, оформленного в ус-
тановленном порядке. Задание на проектирование должно
содержать все необходимые исходные данные для проекти-
рования буровзрывных работ на объекте. Задание на проек-
тирование буровзрывных работ должно быть утверждено за-
казчиком, а при выполнении работ по субподрядному дого-
вору задание должно быть согласовано с генеральным про-
ектировщиком и утверждено генеральным подрядчиком.
В задании на проектирование должны быть указаны цель,
место и условия производства буровзрывных работ, их объем,
сроки организации и выполнения работ. В случае необходи-
мости указываются также наименование организации гене-
рального проектировщика и генерального подрядчика, ис-
точники финансирования.
При наличии объектов и сооружений в зоне производ-
ства взрывных работ в задании указываются характеристики
и особые условия по обеспечению их сохранности.
♦ Приведем перечень основных позиций для составления за-
дания на проектирование.
1. Наименование объекта.
2. Основание для проектирования,
3. Наименование организации — исполнителя буровзрывных
работ.
4. Требования к выполнению научно-исследовательских и эк-
спериментальных работ при проектировании (если такие
необходимо выполнить),
29
5. Условия работ (особые требования к взрывным работам,
стесненные условия, сохранность окружающей среды и т.н.).
При нахождении в опасной зоне зданий и сооружений ука-
зать допустимую степень их повреждения, допустимую ско-
рость колебания i pyma и основании и другие требования к
сохранности объектов от воздействия взрыва.
6. Район, пункт и площадка, где будут производиться ра-
боты; климатические условия; внешние транспортные
связи.
7. Вид работ (рыхление грунта в траншее и котловане, дроб-
ление фундаментов, уплотнение грунта, валка здания,
дноуглубительные работы и т.п,). При рыхлении грунта
или взрывах на выброс в земельно-скальных выемках ука-
зать параметры сооружения (глубину, ширину понизу и
поверху, откосы бортов и т.н.), допустимые переборы бор-
тов и дна выемки, требования к развалу взорванной поро-
ды и т.н.
8. Объем работ (годовой, обший по объекту, очереди).
9. Режим работы предприятия, обт>екта (круглосуточный, се-
зонный, трехсменный и т.д.).
10. Сроки начала и окончания работ, календарные графики.
11. Свойства разрабатываемых грунтов (группа порол но СНиП,
физико-мс.ханические свойства грунтов, материал разби-
раемых конструкций и его свойства и т.п.).
12. Высота разрабатываемого уступа.
13. Наличие бурового оборудования, электроэнергии.
14. Оборудование для ногрузочно-транснортных работ.
15. Требования к кускопатости (размер кондиционною куска,
допустимый пропет выхода негабарита и т.н.).
16. Требуемый запас взорванной горной массы.
17. Наличие и местонахождение склада ВМ.
18. При ведении работ по дроблению взрывом железобетон-
ных фундаментов в цехах следует указать условия проведе-
ния взрывных работ в подготовительный период и ври
остановке производственного процесса, время проведения
работ, виды укрытий и их наличие, возможные места хра-
нения сменного запаса ВМ, маршруты движения спецма-
шины и взрывников по цеху.
19. При ведении взрывных работ по обрушению зданий, со-
оружений, валке груб и т.н. приводился конструктивные
данные, план конструкции на уровне подбоя и необходи-
мые разрезы, указывается направление палки (трубы), если
оно задастся и т.д.
30
20. При ведении полполных буровзрывных работ необходимо
укаши. уровень полы и глубину водоема нал местом взры-
ва, колебания уровня, скорость течения, мутносп. волы,
рельеф дна, наличие и мощность насосов, наличие валу-
нов на дне и их размеры; рыбохозяйственное точение ак-
ватории; наличие разрешения органов рыбнадзора на про-
изводство взрывных работ; наличие плавсредств для про-
изводства буровзрывных работ; на ситуационном плане с
указанием сетей и коммуникаций в районе работ обозна-
чается судовой ход, прикладываются план и разрезы вы-
емки, схема замера отметок дна.
21, Источник и наличие финансирования работ.
22. Применяемые районные и льготные коэффициенты к рас-
чету зарплаты, обоснование их применения.
При составлении конкретного технического задания уни-
зываются только те вопросы, которые имеют непосредствен-
ное отношение к разрабатываемому проекту и конкретному
объекту работ,
К заданию на проектирование прилагаются;
• ситуационный план объекта с нанесенными здания-
ми, сооружениями, дорогами, наземными и подзем-
ными коммуникациями, линиями электропередач и
другими промышленными и гражданскими объекта-
ми в районе производства взрывных работ;
• перечень и характеристики охраняемых сооружений,
объектов, коммуникаций;
• геологические профили района взрывных работ,
• проект организации строительства (выписка из про-
екта);
• проект горных работ (календарный план горных ра-
бот);
• сметы (выписки из смет) на выполняемые работы;
• другие необходимые материалы и чертежи.
Проект производства буровзрывных работ. Состоит из ряда
разделов,
А. Общая часть. Содержит: исходные данные о топогра-
фии, геологии и гидрогеологии района, физико-механи-
ческих свойствах грунтов, производственной мощности
объекта работ, сменности и требуемых сроках работ; об
31
обеспеченности электроэнергией, топливом, водой, тру-
довыми ресурсами; о потребности в жилье и производствен-
ных помещениях; о согласовании проектных решений и их
соответствии действующим нормам и правилам по проек-
тированию и производству буровзрывных работ.
Общая часть иллюстрируется следующими основными
чертежами:
• ситуационным планом местности в районе взрыва (на-
земные и подземные сооружения и коммуникации,
попадающие в опасную зону) в соответствующем мас-
штабе или схемой с нанесенной границей опасной
зоны по разлету кусков породы, действию ударных
воздушных волн, а при разовых взрывах массой ВВ
более 100 т — по газовой опасности;
• геологическими профилями района взрывных работ
или геологическими колонками по выработкам, сква-
жинам и т.п,;
• схематическим изображением в плане и на разрезах
тех мест, на которых будут вестись БВР, с перечнем
объектов и указанием глубины, ширины и объема
выемки (насыпи), высоты уступа и т.п,;
• другими чертежами (таблицами), относящимися к со-
держанию общей части.
Б. Техническая часть. Содержит: решение задания, ос-
нованное на сравнении вариантов, сравнительные техни-
ко-экономические показатели, определенные по укруп-
ненным расчетам, краткое описание и обоснование при-
нятого технического решения; основные решения по рас-
чету зарядов с расчетными формулами и их обоснование
(линия наименьшего сопротивления, показатель действия
взрыва, относительное расстояние между зарядами, тип
ВВ с учетом переводных коэффициентов, расчетный удель-
ный расход ВВ и т.п.). Кроме того, здесь приводятся: рас-
чет зарядов; способы взрывания с расчетами и схемами
взрывных сетей; расчет объемов взрываемой породы; рас-
чет объемов зарядных выработок; решения по разделке
негабарита (при необходимости); меры безопасности. При
этом расчеты и обоснование затрат труда, оборудования
и материалов должны соответствовать утвержденным об-
32
шесоюзным, ведомственным или технически обоснованным
местным нормам.
Техническая часть иллюстрируется следующими черте-
жами:
• расположением зарядных выработок;
• продольными и поперечными профилями участка
взрывных работ с указанием заданных и проектных
контуров выемок (уступов) после взрыва;
• разрезами по зарядным выработкам (шурфам, каме-
рам и т.п.), если они предусмотрены принятыми ме-
тодами взрывных работ;
• схемами расположения зарядов;
• устройством боевиков в заряде;
• схемой взрывной сети;
• другими чертежами (общие и деталировочные), если
они конкретизируют и уточняют технические решения.
В. Организация буровзрывных работ. Включает в себя ра-
боты по созданию зарядных выработок (бурение скважин,
шпуров, проходка зарядных шурфов, камер и т.п.), заряжа-
нию, забойке и производству взрыва с учетом всех техноло-
гических операций; работы по уточнению геологических дан-
ных в процессе проходки зарядных выработок, Должны быть
указания о порядке приемки объекта, предназначенного для
производства буровзрывных работ с учетом необходимого
маркшейдерского обслуживания, а также указания о поряд-
ке сдачи выполненных работ.
Г. Сметная документация и технико-экономические пока-
затели производства БВР.
Д. Аннотация (помешается в начале проекта).
Проект взрыва. Составляется на основании проекта про-
изводства БВР для привязки его технических решений к кон-
кретным услогзиям подготавливаемого взрыва с учетом обес-
печения необходимых мер безопасности. Проект взрыва со-
стоит из корректировочного расчета и плана (схемы) распо-
ложения зарядов.
Корректировочный расчет содержит взятые из проекта
данные о параметрах зарядов, допускаемых отклонениях,
указания о принятых схемах электровзрывной (взрывной)
сети и короткозамедленного взрывания. В нем приводится
33
таблица фактических параметров зарядов и сведения, необ-
ходимые для определения требуемого количества ВВ на осу-
ществление взрыва. В первую очередь в таблицу заносятся
данные по тем зарядным выработкам, у которых обнаруже-
ны отклонения параметров, превышающие допуски, уста-
новленные в проекте. Каждый из таких зарядов подлежит
корректировке и записывается в таблице отдельной строкой.
Параметры остальных зарядов даются сгруппированными. В
корректировочном расчете приводятся также данные о не-
обходимом количестве ВВ и необходимом количестве средств
инициирования СИ для производства взрыва.
План (схема) расположения зарядов включает в себя раз-
мещение всех зарядов, схему взрывной сети, схему коротко-
замедленного взрывания. Проект взрыва утверждает руково-
дитель взрывных работ.
Распорядок проведения взрыва. Разрабатываемся перед на-
чалом взрывных рабоз на об1>скте и должен содержать кон-
кретные организационные меры по безопасному выполне-
нию взрыва. В нем указываются: радиус опасной зоны; места
отвода механизмов; распределение обязанностей; лица, от-
ветственные за выполнение разных этапов работ; порядок
подачи предупредительных сигналов и т.п.
Распорядок проведения взрыва утверждается руководи-
телем (главным инженером) предприятия (организации), в
ведении которого находится обзлкг и где выполняются бу-
ровзрывные работы, и организации-исполнителя взрывных
работ.
Сметная стоимость буровзрывных работ. При строитель-
стве новых, реконструкции и техническом перевооружении
и капитальном ремонте действующих предприятий, зданий
и сооружений определяется на основе утвержденных Гос-
строем России нормативных документов по ценообразова-
нию в строительстве. Для отдельных регионов и отраслей
промышленности такие нормативные документы утвержда-
ются соответствующими уполномоченными подразделения-
ми местных органов администрации или министерств (ве-
домств). При отсутствии утвержденных Госстроем единич-
ных расценок на отдельные виды и условия работ стоимость
буровзрывных работ определяется на основе утверждаемых
34
заказчиками индивидуальных единичных расценок, разра-
ботанных для конкретной стройки с учетом технологии про-
изводства работ, предусмотренной рабочими чертежами,
техническими условиями и ППР.
Стоимость буровзрывных работ па объектах, финанси-
руемых за счет основной деятельности предприятий и орга-
низаций, определяется калькуляционным расчетом в соот-
ветствии с указаниями по составлению калькуляционных
расчетов стоимости производства буровзрывных работ.
Стоимость специальных буровзрывных рабоз (обруше-
ние зданий и сооружений, разрушение фундаментов, стен,
металлических конструкций и др.) устанавливается кальку-
ляционными расчетами, разрабатываемыми па основании
проектов производства работ.
♦ Методы изрывания и технологические характеристики. пре-
дусмотренные проектом производства БВР, могут быть уючнены
в ходе выполнения работ, а также на основании результатов науч-
но-исследовательских работ, опытных и моделирующих взрывов.
Вее изменения и дополнения утверждаются липом, утвердившим
проектную документацию, и в случае необходимости должны со-
гласовываться в установленном порядке с проектной организаци-
ей и контролирующими органами.
Персонал, осуществляющий взрывные работы, должен быть
ознакомлен под роспись с технической документацией, по кото-
рой производятся ли работы.
2.2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ
И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ
БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Обшее руководство всеми работами на объекте осуще-
ствляет ответственный представитель заказчика, а при под-
рядном способе производства работ — ответственный пред-
ставитель генподрядной (или подрядной) организации. Руковод-
ство буровзрывными работами и работами по укрытию мссз
взрыва осуществляет руководитель взрывных работ со сторо-
ны организации-исполнителя буровзрывных работ.
Проект производства буровзрывных работ утверждается
в установленном порядке руководством заказчика (генпод-
35
рядчика или подрядчика) и исполнителя и согласовывает-
ся с руководством организаций, на территории которой
производятся взрывные работы и чьи охраняемые объекты
и коммуникации попадают в пределы опасной зоны произ-
водства взрывных работ. При необходимости проект согла-
совывается с другими заинтересованными организациями
(администрация населенных пунктов, органами УВД и ГАИ,
местным штабом ГО и ЧС и др.). Разрешение на производ-
ство взрывных работ выдают региональные органы Ростех-
надзора.
Срок производства взрывных работ устанавливает под-
рядчик по согласованию с заказчиком и заблаговременно
сообщает исполнителю. О дате и времени взрыва должны
быть извещены органы Ростехнадзора, выдавшие разреше-
ние па производство взрывных работ, местные органы влас-
ти, штаб по делам ГО и ЧС, региональные органы УВД,
при необходимости — другие заинтересованные организа-
ции. Время и день взрыва дополнительно согласовываются
задействованными в выполнении работ сторонами.
Перечень согласующих и уведомляемых организаций
окончательно определяется в Распорядке проведения
взрыва.
С проектом должны быть ознакомлены прораб и взрыв-
ники. участвующие в проведении взрывных работ, а также
технический персонал заказчика н подрядчика, выделен-
ным для общего руководства работами на объекте, бурения
шпуров, укрытия мест взрыва и выполнения необходимых
подготовительных и вспомогательных работ. Должностные
лица заказчика и подрядчика, которые должны быть озна-
комлены с проектом, определяются руководством этих орга-
низаций.
Руководитель взрывных работ должен под роспись озна-
комить взрывников и других лиц. занятых на подготовке
взрыва, с распорядком проведения взрыва и приказом, про-
вести инструктаж о порядке выполнения работ, по технике
безопасности.
Все липа, занятые на взрывных работах, а также рабо-
тающие на прилегающей территории, заблаговременно из-
вещаются заказчиком или подрядчиком о предстоящих взрыв-
36
ных работах, о месте и времени их проведения, границах
опасной зоны, принятых сигналах и их значении.
Перед началом буровзрывных работ на объекте состав-
ляется план организационно-технических мероприятий (Рас-
порядок проведения взрыва), в котором расписываются обя-
занности и ответственность сторон. План утверждается ру-
ководством заказчика, подрядчика и исполнителя и согла-
совывается с заинтересованными организациями. Не позднее
чем за три дня до взрыва издается совместный приказ о
производстве взрыва.
До начала взрывных работ необходимо:
• расчистить подходы к месту бурения выработок на
объекте работ:
• провести контрольное бурение 3—4 сквозных шпуров
или скважин для уточнения толщины взрываемых кон-
струкций (при необходимости);
• наметить места бурения выработок на объекте;
• пробурить шпуры или скважины;
• изготовить укрытия места взрыва в необходимом ко-
личестве, завести песок (грунт, опилки);
• обрезать все мешающие металлоконструкции;
• отключить и обрезать коммуникации, подходящие к
объекту взрывных работ;
• укрыть наружные и подземные коммуникации, про-
ложенные в районе проведения взрывных работ;
• при заряжании шпуров внутри здания подготовить вре-
менное освещение мест работы;
• выполнить замеры блуждающих токов.
Бурение шпуров производят ручными перфораторами
(пневматическими и электрическими) с диаметром корон-
ки 36...42 мм и электрическими сверлами. Для подачи пер-
фораторов и поддержки их на определенной высоте ис-
пользуют пневматические поддержки. Основные характери-
стики ручного бурового инструмента приведены в табл.
2.I...2.3.
Производительность при бурении ручными перфора-
торами вертикальных шпуров диаметром 40 мм и глубиной
До 2 м приведена в табл. 2.4. При бурении горизонтальных
шпуров производительность снижается в 1.2... 1.3 раза. При
37
Таблица 2.1
Технические характеристики перфораторов
11ок;ва1елк Перфораторы
пневматические электрические
ПП36 (ПР20) III150 (ПР25) ПП54 (ПР27) ПП63 (ПРЗО) Типоразмер
JJJ IV V
Масса, кг 24 30 32 35 8.5 27 29
Диаметр шпуров, мм 32—10 36-40 40-46 40-46 20-32 32-40 40-52
Длина шпуров, м 2 3 4 5 0.4 2 2
Энергия удара. Дж 36 50 54 60 6.3 25 40
Част ота ударов, с 1 38,33 34 38.33 30 25 18 J7
Номинальное давление воздуха, МПа 0,5 0,5 0.5 0,5 — — —
Расход воздуха, м '/мин 2,7 3.3 4.J 3.8 — — —
Потребляемая мощность, Вт — — — — 650 J500 2000
Таблица 2.2
Технические характеристики горных ручных электрических сверл
I Указатели Электросверло
ЭР14Д-2М СЭР-19М ЭР18Д-2М ЭРП18Д-2М
Масса, кг Диаметр шпуров, мм Номинальная мощность на шпинделе. кВт Частота вращения шпинделя, с 1 Способ иодачн сверла на <абой Напряжение. В Сила тока, А 15.4 25—К) I 860 Ручной 127 7.5 15.5 25-40 1.2 750 Ручной 127 7.5 17 36-43 1.4 640 Ручной 127 10,7 22.8 36—43 1.4 300 Механический 127 12.4
Таблица 2.3
Основные параметры и размеры пневмоподдержек
Показатели Типоразмер
1 2 3
Масса поддержки, кг 15 17 18,5
Длина в сжатом состоянии, м 1.2 1.5 1.7
Ход поршня, мм 800 1100 1300
Рабочий угол к осн перфоратора, градусы 0-65 0-65 0-65
Раздвижное усилие, Н 1500 15(Х) 1500
Давление воздуха. МПа 0.4-0.7 0.4-0.7 0.4-0.7
Таблица 2.4
Нормативная производительность (м/ч) при бурении шпуров
ручными перфораторами в различных группах грунтов
Перфора- горы Группа Iрутой но классификации СНиП
4 5 6 7 8 9 10 II
ПП36 9,6 8.1 6.9 5.8 4.4 3.5 2.8 2.1
ПП63 10.0 8.5 6.7 5.8 4.6 3.7 2.9 2.1
бурении шпуров особое внимание следует обратить на их
точное расположение и соблюдение проектной длины.
При выполнении работ рабочие должны соблюдать меры
безопасности согласно требований СНиП «Безопасность тру-
да в строительстве». При бурении и заряжании шпуров на
высоте свыше 1,3 м рабочие должны работать с предохрани-
тельными поясами и со страховкой. Передвижные подмости
должны соответствовать требованиям СНиП. При выполне-
нии работ на объекте весь персонал должен быть в защит-
ных касках.
При буровзрывных работах контролируют следующие
параметры:
• длину шпура;
• расстояние между шпурами в ряду и между рядами
шпуров;
• линию наименьшего сопротивления ЛНС;
• длину забойки;
• массу заряда в шпуре.
Допустимые отклонения фактических параметров от про-
ектных. при которых нс производится корректировка про-
ектных параметров или же дополнительные работы по ис-
правлению отклонений, определяются проектом производ-
ства буровзрывных работ. При методе шпуровых зарядов они
обычно составляют:
• длина шпура: +2 см; -1 см;
• длина забойки: +2 см; -I см;
• расстояние между рядами шпуров и шпурами в ряду:
+2 см; —3 см;
40
• ЛНС: +2 см; -2 см;
• масса заряда в шпуре; +0,005 кг; -0,005 кг.
Для бурения скважин используют преимущественно стан-
ки пневмоударного и вращательного бурения. Диаметр сква-
жин — до 160 мм. Основные характеристики некоторых наи-
более применяемых типов станков приведены в табл. 2.5, а
сведения о производительности при бурении этими станка-
ми — в табл. 2.6.
При производстве взрывных работ методом скважинных
зарядов допустимые отклонения фактических параметров от
проектных составляют:
• длина скважины ±(2...3)</, где d — диаметр скважины;
• длина перебура ±(2...3)</;
• расстояние между скважинами ±(2...3)</;
• ЛНС (ЛСПП — линия сопротивления по подошве)
±(2...3М;
• направление бурения ±(3...5) градуса;
• масса заряда в скважине ±(2...4) % проектной массы;
• длина забойки ±(4...5)</.
Взрывные работы на объекте ведут в определенной пос-
ледовательности;
• доставка ВМ на объект;
• заряжание выработок (шпуров, скважин);
• монтаж магистральной сети детонирующего шнура ДШ;
• укрытие мест взрыва;
• отключение электроэнергии, снижение давления в на-
порных трубопроводах;
• подача предупредительного сигнала;
• удаление всех людей, не связанных с взрыванием, за
пределы опасной зоны;
• подсоединение элсктродетонаторов к магистральным
участкам ДШ;
• отход взрывников за пределы опасной зоны:
• проверка сопротивления электровзрывной сети;
• подача боевого сигнала;
• проведение взрыва;
• осмотр места взрыва;
• подача сигнала «Отбой», допуск людей для проведе-
ния работ по разборке раздробленных конструкций.
41
Таблица 2.5
Технические характеристики буровых станков
Марки С1ДНКОВ Диаметр доло га (коронки, резна), мм Тип рабо- чего органа или пне гру- мепга Глу- бина буре- ния. м У гол буре- ния (к вер- тикали), градусы Тип ходовой части Масса стан- ка. т Габаритные размеры, м
высота длина ширина
БТС-150 132-151 Шаро- шечное долото 23 0-30 Гусенич- ный 20 3.6 6,2 3.1
СВБ-2.М 160 Резец н шнек 25 0-30 То же 10 3.1 5.6 2.9
СБУ-ЮОГ 105; 125 Пневмо- ударник 35 0-30 ft 5 2.3 4.0 2.3
СБУ-125 125 То же 24 0-42 tf 8.5 2.6 6.9 3.0
СБ.МК-5 105 /« 35 30-0-14 —"— 3.3 1,6 3.1 1.9
БМК-4М 105 и 35 0-90 Нс само- ходный 0.3 0.6 2.6 4.0
HKP-I00M 105 и 40 0-360 Т о же 0.4 0.7 1.3 0.6
УГБ-50м 135: 180; 230 Резец и шнек 50; 50; 15 0 На базе автомобиля 5.1 3.0 8.0 2.0
УРБ-1В2 135 Т о же 30 0 Гусенич- ный 5.8 2,9 6.6 2.6
Таблица 2.6
Нормативная производительность бурения (.м/ч)
в раиичных группах грунтов
Марки станков Диаметр резиа, м Группа грунтов по классификации СНиП
4 5 6 7 8 9 10 II
БТС-150 0,146 6.3 5.0 3,8 2.8 1.9 1.0 0.6 —
СВБ-2м 0.16 7.1 5,6 3,6 2.2 — — — —
СБУ-100Г 0.105 II.I 10.0 7.1 5,0 3.3 2.1 1.2 0.7
СБУ-125 0.105 Ю.О 7.7 5.9 4.5 3.1 2.3 1.7 1.2
0.125 9.1 7.1 5.6 3.3 2.9 2.0 1.5 I.I
СБМК-5 0.105 12.5 10.0 7.1 5.0 3.2 2.1 1,4 0.9
0,125 8.3 7.1 5.6 4.2 3.1 2.2 1.6 1.2
БМК-4М 0.Ю5 9.1 6.7 5,0 3.6 2.5 1.6 I.I 0,7
УГБ-50м 0.135 12,5 10,0 7,1 — — — — —
Взрывчатые материалы доставляют с расходного склада
на место работ автотранспортом при строгом соблюдении
требований ЕПБ, «Правил перевозки опасных грузов авто-
мобильным транспортом» и «Правил безопасности при пе-
ревозке ВМ автомобильным транспортом». Доставленные на
место работ ВМ должны находиться под охраной. Электро-
детонаторы ЭД. детонирующий шнур и патроны ВВ взрыв-
ники переносят к месту работ в сумках. ЭД переносят от-
дельно. Концевые и магистральные отрезки ДШ и патроны-
боевики нарезают на месте работ.
После заряжания шпуров (скважин) производят мон-
таж сети ДШ. Конец магистрали ДШ выводят в место, удоб-
ное для подсоединения электродстонаторов (при использо-
вании укрытий — за пределы укрытия). Подсоединение ЭД
к магистрали ДШ производят после окончания всех подго-
товительных работ, проверки качества укрытия места взры-
ва. удаления всех людей и механизмов за пределы опасной
зоны и подачи боевого сигнала. Все работы по укрытию мест
взрыва, заряжанию и взрыванию зарядов выполняют только
в светлое время суток.
До начала работ и перед взрывом следует выполнить
замеры наличия блуждающих токов и статического электри-
чества. Для этого замеряют разность потенциалов между ме-
таллоконструкциями у мест размещения зарядов и в месте
расположения минной станции. Для измерения можно ис-
пользовать переносные приборы типа Ц-4312. Ц-4317 и дру-
гие приборы, имеющие достаточные пределы измерения раз-
ности потенциалов постоянного и перемененного тока, а так-
же сигнализаторы блуждающих токов СБТ-1 и СБТ-2 и дру-
гие допущенные Ростехнадзором приборы. Безопасными мож-
но считать электрические заряды, которые создают разность
потенциалов не выше 600 В. Безопасный ток при проверке
не должен превышать 50 мА.
♦ При измерениях прибор с помощью проводов подсоединя-
ют к различным металлическим устройствам, находящимся в зоне
монтажа электровзрывнои сети, которые максимально удалены друг
от друга. Кроме того, провода подсоединяют к металлоконструк-
циям и к металлическому электроду, забитому в грунт на глубину
44
не менее 0.5 м. Если и результате измерений окажется, что значе-
ния тока или напряжения больше допустимых, то следует устано-
вить возможную причину появления блуждающих токов, устра-
нить ее и провести повторную проверку. Результаты замеров акти-
руют.
Охрану опасной зоны на время взрыва осуществляют про-
инструктированные рабочие. Движение пешеходов и транс-
порта по проезжей части улиц при взрывании в черте город-
ской застройки перекрывают силами милиции и ГАИ. Инст-
руктаж лиц охраны опасной зоны осуществляет руководи-
тель взрывных работ. Инструктаж должен быть отражен в
специальном журнале под роспись проинструктированных
лиц.
Ответственность за технику безопасности при производ-
стве взрывных работ на объекте несет организация-исполни-
тель взрывных работ, а при выполнении работ по бурению,
укрытию мест взрыва, подготовительных и вспомогательных
операций — организации, их выполняющие.
Вывод людей, не занятых подготовкой к производству
взрывных работ, за пределы опасной зоны, осуществляет
технический надзор заказчика или подрядчика. Контроль за
выводом людей на время взрыва осуществляет руководитель
взрывных работ.
Перед началом работ по заряжанию шпуров устанавли-
вается запретная зона. Ее размеры (определяются проектом)
должны обеспечивать безопасные условия выполнения ра-
бот по заряжанию шпуров или скважин. Эта зона оцепляет-
ся веревкой и отмечается красными флажками.
При производстве взрывных работ в соответствии с про-
ектом устанавливается опасная зона. Опасная зона вводится
при взрывании с применением электродетонаторов с началом
укладки боевиков; при взрывании ДШ — до начала установ-
ки в сеть пиротехнических реле, а при использовании не-
электрических систем инициирования — с момента подсое-
динения взрывной сети участков к магистральной и до окон-
чания взрывных работ.
Безопасные расстояния для людей при взрывных рабо-
тах на открытой местности следует принимать не менее
45
значений, установленных требованиями ЕПБ. При приме-
нении укрытий мест взрыва допускается уменьшение мини-
мальных безопасных расстояний, предусмотренных ЕПБ. В этом
случае значения безопасных расстояний должны быть обо-
снованы в проекте с учетом конкретных условий взрыва-
ния.
Люди, находящиеся в момент взрыва внутри капиталь-
ных строений, вблизи места производства взрывных работ
(за пределами границы опасной зоны), должны быть удале-
ны от окон на расстояние не менее 3 м.
При производстве взрывных работ на объекте обязательна
подача звуковых сигналов для оповещения людей. Запреща-
ется подача сигналов голосом, а также с применением взрыв-
чатых материалов, В соответствии с ЕПБ установлена опре-
деленная система сигналов.
Первый сигнал — предупредительный (один продол-
жительный), Подается при вводе опасной зоны (после
окончания работ по заряжанию шпуров или скважин и мон-
тажу сети ДШ, перед подсоединением электролетонаторов
к сети ДШ), По этому сигналу все лица, нс связанные со
взрыванием, удаляются за пределы опасной зоны. Охрана
занимает свои посты у мест возможного входа людей в опас-
ную зону.
После удаления людей за пределы опасной зоны и рас-
становки постов охраны взрывники производят монтаж ма-
гистральной сети ДШ, подсоединяют электродетонаторы к
магистральным участкам ДШ, Места соединения проводов
электровзрывной сети и ЭД должны быть тщательно изоли-
рованы.
Второй сигнал — боевой (два продолжительных). По это-
му сигналу по команде руководителя взрывных работ вклю-
чают ток и производят взрыв.
Третий сигнал — отбой (три коротких). Подается после
осмотра места взрыва по указанию руководителя взрывных
работ и означает окончание взрывных работ.
При использовании укрытий мест взрыва первый сиг-
нал разрешается подавать после завершения работ по уста-
новке укрытий.
46
Разрешается подходить к месту взрыва для осмотра толь-
ко после рассеивания пылегазового облака, отсоединения
магистральных концов проводов от взрывной машинки и за-
мыкания их накоротко, но не ранее чем через 5 мин после
взрыва.
Допуск рабочих к месту взрыва для производства после-
дующих работ по разборке взорванных конструкций разре-
шается руководителем взрывных работ только после того,
как им будет установлено, что работа в месте взрыва без-
опасна.
Если при введении в действие взрывной машинки взры-
ва не произошло, то взрывник должен отсоединить магист-
ральные провода от взрывной машинки, концы их накорот-
ко замкнуть, взять с собой ключ от источника тока и только
после этого выяснять причину отказа. Подходить к месту
взрыва в случае отказа можно не ранее чем через 10 мин
независимо от типа применяемых электродетонаторов. Пос-
ле устранения причин отказа следует провести повторное
взрывание.
2.3. ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ
РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ
ПЛОЩАДКЕ
Как уже отмечалось, на строительстве и при реконст-
рукции промышленных предприятий и гражданских соору-
жений буровзрывные работы используются для рыхления
скальных и мерзлых порол, дробления фундаментов, раз-
личных бетонных и железобетонных конструкций, обруше-
ния зданий, сооружений, дымовых и вентиляционных труб,
водонапорных башен, в том числе напраазенного обруше-
ния, для создания проемов в стенах, резки металлоконст-
рукций. разрушения железобетонных и металлических ем-
костей, при капитальном и технологическом ремонте ме-
таллургических печей и др.
В процессе подготовки и производства работ по разруше-
нию строительных конструкций должны выполняться:
• обследование конструкций и конструктивных элемен-
тов, подлежащих разборке;
47
• изучение и согласование условий производства работ
по разрушению конструкций;
• обследование окружающих охраняемых объектов и при-
нятие решений по их защите;
• составление технического задания на проектирование
и производство буровзрывных работ по разрушению
строительных конструкций;
• состаазение проекта производства работ; рассмотре-
ние, утверждение и согласование ППР со всеми за-
интересованными организациями;
• получение разрешения на производство буровзрывных
работ от органов Ростехнадзора;
• остановка производства, демонтаж оборудования, ос-
вобождение подходов к месту производства взрывных
работ;
• отделение разбираемых фундаментов от примыкания
к колоннам, окопка фундаментов, отсечка обрушае-
мых частей зданий от примыкания к сохраняемым
конструкциям;
• разметка мест расположения шпуров или скважин и
их бурение;
• проверка наличия блуждающих токов;
• изготовление укрытий мест взрыва и зашиты охраня-
емых объектов;
• доставка ВМ на место работ;
• оцепление запретной зоны и вывод людей, не свя-
занных с подготовкой взрыва, за ее пределы;
• заряжание выработок;
• остановка технологического оборудования, отключе-
ние электросетей, снижение давления до I атм в на-
порных трубопроводах в пределах опасной зоны взрыва;
• монтаж взрывной сети и укрытие мест взрыва защит-
ными укрытиями;
• оцепление опасной зоны взрыва;
• монтаж пиротехнических реле, подсоединение элек-
тродетонаторов (капсюлей-детонаторов) к сети ДШ;
• производство взрыва;
• осмотр места взрыва и разрушенных конструкций, про-
верка полноты срабатывания зарядов;
48
• разборка разрушенных конструкций.
Техническое задание на проектирование и производство
буровзрывных работ на строительной площадке должно со-
держать все необходимые данные для проектирования БВР
на объекте или строительной плошадке. Оно должно быть
утверждено и согласовано в установленном порядке.
При ведении работ по дроблению взрывом железобетонных
фундаментов и других конструкции в цехах в техническом за-
дании следует указывать условия проведения работ в подго-
товительный период и при остановке производственного
процесса, время проведения работ, виды укрытий и их на-
личие, возможные места хранения сменного запаса ВМ на
месте работ, маршруты движения спецмашины и взрывни-
ков по цеху.
При ведении взрывных работ по обрушению зданий, соору-
жений, валке труб и т.п. приводятся конструктивные дан-
ные, план конструкции на уровне подбоя и необходимые
разрезы, указывается направление валки (если оно задается
заранее до разработки ППР). В задании указываются также
источник и наличие финансирования работ, применяемые
районные и льготные коэффициенты к расчету зарплаты, обо-
снование их применения.
При взрывании сезонно- и многолетнемерзлых грунтов в за-
дании должны быть указаны сведения о температуре грун-
та, глубине промерзания сезонномерзлого грунта или отта-
ивания деятельного слоя многолстнемерзлого грунта, о пла-
нируемых сроках разработки взорванного грунта.
К заданию на проектирование прилагаются:
• ситуационный план объекта работ с нанесенными зда-
ниями, сооружениями, дорогами, наземными и под-
земными коммуникациями, линиями электропередач
и другими промышленными и гражданскими объек-
тами в районе производства взрывных работ;
• перечень и характеристики охраняемых сооружений,
объектов, коммуникаций:
• проект организации строительства (выписка из про-
екта);
• строительные чертежи разрушаемых конструкций,
планы, разрезы;
49
• сметы (выписки из смет) на выполняемые работы;
справка о финансировании работ:
• другие необходимые материалы и чертежи.
Проект производства буровзрывных работ должен содер-
жать следующие обязательные разделы:
а) общая часть содержит исходные данные об объекте
производства работ, сроках выполнения работ и т.п.;
б) техническая часть содержит: решение задания; крат-
кое описание и обоснование принятого технического ре-
шения; основные решения по расчету зарядов с расчетны-
ми формулами и их обоснование; расчет зарядов; способы
взрывания с расчетами и схемами взрывных сетей; обосно-
вание безопасных режимов взрывания; меры безопасности;
в) организация буровзрывных работ, включающая в себя
работы по бурению скважин и шпуров, укрытию мест взры-
ва, заряжанию, забойке и производству взрыва с учетом всех
технологических операций;
г) сметная документация и технико-экономические по-
казатели.
Расчеты и обоснование затрат труда, оборудования и
материалов должны соответствовать утвержденным респуб-
ликанским или ведомственным или технически обоснован-
ным местным нормам.
Проект иллюстрируется следующими основными черте-
жами:
• ситуационным планом местности в районе взрыва с
нанесенными охраняемыми объектами, наземными
и подземными коммуникациями, границей опасной
зоны и постами оцепления опасной зоны;
• рабочими чертежами в плане и разрезе;
• расположением скважин, шпуров, накладных или не-
контактных зарядов;
• конструкцией зарядов;
• схемой взрывной сети;
• устройством укрытия мест взрыва и охраняемых объек-
тов;
• другими чертежами (общими и деталировочными), ко-
торые конкретизируют и уточняют техническое ре-
шение.
50
Проект утверждается в установленном порядке. Проект
и условия производства взрывных работ согласовываются со
всеми заинтересованными организациями (владельцем объек-
та взрывных работ при производстве работ на условиях суб-
подряда, владельцами и эксплуатирующими организациями
зданий, сооружений и коммуникаций, попадающих в гра-
ницы опасной зоны при производстве работ, администра-
цией населенных пунктов и т.п.). Утвержденная и согласо-
ванная проектная документация вместе с соответствующим
заявлением представляется в местные органы Ростехнадзора
для получения разрешения на производство взрывных ра-
бот.
По требованию органов Ростехнадзора осуществляется
экспертиза проекта на предмет обеспечения достаточных
условий безопасности взрывных работ на объекте. Эксперти-
зу проводят организации, имеющие соответствующую ли-
цензию и аккредитацию Ростехнадзора.
Экспертиза промышленной безопасности производства
взрывных работ на объекте. Осуществляется в соответствии с
«Правилами проведения экспертизы промышленной безо-
пасности» и «Положением о порядке утверждения заключе-
ний экспертизы промышленной безопасности», утвержден-
ными Ростехнадзором.
Проведение экспертизы заключается в установлении пол-
ноты, достоверности и правильности представленной инфор-
мации, соответствия ее стандартам, нормам и правилам про-
мышленной безопасности.
Экспертная организация приступает к проведению экс-
пертизы только после получения комплекта необходимых
материалов и документов в полном объеме в соответствии с
требованиями действующих нормативных технических доку-
ментов.
Для проведения экспертизы заказчик должен предста-
вить следующие сведения:
• данные о заказчике, разработчике проектной доку-
ментации, исполнителе работ и объекте экспертизы;
• проектную и другую документацию, необходимую для
проведения экспертизы безопасности производства
взрывных работ на объекте;
51
• акты испытаний и результаты опытных работ (в слу-
чае необходимости).
На основании рассмотрения представленной докумен-
тации решается вопрос о выдаче положительного или от-
рицательного заключения экспертизы. В случае принятия
решения о выдаче отрицательного заключения заказчику
представляются обоснованные выводы о необходимости до-
работки представленной проектной и иной документации
с учетом замечаний и предложений экспертизы. После уст-
ранения замечаний и переработки проектной документа-
ции она представляется на повторную экспертизу.
Результаты проведенной экспертизы оформляются в виде
заключения, которое содержит:
• наименование заключения экспертизы;
• вводную часть, включающую в себя основание для про-
ведения экспертизы, сведения об экспертной орга-
низации, экспертах и наличии лицензии на право про-
ведения экспертизы безопасности;
• перечень объектов экспертизы, на которые распрост-
раняется действие заключения экспертизы;
• данные о заказчике;
• цель экспертизы;
• сведения о рассмотренных в процессе экспертизы до-
кументах;
• краткую характеристику и назначение объекта экспер-
тизы;
• результаты проведенной экспертизы;
• заключительную часть с обоснованными выводами, а
также рекомендации по техническим решениям и про-
ведению компенсирующих мероприятий;
• приложения, содержащие перечень использованной
при экспертизе нормативной технической и методи-
ческой документации.
Заключение экспертизы подписывается руководителем
экспертной организации, заверяется печатью и передается
заказчику.
♦ Заказчик передает заключение экспертизы на утверждение
в территориальные органы Ростехнадзора вместе с сопроводитель-
52
ны.м письмом и комплектом документов для получения разреше-
ния на производство взрывных работ на объекте. Заключение экс-
пертизы регистрируется в специальном журнале. Регистрационный
номер проставляется на титульном листе заключения экспертизы.
Заключение экспертизы рассматривается в соответствии со специ-
фикой объекта экспертизы. По результатам рассмотрения органы
Ростехнадзора принимают решение об утверждении заключения
экспертизы и выдаче разрешения на производство взрывных работ
или отказе. Окончательное решение об утверждении или об отказе
в утверждении заключения экспертизы принимает руководитель
или заместитель руководителя территориального органа Ростех-
надзора.
Все изменения и дополнения, вносимые в проект, ут-
верждаются ответственным представителем организации,
производящей буровзрывные работы, и в случае необходи-
мости должны согласовываться в установленном порядке с
проектной организацией и контролирующими органами.
Перед производством взрывных работ составляется рас-
порядок проведения взрыва, который утверждается руково-
дителем (главным инженером) предприятия, в ведении ко-
торого находится объект взрывных работ, и руководством
генподрядчика (при выполнении работ на основе субподря-
да) и организации-производи тел я взрывных работ. В распо-
рядке указываются мероприятия и ответственные исполни-
тели по обеспечению безопасного производства взрывных
работ. На основании утвержденного распорядка проведения
взрыва издается совместный приказ на проведение взрыва.
Производство взрывных работ должно выполняться в
строгом соответствии с проектом и при соблюдении требо-
ваний ЕПБ.
При планировочных работах, разработке траншей, кот-
лованов, взрывании мерзлых грунтов генподрядчик обязан
до начала взрывных работ произвести планировку площад-
ки, разбивку на местности плана или трассы сооружения,
на косогорах устроить полки для размещения бурового обо-
рудования. перенести инженерные коммуникации, линии
электропередач и связи и т.п.
♦ Скважины и шпуры по окончании бурения следует зак-
рывать пробками для предохранения от засорения и обрушения.
53
В необходимых случаях следует зашиишть скважины обсадными
трубами от обрушения и заиливания. Заряжание скважин вслед
за бурением допускается только по согласованию с органами
технического надзора.
Необходимость обеспечения сохранности законтурного
массива выработок устанавливается проектом сооружения.
Величина защитного слоя и методы взрывных работ, обес-
печивающие требуемую степень сохранности законтурного
массива, устанаативаются в проекте организации строитель-
ства (ПОС) и уточняются в проекте производства БВР.
Защитный слой следует разрабатывать, как правило,
механическим способом. В отдельных случаях допускается
дополнительное рыхление грунта зарядами ВВ при макси-
мальном диаметре скважин 0,11 м. При этом запрещается
перебур шпуров (скважин) за пределы проектного конту-
ра выемки. Для обеспечения проработки подошвы рабоче-
го уступа применяют сгущенную сетку расположения сква-
жин.
При глубине выемок более 2 м рыхление скальных грун-
тов следует производить не менее чем в два слоя, нижний
из которых является защитным. Верхний слой допускается
разрабатывать скважинными зарядами. Защитный слой в ос-
новании выемок разрабатывается в два яруса, причем бу-
ровзрывные работы в верхнем ярусе производят только шпу-
ровыми зарядами. Второй ярус, мощностью 7... 12 диаметров
шпурового заряда, но не менее 20 см, разрабатывают без
применения взрывных работ. В некоторых случаях, по спе-
циальному согласованию, допускается разборка нижнего
яруса защитного слоя с помощью взрыва шпуровых зарядов.
При глубине выемок менее 2 м их разработка произво-
дится в один слой.
При отработке откосов выемок применяется контурное
взрывание по метолу предварительного шелеобразования.
Методы и параметры взрывных работ уточняют в ходе
их производства, а также специальными опытными и мо-
лельными взрывами.
Уточнения, не вызывающие нарушения проектных очер-
таний выемки, снижения качества рыхления, увеличения
54
ущерба охраняемым сооружениям и коммуникациям, регу-
лируются корректировочным расчетом без изменения про-
ектной документации, В случае необходимости, внесение из-
менений в проектную документацию производится по со-
гласованию с утвердившей ее организацией.
Взрывные работы в стесненных условиях населенных
пунктов и строительных плошадок могут вестись методом
шпуровых или скважинных зарядов. При велении взрывных
работ на строительных площадках в непосредственной бли-
зости от охраняемых объектов необходимо принимать спе-
циальные меры зашиты от разлета кусков взорванного мате-
риала, от действия сейсмических и ударных воздушных волн,
а также учитывать возможность проникновения ядовитых
газов взрыва в помещения,
2.4. ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ВАЛКЕ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ
Здания и сооружения обрушаюз в заданном направле-
нии, на свое основание или на свое основание с приданием
заданного направления палению подбитых конструкций. Зда-
ния или сооружения со сплошными капитальными стена-
ми, делящими их внутри на секции, можно обрушать по
частям. С помошью взрывов можно производить полное или
частичное обрушение зданий. В последнем случае между сно-
симым и сохраняемым зданиями (или частями здания) пред-
варительно образуют шель.
Кирпичные (каменные) здания и здания из сборных же-
лезобетонных конструкций можно обрушать как направлен-
но, так и на свое основание. Сооружения из монолитного
железобетона обрушают направленно. При направленном
обрушении здания или сооружения длина развала в направ-
лении падения сооружения не превышает по величине пол-
торы его высоты, а ширина развала в стороны от направле-
ния падения — одной трети высоты (рис, 2.1 а. 6).
При обрушении здания или сооружения на свое ос-
нование обычно высота развала не превышает одной тре-
55
Рис. 2.1. Площадь разняла конструкций при направленном
обрушении сооружения (а, б) и при обрушении на свое основание (в, г):
а, в — вил сбоку; б, г — вид сверху;
/— направление обрушения: 2— объект сноса; 3 — развал
обрушенных конструкций; 4 — площадь развала обломков;
а — дальность развала; d — ширина сооружения; Л — длина
сооружения; //— высота сооружения
ти, а ширина развала — половины высоты стен (см. рис.
2.1 в, г). Поэтому при обрушении сооружений необходимо
обеспечить достаточную площадку, а окружающие место
взрыва охраняемые объекты должны быть укрыты или
защищены.
До начала работ руководитель взрывных работ должен
пронести обследование технического состояния обрушасмо-
го сооружения. Должны быть выявлены и отмечены имею-
щиеся в стенах и колоннах пустоты и металлические связи.
56
Они должны быть учтены при разработке проекта. Если пус-
тоты будут обнаружены в процессе бурения, то заряжание
зарядов в этом месте запрещается. При обрушении аварий-
ных зданий предварительно необходимо провести оборку
нависающих кусков, падение которых представляет собой
опасность для работающих людей. В необходимых случаях ус-
траивают защитные козырьки.
В проекте производства работ по обрушению зданий и
сооружений, выполняемых в стесненных условиях, дол-
жен быть выполнен расчет сейсмического воздействия,
обусловленного падением сооружения на грунт, и разра-
ботаны соответствующие меры по защите охраняемых
объектов. Для уменьшения сейсмического воздействия под-
земные коммуникации засыпают дополнительно слоем
грунта, а в плошади паления подбитых конструкций уст-
раивают грунтовые валы или деревянные (бревенчатые)
платформы.
Основной метод производства взрывных работ при об-
рушении зданий и сооружений — метод шпуровых зарядов.
Возможно также использование метода накладных зарядов.
Бурение шпуров в стенах производят, как правило, из-
нутри здания. В наружных стенах шпуры следует располагать
между оконных проемов. Направление бурения шпуров в сте-
нах следует принимать таким, чтобы избежать подбоя сети
ДШ при взрыве зарядов предыдущей группы при короткоза-
медленном взрывании.
♦ При расположении шпуров в наружных стенах между окон-
ных проемов нижний ряд шпуров бурят на уровне низа оконных
проемов. В этом случае снижается расход ВМ и, соответственно,
уменьшается воздействие вредных эффектов, сопровождающих
взрывы.
Работы по укрытию зоны подбоя стен здания с наруж-
ной стороны производят в полном объеме до начала работ
по заряжанию шпуров. Перед взрывом следует открыть окна
в ближайших строениях для уменьшения вероятности по-
вреждения застекления, а оконные проемы закрыть плен-
кой, тканью или бумагой для предотвращения попадания
пыли внутрь помещений.
57
Если после взрыва обрушение здания не произойдет,
произойдет частично или подбитые конструкции зависнут,
то следует оградить опасный участок в зоне возможного па-
дения конструкций веревкой с красными флажками, на под-
ступах выставить посты охраны и предупредительные над-
писи, запрещающие подход к опасной зоне. Осматривать за-
висшие объекты в этом случае следует за пределами опас-
ной зоны. На основании результатов обследования необхо-
димо разработать мероприятия по ликвидации возникшей
ситуации.
2.5. ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
В ДЕЙСТВУЮЩИХ ЦЕХАХ
При производстве взрывных работ в действующих цехах
особое внимание должно быть уделено обеспечению безо-
пасности людей и действующих объектов. Взрывание зарядов
в обязательном порядке должно осуществляться с укрытием
мест взрыва. В зоне взрывных работ укрытию также подле-
жат оконные проемы в стенах, наружные трубопроводы, элек-
трокабели и другие коммуникации.
Взрывание фундаментов и других конструкций произво-
дится электрическим способом или с помощью детонирую-
щего шнура. Огневым способом разрешается инициировать
магистраль ДШ или взрывать только один заряд. При ис-
пользовании электродетонаторов необходимо отключать элек-
троэнергию в радиусе, исключающем воздействие электри-
ческого тока (в том числе и блуждающих токов) на электро-
взрывную сеть. Провода и их сростки должны иметь исправ-
ную изоляцию.
В цехах с высокой насыщенностью металлом и электро-
кабелями. а также в случаях, когда невозможно отключить
электроэнергию в районе работ, перед началом производ-
ства взрывных работ следует выполнить замеры блуждающих
токов и убедиться в их отсутствии.
♦ Замеру подлежи! разность потенциалов, создаваемая блуж-
дающими токами. Разность потенциалов замеряют между разны-
ми металлическими частями конструкций у мест размещения за-
58
рядов и в месте расположения минной станции, а также между
металлоконструкциями и грунтом.
Измерения проводятся каждый раз перед началом взрыв-
ных работ. Результаты замеров блуждающих токов актируют
(примерный образец акта приведен на рис. 2,2) или заносят
в специальный журнал. В цехах, где возможно наличие блуж-
дающих токов, взрывание производят с помощью ДШ и за-
жигательной трубки.
При дроблении фундаментов и прочной кладки вблизи
котлов и трубопроводов, находящихся под давлением, пос-
леднее должно быть понижено до I атм. Если невозможно
снизить давление в котле или в трубопроводе, то необходи-
мо их надежно укрыть. При взрывании вблизи агрегатов боль-
шой сложности последние на время взрывания должны быть
остановлены.
2.6. ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
ПО МЕТАЛЛУ
Дробление металла и металлических конструкций раз-
решается производить на особых площадках, полигонах
или в бронсямах, а также на месте их первоначального
нахождения при наличии специального проекта, предус-
матривающего безопасность работ. Проект должен быть
утвержден главным инженером вышестоящей организа-
ции.
Для перебивания металлических конструкций приме-
няют методы наружных и шпуровых зарядов. Эти работы
целесообразно вести с применением взрывчатых веществ
большой мощности и повышенной плотности (тротило-
вые шашки, кумулятивные заряды и др.).
Наружные заряды применяют при перебивании фасон-
ных или составных конструкций, металлических листов и
т.п. толщиной не более 15 см. Их используют также для под-
боя несущих металлических конструкций при обрушении
сооружений. Наружные заряды должны быть по возможнос-
ти прикрыты со всех сторон слоем песка или другого инерт-
ного материала.
59
АКТ ЗАМЕРА БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ
при производстве взрывных работ
место
дата
Мы. нижеподписавшиеся.
провели замеры наличия блуждающих токов при производстве
взрывных работ_________________________________
Измерения проводились прибором№
Результаты измерений
Место измерения
Показания прибора
Выполненные измерения свидетельствуют о допустимых зна-
чениях блуждающих токов и возможности использования при про-
изводстве взрывных работ электродетонаторов нормальной чув-
ствительности.
Подписи:
Рис. 1.1. Примерный образец
акта замера блуждающих токов
При толшине перебиваемой металлоконструкции более
15 см используют шпуровые заряды. Шпуры в металле выс-
верливают или прожигают при помоши кислородного копья.
Шпуры, прожженные в металле при помоши кислорода,
перед заряжанием должны охлаждаться водой до темпера-
60
туры не выше 80 °C, шлаки и металл должны быть с конст-
рукции счищены. При взрывании металлоконструкций обя-
зательна проверка наличия блуждающих токов.
Для защиты от статического электричества провода элек-
тровзрывной сети должны подвешиваться в воздухе на крон-
штейнах или укладываться на подкладках во избежание ка-
сания металлических частей. Магистральные проводы следу-
ет располагать вплотную друг к другу. Для изоляции контак-
тов концевиков элсктродетонаторов и проводов магистраль-
ной сети следует применять шахтные зажимы. При монтаже
сети магистральные провода должны быть закорочены, а
места скрутки проводов нс должны соприкасаться с метал-
лом или с грунтом.
При одновременном дроблении металлоконструкций не-
сколькими зарядами взрывание их может производиться толь-
ко с применением электролетонаторов или детонирующего
шнура.
2.7. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ И МЕРЫ
БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УСТАНОВКЕ
УКРЫТИЙ
Защитные укрытия различных конструкций применя-
ют при производстве взрывных работ в стесненных услови-
ях в случае нахождения в пределах опасной зоны по разле-
ту кусков и действию ударных воздушных волн различных
зданий и сооружений, линий электропередач и связи, ин-
женерных коммуникаций, магистралей и других охраняе-
мых объектов.
Взрывные работы с применением защитных укрытий
должны осуществляться в соответствии с утвержденным и со-
гласованным в установленном порядке проектом производства
буровзрывных работ, в котором должны быть дополнитель-
но обоснованы и приведены:
• тип применяемых укрытий и механизмов для их уста-
новки;
• расчет параметров укрытий, их количество, способ
и число зарядов в серии для принятых типов укры-
тий;
61
• допустимые отклонения фактических параметров от
предусмотренных проектом;
• организация буровзрывных работ и дополнительные
меры безопасности в случае применения укрытий;
• границы опасной зоны при производстве взрывных
работ с использованием укрытий.
Применяемые защитные укрытия должны полностью ис-
ключать повреждения охраняемых объектов за пределами ус-
тановленной проектом опасной зоны.
Конструктивно укрытия могут выполняться в виде раз-
личных щитов, сеток, ло кал и заторов, домиков, арок, ма-
тов и др, Изготаативаются укрытия из различных металли-
ческих и железобетонных конструкций, досок, бревен, реже
из мешков с песком, капроновых сетей и др. Тип применяе-
мых укрытий при производстве взрывных работ в стеснен-
ных условиях определяется содержанием этих работ и усло-
виями их осуществления и обосновывается в проекте произ-
водства взрывных работ. Защитные укрытия подразделяют
на сплошные и газопроницаемые.
Классификация укрытий и область их применения при
взрывных работах приведены в табл, 2.7. Перед производством
работ укрытия подлежат обязательному осмотру и испыта-
нию. Обязательным испытаниям подлежат укрытия арочного
и коробчатого типов, все виды локализаторов, а также плос-
кие укрытия, имеющие сварные соединения.
Испытания могут производиться как на специальном по-
лигоне, так и на месте ведения взрывных работ (по согласо-
ванию с горно-технической инспекцией). Испытания зак-
лючаются в трехкратном взрывании зарядов максимальной
расчетной массы при минимальной глубине их заложения.
При испытаниях к укрытиям предъявляются следующие
требования:
• отсутствие повреждений;
• исключение опрокидывания;
• соблюдение предусмотренных в проекте радиусов опас-
ных зон по разлету кусков и действию ударных воз-
душных волн УВВ.
Испытания должны проводиться и после капитального
ремонта укрытий. Результаты испытаний оформляются ак-
62
Таблица 2.7
Классификация и область применения
укрытий мест взрыва
Тип укрытия Область применения
Укрытия (еплош Металлические листы, щиты Щиты из бревен и досок Укрытия коробчатого типа («колпаки», арки, «домики») Укрытия из нетканпого материала Метки с песком Насыпной грунт Укрытия Металлические (панцирные) сетки, сетки «Рабица», различные решетки Сетки из синтетических материалов Коробчатые сетчатые укрытия Арочные (перфорированные) укрытия ныв) газонепроницаемые Для укрытия горизонтальных. вертикальных и наклонных поверхностей при большом объеме работ То же, при небольшом объеме работ При разовом взрывании небольших объемов и выполнении большого объема работ 11ри взрывании шпуровых зарядов в труднодоступных местах При малых объемах работ в трудно- доступных местах Т о же газопроницаемые При малой мощности взрываемого слоя, при нелимптировании по действию УВВ При малой мощности взрываемого слоя большой плошали При разовом взрывании небольших объемов 11 ри большом объеме работ
том, в котором делается вывод о пригодности укрытий для
использования в условиях, предусмотренных проектом.
Осмотр укрытий проводится перед завозом ВВ на объект,
после установки укрытий на взрываемой поверхности, пос-
ле каждого взрыва. При обнаружении неисправностей укры-
тия руководитель взрывных работ немедленно останавлива-
63
ет работы с использованием укрытий и принимает меры по
устранению неисправностей.
Все виды работ по укрытию мест взрыва должны вестись
только в присутствии руководителя взрывных работ, кото-
рый должен до начала работ проинструктировать под роспись
в журнале инструктажа всех лиц, занятых на указанных ра-
ботах, о мерах безопасности.
Инициирование зарядов ВВ под защитными укрытиями
следует вести только с помощью ДШ. Монтаж взрывной сети
должен производиться в два этапа: первый — до размещения
укрытий над местом взрыва; второй — после установки укры-
тий над взрываемой поверхностью. До размещения укрытий
взрывная сеть может монтироваться только из ДШ. При этом
концы ДШ, к которым затем подсоединяют средства иници-
ирования (ЭД, КД. КЗДШ, ЭДКЗ), должны быть выведены
за пределы площади, над которой будет размещаться укры-
тие. Располагать под укрытиями средства инициирования,
кроме ДШ, не допускается, за исключением случаев, когда
монтаж взрывной сети производится под уже установленны-
ми над местом взрыва укрытием из якорных цепей, а также
укрытиями арочного или коробчатого типа. Средства иници-
ирования к ДШ подсоединяют после установки укрытий.
По окончании работ по установке укрытий все грузо-
подъемные механизмы и обслуживающий их персонал дол-
жны быть выведены за пределы опасной зоны в заранее на-
меченное место. Грузоподъемные механизмы, используемые
для передвижки и установки укрытий, должны быть в ис-
правном состоянии, а обслуживающий их персонал — обу-
чен и аттестован.
При установке укрытий грузоподъемными кранами в со-
ответствии с «Руководством по безопасной эксплуатации
автомобильных грузоподъемных кранов при производстве
работ по возведению защитных укрытий мест взрыва'» долж-
ны соблюдаться определенные требования.
♦ Владелец подъемного крана должен назначить из числа сво-
их ИТР ответственное лицо за безопасное производство работ по
установке укрытий над местом взрыва. При этом ИТР владельца
крана обязан:
64
- организовать ведение работ грузоподъемным краном в со-
ответствии с проектом производства взрывных работ:
- непосредственно руководить работами по перемещению ук-
рытий над местом взрыва.
Выполнение этих работ производится при обязательном при-
сутствии руководителя взрывных работ.
Место производства работ по установке укрытий должно быть
хорошо освещено. При недостаточном его освещении, сильном сне-
гопаде или тумане, а также в случаях, когда крановщик плохо
различает сигналы стропальщика или перемещаемое укрытие, ра-
бота крана должна быть незамедлительно прекращена.
При работе двух и более стропальщиков один из них назнача-
ется старшим. Стропальщики и крановщик подчиняются лицу, вы-
деленному в качестве ИТР владельца крана.
Грузоподъемный кран должен быть установлен так, чтобы ис-
ключить возможность его случайного наезда на заряды и взрыв-
ную сеть. Для строповки должны применяться стропы, соответ-
ствующие массе укрытия.
Запрещается производить подъем, опускание, перемещение
укрытий при нахождении под ними людей. Стропальщик может
находиться возле укрытия во время его подъема и опускания,
если укрытие находится на высоте нс более I м от уровня пло-
щадки, на которой работает стропалыиик.
Опускание укрытий необходимо производить при минимально
допустимой скорости для данного грузоподъемного механизма. На
высоте не менее 0.3 м от установленных на взрываемой поверх-
ности подкладок опускание приостанавливается и выполняется
регулировка положения укрытия.
При установке укрытия автомобильным грузоподъемным кра-
ном не допускается:
- подъем укрытия, находящегося в неустойчивом положении
или подвешенного за один рог двурогого крана;
- оттягивание укрытий во время подъема, перемещения и
опускания; для разворота укрытий во время их подъема
или перемещения должны применяться крючья соответ-
ствующей длины;
- выравнивание поднимаемого или перемещаемого укрытия
собственным весом стропальщика, а также поправка стро-
пов на весу.
Работы по укрытию мест взрыва мелкодисперсным грун-
том выполняются в определенной последовательности:
65
• вручную отсыпается и планируется дорожка из грун-
та шириной не менее 0.2 м, на которую укладывается
магистральная сеть ДШ;
• концевые отрезки ДШ от зарядов соединяются с ма-
гистралью. укрываются бумагой от мешков с ВВ или
досками и присыпаются вручную слоем грунта тол-
щиной не менее 5 см;
• средства механизации перемешают в район располо-
жения укрытия и производится отсыпка грунта ук-
рытия.
Мелкодисперсный грунт для укрытия должен быть за-
везен в необходимом количестве и размешен в отвалах за
пределами взрываемой плошади до начала заряжания.
Механизмы, используемые при укладке и перемещении
грунта, должны быть в технически исправном состоянии.
Выбор применяемых средств механизации и порядок отсып-
ки определяются проектом производства работ. Рабочая зона
механизмов вблизи зарядов, в пределах которой допускает-
ся их передвижение, обозначается предупредительными зна-
ками.
При использовании экскаватора-грейфера или крана с
грейферной оснасткой разгрузка грунта из грейфера должна
производиться на высоте 1,0—1.5 м от укрываемой поверх-
ности. В первую очередь выполняется отсыпка на ширину
ленты грунта, укрывающего взрывную сеть, затем заполня-
ется пространство между рядами зарядов.
При использовании бульдозера одновременному укры-
тию подлежат не более двух рядов зарядов. При этом, в зави-
симости от ширины укрываемой плошади, бульдозер может
работать с одной или с двух сторон. В первом случае сеть
ДШ выводится за пределы укрываемой площади по направ-
лению перемещения грунта. При работе бульдозера с двух
сторон магистральная сеть ДШ прокладывается вдоль рядов
зарядов.
♦ При устройстве укрытия в первую очередь перемешают
грунт слоем не менее 0,5 м. Затем последовательными слоями
производят наращивание укрытия до требуемой высоты. Отвал
бульдозера устанавливается без заглубления его ниже опорной
66
поверхности гусениц, чтобы исключить перемещение ранее уло-
женного грунта. Работа бульдозера может производиться только н
присутствии ответственного лица.
2.8. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ
РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ДОРОГ
При разработке скальных выемок на строительстве зем-
ляного полотна дорог применяют способы взрывания грун-
тов на рыхление, выброс, сброс и обрушение.
Способы взрывания при разработке скальных выемок
выбираются исходя из условий рельефа местности и распре-
деления объемов земляных (скальных) масс по выемкам и
насыпям, расположения сооружений и коммуникаций вблизи
места взрыва, а также сохранности окружающей среды.
При поперечном уклоне местности до 40° применяют,
как правило, взрывы на рыхление и выброс, а в случаях
сооружения полувысмок па косогорах с углом откоса более
40° — взрывы на рыхление, сброс и обрушение.
При составлении ППР необходимо предусматривать про-
ведение средствами организаций, выполняющих земляные
работы, следующих видов работ:
• устройство временных подъездных и внутриобъект-
ных дорог;
• устройство временных водоотводных капав;
• уборку нескального грунта (вскрыши);
• нарезку технологических рабочих полок требуемой ши-
рины в условиях косогоров и прижимов;
• устройство рабочих площадок ;шя установки машин
и механизмов;
• зачистку откосов выемок (полувысмок) до проектно-
го очертания после разработки каждого взорванного
слоя грунта.
В ППР по сооружению земляного полотна на крутых и
отвесных косогорах и прижимах для образования пионер-
ных троп необходимо предусматривать привлечение ген-
подрядчиком специальных субподрядных бригад (органи-
заций) альпинистов для выполнения буровых, взрывных и
67
других работ на склонах круче 40°, обученных безопасным
методам их выполнения в горных условиях с применением
альпинистских приемов, скалолазного оборудования, обуви
и т.п. и соответствующих буровых средств. До образования
пионерных троп должно быть предусмотрено выполнение
работ по ликвидации вышерасположенных опасно нависа-
ющих и слабодержащихся участков и кусков породы или
отдельностей.
♦ Для образования ненарушенных откосов при устройстве вы-
емок и полувыемок следует применять специальные технологии
взрывных работ. Откосы крутизной 1:0.2 следует получать методом
контурного взрывания; откосы заложением 1:0,5 целесообразно
выполнять с использованием наклонных откосных скважин.
При применении контурного взрывания следует про-
ектировать очертания выемок (полувыемок) с увеличени-
ем ширины рабочей площадки по каждому ярусу выемки
для станков БТС-75 не менее 1,4 м. для станков БТС-150,
СБШ-160 — не менее 2,0 м.
Объем работ по зачистке бортов и дна выемок принима-
ется по табл. 2.8.
При проектировании крутизны откосов в коренных сла-
бовыветрелых и слаботрещиноватых скальных грунтах
(5ж>600 кгс/см2, блочность > 0,5 м) и в с ил ыютре шипова-
тых грунтах (блочность < 0,5 м) следует руководствоваться
данными табл. 2.9.
При разработке скальных выемок с применением бу-
ровзрывных работ недобор в откосах выемок не должен
Таблица 2.8
Объем работ по зачистке бортов и дна выемок
в зависимости от способа ведения работ и группы грунтов,
% от профильного объема выработки
Способы ведения работ Группа грунтов но СНиП
4ч 5 6 7 8 9+11
Шпуровыми зарядами 1 2 3 4 5
Скважинными зарядами 2 4 5 6 7
Камерными зарядами 3 5 6 7 8
68
Таблица 2.9
Крутизна откосов при разработке выемок и полувыемок
Грунты, блочность 11нженерно-гео.тогические условия 1:» Н. м
Слабовыветрелые, Отсутствие выдержанных систем поверхностей ослабления. 1:0,2 35...40
слаботрещинова- направленных в сторону откоса под углом 30—35° Заполнитель 1:0,5 40
тые; трещин отсутствует
блочность > 0,5 м Наличие выдержанных систем поверхностей ослабления. 1:0,5 20
направленных в сторону откоса под углом 30-35°. Заполнитель трещин отсутствуег 1:0.75 1:1 20... 30 30
Наличие выдержанных систем поверхностей ослабления. 1.0,5 10
направленных в сторону откоса под углом 30—35°. Имеется 1:0,75 1:1 10...15
заполнитель трещин 15
Сильнотрещинова- Отсутствие неблагоприятно ориентированных систем 1:0.5 <30
тые; поверхностей ослабления и заполнителя трещин 1:О,75 >30
блочность 03...0,5 м Отсутствие неблагоприятно ориентированных систем 1:0,5 <15
поверхностей ослабления при наличии заполнителя трешин 1:0,75 1:1 15.„20 >20
Наличие неблагоприятно ориентированных систем поверхностей 1:0,5 <20
ослабления. Заполнитель трещин отсутствует 1:0.75 1:1 20...30 >30
Наличие неблагоприятно ориентированных систем поверхностей 1:0,5 <10
ослабления при наличии заполнителя трещин 1:0,75 1:1 10...15 >15
Продолжение табл. 2.9
Грунты, блочность 11нженерно-геолотческпе условия 1л Н. м
Сильнотрещиноватые; блочность 03...0,5 м Отсутствие неблагоприятно ориентированных систем поверхностей ослабления и заполнителя трещин 1:0,5 1:0,75 <25 25
Отсутствие неблагоприятно ориентированных систем поверхностей ослабления при наличии заполнителя трещин 1:0,5 1:0,75 1:1 < 15 15...20 >20
Наличие неблагоприятно орие1ггированных систем поверхностей ослабления. Заполнитель трещин отсутствует 1:0,5 1:0,75 1:1 <20 20...30 >30
Наличие неблагоприятно ориентированных систем поверхностей ослабления при наличии заполнителя трещин 1:0.5 1:0.75 1:1 < 10 10...15 > 15
превышать 10 см. Отдельные выступы и углубления, образо-
вавшиеся в откосах, не должны препятствовать нормальной
эксплуатации выемок, производству ремонтных работ и стоку
воды, а также ухудшать видимость.
В проекте производства буровзрывных работ должны быть
определены продолжительность и число «окон», необходи-
мых для взрывных работ при производстве их в зоне дей-
ствующей железной или автомобильной дороги. В зависимо-
сти от продолжительности «окна» и типа грунтов практи-
кой установлен разовый объем взрывания, величина кото-
рого приводится в табл. 2.10.
В ППР должны быть также предусмотрены мероприятия
по обеспечению безопасности движения поездов, по техни-
ке безопасности, по защите пути, путевых устройств и со-
оружений. устройств СЦБ. связи, контактной сети и опор,
по соблюдению габарита приближения строений и другие,
вытекающие из конкретных местных особенностей.
При проектировании и производстве взрывных работ по
уширению выемок под второй путь следует строго соблю-
дать «Инструкцию по обеспечению безопасности движения
поездов при производстве буровзрывных и скальных работ
на строительстве вторых путей» ВСН 175—71.
Таб.шиа 2. К)
Разовый объем взрывания грунтов при сгроительстве вторых нугей
Характеристика । рунтов Продолжитель ность «окна», ч Объем взрываемого грунта, м\ на участках
электрифи- цированных неэлектрнфи- цнрованных
Легкодробимыс 1 э .3 400.. 1000 500... 1400 50... 100 300...800 600... 1500
Среднедробнмые 1 э 3 300... 700 400 .1000 40... 100 250... 600 300...900
Труднодробимые 1 3 150...300 200...500 20... 50 120... 300 150...400
71
2.9. ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОДВОДНЫХ
ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
При производстве подводных взрывных работ и работ
по дроблению льда необходимо строго выполнять требова-
ния «Единых правил безопасности при взрывных работах».
«Технических правил ведения взрывных работ на дневной
поверхности», «Правил плавания по внутренним судоход-
ным путям РСФСР», «Единых правил охраны труда на во-
долазных работах», а также «Временной инструкции по про-
изводству подводных взрывных работ», утвержденной Глав-
спсппромстроем Минмонтажспецстроя СССР, согласован-
ной с Главным управлением водных путей и гидросооруже-
ний Минис терства речного флоза РСФСР и Всесоюзным обз>е-
линспием «Совсудоподъем» Министерства морского флота
СССР (все эти документы действуют в настоящее время).
Подводные взрывные работы производятся по проектам
(паспортам), которые согласовываются с бассейновой инс-
пекцией по использованию и охране водных ресурсов, с орга-
нами рыбоохраны и регулирующими судоходство. Если взрыв-
ные работы проводятся вблизи промышленных объектов,
инженерных коммуникаций, жилых строений и т.п., то про-
ект должен быть согласован с органами местной админист-
рации и другими заинтересованными организациями.
На водоемах, имеющих рыбохозяйственное значение,
производство буровзрывных работ возможно только в сроки
и на участках, согласованных с Главрыбводом или бассей-
новыми управлениями этого ведомства и при обязательном
контроле представителей органов рыбоохраны.
В проект производства подводных взрывных работ обя-
зательно включается раздел зашиты окружающей среды. Для
зашиты ихтиофауны, плавсредств и гидротехнических со-
оружений от действия гидроударной волны ГУВ, образую-
щейся при подводном взрыве зарядов ВВ, применяются пу-
зырьковая завеса, динамический газовый экран, покрытие
защищаемых поверхностей пенопластом и т.п.
Подготовка участка акватории к взрывным работам свя-
зана с выполнением ряда подготовительных мероприятий.
72
В первую очередь выполняются работы по определению кон-
туров отработки. Положение контура участка, а также гра-
ниц отдельных заходок фиксируется установкой специаль-
ных знаков: буев и вех. Участок водоема в месте производ-
ства дноуглубительных работ должен быть размечен буями
или определяться по створам вешек, устанавливаемых на
берегу или воде (плавучие вешки).
На водоеме должен быть оборудован водомерный пост,
служащий для обеспечения высотного обоснования пробу-
ренных скважин (шпуров), а при методе накладных зарядов
— для контроля за углублением дна водоема.
♦ Водомерный пост должен состоять из рейки с нанесенны-
ми на нее делениями через I см. Рейку крепят к какому-нибудь
стационарному сооружению на водоеме, специально забитой свае
либо устанавливают на ряжевом основании.
При выборе метода работ следует учитывать ветровые ус-
ловия и волнение акватории. В зависимости от состояния во-
доема, силы ветра и волнения допускается и запрещается
проведение определенного вида работ. При методе накладных
зарядов заряды опускаются на дно с весельной лодки или
укладываются водолазом-взрывником. Зимой укладку зарядов
производят со льда или с помощью водолазов. Местоположе-
ние зарядов при подводных взрывных работах обозначается
на поверхности воды поплавками, привязанными к зарядам.
♦ Подготовленные заряды весельной лодкой доставляются к
закрепленной па тросах лодке, откуда они с помощью веревки
или проволоки опускаются на дно водоема. При наличии течения
заряды опускаются по промерочной рейке. Расстояние между заря-
дами определяют по меткам на тросах ручных лебедок. После ук-
ладки зарядов одной ленты переходят на вторую и т.д., пока не
будет закончена укладка зарядов на всей площадке.
В каждой лодке должна быть бригада в составе не более
пяти человек: руководитель бригады — он же рулевой, двое
гребцов, взрывник и наметчик. Заряды в количестве нс бо-
лее 20 uiT. и общей массой около 40 кг должны укладываться
только в кормовой части лодки так, чтобы они не могли
73
смещаться при толчках но время плавания. Уклады на гь заря-
ды в лодке должны лично взрывники.
При общей массе зарядов более 40 кг необходимо ис-
пользовать самоходные суда, специально оборудованные для
производства взрывных работ.
♦ При опускании зарядов с .юлки особое внимание должно
быть обращено на сохранность концевых отрезков ДШ (или про-
водов от электродетонаторов). Операция по опусканию зарядов дол-
жна производиться двумя рабочими, из которых один опускает
заряд, а второй следит за концевыми отрезками ДШ (проводами от
электродетонаторов). После укладки заряда концевые отрезки ДШ
(провода от электролето!гаторов) закрепляются па поплавке (буе).
Перед опусканием накладных зарядов со льда в нем по рас-
считанной сетке расположения зарядов пробиваются лунки (про-
руби) или прорези (соответствующие размерам зарядов), через
которые со льда производится контрольный промер дна водоема.
Подготовленные заряды подвозятся и раскладываются на льду, а
затем опускаются на дно. При наличии течения опускание зарядов
.должно производиться по мерной рейке.
Заряды на дно водоема укладывают водолазы-взрывники. Для
этого перед заряжанием в юне работ размещается водолазная стан-
ция, которая устанавливается на якоря в таком месте, чтобы водо-
лаз-взрывник мог без перемещения водолазной станции уложить
серию зарядов. После укладки зарядов и подъема водолаза-взрыв-
ника водолазную станцию располагаю! за пределами опасной зоны
в заранее установленном месте (при наличии течения — вниз по
течению относительно места взрыва). В зимнее время при опуска-
нии зарядов со льда и оборудовании иодолаиюн станции должно
быть предусмотрено наружное н подводное электроосвещение. бе-
зопасное в обращении и обеспечивающее достаточную освещен-
ность рабочего места.
Разрешается вести подводные взрывные работы с привле-
чением водолазов при волнении водной поверхности не более
2-х баллов и силе ветра не более 4-х баллов.
В летних условиях бурение скважин прои )волят с плаву-
чей буровой установки ПБУ, баржи или со специальной
платформы, укрепленной на понтонах или поплавках.
* ПЬУ снабжена выдвижными спаями и домкратами, позво-
ляющими устанавливать ее на грунт над местом бурения скважин.
74
Платформы и баржи снабжаются якорными лебедками и лебедка-
ми для их перемещения нал обурипаемым участком. В днище ПЬУ,
барж и платформ имеются специальные прорези, нал которыми
по направляющим передвигаются буровые станки. Для бурения
скважин используются станки шнекового, пневмоуларного или
шарошечного бурения.
Если заряжание скважин ведется вслед за бурением, то
после промера глубины скважины в нее опускается заряд-
ная труба. В качестве зарядных труб могут быть использова-
ны тонкостенные металлические и пластмассовые трубы или
зарядные шланги. Для опускания в скважину зарядных труб
в слабых породах привлекаю гея водолазы.
При заряжании скважин сначала через воронку засыпа-
ется 1/3 или 1/2 (в зависимости от расположения «боевика»)
часть ВВ расчетного заряда, затем опускается «боевик». Да-
лее через воронку засыпается оставшееся количество ВВ. По
окончании заряжания скважины зарядная труба извлекает-
ся, при этом концы ДШ удерживаются шпагатом. После
подъема обсадной трубы концы ДШ привязывают к дере-
вянной рейке, которая укладывается поперек отверстия на
платформе буровой установки.
Если заряжание выполняется после обуривания всех сква-
жин серии, то пробуренные скважины подлежат обсадке
или закрываются пробками-вешками. Заряжание таких сква-
жин производится или с поверхности волы по зарядным
трубам или водолазом-взрывником. Во всех случаях, если
обсадные трубы нс выведены на поверхность, требуется
участие водолаза-взрывника. При использовании гранули-
рованных ВВ заряжание осуществляется только с поверх-
ности.
Заряжание с поверхности водоема может производить-
ся с площадок на сваях, плавучих буровых установок и су-
дов. При этом водолаз-взрывник принимает участие в опус-
кании зарядных труб в скважины. При заряжании под водой
водолазом-взрывником используется натренированное ВВ
(плотность ВВ должна быть нс менее 1,3 г/см’). Заряды в этом
случае опускаются с поверхности водоема (с лодки). После
заряжания обсадные трубы из скважин должны извлекаться.
75
Взрывная сеть на воде может монтироваться с весель-
ной лодки, бота или специальных площадок ПБУ. Если мон-
таж сети производится с ПБУ. то он осуществляется вслед
за заряжанием (по согласованию с горно-технической инс-
пекцией). В остальных случаях — по окончании заряжания
данной серии.
При электровзрывании и инициировании ДШ электро-
детонаторами элсктровзрывная сеть монтируется на берегу.
На место монтажа сеть доставляется на лодке целиком или
отдельными линиями на нескольких лодках. При работе с
бота электровзрывную сеть разрешается монтировать на нем
при условии изготовления только одной сети с магистра-
лью. Для удержания магистрали на плаву она должна кре-
питься на поплавках, обозначающих заряды, или к ней дол-
жны прикрепляться отдельные поплавки. Монтаж сети с
лодки должен производиться сверху вниз по течению.
При инициировании зарядов зажигательной трубкой к
сети из ДШ, закрепленной на буе, подплывают на лодке
взрывники и подсоединяют к магистрали ДШ капсюль-де-
тонатор. После взрыва производится осмотр места взрыва с
целью установления отсутствия отказавших зарядов. При не-
обходимости осуществляется обследование места взрыва во-
долазом.
При взрывании вблизи судоходной части водоема по за-
вершении осмотра места взрыва должно выполняться конт-
рольное траление судоходного пути. Если отказов не уста-
новлено и судоходный путь свободен, то подается сигнал
«отбой».
♦ В различных местах водоема при наличии течения лед имеет
разную толщину. Поэтому для определения грузоподъемности ле-
дяного покрова следует замерять толщину льда как в месте пред-
полагаемого бурения, так и в тех местах, где будет производиться
передвижение буровой и вспомогательной техники. Если лед недо-
статочно прочен, то для ускорения промерзания его необходимо
очистить от снега и наморозить с поверхности (лед поливают сверху
водой, наращивая до необходимой величины).
В зимнее время при достаточной толщине льда бурение
и заряжание скважин ведется через майны (проруби) во льду.
76
Для определения грузоподъемности ледяного покрова сле-
дует использовать данные для зимнего льда.
Масса оборудования и людей, размеща- емых на льду, т Безопасная толщина ; ледяного покрова при 1 температуре воздуха ' от -1 "Си ниже, м ; Минимальное расстояние до кромки льда, м
0,1 0,1 5
3,5 0,25 19
6.5 0,35 25
8,5 0.39 25
10 0.4 26
20 0.55 30
40 0.95 38
Разбивка скважин производится на льду. Лед бурится стан-
ками или пробивается вручную. Через лунки промеряются
отметки дна водоема. При необходимости корректируется
глубина скважин и масса заряда.
При бурении со льда необходимо следить за его толщиной,
так как поднимающийся из скважины воздух с буровым шла-
мом интенсивно разрушает ледяной покров. При наличии во
льду трещин или при значительных просадках его с появле-
нием на поверхности воды работы со льда в данном месте
должны быть прекращены.
Заряжание скважин должно производиться по оконча-
нии бурения всех скважин. В случае вмерзания в лед обсад-
ных труб лед вокруг них обрубается пешней или вырезает-
ся бензопилой. Ледяная пробка в трубе ликвидируется пеш-
ней или сжатым воздухом.
Бурение и заряжание шпуров осуществляются с понто-
нов. плотов, ПБУ или со дна водоема водолазами. Бурение
шпуров со дна водоема производится при небольших объе-
мах буровых работ и глубинах, при которых с понтонов,
плотов, плавучих буровых установок бурение практически
невозможно. Бурение шпуров ведется водолазами по размет-
ке, задаваемой с поверхности волы.
77
♦ В зависимости от крепости пород бурение с плавсредств
производится электро-, пневмосверлами или перфораторами. Бу-
рение со дна водоема осуществляется специальными пневматичес-
кими молотками (БМ-17Э. БМ-13. БМ-25). у которых имеется
устройство, позволяющее выводить отработанный воздух на по-
верхность водоема.
Заряжание шпуров также выполняется водолазом-взрыв-
ником. Заряды опускаются с поверхности воды. Концевые
отрезки ДШ (провода от электродетонаторов) и магистраль
удерживаются поплавками.
♦ Выделение для производства взрывных работ судов и уст-
ройство на них хранилищ ВМ coiласовываются с морским или
речным Регистром РФ, органами Ростехнадзора, пожарной инс-
пекции и оформляются соответствующим актом. Суда, на которых
хранятся и перевозятся ВМ, должны иметь знаки опасности, офор-
мленные в соответствии с ГОСТом.
При ведении подводных взрывных работ проход судов должен
быть закрыт. На сигнальных мачтах выше и ниже места взрывания
вывешиваются установленные Правилами плавания на внутрен-
них водных путях сигналы, а посты охраны опасной зоны, нахо-
дящиеся на лодках, предупреждают суда о производстве взрыв-
ных работ. Суда, идущие по течению, останавливают не менее
чем за 1.8 км до места взрыва, а суда, идущие против течения,
останавливают за 1... 1.5 км в месте, удобном для стоянки и разво-
рота.
При производстве взрывных работ в районе морского судо-
ходства предупредительные знаки должны соответствовать действу-
ющим системам морского навигационного ограждения.
Хранение ВМ при выполнении взрывных работ на ре-
ках, озерах и водохранилищах, кроме кратковременных скла-
дов, устраиваемых на берегу, разрешается в передвижных
автомобильных складах, а также в специально приспособ-
ленных для этих целей плавучих несамоходных судах, а при
взрывных работах на море — на самоходных судах. Хранение
ВМ на мотоботе или на понтоне, где находится водолазная
станция, не допускается.
♦ При использовании для взрывных работ лодки ее снабжают
спасательными средствами: полным комплектом весел и уключин
(с парой запасных), якорями «кошками», баграми, ковшами (вед-
78
рами) для отлива волы, причальными цепями, рупорами и пак-
лей. На лодке должны быть предусмотрены бортовой леер и над-
пись о допустимой грузоподъемности и пассажировместимости.
Высота сухого борта лодки при отсутствии волнения должна быть
не менее 20 см, а во время волнений — не менее 35 см. При
волнении свыше 4-х баллов плавание в лодке запрещается.
Взрывать заряды разрешается только взрывнику по ко-
манде руководителя взрывных работ. Ключи от взрывных ма-
шинок и ящиков с рубильниками на все время проведения
подготовительных работ до момента монтажа электровзрыв-
ной сети должны находиться у руководителя взрывных работ
или взрывника, на которого выписана наряд-путевка.
2.10. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ
БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ
ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙ И СТИХИЙНЫХ
БЕДСТВИЙ
При ликвидации последствий аварийных ситуаций до-
вольно широко применяются взрывные работы. Их основ-
ным преимуществом является возможность резкого сокра-
щения сроков выполнения работ по сравнению с традици-
онными методами. Благодаря совершенствованию конструк-
ций и способов взрывания зарядов, конструкций защитных
укрытий, методик расчетов параметров взрывания и про-
гнозирования воздействия вредных эффектов взрывов, при
использовании взрывного метода обеспечиваются необходи-
мая безопасность и высокая эффективность работ в очень
широком диапазоне условий, в том числе и в стесненных
условиях, характерных для выполнения работ при ликвида-
ции последствий аварий и стихийных бедствий.
Наиболее типичными примерами ликвидации последствий
аварийных ситуаций являются выполнения специальных
видов взрывных работ (обрушение зданий и сооружений,
перебивание конструкций, направленная валка труб, мачт,
вышек и т.п.) и взрывов на выброс и сброс, применяемых
для перекрытия возможных направлений распространения
волы и селя, прокладки искусственных русел рек, каналов,
возведения плотин и дамб.
79
Для выполнения указанных работ успешно применяют
практически все известные типы зарядов и способы изрыва-
ния. Наибольшее распространение получили накладные за-
ряды (обычной конструкции и кумулятивные), шпуровые и
скважинные заряды рыхления, шурфовые и траншейные
заряды выброса. Инициирование зарядов при этом произво-
дится с помощью электродетонаторов, ДШ. пиротехничес-
ких реле. Взрывание — мгновенное, короткозамедленное и
замедленное.
♦ Анализ имеющегося опыта выполнения взрывных работ ука-
зывает на следующие характерные особенности их производства
при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций:
- необходимость проведения работ в сжатые сроки, при про-
должительности н 5...7 раз меньше, чем в условиях, обыч-
ных для строительной площадки, объектов реконструкции
и т.п. При этом, наряду с обеспечением необходимой безо-
пасности. должны быть гарантированы высокая надежность
и качество выполнения взрывных работ;
- обеспечение безопасных условий работы бурильщиков и
взрывников на аварийных объектах, что требует использо-
вания дополнительных средств зашиты (переносные наве-
сы, укрытия и т.п.);
- необходимость проведения работ на объектах, прочностные
и конструкционные характеристики которых отличаются
от проектных, при невозможности получения полностью
необходимых исходных данных для расчета параметров бу-
ровзрывных работ, при отсутствии полной информации об
окружающей обстановке;
- исключение гарантии возможности взрыва при ликвида-
ции аварий в случае утечек газа или наличия взрывоопас-
ных предметов;
- минимальные затраты времени на проектирование в усло-
виях необходимости использования зарядов различной кон-
струкции, укрытий, при выполнении работ в стесненных
условиях осложненных требованиями возможной эвакуа-
ции населения, проведении комплекса защитных меропри-
ятий и др.
Повышенная степень опасности выполнения взрывных
работ при ликвидации последствий аварий и чрезвычайных
ситуаций связана со следующими обстоятельствами:
80
• трудностью соблюдения безопасных условий труда бу-
рильщиков, взрывников и других рабочих, связанных
с подготовкой и проведением взрыва;
• необходимостью полного исключения аварийных взры-
вов газовоздушных смесей при ликвидации аварий или
выполнении работ на объектах, где имеются утечки
газов или взрывоопасные предметы и объекты (в пос-
леднем случае возможны случаи передачи детонации);
• исключением обрушения «соседних» объектов и кон-
струкций. например, уже находящихся в аварийном
состоянии, от действия сейсмических и воздушных
волн проводимых взрывов;
• исключением травмирования и отравления газами
взрывов людей, находящихся вблизи места производ-
ства взрывных работ, например, в подвалах, под об-
рушенными зданиями и т.п., когда их эвакуация не-
возможна.
В действующих нормативах, в том числе в «Единых пра-
вилах безопасности при взрывных работах», «Технических
правилах ведения взрывных работ на дневной поверхности»
и других эти характерные особенности освещены недоста-
точно. что серьезно сдерживает более широкое внедрение
взрывного метода, а в ряде случаев может привести к отри-
цательным результатам,
Взрывные работы на ликвидации чрезвычайных и аварий-
ных ситуаций должны проводиться на основании проектной
документации. Возможно использование любых форм проект-
ной документации (типовых проектов, проектов производ-
ства работ, технологических карт, паспортов взрыва и т.д,).
Однако проектная документация в обязательном порядке
должна включать в себя: методику расчета параметров заря-
дов различной конструкции, используемых в конкретных ус-
ловиях; оценку допустимых отклонений фактических и про-
ектных параметров зарядов, при которых обеспечиваются
необходимая безопасность и качество работ; прогноз воз-
действия на охраняемые и окружающие объекты взрывов и
вредных эффектов, связанных с обрушением сооружений или
перемещением значительных объемов пород; вес необходи-
мые сведения по обеспечению безопасности производства
81
работ. В проектной документации должны быть также пред-
ложены конкретные меры по снижению вредных эффектов
взрывов и защите людей и охраняемых объектов. В случае
участия в ликвидации последствий аварий военизирован-
ных подразделений и использования ими инженерных боеп-
рипасов или боеприпасов, списанных в порядке конверсии,
не допущенных к постоянному применению Ростехнадзо-
ром должна быть дана оценка возможности совместного ис-
пользования различных ВМ.
При выполнении взрывных работ на ликвидации по-
следствий аварий и чрезвычайных ситуаций особая роль от-
водится экспертизе, которая должна предусматривать как
обследование объекта работ, так и рассмотрение проектной
документации.
В экспертном заключении должен быть обоснован наи-
более эффективный, по мнению экспертизы, способ веле-
ния работ, а не только рассмотрен принятый в проектной
документации способ решения задания (как это принято при
экспертизе проектов производства взрывных работ в обыч-
ных условиях). Должны быть рассмотрены и. при необходи-
мости, уточнены порядок и сроки согласования взрывных
работ со всеми заинтересованными организациями, а также
порядок выдачи разрешения на взрывные работы, проана-
лизирован комплекс мероприятий по подготовке и произ-
водству взрывов. Особое внимание должно быть уделено по-
рядку оповещения населения и работающих в опасной зоне,
удаления людей за пределы опасной зоны, а при необходи-
мости — эвакуации населения. В экспертизе должна быть так-
же дана комплексная оценка экологических последствий про-
изводства взрывных работ.
Экспертиза, по возможности, должна дополнять про-
ектную документацию. Все выявленные экспертизой недо-
статки и рекомендации должны быть рассмотрены опера-
тивно, в присутствии эксперта и желательно на месте ра-
бот, и соответствующие изменения и дополнения должны
быть внесены в проектную докумензацию.
Определенных затрат времени (в обычных условиях —
до нескольких недель) требуют проведение согласований
производства взрывных работ с заинтересованными орга-
82
низаниями, получение разрешений на производство взрыв-
ных работ и согласование маршрутов перевозки ВМ (осо-
бенно при доставке ВМ из соседних областей).
Сложности связаны и с тем. что на работах по ликвида-
ции аварийных ситуаций обычно задействованы организа-
ции различной подчиненности. Поэтому при организации и
подготовке проведения взрывных работ при ликвидации ава-
рий и чрезвычайных ситуаций особое внимание должно быть
уделено выполнению следующих мероприятий:
• согласованию взрывных работ со всеми заинтересован-
ными организациями и местными органами власти;
• определению порядка взаимодействия и оповещения
всех организаций, занятых на взрывных работах. Де-
тально должны быть расписаны обязанности и сроки
выполнения подготовительных и взрывных работ все-
ми организациями, участвующими в работах;
• системе получения, транспортировки и хранения ВМ
на месте работ;
• осуществлению замеров блуждающих токов на месте
производства взрывных работ и оформлению резуль-
татов замеров;
• безопасным методам установки защитных укрытий
мест взрывов и устройств по защите охраняемых объек-
тов. выполнению других защитных мероприятий, а
также соблюдению предусмотренных мер безопасно-
сти, размеров опасной зоны и ее охране.
2.11. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ И МЕРЫ
БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЗРЫВАНИИ
ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА
Работы по взрыванию ледяного покрова на реках и дру-
гих водоемах производят для предупреждения возникнове-
ния или при ликвидации последствий стихийных бедствий,
вызванных наводнением, а также с целью охраны различ-
ных сооружений и объектов во время ледохода.
До начала ледохода взрывание льда производят для окол-
ки защищаемых объектов, образования майн и ледяных по-
душек. раскалывания ледяного покрова, вскрытия дворов.
83
выколки древесины. В период ледохода лед взрывают для рас-
калывания льдин, ликвидации заторов льда, откалывания
чаши и выбивания льда из-под плавучих средств.
Объем взрывных работ определяется по данным про-
гноза ледовой обстановки и рекогносцировки. При реког-
носцировке определяют:
• толщину снежного и ледяного покрова, его прочность,
структуру и ширину, от которых зависят мощность
ледохода, площадь раскалываемого льда, трудоемкость
работ и расход ВМ;
• глубину водоема;
• торосистые и заторные участки, так как они увели-
чивают опасность, грозящую объекту, и требуют боль-
шого расхода ВМ;
• наледи, увеличивающие толщину ледяного покрова
и, следовательно, расход ВМ;
• водоемы, откуда могут появиться большие ледяные
поля, вызывающие образование заторов льда и по-
вреждения сооружения;
• техническое состояние защищаемого сооружения в це-
лом и наиболее слабых его элементов;
• временные плотины, низководные и наплавные мос-
ты. паромные переправы и другие объекты, которые
могут быть сорваны ледоходом и будут представлять
собой опасность для защищаемого сооружения;
• возможные съезды и сходы с берега на лед;
• расположение жилых зданий, железных и шоссейных
дорог, линий электропередачи и связи, подводных
трубопроводов, кабелей и других объектов, которые
могут влиять на выбор технологии ведения взрывных
работ.
♦ При рекогносцировке обследуют участок реки, располо-
женный внерх по течению от объекта в пределах 5... 10 км и вниз в
2...3 км в зависимости от местных условий.
Для определения массы заряда и несущей способнос-
ти ледяного покрова его толщину, прочность и структуру
необходимо определять непосредственно перед началом
работ.
84
Необходимо знать места образования заторов льда, наибо-
лее характерные уровни воды, время начала и конца подвижек
льда и ледохода, скорость течения воды и особенности вскры-
тия реки. Эти сведения могут быть получены в организации,
осуществляющей эксплуатацию или строительство охраняемо-
го объекта.
Для рекогносцировки, особенно на больших реках, чаше
всего используют самолеты и вертолеты, так как с их помо-
щью удается собрать наиболее полные данные о ледовой
обстановке на значительном протяжении реки в короткое
время. Разведка может вестись не только путем визуального
наблюдения, но и с помощью аэрофотосъемки.
Располагая материалами рекогносцировки и учитывая дан-
ные прошлых лет, можно яснее представить себе характер
предстоящего ледохода и наметить эффективные меры борь-
бы с ним.
По результатам рекогносцировки разрабатывают план ме-
роприятий по защите сооружения от ледохода. Он должен
содержать характеристику ледяного покрова, защищаемого
объекта и местности, данные о характере и объемах работ,
необходимых материалах, инвентаре, рабочей силе, сред-
ствах связи и транспорте, сроках завоза материалов и начале
подготовительных работ. Назначается ответственный за об-
щее руководство взрывными работами.
Для выполнения ледокольных взрывных работ составля-
ют паспорта буровзрывных (взрывных) работ. Ледокольные
взрывные работы имеют специфические особенности и в
отдельных случаях более сложны, чем взрывные работы,
проводимые на суше, поэтому они требуют соблюдения ряда
дополнительных правил техники выполнения работ и обра-
щения с ВМ.
♦ Работы по раскалыванию ледяного покрова целесообразно
проводить после подъема воды на величину примерно не менее
трех размеров толщины льда, когд<1 он отрывается от берегов. При
этом образуются закраины и даже полыньи, увеличивающие эф-
фективность взрывных работ и снижающие их трудоемкость. Кро-
ме того, при более позднем раскалывании ледяного покрова он
становится слабее, тоньше и частично раскалывается естественным
путем. Гидрологические условия большинства рек с медленным
«5
подъемом воды позволяют взрывать ледяной покров при закраи-
нах, образующихся на несколько суток раньше первой подвижки
льда. Рекомендуется приступать к работе с наступлением устойчи-
вой оттепели, когда образуются закраины (примерно не ранее чем за
10, но не позже чем за 2...3 сут. до первой подвижки льда). При
большом объеме работ, выполняемых выше охраняемого сооруже-
ния, к взрыву ледяного покрова можно приступать и раньше.
Ледокольные работы, выполняемые до начала ледохода
непосредственно выше защищаемого сооружение, должны
быть закончены до первой подвижки льда. До начала взры-
вания ледяного покрова около защищаемого сооружения
ледорезной, буровой машинами или вручную должны быть
образованы прорези в виде сквозных борозд во льду.
♦ При работе нескольких команд взрывников на близком рас-
стоянии друг от друга работы следует проводить согласованно. Сле-
дует учитывать, что взрывами могу быть вызваны преждевремен-
ные подвижки льда, нежелательные для проведения работ на ниже
расположенном объекте.
Взрывы проводят н направлении, противоположном течению,
а при слабом течении или при отсутствии его — с подветренной
стороны (против ветра), так как при этом отколотые льдины уно-
сятся н полынью или закраину. В результате последующие нзрыны
происходят в меньшем зажиме, что увеличивает их эффектив-
ность.
Способ опускания зарядов под лед не зависит от вида выпол-
няемых работ и способа взрывания зарядов, Он определяется тол-
щиной льда, скоростью течения, глубиной воды, способом подго-
товки лунок. Чаше всего заряд опускают под лед на крепком шпа-
гате (веревке, проволоке), свободный конец которого привязыва-
ют к перекладине (планке, шьтке). уложенной поперек лунки. Во
избежание соскальзывания в воду длина перекладины должна быть
не менее чем на 0,5 м больше диаметра лунки.
Заряд можно опускать на шесте или длинной планке. Для это-
го заряд надежно привязывают к шесту, второй конец которого
прикрепляют к перекладине. Заряд в воде подвешивают также пу-
тем закрепления поддерживающего конца за штырь, вбитый в
льдину, или за груз, укладываемый на льдину в снег.
Через лунки, просверленные в толстом льду, заряды
опускают на поддерживающих концах и шестах. Шест втыка-
ют в дно. В этом случае заряды применяют без балласта.
86
♦ Не рекомендуется опускать заряды между стыками льдин,
через трешины. Опускать заряды через трещины и между стыками
льдин (при соблюдении предосторожности) допускается только при
отсутствии времени для подготовки лунок и если не произойдет
раздвижка льдин, в результате которой заряд опустится на дно.
Если вола в лунку не набирается (при взрывании нале-
дей. промерзшего до дна ледяного покрова и др.), то заряд
опускают на дно лунки на шесте или шпагате. При этом ОШ
выводят надо льдом и зажигают после забойки лунки ледя-
ной крошкой и снегом.
♦ При глубине воды, близкой к глубине погружения зарядов
в волу (не более 2—3 м), их опускаю! прямо на дно водоема через
лупки или верхнюю кромку льда. Однако это можно делать, если
допускается разрушение дна. течение незначительное и ниже нет
объектов, которые могут быть повреждены взрывом заряда.
Во избежание разрушения дна заряды взрывают на рас-
стоянии не менее 0.5 м оз него. Перед опусканием зарядов
проверяют шестом глубину воды.
Запрещается опускать и тем более подвешивать заряды
на ДШ, ОШ зажигательной трубки или проводах элсктроде-
тонаторов. ОШ всегда привязывают к поддерживающему концу
или шесту через 30—50 см в зависимости от скорости тече-
ния. чтобы шнур не запутался и не выдернулся. Так же под-
вязывают ДШ и провода, выводимые от заряда.
Зажигательные трубки в зависимости от условий работы
воспламеняют до или после опускания заряда под лед, а
также после погружения заряда до нижней поверхности льда.
♦ Перед опусканием под лед воспламеняют зажигательные
трубки зарядов небольшой массы, когда их число (взрываемое за
один прием) мало, толщина льда незначительна и застекленные
объекты расположены на значительном расстоянии. Зажигательные
трубки воспламеняют заранее при возможности срыва льдом заря-
дов (значительное время находящихся в воде), опускании их на
дно без поддерживающих концов и если их надо взорвать быстро.
Взрывник при зажигании ОШ до опускания заряда под
ледяной покров может взрывать за один прием не более двух
зарядов.
Х7
♦ Если лед толстый, за один прием взрывают много зарядов
большой массы, нет опасений срыва зарядов льдом и при недале-
ко расположенном застеклении, то ОШ зажигают после полного
опускания зарядов под лед. Для удобства зажигания и монтирова-
ния сети ОШ, ДШ и концевые провода зарядов выводят выше
поверхности льда не менее чем на 25 см. Конны ОШ зажигатель-
ных трубок располагают у края лунок так, чтобы они не намокли
и было удобно поджигать.
На прочных участках ледяного покрова одному опытному
взрывнику разрешается одновременно инициировать до 12 зарядов,
заранее опушенных на всю глубину, с применением контрольной
трубки.
Одновременно подготавливают и опускают в воду толь-
ко то число зарядов, которое взрывают за один прием. Заря-
ды инициируют немедленно после подготовки к взрыву (при
любом способе их инициирования).
Для раскалывания плывущих льдин и ликвидации ледя-
ных заторов должно быть заранее подготовлено достаточное
число резервных зарядов. Обычно следует иметь в запасе не
более 15 зарядов разной массы на каждого взрывника.
При раскалывании плывущих льдин и ликвидации ле-
дяных заторов взрывник за прием взрывает только один за-
ряд, ОШ которого, как правило, зажигает после погруже-
ния заряда в воду, особенно если отход в укрытие или на
безопасное расстояние связан с трудностями.
♦ Число одновременно инициируемых зарядов и время зажи-
гания ОШ определяет руководитель взрывных работ, учитывая
толщину льда, массу и число взрываемых зарядов, пути отхода и
отплытия от них. Для быстрого зажигания шнуров обнажают их
пороховую сердцевину, для чего концы шнуров у лунок косо над-
резают незадолго до взрыва.
При взрывании зарядов огневым способом необходимо со-
блюдать определенную последовательность их инициирования, что-
бы увеличить эффективность работ. Необходимую очередность взры-
вания зарядов обеспечивают за счет соответствующей длины шну-
ров зажигательных трубок и соблюдения определенной очередности
их воспламенения.
Разрешается в исключительных случаях бросать заряды на плы-
вущие льдины, участки уплотнения шуги или на заторы с берега
либо с защищаемого сооружения (из постов-укрытий) взрывни-
88
кам, имеющим практический стаж на ледокольных работах не
менее двух сезонов. Масса заряда должна быть не более: 1 кг — при
бросании с защищаемого сооружения на подплывающие льдины;
2 кг — при бросании с защищаемого сооружения на неподвижный
лед; 3 кг — при бросании с берега. Приведем примерные нормы
дальности бросания зарядов при броске стоя.
Масса заряда, кг Дальность броска, м Безопасное расстояние по действию ударной воздушной волны на человека, м
0.5 30 12
1 25 15
1,5 20 17
2 15 19
3 10 22
С лодки бросать заряды запрещается. Можно только ос-
торожно их укладывать или подвешивать на льдины, если,
например, на нее выходить опасно и надо быстро взорвать
заряд. При этом соблюдаются определенные меры предосто-
рожности (определенная длина шнура, устойчивая лодка с
опытными гребцами, свободные пути для отплытия и др.).
♦ Для раскалывания плывущих льдин применяют только ог-
невой способ инициирования. Для образования майн взрывами в
зажиме, наоборот, предпочтительнее электрический способ взры-
вания зарядов. Однако он нс должен применяться, когда происхо-
дит движение подледного льда и других предметов, так при этом
могут быть отказы всех зарядов из-за разрыва сети.
Взрывание зарядов электрическим способом и ДШ применя-
ют, когда требуется одновременное инициирование нескольких за-
рядов и если взрыв нужно произвести в точно назначенное время.
При электрическом способе взрывания необходимо учиты-
вать, что вода является проводником электрического тока. Поэто-
му во избежание утечки тока и коротких замыканий для монтажа
сетей следует применять только хорошо изолированные провода.
Электровзрывная сеть всегда должна быть двухпроводной. Подвод-
ную часть электровзрывной сети ответственных взрывов дублируют.
Для большей гарантии можно дублировать и всю электровзрывную
89
сеть. В качестве магистрали рекомендуется применять двужильный
кабель, так как у него хорошая изолиния, малое сопротивление,
он прочен и не запутывается.
При взрывании зарядов чаще применяют параллельно-
ступенчатую схему соединения сети ДШ. Она наиболее эконо-
мична и используется для взрывания большого числа зарядов.
Для ускорения работ по ликвидации заторов, а также дос-
тавки ВМ и взрывперсонала к местам работ, труднодоступ-
ным для других видов транспорта, используются вертолеты.
♦ Для производства работ с использованием вертолетов в со-
ставе бригады вылетают руководитель работ и не менее трех опыт-
ных взрывников. Перед вылетом командир вертолета проводит ин-
структаж по мерам безопасности с взрывперсоналом. Прилетев в
намеченный пункт, вертолет снижается и зависает нал поверхнос-
тью льда на высоте 10—15 см. После выгрузки ВМ вертолет взлета-
ет и зависает на расстоянии не далее 100 м от взрывников, кото-
рые занимаются изготовлением и размещением на льду зарядов.
По окончании подготовительных работ руководитель ВР дает крас-
ную ракету и по этому сигналу вертолет зависает в 5 м от зарядов,
и после зажигания ОШ вместе с взрывниками улетает на безопас-
ное расстояние.
Выполняя полет над районом взрыва руководитель взрывных
рабоз совместно с командиром вертолета считают число взрывов,
чтобы удостовериться, что все заряды взорвались. За один заход
вертолета взрывается не долее пяти зарядов. Во время ледохода
экипаж вертолета с бригадой взрывников на борту систематичес-
ки обследует русло реки выше охраняемого объекта с целью лик-
видации заторов.
2.12. РАСЧЕТ СТОИМОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Стоимость производства буровзрывных работ на объек-
тах определяется локальными сметами (локальными смет-
ными расчетами) или калькуляционными расчетами.
Локальные сметы разрабатывают на основании нормати-
вов сметных норм и правил (СНиП), в которых учтен пол-
ный комплекс операций, необходимых для выполнения
определенного вида работ в усредненных нормальных усло-
виях, не осложненных внешними факторами. При произ-
90
водстве работ в особых условиях (стесненность, загазован-
ность, вблизи действующего оборудования и коммуникаций
и др ) к сметным нормам и расценкам применяют соответ-
ствующие повышающие коэффициенты.
Локальные сметы (локальные сметные расчеты) состав-
ляют в ценах 1984 г. с учетом индекса изменения сметной
стоимости работ от цен 1984 г. или 1991 г. к текущему уровню
цен. Индекс изменения сметной стоимости буровзрывных
работ от цен 1984 г. к ценам 1991 г. равен К = 1,82 (Письмо
Управления иен и методологии договорной работы Мин-
монтажспецстроя СССР от 17.10.1990 г. №15-1-3/462). Индекс
изменения сметной стоимости буровзрывных работ от уров-
ня иен 1984 г. или 1991 г. к текущему уровню цен устанавлива-
ют Министерство регионального развития России, отрасле-
вые министерства или региональные органы администра-
ции в зависимости от вида выполняемых работ и отрасли.
При отсутствии индексов на буровзрывные работы могут
использоваться имеющиеся индексы на схожий комплекс
работ (расчистка территории, снос построек при подгото-
вительных работах, демонтаж и работы по разборке строе-
ний при капитальном ремонте и т.п.).
Локальные сметы в ценах 1984 г. составляются на основе
Сборников единых районных единичных расценок на стро-
ительные конструкции и работы (ЕРЕР; приложения к СНиП
IV-5—82): Сборник 3 «Буровзрывные работы». Сборник 35
«Горно-проходческие работы». Сборник 44 «Подводност-
роительные (водолазные) работы» и др. Аналогичные сбор-
ники выпущены для базисных пунктов районов Крайнего
Севера и отдельных местностей, приравненных к ним.
Каждый сборник ЕРЕР содержит Техническую часть и
таблицы с единичными расценками. В Технической части
приведены общие указания о порядке применения расце-
нок сборника и коэффициенты к расценкам, учитывающие
условия применения расценок. В таблицах содержатся по-
казатели сметных затрат: прямые затраты, основная зара-
ботная плата, затраты на эксплуатацию машин и механиз-
мов всего и в том числе на заработную плату рабочих, об-
служивающих машины и механизмы, материальные ресурсы
по [ территориальному району, затраты труда рабочих, а
91
также прямые затраты по другим территориальным райо-
нам без учета районных и других коэффициентов па зара-
ботную плату. Территориальный район и районные коэффи-
циенты к заработной плате принимают в соответствии с
«СНиП IV-5—82. Приложение. Указания по применению еди-
ных районных единичных расцепок на строительные кон-
струкции и работы (ЕРЕР—84)». В ЕРЕР—84 приведены так-
же коэффициенты к основной заработной плате и к затра-
там на эксплуатацию машин и механизмов, учитывающие
особые условия производства работ на объектах.
На основании табличных данных сметных затрат с уче-
том поправочных коэффициентов определяются стоимость
прямых затрат на единицу измерения и общая стоимость
прямых затрат по объекту. К прямым затратам относятся
накладные расходы и плановые накопления с учетом до-
полнительных затрат, связанных с производством работ в
зимнее время. Величина накладных расходов при производ-
стве буровзрывных работ составляет 17,3%, плановых на-
коплений — 8 % («Нормы накладных расходов и плановых
накоплений в строительстве», утверждены постановлением
Совета Министров СССР от 28.03.1983 г. № 249, «Порядок
применения норм накладных расходов в строительстве», ут-
вержден постановлением Госстроя СССР от 22.04.1983 г. № 84).
Нормы дополнительных затрат, связанных с производством
работ в зимнее время, являются среднегодовыми и приме-
няются для определения сметной стоимости работ незави-
симо от фактического времени года, в течение которого они
осуществляются. Величину этих затрат в зависимости от вида
работ и температурной зоны принимают согласно «СНиП
IV-7—82. Приложение. Сборник сметных норм дополнитель-
ных затрат при производстве строительно-монтажных работ
в зимнее время (НДЗ—84)». Кроме того, учитывается налог
на добавленную стоимость (до 2004 г. — 20 %; в настоящее
время НДС — 18 %).
Форма локального сметного расчета в ценах 1984 г. при-
ведена на рис. 2.3 (с учетом индекса изменения сметной сто-
имости для Ростовской области).
Определение стоимости строительства на объектах, стро-
ящихся за счет средств федерального бюджета, осуществляется
92
Локальный сметный расчет стоимости производства работ
по укрытию мест взрыва при разборке фундаментов компрессоров
Объем — 450 м'
В ценах 19X4 г.
Помер сметных норм, расценок и др Нанменоваиие ь. изме- рения Ко- ЛИ- чест- но еди- ниц Стоимость СДННН11Ы, руб. Общая стоимость, руб
всею а том числе нее» о в том числе
основная зарплата ксплуат. МИШИН в том числе дерилаи основная зарплата ТКСПЛуЭТ. машин в том числе зарндлз
3 -1 5 6 7 X Ч К) II
CHnlllV-5 -82 и. 1.19 Указания tPISP - 84. npii.-i. 1. п 1 К = 1.2 Укрытие в-зрываемой ii.ioiua.TH щитами, прнгружсннымн железобетонными блоками (для ограничения раздела кусков) (51 + 140)1.2 + 20.1 = 432.20 100 м- 4.5 432.20 61.20 168Д0 50.40 1944.90 275,40 756,(Х) 226.80
Итого прямые за ipai ы по смете Накладные расходы 17.3 ’ Итого с накладными расходами Плановые накопления я ' .. всего в цепах 1984 i. Всего в цепах 1991 г. (К - 1.82 письмо Управления цен и mcio.to.ioiин договорной работы МИСС СССР оi 17 10.1990 1 .№ 15-1-3/462) Деесов ценах на 01 07 2005 i (К = 31.33 письмо Минрегионразвития России от 27.07.2005 г. № 4070 НА/70) НДС (18 %) Всего, включая НДС <18 %) 1994.90 336.47 2281.37 182,51 2463.88 4484.26 140491.87 25288.53 165 780,40 275,40 756,00 226.80
Рис. 2.3.
по сборникам «Федеральные единичные расценки» (ФЕР-
2001) или «Территориальные единичные расценки» (ТЕР-
2001). Федеральные единичные расценки разработаны в уровне
цен по состоянию на 1 января 2000 г. для условий строитель-
ства 1-го территориального района, принятого в качестве
базового. Территориальные единичные расценки учитывают
специфику производства работ конкретного региона (тер-
риториального района). Сборники ФЕР-2001 выпущены по
видам работ и имеют номера, аналогичные номерам сбор-
ников ЕРЕР; Сборник 3 «Буровзрывные работы» (ФЕР 81-
02-03-2001), Сборник 44 «Подводностроительные (водолаз-
ные) работы» (ФЕР 81-02-44-2001) и др. Такую же нумера-
цию имеют и сборники ТЕР.
Сборники ФЕР, как и сборники ЕРЕР, содержат Тех-
ническую часть с указаниями о порядке применения расце-
нок сборника и необходимые коэффициенты к расценкам,
а также таблицы с показатели сметных затрат по отдельным
видам работ: прямые затраты, основная заработная плата,
эксплуатация машин и механизмов всего и в том числе за-
работная плата рабочих, обслуживающих машины и меха-
низмы, материальные ресурсы по 1-му территориальному
району, затраты труда рабочих.
По таблицам ФЕР с учетом поправочных коэффициен-
тов определяются стоимость прямых затрат на единицу из-
мерения и общая стоимость прямых затрат по объекту. Пере-
вод стоимости строительства в текущий уровень цен осуще-
ствляется в соответствии с индексами, ежеквартально раз-
рабатываемыми Минрегионразвитием России, а также ин-
дексами. утверждаемыми администрацией соответствующих
субъектов РФ. Накладные расходы и сметная прибыль на-
числяются от величины фонда оплаты труда (суммируются
основная заработная плата и заработная плата рабочих, об-
служивающих механизмы). Для буровзрывных работ норма-
тив накладных расходов составляет 110% («Методические
указания по определению величины накладных расходов в
строительстве МДС 81-33.2004». Приложение 4). Норматив
сметной прибыли для буровзрывных работ составляет 82 %
(МДС 81-25.2001). Форма локального сметного расчета по
ФЕР-2001 приведена на рис. 2.4.
94
В Москве для определения сметной стоимости работ
используют «МТСН XI—98. Территориальные сметные нор-
мативы для определения сметной стоимости строительства
в Москве». Они разработаны в уровне цен по состоянию на
1 января 1998 г. Стоимость буровзрывных работ определяется
по сборнику «МТСН 81.3-3—98. Буровзрывные работы».
Сборник содержит техническую часть и таблицы расце-
нок. В технической части даны указания по применению рас-
ценок и приведены коэффициенты к расценкам, учитываю-
щие отклонения в условиях их применения. Таблицы сбор-
ников расценок содержат следующие показатели: прямые
затраты, в том числе заработную плату рабочих; эксплуата-
ции строительных машин, в том числе заработную плату;
стоимость материалов, учтенных в расцепке; нормы расхода
материалов, изделий и конструкций, не учтенных в расцен-
ке (в натуральных показателях); наименование материалов,
изделий и конструкций, расход которых принимается по
проектным данным; затраты труда рабочих. Коэффициенты
к затратам труда, заработной плате, затратам на эксплуата-
цию машин, учитывающие влияние условий труда (стеснен-
ность работ), принимают в соответствии с указаниями
«МТСН 81.3—98. Общие положения по применению расце-
нок на строительные работы». Стоимость материалов, не
учтенных в расценке, принимается по сборнику «МТСН
81.1—98. Средние сметные цены на материалы, изделия и
конструкции».
Нормативы накладных расходов и сметной прибыли
включаются в сметную документацию по вилам работ и рас-
считываются от заработной платы рабочих, учтенных в рас-
ценке, и заработной платы в эксплуатации машин.
Все поправочные коэффициенты и коэффициент зимнего
удорожания (принимается по сборнику «МТСН 81.9—98. Смет-
ные нормы дополнительных затрат, связанных с производ-
ством строительно-монтажных и ремонтно-строительных ра-
бот в зимнее время») заносятся в графы 7 и 8 локального
сметного расчета. В графу 9 заносят коэффициенты пересчета
стоимости работ и материалов от иен 1998 г. к текущим ценам.
Эти коэффициенты к статьям затрат, а также нормы наклад-
ных расходов и сметной прибыли принимают по сборнику
95
Локальный сметный расчет на производство
Сметная стоимость I 565 006,65 руб.
Средства на оплату труда 152 374,60 руб.
№ п/п Основание Наименование Еди- ница изме- рения Коли- чество единиц Стоимость ели ни цы всего
1 э 3 4 5 6
1 ФЕР-2001-03 табл. 3- 01-001-02 Дробление кирпич- ной кладки (7-й группы по СНиП) шпуровыми зарядами 100 м’ 13.7 14 927.08
2 ФЕР-2001-03 табл. 3- 05-003-01 Укрытие мест взрыва в зоне подбоя стен сооружения (для предотвращения разлета кусков) 100 м-' 2.0 18 933,67
Итого прямые затрать! по смете
Стесненные условия (К = 1,2х 1,2 = 1,44) ОЗП-44 %, ЭМ-44 "А>
Итого
Накладные расходы 110,00 % ФОТ (от 33 3 J 8,52 + 11 629,74 -44 948.26)
Сметная прибыль 82.00 % от ФОТ (от 33 318.52 + 11 629.74 = 44 948.26)
Итого по смете
Перевод в иены III квартала 2005 г. (39 6231.85x3.39)
НДС 18%
Всего
Рис. 2.4.
96
работ по разборке кирпичного строения
Составлена в ценах по состоянию на III квартал 2005 г.
Стоимость елиннны Общая стоимость
D ТОМ ЧИСЛО BCCI о в том числе
основная зарплата )КСП. машин зарплата мсхан. мате- риалы основная зарплата ЖСП. машин зарплата мсхан. мате- риалы
7 8 9 10 II 12 13
1459.45 9078.82 438.82 4388.81 20 4510.86 19 994.46 124379,83 601 1.83 60 126.70
1571.70 13652.53 1032.19 3709.44 37 867.34 3143.40 27305.06 2064.38 7418.88
242 378.20 67 552.99 309 931.19 49 443.09 36 857.57 396 231.85 1 343 225.97 241 780.67 1 585 006.65 23137.86 10180.66 33318.52 130391,66 8076,2 1 57372.33 3553.53 187763.99 11629.74 67 545.58 67 545.58
97
\о
00
Локальный сметный расчет на производство буровзрывных работ
по дроблению железобетонных конструкций (бетон марки М200-300, шпуры — вертикальные)
Объем — 100 м' Стоимость в текущем уровне цен на 01.07.2002 г.
Шифр расценки п колы 1>есурсов Наимено№1ние pa6oi II цщкп Еди- ница изме- ре- ния Коли- чест- во еди- ниц Цены на единицу измерения, руб. Попра- вочные коэффи- циенты Коэффи- циенты Н1МНЦХ удорожа- нии Коэф- фици- енты пере- счета Всею штрат. руб Справочно
ЗГР всею. чс1 ч Сюимосп. еди- ницы С HJ4IIC СС- ниямн. р\б
MTCH8I 5-08 3-1-6 011 пр 2. II. 4. К = 1.15 3145840000 Рыхление tkc.iciooctohiioio монолита шчуронымн ирн ыми 311 зм н том числе ЗИМ МР ОД-КЗ 100 м' руб руб. руб. руб 1000 шт. 1.0 0.48 3 393,82 18 077.97 4605.07 3 603.87 1 940.00 1.15 1.15 1.15 1.047 1,047 1.047 1.079 1.079 2.48 3.07 2.48 2.91 2.91 10134.10 66 824.01 13 750.94 1 1 315.76 2923.87
7276010000 7276(00000 Аммонит 6ЖВ в патронах Аммонит 6ЖВ порошком IIP О1 '311 СП or 311 HP и СП o r ЗИМ < 101О «- 72И I 3TP т т ъ ч чса.-ч 0.0275 0.0825 156 ПО 173 263.70 19 342.62 19 3 18.34 1.15 1.079 1.079 1.047 2.91 2.91 1 670.18 5004.24 15 809.20 II 147.51 23 789.13 317.51
148 618.01 148 618.00
Итога по смете 148 618.00
lla.ioi на и о -1 к ю вл теле ii дорог 1 0 О 1 486.18
Итога 150 104.18
НДС г2и ’.) 30020.84
Всею с НДС ISO 125.02
Рис. 2.5
«Коэффициенты пересчета стоимости строительства, опреде-
ленной в нормах и иенах МТСН 81—98, в текущий уровень
цен». Сборник выпускается ежемесячно Московским центром
ценообразования в строительстве ОАО «Мосстройпены» и вво-
дится в действие протоколом Региональной межведомствен-
ной комиссии по ценовой и тарифной политике при Прави-
тельстве Москвы. Дополнительно учитывается налог на добав-
ленную стоимость (с 1 января 2004 г. установлен в размере 18 %).
Форма локальной сметы определения стоимости работ
по МТСН 81—98 приведена на рис. 2.5.
Стоимость специальных буровзрывных работ по обру-
шению зданий и сооружений, разрушению металлоконст-
рукций и др. определяют калькуляционными расчетами. Каль-
куляции могут составляться в текущем уровне цен (в этом
случае стоимость материалов принимается но справкам за-
водов-изготовителей, а средняя заработная плата рабочих и
стоимость использования машин и механизмов — по справ-
кам и расчетам исполнителя буровзрывных работ) или в
ценах 1984 г. или 2000 г. с учетом индекса изменения сметной
стоимости работ. При составлении калькуляционных расче-
тов стоимости буровзрывных работ прямые затраты группи-
руются по статьям: материалы, основная заработная плата,
эксплуатация строительных машин и механизмов.
В статью «Материалы» включаются затраты на мате-
риалы для производства взрывных и буровых работ (кроме
включенных и сметные пены эксплуатации машин). Расход
материалов и их ассортимент определяются на основании
проектов производства рабоз или по «Нормативному спра-
вочнику по буровзрывным работам».
Стоимость основных материалов принимается по оп-
товым ценам с учетом всех дополнительных расходов, свя-
занных с доставкой материалов до объекта (наценки снаб-
женческо-сбытовых организаций, транспортные, погрузоч-
но-разгрузочные, заготовительно-складские и другие рас-
ходы). Опзовые цены принимаются по прейскурантам опто-
вых цен (в ценах 1984 г. по «СНиП 1V-4—82. Приложение.
Сборник средних районных сметных цеп на материалы, из-
делия и конструкции» или по дополнениям к ним) или по
счетам поставщиков. Дополнительные расходы принимаются
99
по данным бухгалтерского учета или расчетами. Допускается
учитывать размер дополнительных расходов в процентном
отношении к оптовой цене (обычно 10—20 %).
Затраты на прочие материалы, применяемые на буровз-
рывных работах (шахтные зажимы, изолента, абразивы и
др.), принимаются по расчету в соответствии с нормами
расхода по Нормативному справочнику или в размере I %
стоимости основных материалов.
В статье «Основная заработная плата» определяются зат-
раты труда и заработной платы. Они рассчитываются по сбор-
никам ЕНиР (Единые нормы и расценки на строительные,
монтажные и ремонтно-строительные работы: на буровзрыв-
ные работы — по ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып. 3
Буровзрывные работы). В параграфах ЕНиР, распределенных
по видам работ, приводятся: краткая характеристика работ и
применяемых механизмов;расчетный состав звеньев и соотно-
шение рабочих по разрядам: нормы времени (в чел.-ч) и рас-
ценки (в руб. и коп. в ценах 1984 г.) на принятый измеритель.
Указания по применению соответствующих расценок, разме-
ры тарифных ставок рабочих, а также коэффициенты, учиты-
вающие условия производства работ на объекте, даны в «ЕНиР.
Общая часть». Часовые зарифные ставки рабочих, занятых на
работах по бурению шпуров (рабочий [V разряда), увеличивают-
ся на 12 % как для рабочих, занятых на работах с тяжелыми и
вредными условиями труда (ЕНиР. Общая часть. Приложение 4).
Затраты на доставку ВМ со склада на объект определя-
ются расчетом по числу рейсов и затратам времени на один
рейс (в оба конца), количеству сопровождающих взрывни-
ков. Трудозатраты на оцепление опасной зоны рассчитыва-
ются по числу серий взрывов, количеству постов оцепления
по проекту и продолжительности оцепления (обычно опре-
деляется по практическим данным).
Неучтенные затраты труда и заработной платы прини-
маются в размере 3 % суммы затрат, рассчитанных на ос-
нове ЕНиР. Дополнительные затраты труда и заработной
платы, вызванные производством работ в зимнее время,
учитываются согласно указаниям Общей части ЕНиР.
В статье «Эксплуатация машин и механизмов» рассчи-
тываются затраты на оборудование и механизмы. Нормы
100
затрат машинного времени определяются по ЕНиР. Цены
машино-часа машин и механизмов принимаются по «СНиП
]V-3—82. Приложение. Сборник сметных иен эксплуатации
строительных машин». В эту статью включаются также зат-
раты на эксплуатацию автотранспорта для доставки обору-
дования и ВМ на объект. Эти затраты определяются по раз-
делу IV прейскуранта 13-01-01 «Единые тарифы на пере-
возку грузов автомобильным транспортом». К тарифам на
перевозку грузов применяются надбавки: за перевозку гру-
зов специализированными автомобилями — 15% (п. 18.5
раздела VI «Надбавки и скидки», п. 19 «Правил примене-
ния единых тарифов на перевозку грузов автомобильным
транспортом» указанного прейскуранта): за перевозку взрыв-
чатых и взрывоопасных всшеств — 30 % (п. 21 раздела VI).
Каждая надбавка определяется от основного тарифа.
К прямым затратам начисляются накладные расходы и
плановые накопления, учитываются индекс изменения смет-
ной стоимости работ и налог на добавленную стоимость НДС.
Во всех разделах калькуляционного расчета в графе «Обо-
снование» должны приводиться ссылки на основание для
принятых норм и цен с указанием наименования документа
(проект, ЕНиР, прейскурант и др.), его раздела, парагра-
фа, таблицы, примечания и т.п. Также приводятся соответ-
ствующие обосновывающие расчеты.
В сводных сметах, составляемых на основании локальных
смет и калькуляционных расчетов, должны также учитывать-
ся дополнительные затраты на проектные работы, эксперти-
зу безопасности производства взрывных работ, получение раз-
решения на производство взрывных работ, согласование мар-
шрутов перевозки ВМ от склада на объект, милицейскую ох-
рану в пути перевозки (Постановление Правительства РФ от
6.11.2001 г. № 775), дополнительные транспортные затраты на
доставку ВМ (при расположении объекта работ от склада ВМ
на расстоянии более 30 км), оборудования и рабочих на объект,
командировочные расходы (при необходимости) и др., а также
резерв средств на непредвиденные работы и затраты в разме-
ре 3 % сметной стоимости («Методические указания по опре-
делению стоимости строительной продукции на территории
Российской Федерации», МДС 81-1.99).
101
Стоимость разработки просктпо-смстной докумен тации
па производство специальных взрывных работ специализи-
рованными проектными организациями определяется по
индивидуальным сметам путем сопоставления расчетов сто-
имости этих работ по трудовым затратам. Индивидуальные
сметы составляются па основе исчисления трудовых затрат
по времени и должностных окладов, действующих в проект-
ной организации. К исчисленной сумме заработной платы
производственного персонала добавляются другие расходы
на содержание проектной организации.
Стоимость проек тных рабо т может также устанавливаться
в процентах от стоимости производства буровзрывных работ
в зависимости от категории сложности объекта проектиро-
вания или по Сборникам цеп па проектные работы по от-
раслям промышленности в базовых цепах с учетом инфля-
ционного индекса па проектные работы для строительства,
который ежеквартально устанавливает Госстрой России.
Стоимость экспертизы безопасности производства
взрывных работ, которая проводится по требованию орга-
нов Ростехнадзора организациями, имеющими соответству-
ющие лицензии и аккредитацию, определяется, как пра-
вило, договорной ценой и может составлять от 10 до 60 %
стоимости проектных работ.
Стоимость милицейского сопровождения и охраны при
доставке ВМ па место работ определяется па основании
договоров, заключаемых исполнителем взрывных работ и
подразделениями МВД.
Стоимость работ по обследованию условий па объекте,
получению разрешения на производство взрывных работ, со-
гласованию маршрутов перевозки ВМ определяется на осно-
вании договоров и счетов между исполнителем взрывных ра-
бот и соответствующими органами Ростехнадзора и МВД. Сто-
имость командировочных затрат рассчитывается с учетом нор-
мативных трудозатрат на производство буровзрывных работ
на объекте и па основании действующего законодательства.
Сметная документация разрабатывается исполни гелем
буровзрывных работ или проектной организацией и утверж-
дается в установленном порядке заказчиком (генподрядчи-
ком) и исполнителем.
102
ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
БУРОВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
ГЛАВА 3
3.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАСЧЕТУ
ПАРАМЕТРОВ ЗАРЯДОВ
На строительстве и реконструкции предприятий и граж-
данских объектов взрывные работы используют для реше-
ния широкого круга вопросов: дробление скальных грунтов
при проходке котлованов и траншей пол фундаменты и ком-
муникации и строительстве земляного полотна дорог; рых-
ление мерзлых грунтов; обрушение отслуживших свой срок
сооружений различной конструкции и назначения; дробле-
ние бетона фундаментов; создание плотин и каналов; уп-
лотнение просадочных грунтов и т.д. Наиболее часто специ-
альные взрывные работы применяют при разборке бетонных и
железобетонных конструкций различного назначения.
В зависимости от назначения и условий проведения
взрывных работ применяют методы скважинных, шпуровых,
щелевых, камерных, малокамерных (рукавов), накладных
зарядов и др., а также различные комбинации этих и других
методов. Исходя из требуемого воздействия на разрушаемый
массив могут быть использованы взрывы на рыхление, сброс,
выброс, камуфлетные, контурные и др.
Область применения и выбор метода взрывных работ опре-
деляются, в первую очередь, требованиями заказчика работ к
результатам взрывов, характеристиками взрываемых грунтов
или конструкцией разрушаемых объектов, техническими воз-
можностями исполнителей, требованиями по обеспечению безо-
пасности производства взрывных работ.
Взрывы на рыхление производят для обеспечения возмож-
ности дальнейшей разработки раздробленного материала с ис-
пользованием механизмов. В этом случае используют скважин-
ные и шпуровые заряды, реже — малокамерные.
Взрывы на выброс обычно применяют, когда требуется
не только разрыхлить окружающий массив, но и образо-
вать в нем выемку. Для этого на строительстве используют
105
скважинные, камерные и щелевые заряды. Расчет параметров
зарядов на выброс производят и при обрушении сооружений,
когда необходимо выбросить раздробленный материал из зоны
подбоя конструкции (например, бетон из арматуры).
Камуфлетные взрывы применяют для образования камуф-
летных полостей в грунтовом массиве. Здесь также использу-
ют скважинные или шпуровые заряды.
Основными расчетными показателями при определении
параметров зарядов являются:
• масса взрываемого заряда;
• линия наименьшего сопротивления (для накладных
зарядов — толщина разрушаемой конструкции);
• расчетный удельный расход эталонного ВВ (его значе-
ния для различных грунтов приведены в табл, 3.1, для
мерзлых грунтов — в табл. 3.12);
• коэффициент взрывной эффективности используемого
ВВ относительно эталонного (обычно эталон — аммо-
нит 6ЖВ);
• диаметр выработки (скважины, шпура и т.д.);
• плотность заряжания и вместимость зарядной выра-
ботки;
• показатель простреливасмости грунтов.
♦ При выборе величины расчетного удельного расхода ВВ сле-
дует учитывать не только тин взрываемых грунтов и их прочность
по шкале проф. М.М. Протодьяконов.! или по классификации СНиП
(см. табл. 3.1), но и трещиноватость, влажность и др., а также
характер выполняемых работ (дробление, обрушение и т.п.).
Для строительных конструкций необходимо учитывать свой-
ства материала, из которого они выполнены. Прочность бетонных
конструкций зависит от материала заполнителя, насыщенности ар-
матурой и металлическими закладными элементами, возраста бе-
тона. Бетон марки М100 по прочности может быть приравнен к
грунтам 8-й группы по классификации СНиП, марки М150...250
— к грунтам 9-й группы, а марки М300 и выше — к грунтам
10...11-й труни по классификации СИиИ. Железобетонные конст-
рукции, выполненные из бетона марки М200, могут быть прирав-
нены к грунтам 10 -11-й группы грунтов по классификации СНиП
(в зависимости от материала заполнителя), а из бетона марки МЗОО
и выше — к ipynra.M 11-й группы. Кирпичные конструкции могут
быть отнесены к 7—8-й группам грунтов, а старые постройки из
106
красного кирпича — даже к грунтам 9-й группы, При обрушении
сооружений расчетный удельный расход принимается большим, чем
при рыхлении конструкций из какого же материала. Необходимые
рекомендации даны в соответствующих разделах данной главы,
Для выполнения заданных требований к результатам
взрыва осуществляют расчет параметров зарядов. Указания
по выбору параметров расположения зарядов даются при
оценке конкретных методов ведения взрывных работ. При
расчете параметров зарядов следует также учитывать техни-
ческие характеристики механизмов, используемых для раз-
борки разрыхленных грунтов.
3.2. ДРОБЛЕНИЕ ФУНДАМЕНТОВ
И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Дробление строительных конструкций включает в себя
широкий круг взрывных работ, значительно отличающихся
друг от друга. Большое влияние на способы дробления ока-
зывают геометрическая форма конструкций, условия зажи-
ма, нужная степень дробления и др. При взрывании бетонных
конструкций осуществляется их полное разрушение. При взры-
ве армированного материала (железобетона) происходит толь-
ко дробление или рыхление материала вокруг арматуры, а сама
арматура не разрушается. Исходя из этого меняются пара-
метры зарядов, необходимый удельный расход ВВ и др.
♦ Например, для взрывания полотна автодорожного мосга бу-
рят неглубокие шпуры по очень густой сетке расположения, что-
бы удельный расход ВВ составил 5... 10 кг/м1, в го время как для
взрывания бетонной стены толщиной 0.25 м необходимый удель-
ный заряд составляет 0,65..,0.75 кг/м'.
Толщина и насыщенность арматурой железобетонных конст-
рукций также влияют на их сопротивление взрыву. Обычно арма-
туру взрывом не разрушают, дополняя изрывание автогенной или
механической резкой оголенной взрывом арматуры.
В конструкциях из высокопрочного бетона, а также при взрыва-
нии фундаментов, плит и покрытий иногда взрывом создают щели
win резки арматуры с целью последующего подъема и уборки отдель-
ных частей конструкции блоками. Расположение щелей принимается
в соответствии с грузоподъемностью используемого оборудования.
107
Таблица 3.1
Расчетный удельный расход эталонного ВВ (аммонит 6ЖВ)
при взрывании грунтов
Труп- па Коэф- фициент Средняя объем- Расчетный удельный расход ВВ, кг/м3
грун- тов ио кре- пости ио ная масса для ДЛЯ
Г руты клас- шкале грунта. зарядов зарядов
(породы) сифи- каиии СНиП нроф. М.М. Прото- дьяко- нона кг/м3 рыхления ныброса
Песок 1 - 1500 - 1,6-1,8
Песок плотный или влажный 1-2 — 1650 - 1,2-1,3
Суглинок тяжелый 2 - 1750 0,35-0,4 1.2-1,5
Глина домовая 3 - 1950 0,35-0,45 1,0-1,4
Лёсс .3-4 - 1700 0,3 -0.4 0.9-1,2
Мел. выщело- ченный мергель 4-5 0,8-1.0 1850 0,25-0,3 0,9-1,2
Гипс 4 1.0—1,5 2250 0,35-0,45 1.1-1,5
Изнестняк- раку1исчиик 5-6 1.5-2,0 2100 0,35-0,6 1,4-1,8
Опока, мергель 4-6 1.0-1.5 1900 0.3-0.4 1,0-1,3
Туфы трещино- ватые, плотные, тяжелая пемза 5 1,5-2,0 1100 0.35-0,5 1.2-1,5
Конгломерат, брекчия па из- вестковом и гли- нистом растворе 4 6 2.3-3,0 2200 0.35 0,45 1,1 1,4
Песчаник на гли- нистом цементе, слабый глинис- тый слюдистый, серицитовый мергель 6-7 3.0-6,0 2200 0.4-0,5 1.2-1.6
108
Окончание табл. 3.1
Г рунты (породы) Груп- па грун- тов по клас- сифи- кации СНиП Коэф- фициент кре- пости по шкале цроф. М.М. Прого- дьяко- нова Средняя объем- ная масса грунта. кг/м3 Расчетный удельный расход ВВ. кг/м-1
для зарядов рыхления для зарядов выброса
Доломит, 7-8 5.0 -6.0 2700 0.4-0.5 1,2-1,8
известняк, магнезит, песчаник на известковом цементе Известняк, 7-9 6,0-8.0 2800 0,45-0.7 1.2-2,1
песчаник, мрамор Гранит, граноди орит 7-10 6-12 2800 0,5-0.7 1,7-2.1
Базальт, диабаз, андезит, габбро 9-11 6-18 3000 0.6-0.75 1.7-2.2
Кварцит 10 12-14 3000 0,5-0,6 1.6-1,9
Порфирит 10 16-20 2800 0,7-0,75 2.O-2.2
Примечания:
I. В случае применения других ВВ приведенные в табл. 3.1 значения
расчетного удельного расхода ВВ следует умножить на переводной
коэффициент по отношению к эталонному ВВ.
2. Для зарядов наибольшего камуфлета расчетный удельный расход
ВВ следует принять равным примерно 0,2 от величины расчетного
удельного расхода ВВ нормального выброса.
3. При взрывании многолстпсмсрзлых скальных грунтов удельный
расход ВВ следует увеличить в 1,25 раза.
Целью работ по взрыванию бетонных стен, столбов, колонн
является достижение достаточно сильного разрушения, позволяю-
щего произвести затем резку и извлечение арматуры.
При реконструкции предприятий чаше всего приходит-
ся выполнять работы по разборке отслуживших свой срок
(или получивших повреждения) бетонных, железобетонных
109
и реже кирпичных и бутовых фундаментов, В этом случае,
как правило, руководствуются следующими двумя принци-
пами взрывной технологии:
1) снятие слоя фундамента определенной мощности. При
шпуровом методе взрывания мощность слоя, взрываемого за
один прием, ограничивается возможностью бурения и обыч-
но не превышает 2...3 м. При необходимости дробления кон-
струкции большей мощности последнюю разделяют на слои
не свыше 1,5...2 .м.
2) частичное разрушение конструкции фундамента с со-
хранением несущей способности его остающейся части. По-
добные проблемы часто возникают, например, при необхо-
димости пробивки отверстий в железобетонных или кир-
пичных фундаментах, при образовании в фундаменте камер
и ниш, при устройстве штроб, каналов под коммуникации
и т.д., а также при пробивке отверстий в железобетонных
стенах.
При наличии охраняемых объектов вблизи места взрыва
дробление конструкций, как правило, выполняется с по-
мощью шпуровых зарядов.
При разрушении фундамента на всю его высоту длина
шпуров принимается меньше высоты фундамента на 4,,,5
диаметров заряда. При послойном разрушении фундамента
длина шпуров принимается равной толщине разрушаемого
слоя, за исключением последнего слоя, в котором длина
шпуров принимается меньше толщины разрушаемого слоя
на 4...5 диаметров заряда.
При дроблении фундаментов горизонтальными шпура-
ми расстояние между основанием фундамента и нижним
рядом шпуров должно быть не менее 0,2 м. Массу шпурового
заряда при дроблении фундаментов рассчитывают исходя
из условий рыхления его бетонного наполнителя по формуле
Q = KW4W, (3.1)
где Q — масса заряда, кг; К — расчетный удельный расход
ВВ, кг/м-; в зависимости от материала фундамента прини-
мают: кирпич, бетон без арматуры, бут — 0,25...0,5 кг/м’;
железобетон — 0,5...0,7 кг/м’; железобетон с прочной арма-
110
турой — 0,8...2,0 кг/м"’; W — линия наименьшего сопротив-
ления ЛНС, м.
При мощности взрываемого слоя до 1 м величину ЛНС
принимают в пределах 0,5...0,7 длины шпура. Величина ЛНС
может быть также принята равной расстоянию от оси шну-
ра до края фундамента или расстоянию между шпурами.
Расстояние между шпуровыми зарядами в ряду принимает-
ся в пределах (1.0... 1,5)Ж а между рядами зарядов —
(0,85... 1.0) ИС
При Wz> 1 м массу заряда в шпуре определяют по формуле
Q = KW\ (3.2)
При дроблении фундаментов мощностью более 1 м и
если W составляет менее половины длины шнура, заряд в
шпуре следует рассредоточить, рассчитывая каждую часть за-
ряда па свою ЛНС. Расстояние между центрами зарядов, рас-
средоточенных в одном шпуре, следует принимать равным
расстоянию между шпурами, за исключением верхнего про-
межутка. который может быть принят короче остальных про-
межутков за счет уменьшения массы верхнего заряда. Проме-
жутки между зарядами могут оставаться свободными оз за-
бойки (воздушный промежуток) или заполняться забоечным
материалом. Верхняя, свободная от заряда часть шнура долж-
на обязательно заполняться забоечным материалом (рис. 3.1).
♦ Арматуру в железобетоне после нзрыва зарядов рыхления и
удаления разрыхленной массы наполнителя режут газовой или
электросваркой или механическим способом.
В табл. 3.2 приведены рекомендации по параметрам бу-
ровзрывных работ при разрушении монолитных (размер кон-
струкции во всех направлениях не менее 1 м) конструкций
шпуровыми зарядами.
При использовании для дробления фундаментов гори-
зонтальных шпуров масса заряда рассчитывается по формуле
Q = PU. (3.3)
где р — вместимость ВВ в 1 .м выработки, кг; /и — длина
заряда, м. ир
III
б
Рис. 3.1. Конструкция шпуровых зарядов
при взрывании фундаментов мощностью:
а — более I м. б — мощность до I м; Н — мощность взрываемого
слоя; И'— ЛНС; L — длина шнура; L — длина заряда; Z.ti6 — длина
забойки; а — расстояние между шпурами; с — расстояние между
центрами рассредоточенных зарядов в шпуре
ЛНС удлиненного заряда определяется по формуле
IV - I
V к
(3.4)
где К — расчетный удельный расход ВВ, кг/м\
112
Таблица 3.2
Параметры шнуровых зарядов
при взрывании монолитных конструкций
Материал взрываемого объекта Необходимый удельный расход ВВ. кг/м5 Размеры квадратной сетки шпуров, м
Кирпич, бетон низкого качсства без арматуры 0.25-0.3 0.7-0.8
Кирпич, бутовый камень, бетой высокого качества и прочности без арматуры О.З-О.4 0,6-0,7
Бетон, армированный только но поверхности 0.6 0.75 0,5-0,6
Бетон с прочной арматурой 0.8-1.0 0,45-0,55
Бегоп с особо прочной арматурой военного типа 1.5-2,0 0,4-0,5
При взрывании серии параллельно расположенных за-
рядов, равноудаленных от обнаженной поверхности, рас-
стояние между ними принимают равным а = (0,9...1,4) W.
При больших размерах фундамента для его дробления
допускается использование скважинных зарядов. Параметры
вертикальных скважинных зарядов, взрываемых при одной об-
наженной поверхности, когда оси зарядов перпендикуляр-
ны ей, рассчитывают следующим образом:
• масса заряда
Q = КН- , кг, (3.5)
где Н — мощность взрываемого слоя, м;
• длина заряда
/ м; (3.6)
мр р
• расстояние между зарядами в ряду
а = (0,7... 1,2)//, м, (3.7)
• расстояние между рядами зарядов
b = (0,7...1,0)//, м. (3.8)
113
Длина скважины принимается раиной мощности взры-
ваемого слоя фундамента (при послойном взрывании) или
меньше его на 4...5 диаметров заряда при взрывании одним
слоем (или последнего слоя). Длина забойки скважины дол-
жна быть не менее 1/3 длины скважины. При необходимос-
ти заряд в скважине рассредоточивают.
Для полного разрушения бетона фундамента, при кото-
ром получается полное раскрытие арматуры, взрывание за-
рядов целесообразно проводить по рядам, причем каждый
последующий ряд взрывается через определенный интервал
времени после взрыва предыдущего ряда. При сохранении
очередности изрывания от контура к центру, чем больше
интервал замедления между рядами, тем меньше разлет кус-
ков и интенсивность ударной воздушной волны.
При взрывании фундаментов внутри помещений каж-
дый фундамент должен быть окопан со всех сторон, чтобы
предотвратить возможность повреждения расположенных
вблизи машин и строений. Шпуры равномерно размешают
по всей поверхности фундамента. Если взрывание фунда-
ментов производится в цеху, то желательно, чтобы макси-
мальная длина шпуров не превышала 1,5 м.
При взрывании фундаментов, полностью заглубленных
в землю, целесообразно создать с одной его стороны откры-
тое пространство объемом в одну треть фундамента, в сто-
рону которого осуществляется разрушение. При этом заряды
первого и каждого из последующих рядов будут работать в
нормальных условиях.
При использовании рассредоточенных шпуровых заря-
дов их детонацию желательно осуществлять со стороны за-
боя шпура к устью. Таким путем регулируется выброс массы
вниз и снижается опасность разлета.
При частичном разрушении фундамента иля отделения его
разрушаемой части от сохраняемой используют контурное
взрывание по методу предварительного гелеобразования. При
контурном взрывании сплошную щель на всю высоту разру-
шаемого слоя образуют взрывом рассредоточенных зарядов
малого диаметра в сближенных шпурах. При этом диаметр
заряда должен быть в 2—3 раза меньше диаметра шпура. При
114
взрывании фундаментов в качестве ВВ контурных шнуров,
как правило, используют детонирующий шнур ДШ, про-
кладываемый в каждом шпуре в 2...4 нити (рис. 3.2).
Плотность заряжания в этом случае составляет
0,024...0,048 кг/м. Расстояние между шпурами определяют по
формуле
а = 22<У, (3.9)
где а — расстояние между шпурами, м; d— диаметр заряда, м.
Для обеспечения сохранности части фундамента, лежа-
щей ниже разрушаемого слоя, между нижней частью заряда
ВВ и охраняемой частью фундамента оставляют охранный
целик. Мощность охранного целика составляет до 10 диамет-
ров заряда. Доработку целика до проектной отметки произ-
водят пневматическими отбойными молотками.
При разрушении бетонных и железобетонных (с малой
насыщенностью арматурой) фундаментов может быть при-
менен гидровзрывной способ. При гидровзрывпом способе в
качестве основного заряда используют нити ДШ. Длину ни-
тей принимают равной 0,65...0,75 длины шпура. В нижней
части шпура размешают заряд водоустойчивого ВВ массой
0,05...0,1 кг. Свободное пространство в шпуре заполняют
Рис. 3.2. Конструкция заряда контурных шпуров
при взрывании фундаментов:
/— магистраль ДШ; 2— шпур; 3 — заряд контурного шпура
(2—4 нити ДШ)
115
Рис. 3.3. Конструкция шнурового заряда
при гидровзрывном способе разрушения фундаментов*:
/— вода в шпуре; 2— нити ДШ; 3 — дополнительный заряд ВВ
водой, верхний уровень которой должен находиться на 10 см
ниже устья шпура (рис. 3.3).
Параметры шпуровых зарядов при гидровзрывном спо-
собе разрушения фундаментов устанавливаются на основа-
нии опытных взрывов. В результате выполнения данных ра-
бот предложена следующая эмпирическая формула для оп-
ределения параметров опытных взрывов:
Q^KWjw +12W.,,, -0.1). (3.10)
* Если вподрисуиочных подписях отсутствуют объяснения каких-либо
параметров, го следует обратиться к тексту. Эго касается всех рисунков
книги.
116
где Q — масса заряда (ВВ — в кг, ДШ — в м); К — расчет-
ный удельный расход ВВ, кг/м3 (для бетона К = 0,4 кг/м3);
ц/ — ЛНС. м; /шп — длина шпура, м.
Первое слагаемое н формуле (3.10) определяет массу за-
ряда ВВ на дне шпура, второе — длину ДШ и соответствен-
но число нитей ДШ в шпуре.
При наличии грузо подъемных механизмов для ускоре-
ния производства работ по разборке фундаментов их разде-
ляют на блоки. Как правило, разделение на отдельные эле-
менты осуществляется при толщине фундаментов до 0,5...0,7 м
и в случае разборки тонкостенных конструкций лотковой
или коробчатой форм. При разделении па блоки шпуры рас-
полагают по линии реза в один-два ряда (рис. 3.4). Массу
заряда в шпуре рассчитывают по формуле (3.1), а расстоя-
ние между шпурами в ряду и между рядами шпуров прини-
мают в пределах (0,6...0,8) И< Расстояние между линиями ре-
зов и соответственно масса отделяемого элемента определя-
ются исходя из условия его грузоподъемности и транспор-
тировки.
Для создания сквозных проемов в стенах или других же-
лезобетонных конструкциях с помощью взрыва врубовых шпу-
ров дробят бетон в пределах проектного контура, образо-
ванного взрывом контурных шпуров (рис. 3.5).
Рис. 3.4. Расположение шнуровых зарядов
на фундаменте при его разделении на блоки
117
Рис. 3.5. Схема расположения контурных и врубовых шпуров
при образовании проема в стене:
/— контурные шпуры; 2— врубовые шпуры; 3 — граница проема
♦ В качестве ВВ контурных шпуров используют детонирую-
щий шнур, прокладываемый в 3...5 ниток. Плотность заряжания
составляет 0,036...0,06 кг/м. Контурные шнуры бурят по контуру в
один ряд. В зависимости от прочности бетона и насыщенности ар-
матурой расстояние между шпурами принимают равным 0,15...0,25 м.
Длину контурных шпуров принимают на 0,05...0,1 м меньше тол-
щины пробиваемой стенки. Взрывание всех контурных шпуров про-
изводят мгновенно или короткозамелленно до взрывания врубо-
вых шпуров.
Массу зарядов врубовых шпуров определяют по форму-
лам (3.1) или (3.2), где ЛНС принимают равной половине
толщины стены. Длину врубового шпура устанавливают с та-
ким расчетом, чтобы центр заряда находился в середине
стены. При большой толщине стены, когда требуется рас-
средоточить заряды в шпуре, длину шпура принимают на
0,15...0,2 м меньше толщины стены. Шпуры во врубе распо-
лагают рядами по сгущенной квадратной сетке. Расстояние
118
между рядами шпуров и между шпурами в ряду принимают
в пределах (0,5... 1,1) И<
При образовании проемов в степах большой толщины
возможно бурение шпуров с двух сторон степы. В этом слу-
чае расстояние между забоями врубовых шпуров принимают
равным 0,2 м. При большой плошали проема врубовые шпу-
ры располагают в центральной части, а между ними и кон-
турными шпурами бурят отбойные шпуры по нормальной
сетке.
При взрывании полов и покрытий (обычно толщина та-
ких конструкций составляет не более 0.3 м) массу шнурово-
го заряда определяют по формуле (3.1). Величину ЛВС при-
нимают равной половине толщины разрушаемой конструк-
ции. Длину шпура принимают равной 2/3 толщины разруша-
емой конструкции.
♦ При сплошном дроблении полов и покрытий шпуры бурят
по квадратной сетке, расстояние между шпурами в ряду и между
рядами шпуров принимают в пределах 1,2... 1,5 величины ЛИС.
При разделении на блоки шпуры по линиям резов бурят в два
ряда. В этом случае в зависимости от толщины разрушаемой конст-
рукции шпуры бурят в ряду на расстоянии 0.12...0.15 м. Расстоя-
ние между рядами шпуров принимают в пределах 0.15...0.2 м. Мень-
шие расстояния относятся к случаю большей насыщенностью раз-
рушаемых конструкций арматурой.
При разделении тонкостенных (толщиной до 0,2...0.3 м)
частей железобетонных фундаментов, плит, стен, полов и
других конструкций па блоки возможно использование уд-
линенных накладных зарядов, которые размешают по линии
реза. Массу зарядов определяют по формуле
Q = ABR'L, (3.11)
где Q — масса удлиненного накладного заряда, кг; А — ко-
эффициент. зависящий от свойств разрушаемого материала
(его величину принимают по табл. 3.3); В — коэффициент
забивки (при взрывании без забивки В = 9,0; при слое забивки
не менее толщины разрушаемой конструкции В = 6,5 для
железобетона и В= 5,0 для кирпича и бетона); R — толщина
разрушаемой конструкции, м; I. — длина заряда, м.
119
Значения коэффициентов Л
в зависимости от разрушаемого материала
Таблица 3.3
Материал Значение А
Кирпичная кладка: на известковом растворе: слабая 0,75
прочная 1,00
на цементном растворе 1,20
Кладка из естественного камня 1,40
па цементном расгворе Бетон: строительный 1,50
фортификационный 1,80
Железобетон: для выбивания бетона* 5,00
для выбивания бетона с частичным перебиванием арматуры** 20,00
* Арматура нс перебивается. * * Перебиваются ближайшие к зарядам прутья арматуры.
При длине заряда, равной двум и более толщинам пере-
биваемой конструкции, масса накладного заряда может быть
уменьшена в два раза.
3.3. ОБРУШЕНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШПУРОВЫХ ЗАРЯДОВ
Взрывные работы при сносе зданий и сооружений при-
меняются для полного или частичного разрушения конст-
руктивно обусловленной структуры здания или его элемен-
тов. С помощью взрывов можно производить полный или
частичный снос зданий. В последнем случае между сноси-
мой и сохраняемой частью здания необходимо образовать
разделительную щель (штробу). Здания могут обрушаться
внутрь или в определенном направлении. Для сооружений
из армированного бетона почти всегда применяется взрыв с
направленным обрушением. При взрывании зданий для раз-
120
вала обломков должна быть обеспечена достаточная пло-
щадь (см. рис. 2.1).
Величина, расположение и число взрываемых зарядов
прежде всего зависят от вида и толщины взрываемого мате-
риала, размеров взрываемой площади, степени желаемого
разрушения и от положения объекта. Поскольку энергия взры-
ва действует в первую очередь в сторону ЛНС, путем соот-
ветствующего расположения зарядов можно задать необхо-
димое главное направление обрушения взрываемых масс сно-
симого объекта (рис. 3.6).
При обрушении кирпичных зданий зона подбоя выбирает-
ся, как правило, на первом этаже, а для здания с цоколь-
ным помещением — в подпале. При размещении зарядов в
подвале (ниже уровня грунта) значительно уменьшается
опасность разлета кусков. Однако при этом повышается уро-
вень сейсмического воздействия взрывов на охраняемые
объекты. Нижний уровень расположения шпуров закладыва-
ется на высоте 0,5—0.8 м от пола.
♦ При взрыве кирпичных зданий используют в основном го-
ризонтальные шпуры, которые во внешних стенах бурят изнутри
здания. Если в определенных случаях требуется бурение стен сна-
ружи. то особое внимание следует уделять мерам по защите от
разлета кусков и снижению интенсивности ударных воздушных
волн (последнее особенно важно при использовании ДШ для ини-
циирования зарядов).
Здания и сооружения обрушают как па свое основание,
так и в заданном направлении. При обрушении зданий на
свое основание взрывным способом образуют сквозной под-
бой по всему периметру наружных стен и других несущих
элементов конструкции, в результате объект, лишенный
опоры, падает на свое основание и разрушается. Высота
сквозного подбоя должна быть не менее половины толщины
стены.
Для образования подбоя шпуровые заряды располага-
ют в два-три ряда в шахматном порядке или но квадратной
сетке. Масса шпуровых зарядов подбоя определяется по фор-
мулам (3.1), (3.2). ЛНС принимают равной половине толщи-
ны стены. Значения расчетного удельного расхода ВВ для
121
Рис. 3.6. Зависимость направления разлета кусков
и развала обломков от характера конструкции и размещения зарядов:
а — свободно стоящие стены при общем разрушении вертикальными
зарядами; б — то же, при взрывании по частям; в — свободно стоящие
степы при расположении горизонтальных зарядов в центре степы;
г — то же, при смещении заряда к краю степы; д — конструкция,
свободная с одной стороны, при взрывании горизонтальными
шнурами; е - то же, при взрывании вертикальными шпурами; ж —
бетонное дорожное покрытие (на грунтовом основании); з —
железобетонное перекрытие, балки и др. (незашемленные); и —
заглубленная строи тельная конструкция; / — обломки; 2 -
материал, требующий последующего измельчения; 3 — направление
выброса при взрыве
122
кирпичной кладки составляет 0,4...0,6 кг/м’, для бетона —
0,5...0,7 кг/м\ для железобетона — 1,0...1,6 кг/м’. При взры-
вании железобетона принимают повышенный удельный рас-
ход ВВ, так как в результате взрыва шпуровых зарядов дол-
жна нс только раздробиться бетонная конструкция, но и
выбита из него арматура. Заряд следует размешать так, что-
бы центр его совпадал с серединой стены. Расстояние меж-
ду шпурами в ряду принимают равным (1,0... 1,4) между
рядами зарядов — (1,3...1,6) ИС Крайние шпуры бурят на рас-
стоянии Й'от краев стен или простенков.
При взрывании зданий из кирпича при расчете пара-
метров зарядов различают стены, углы кладки, столбы и
колонны. Для стен ЛНС принимают равной половине тол-
щины стены. Высота вруба (при обрушении здания на свое
основание) должна быть не меньше толщины стены.
При расчете параметров шпуров в углах кладки необхо-
димо учитывать, из каких стен состоит угол. Если угол клад-
ки состоит из соприкосновения двух или более стен различ-
ной толщины, то для расчета угла кладки следует брать две
самые толстые стены (рис. 3.7). Если толщина одной стены
по крайней мерс в два раза больше, чем у другой стены, то
расчетная масса заряда для угловых шпуров принимается
равной расчетной массе заряда для шпуров в самой толстой
Рис. 3.7. Расположение угловых шпуров для углов кладки,
состоящих из двух и более стен разной толщины:
а — неэффективное; 6 — правильное
б
123
степс. Расстояние от центра тяжести угловых шпуров до за-
ряда ближайшего шпура в степе при стенах разной толщины
должно соответствовать расстоянию между шпурами самой
толстой степы. Это требование соблюдается, когда первый
шпур в степе после угла кладки закладывается непосредственно
рядом с углом кладки. Расстояние от угла стены до первого
шнура рекомендуется принимать в пределах 0,1...0,25 м.
Если при взрывании степ требуется бурение двух и бо-
лее угловых шпуров, то для достижения хорошего разруша-
ющего эффекта целесообразно размещать угловые шпуры
так, чтобы они перекрещивались. Длина углового шпура зави-
сит от длины соответствующих шпуров в соседних стенах и
ограничена точкой пересечения линий заглубления соответству-
ющих шпуров в стенах (см, рис. 3,7).
При определении массы заряда углового шпура в расчет
принимается толщина самой толстой стены.
При взрывании столбов, опор и колонн и расположе-
нии шпуров в один ряд по оси конструкции ЛИС принима-
ется равной половине толщины конструкции, а при много-
рядном расположении шпуров — равной расстоянию между
рядами шпуров. Шпуры располагают горизонтально, при
наличии двух и более рядов — по квадратной сетке или в
шахматном порядке. В железобетонных колоннах крайние
шпуры при их мпогорядпом расположении бурят на рассто-
янии 0,5Wот края колонны.
Для разрушения сводов сооружений используют шлицевой
взрыв и рядный взрыв.
Под шлицевым взрывом понимается взрыв шлица ши-
риной, соответствую!ней двойной толщине свода в районе
ключа свода или пяты (контрфорс). Шлицы взрываются вер-
тикально к направлению напряжения свода (рис. 3,8), Ряд-
ный взрыв означает размещение шпуров параллельно на-
правлению напряжения свода по всей ширине свода.
Направленное обрушение, как правило, используется, ког-
да обрушасмос сооружение находится среди охраняемых
объектов, которые не должны быть повреждены. Чаше все-
го направленное обрушение используют при разборке ды-
мовых и вентиляционных труб, башен и других высоких
сооружений.
124
Шпуры
Рис. 3.8. Расположение шпуровых зарядов
при разрушении свода
Принцип направленного обрушения сооружений, напри-
мер, дымовых труб, заключается и образовании сквозного
подбоя (вруба) в несущих опорах со стороны направления
валки при сохранении опоры (целика) с противоположной
стороны. В результате создания опрокидывающего момента
обеспечивается падение сооружения в заданном направле-
нии (рис. 3.9).
Более точная направленность обрушения обеспечивает-
ся, когда целик испытывает меньшее напряжение на сжатие
и о|рапичсп большей по величине хордой АВ (рис, 3.10). Этому
требованию для круглых груб отвечает целик в секторе с цен-
тральным углом р = 135... 140° (по периметру величина цели-
ка составляет 1,2/)).
125
Рис. 3.9. Условие опрокидывания
трубы в заданном направлении
Наклон трубы в момент
се обрушения будет происхо-
дить вокруг оси условного
шарнира, проходящего через
вершину вруба «О» по схеме,
приведенной на рис. 3.9.
Минимальный угол вруба 0
(см. рис. 3.9) определяется ми-
нимально необходимым уг-
лом наклона сооружения а,
при котором проекция цент-
ра тяжести сооружения на
плоскость горизонтального
сечения на уровне вруба вый-
дет за контур сечения (т.е. бу-
дет обеспечено условие опро-
кидывания сооружения).
Угол а определяют гра-
фически или из формул
а = v, - v,; (3.12)
Н — h
tgv,=—L—IL: (3.13)
b
cosv, = . L“p 1 ,(3.14)
^-hj+lx
где Я — высота центра тя-
жести сооружения, м; для круглой трубы, принимая се фор-
му в виде усеченного конуса, она может быть определена по
формуле
Н„ /?2 +2/?г + Зг
4 R2 + Rr + г2 '
(3.15)
Но — длина обрушасмой части трубы (от низа подбоя до
верха трубы); R — наружный радиус ствола трубы на уровне
подбоя, м; г — наружный радиус верха ствола трубы, м;
126
Рис. З.Ю. Расположение
зарядов во врубе
при направленном
обрушении трубы:
/— проем; 2— целик;
3— шпуры
12 D
h — высота горизон-
тального сечения вруба
на уровне шарнира(вы-
сота расположения
нижнего ряда шпуров
над уровнем грунта), м;
L — глубина вруба, м
(расстояние от оси условного шарнира ло края горизонталь-
ного сечения вруба), равная:
4 = y(I+C0Sy) ’
(3.16)
D — диаметр основания обрушаемой трубы, м; р — цент-
ральный угол целика, градусы; b — расстояние между ося-
ми условного шарнира и сооружения, м, вычисляемое по
формуле
Ь = (317)
Угол вруба должен равняться углу наклона или превы-
шать его.
Необходимая высота вруба (см. рис. 3.9) определяется по
формуле
= (3-18)
гдс — высота вруба, м.
При направленном обрушении форму вруба принима-
ют прямоугольной (при расположении зарядов в два-три
ряда) или трапециевидной (при большем числе рядов заря-
дов). В последнем случае нижние два-три ряла принимают
127
одинаковой длины, остальные — короче, в соответствии с
принятым углом вруба.
Для обеспечения заданного направления паления трубы
необходимо учитывать:
• отклонение центра тяжести трубы от вертикальной
оси вследствие наклона трубы за счет осадки; наиме-
нее благоприятен случай, когда наклон трубы про-
изошел в направлении, перпендикулярном требуемому
направлению валки трубы;
• прочностные свойства опорного целика трубы; необ-
ходимо правильно выбирать уровень подбоя, удалив
на этом уровне все опорные элементы, работающие
на растяжение, при этом нс разрушая их до такой
степени, чтобы труба сделалась уязвимой для ветро-
вых воздействий;
• воздействие ветра; наименее благоприятный случай
имеет место, когда направление ветра перпендику-
лярно направлению падения трубы;
• наличие трещин или сильно обветшавших участков
на различных высотных уровнях трубы, что может при-
вести к образованию разломов до того, как труба на-
клонится достаточно сильно, чтобы направление ее
падения уже нельзя было изменить.
♦ Выбор уровня подбоя не зависит от метола сноса трубы.
Уровень подбоя выбирается над цоколем, если, например:
- толщина стены собственно трубы значительно меньше тол-
щины кладки цоколя;
- при четырехугольном цоколе направление падения прихо-
дится над одним из углов цоколя;
- углы цоколя закреплены;
- между цоколем и стволом имеется железобетонная плита:
- неудобное положение отверстий в поколе может повлиять
на направление паления;
- цоколь сооружен из бутового камня.
При взрывании четырехугольных дымовых труб, круглых
внутри, следует принимать во внимание, что сопротивле-
ние в их углах больше, чем в середине боковых сторон. Угло-
вые шпуры здесь должны быть глубже, а заряды — больше.
128
При необходимости обрушения трубы на угол угловые шпу-
ры следует закладывать глубже, соответственно увеличивая
в них массу заряда ВВ.
Большинство промышленных труб имеет футеровку,
причем между трубой и футеровкой обычно имеется проме-
жуток шириной 0.05...0,5 м. При взрыве футеровку толщиной
до 0,12 м можно не учитывать. При толщине 0,12...0,26 м
футеровка разрушается зарядами увеличенной массы, раз-
метаемыми в шпурах большей длины. При толщине футе-
ровки более 0.26 м необходимы непосредственное бурение и
размещение в ней зарядов. При направленном обрушении
трубы достаточно одного ряда шнуров в футеровке.
При валке железобетонных труб необходимо учитывать
влияние арматуры на их устойчивость после взрыва, посколь-
ку арматура в зоне вруба при взрыве зарядов нс перебивает-
ся, а в целике может выдерживать значительные напряже-
ния на растяжение. Железобетонная труба обрушится в на-
правлении валки, когда опрокидывающий момент Л/р от
силы тяжести будет больше суммы моментов сил от сопро-
тивления арматуры вруба продольному изгибу и от сопро-
тивления арматуры целика растяжению.
Опрокидывающий момент трубы Л/ определяют при
условии, что труба вращается вокруг условного шарнира «О»
(см. рис. 3.9) и целик нс оказывает сопротивления разрыву
опорного сечения, а арматура вруба после взрыва остается
прямой, способной работать на продольный изгиб до пре-
дельного критического усилия Р .
Опрокидывающий момент
М^=РЬ, (3.19)
где Р — масса трубы, т; b — расстояние между осями услов-
ного шарнира и трубы, м.
В сторону, противоположную моменту Л/ , действует мо-
мент Л/р, определяемый как сумма моментов сил реакции
от прутков в зоне вруба, приравненных к критической силе
р = тс~ыт,п., (3.20)
“Р И'
129
где Е= 2-106 кг/см3 — модуль упругости; Jmin — момент инер-
ции сечения, см4; для круглого прутка
- O.OSrf-, (3.21)
d — диаметр прутка арматуры, см; ц = 0,5 — коэффициент,
зависящий от способа закрепления прутка и характера рас-
пределения нагрузки по его длине; / — длина прутка арма-
туры в пределах вруба, см.
Для прутков другого сечения и для закладных профиль-
ных металлоконструкций (уголок, швеллер и т.п.) момент
инерции сечения определяется по табличным данным спра-
вочников.
Момент сопротивления Мкр определяют как
= (3.22)
где г — плечо, м.
Для упрощения расчет можно производить не для каждо-
го прутка в отдельности, а для отдельных групп прутков,
симметрично расположенных относительно оси валки. Общий
момент сопротивления определяется как сумма моментов
сопротивления от отдельных прутков или групп прутков.
Напряжение в арматуре целика определяют при следую-
щих условиях:
• вся арматура целика расположена у наиболее удален-
ного от условного шарнира прутка па расстоянии г;
• поворот трубы вызывает одинаковые деформации у
всех прутков;
• сопротивлением бетона па разрыв пренебрегают, учи-
тывая колебания ствола трубы после взрыва.
При таких условиях усилие растяжения арматуры, кг,
(3.23)
где г, — расс тояние от условного шарнира до арматуры, м.
Суммарная площадь сечения прутков арматуры в цели-
ке, см2,
_ nd?N
4
(3.24)
130
где d — диаметр прутка, см; /V — число пругков.
Напряжение в арматуре от начального опрокидывающе-
го момента, кг/см3,
tuI2N
(3.25)
Труба потеряет устойчивость и обрушится в направле-
нии валки при условии, что ст>ст||р, где о — временное
сопротивление арматуры разрыву, кг/см3.
Накопленный опыт обрушения железобетонных труб в
стесненных условиях показывает, что для лучшей направ-
ленности валки необходимо дополнительно увеличить пер-
воначальный опрокидывающий момент в 1,5 раза, что дос-
тигается применением троса и лебедки. Проекцией жестко
закрепленного предварительного натянутого троса на зем-
ную поверхность является направление валки. Усилие натрое
(кг), при котором обеспечивается увеличение первоначаль-
ного опрокидывающего момента в 1,5 раза, определяют по
формуле
0,54,
Л cos f ’
(3.26)
где Л/ — первоначальный опрокидывающий момент трубы,
кг м; h — высота закрепления троса, м; f — угол между
линией троса и горизонталью, градусы.
♦ Металлический трос должен иметь трехкратный запас проч-
ности на разрывное усилие. Для натяжения выбирают трос соот-
ветствующего диаметра. Допускается прокладка натяжного троса
меньшего диаметра в две нити.
Для натяжения троса используют электрическую или меха-
ническую лебедку, обеспечивающую соответствующее тяговое уси-
лие. При необходимости для обеспечения усилия на трос приме-
няются полиспасты. Для контроля за натяжением троса на конце
его у лебедки устанавливают динамометр. Взрывание производя!
в момент достижения электрической лебедкой необходимого тя-
гового усилия. При использовании механической лебедки произ-
водят натяжение троса, лебедку стопорят, после чего производят
взрыв.
131
Работу но зачали нацию, креплению троса на трубе и установ-
ке лебедки выполняет специализированная организация согласно
разрабатываемому этой организацией ПНР.
Обрушение других высоких сооружений в заданном на-
правлении осуществляется в таком же порядке, а расчеты
производят по той же методике, что и при валке труб.
♦ Направленному обрушению поддаются здания и сооруже-
ния (или их отдельные части), высота которых значительно (в
четыре раза и более) превышает размер горизонтального сечения
на уровне вруба, измеряемый в направлении оси валки. Примене-
ние различных инженерных мероприятий (например, с помощью
натяжения троса) обеспечивает гарантию направленности валки
сооружений с превышением высоты над горизонзальным разме-
ром в два раза и более. Однако на практике имеют место случаи,
когда необходимо обрушить в заданном направлении сооруже-
ния. у которых отношение высоты к горизонтальному сечению
на уровне вруба находится в пределах I...2. При обычном способе
направленного обрушения угол вруба составит 30...50°. а высота
вруба — 0,4...0,6 высоты обрушасмого сооружения. Это требует
больших трудозатрат на бурение шпуров, особенно при наличии
внутренних перегородок в здании. Кроме того, при обрушении
монолитного железобетонною сооружения высота его обрушен-
ной части будет достаточно высока, что затруднит последующую
его разборку.
Для обрушения подобных сооружений можно использовать
способ, в соответствии с которым обрушаемое сооружение пред-
варительно разделяют вертикальным резом па две или более час-
ти, а затем этанами направленно обрушают каждую часть соору-
жения в заданном направлении (в том числе и в противоположные
стороны). Образование вертикальных розов осуществляется взры-
вом шпуровых, линейных накладных или неконтактных зарядов.
Данный способ применим для направленного обрушения сооруже-
ний, у которых обеспечивается устойчивость каждой из разделен-
ных частей сооружения, например, при обрушении отслуживших
свой срок силосных корпусов.
3 4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАКЛАДНЫХ
И НЕКОНТАКТНЫХ ЗАРЯДОВ
ПРИ РАЗБОРКЕ СТРОЕНИЙ
Сложности, возникающие при обрушении тонкостен-
ных сооружений, в первую очередь связаны с нетехнологич-
ностью использования метода шпуровых зарядов: требуется
бурение большого числа шпуров по сгущенной сетке, взры-
вание осуществляется зарядами малой массы, Это приводит
к значительному увеличению трудозатрат при выполнении
буровзрывных работ.
При обрушении тонкостенных конструкций (толщина
стенок до 0,2...0,3 м) для образования вруба можно исполь-
зовать удлиненные накладные заряды, которые размешают по
плошади вруба горизонтальными или вертикальными ряда-
ми. Удлиненный наружный заряд в ряду формируют в виде
группы отдельных удлиненных зарядов (рис. 3.11). Массу от-
дельного удлиненного заряда принимают такой, чтобы обеспе-
чить полное выбивание бетона из арматуры в пределах вруба.
Длину каждого отдельного удлиненного заряда принимают в
пределах / = (1,0...2,5)Л м, расстояние между зарядами в ряду
а = (0,5... 1,5)Л м, между рядами зарядов b = (1,0...3,0)Л м, где
h — толщина перебиваемой конструкции, м.
Взрывание накладных зарядов осуществляется пол ук-
рытием в виде песчаной засыпки толщиной не менее 0,5 м.
Применение песчаной засыпки повышает эффективность
действия накладного заряда.
Рис. 3.11. Схема размещения удлиненных
накладных зарядов по площади вруба:
/ — проектный контур вруба: 2 — заряды ВВ;
3 — ДШ; 4 — сквозные проемы
133
♦ При обрушении тонкостенных сооружений с малым отно-
шением высоты сооружения к его основанию, когда для обеспече-
ния направленности необходимо образовать вруб большой высо-
ты, целесообразно использовать комбинированную систему распо-
ложения зарядов, В нижней части вруба (на высоту 1,0,,,1,2 м)
размешают удлиненные накладные заряды, а в верхней — шпуро-
вые заряды. При такой комбинации зарядов значительно сокраща-
ется трудоемкость подготовительных операций, связанных с буре-
нием шнуров в нижней части вруба (где должно располагаться до
70 % шпуровых зарядов), и в то же время можно обеспечить каче-
ственное укрытие на клад ных зарядов.
На практике нередки случаи, когда по условиям безо-
пасности производственного персонала нс представляется
возможным выполнить бурение шпуров, смонтировать взрыв-
ную цепь и разместить накладные заряды при дроблении
или обрушении конструкции. Такие ситуации, например,
возникают при взрывном разрушении железобетонных по-
лых емкостей, отслуживших свой срок хранилищ соды, це-
мента, зерна и т.п., когда не исключается вероятность паде-
ния обломков и кусков бетона внутрь емкости в момент на-
хождения в пей людей и проведения подготовительных ра-
бот к взрыву.
Для этих условий возможно применение способа веде-
ния взрывных работ по разрушению сооружений с помощью
неконтактных зарядов. В случае использования этого способа
заряды ВВ подвешивают внутри разрушаемой емкости. Масса
каждого из зарядов, кг, определяется по формуле
где S — импульс в фазе сжатия ударной взрывной волны,
при действии которой происходит разрушение объекта, Па с;
г — минимальное расстояние по горизонтали от заряда до
разрушаемой конструкции, м.
На рис. 3.12 приведены схема блоков элеватора и разме-
щение неконтактных зарядов, используемых для разруше-
ния его стен.
134
'7 7/7///7////> 7 ;;;/////>>///////>/У/777 S.
Рис. 3.12. Схема размещения
неконтактных зарядов в блоках элеватора:
1—4 — подвешенные неконтактные заряды ВВ разной массы;
5 — ДШ; 6 — шизы укрытия; 7-- песчаная засыпка
3.5. РАЗРУШЕНИЕ ЕМКОСТЕЙ
ГИДРОВЗРЫВАНИЕМ
При реконструкции предприятий довольно часто воз-
никает необходимость разрушения различного рола емкос-
тей, конструкций коробчатой формы, резервуаров (железо-
бетонных, металлических). Для выполнения подобных ра-
бот используется метод гидровзрывания.
При гилровзрывании разрушаемую конструкцию напол-
няют водой, а затем пол слоем воды пометают заряд ВВ и
взрывают его (рис. 3.13). В результате взрыва в воде образуется
гилроударная волна. Давление на ее фронте велико. Под его
воздействием происходит разрушение материала конструкции.
Заряды для разрушения железобетонных резервуаров рас-
считывают по формуле
Q = C?
h а
10'"
1
(3.28)
/
135
1
2
Рнс. 3.13. Размещение заряда
при гидровзрывиом способе разрушения емкостен:
/ — вода: 2 — ДШ; 3 — горе; 4 — заряд ВВ; 5 — груз
где Q — масса сосредоточенного заряда, разметаемого в
центре взрываемой конструкции, кг; С — толщина стенок
резервуара, м; otK — временное сопротивление на скалыва-
ние, кг/м3 (принимается но табл. 3.4); h — высота взрывае-
мого пояса, равная глубине погружения заряда, м; стр — вре-
менное сопротивление растяжению, кг/м3 (принимается по
табл. 3.4); а — расстояние между арматурой вертикальных
стержней, м; D — диаметр резервуара, м.
При взрывании прямоугольных емкостей за диаметр в фор-
муле (3.28) следует принимать ширину емкости. Если длина
емкости в два раза и более превосходит ее ширину, то заря-
ды следует рассредоточивать по длине емкости, рассчиты-
вая каждый из зарядов по формуле (3.28).
Оптимальный результат при гидровзрывании емкостей
получается, когда высота взрываемого пояса равна радиусу ре-
136
Таблица 3.4
Значения растягивающих ар и скалывающих ос>
напряжении, кг/м2, для бегоиа различных марок
11апряженнос состояние Марки бетона
50 75 100 150 200 300 400 500 600
Растяжение ОрЮ-’ Скалывание Оек -Ю 60 120 80 160 110 220 150 300 180 370 200 440 225 500 270 600 310 700
зервуара. Наиболее равномерное дробление стенок резервуара
происходит, когда заряды одной массы размещают по оси ре-
зервуара на расстоянии от дна, друг от друга и от поверхнос-
ти, равном радиусу резервуара.
При гилровзрывном способе разрушения емкостей заря-
ды можно располагать и непосредственно на стенках разру-
шаемой конструкции. Заряд ВВ в этом случае формируют в
виде гирлянды (линейного заряда), размещаемой по внут-
ренней стене конструкции. Массу заряда (кг) определяют
как для случая выбивания бетона из арматуры по формуле
О = 45С2/, (3.29)
гле С — толщина стенок резервуара, м; /— длина заряда, м.
Если мощность слоя волы над зарядом составляет не
менее трех толщин перебиваемой стен конструкции, то рас-
считанную массу заряда уменьшают в полтора раза.
При использовании гилровзрывного способа для разру-
шения металлических емкостей (изложницы, котлы, стани-
ны и лр.) массу сосредоточенного заряда, кг, определяют
по формуле
Q - К И, (3.30)
где К — расход ВВ на 1 м3 взрываемой конструкции, кг; V —
объем взрываемого металла, м3.
В зависимости от материала конструкции принимаются
следующие значения К, кг/м3: чугун серый 4,5...5,0; чугун
белый 5,5...6,0; сталь хрупкая каленая 6,6...7,5; сталь вязкая
137
8,0...9,0. Заряд ВВ должен быть опушен па 2/3 глубины поды в
емкости.
♦ Дробление металлических емкостей можно осуществлять так-
же с помощью контактных зарядов, размещаемых непосредствен-
но на их стенках. В этом случае достигается некоторая экономия
ВВ, но усложняется процесс монтажа зарядов.
Использование гидровзрывного способа позволяет про-
водить разрушение резервуаров с малыми материальными и
трудовыми затратами. Метод гидровзрывного разрушения —
наиболее безопасный из взрывных способов для окружаю-
щих объектов и людей. Сейсмический эффект при использо-
вании данного способа незначителен, ударная воздушная
волна практически отсутствует.
Разлет кусков материала разрушаемого резервуара регу-
лируется изменением уровня воды в резервуаре, а также
местоположением зарядов по глубине. Пугсм смешения за-
рядов относительно стенок и дна резервуара можно регу-
лировать направление развала кусков при взрыве.
Учет всех этих факторов и их использование при про-
ектировании и производстве работ но разрушению емкос-
тей гидровзрывным способом позволяет эффективно при-
менять данную технологию.
3.6. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПО МЕТАЛЛУ.
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ЗАРЯДОВ
ПРИ ВЗРЫВАНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
КОНСТРУКЦИЙ
Взрывные работы по металлу представляют собой ком-
плекс разнообразных работ, который включает в себя обра-
ботку металлов и их сплавов энергией взрыва (сварка, штам-
повка металлов, развальцовка труб, упрочение поверхности
материалов, прессование порошкообразных металлов и т.п.),
а также работы но дроблению и перебиванию металла и
металлических конструкций, в том числе работы по обру-
шению металлических сооружений и строений с металли-
ческим каркасом.
138
При помощи взрыва можно плакировать (покрывать по-
верхность одного металла слоем другого) заготовки различ-
ного размера и формы, производить сварку и резку труб.
Сварка металлов взрывом применяется, главным обра-
зом, для изготовления биметаллических заготовок различ-
ного назначения. Взрывом сваривают друг с другом и в раз-
личном сочетании металлы, нс поддающиеся сварке други-
ми способами: алюминиевые сплавы, латунь, мель, нике-
левые сплавы, малоуглеродистые и нержавеющие сплавы и
другие материалы. Различными методами сварки взрывом
можно получить пластины и листы, имеющие от двух до
пяти и более слоев одинаковых или различных металлов. Все
схемы сварки взрывом основаны на движении одной (мета-
емой) пластины в сторону другой (неподвижной) пласти-
ны или на встречном движении свариваемых элементов.
При сварке металлов взрывом на металлическом или ином
основании (например, на песке) располагают неподвижную
пластину-мишень, а параллельно ей или пол определенным
углом с зазором на штырях устанавливают метаемую плас-
тину (рис. 3.14). На метаемой пластине размещают заряд ВВ.
Заряд располагают в бумажных, картонных или деревянных
формах, обеспечивающих нависание заряда по краям плас-
тины.
Пол воздействием высокого давления, возникающего при
детонации ВВ, элементы метаемой пластины последователь-
но приобретают большую скорость, вследствие чего между
двумя пластинами образуется угол соударения. Основной не-
достаток угловой схемы сварки — непостоянство сварочного
зазора, которое обусловливает изменение параметров про-
цесса сварки и его качество по длине свариваемых листов,
особенно при их больших размерах.
При сварке металлической трубы со стержнем стержень
и трубу устанавливают вертикально на металлическом осно-
вании. Вокруг них в картонном цилиндре размешают заряд
ВВ. Аналогичным образом сваривают две трубы, при этом
внутреннюю трубу заполняют инертным материалом, в ка-
честве которого обычно используют волу.
При плакировки груб изнутри существуют схемы, при
которых деформации взрывом подвергается внутренняя
139
Рнс. 3.14. Схема сварки металлических пластин взрывом:
а — пластины расположены параллельно; б — пластины
расположены под углом друг к другу; 1 — элсктродетонатор;
2— слой ВВ; — картонная коробка; 4— установочный
штырь; 5 — основной (неподвижный нижний) и плакирующий
(метаемый верхний) листы металла; 6 — жесткое основание
труба. Параметры зарядов при сварке взрывом металличес-
ких пластин (массу заряда, его высоту, размеры нависаний
метаемой пластины над неподвижной) определяют по эм-
пирическим формулам.
Размеры нависания верхней (метаемой) пластины над
нижней (неподвижной) пластиной определяются из следу-
ющих соотношений;
/, = 1,577, (3.31)
/2 = 2,0/7, (3.32)
140
/, = 0,5/7,
(3.33)
где у — высота заряда, см; / — нависание метаемой пласти-
ны над неподвижной со стороны расположения детонато-
ра, см; /, — боковое нависание (в одну сторону), см; /, —
концевое нависание, см.
Высоту заряда, мм, определяют по формуле
H=d.K{K:Ky, (3.34)
где dk — критический диаметр заряда, мм; — коэффици-
ент, учитывающий толщину метаемого элемента (при тол-
щине элемента от 3 до 25 мм принимается в пределах 1... 1,8);
К-, — коэффициент, учитывающий соотношение масс ме-
таемого Л/ме1 и неподвижного Моси — элементов (при пря-
мой схеме К2 = 1; при обратной схеме
X-<
Л-
К2= I...I.2);
— коэффициент, учитывающий пластичность соединяе-
мых металлов.
Величина коэффициента Ку определяется эксперимен-
тально. Например, при сварке взрывом соединения Ст. 3 —
OX 18Н1 ОТ значение К2 = 1; для соединения Ст. 3 — медь Ml
величина К2 = 0,85.
Масса плоского заряда ВВ (кг) опрсдсляегся по формуле
(2= Я 5 А, (3.35)
где Н — высота заряда, дм; Кл — плотность (насыпная) ВВ,
кг/дм’; S — площадь заряда, дм2, равная
S = b(l + 0,1456),
(3.36)
b — ширина метаемой пластины, лм; / — длина метаемой
пластины, дм.
Основными параметрами, характеризующими сварку
взрывом, являются скорость соударения металла, скорость
Движения точки контакта и угол накатывания. Для сварки
взрывом наиболее приемлемы ВВ, скорость детонации ко-
торых ниже 3200 м/с. Для надежного возбуждения и ста-
бильного протекания детонации толщина заряда должна
141
быть больше критической. Рассчитанные параметры зарядов
уточняют в каждом конкретном случае экспериментально.
Штамповку металла взрывом применяют при изготовле-
нии крупногабаритных изделий из трулноштампуемых мате-
риалов (особенно из сверхпрочных металлов). При этом воз-
можны операции не только по приданию заготовкам разно-
образных криволинейных поверхностей, но и по пробивке
различных отверстий и проемов, а также многие другие опе-
рации с обрабатываемыми материалами. Энергия от заряда
к заготовке передается как непосредственно, так и через
воздух, воду или сыпучую среду.
Работы по формовке плоских деталей обычно произво-
дят в установках бассейнового или наземного типа. Необхо-
димую величину заряда для штамповки листового металла,
его форму и другие параметры определяют опытным путем
в зависимости от толщины и прочности материала и разме-
ров формируемой летали. Развальцовка (закрепление) кон-
цов труб взрывом в трубных досках (решетках) производит-
ся при изготовлении и ремонте различной теплообменной
аппаратуры.
Масса заряда для развальцовки и технология работ уста-
навливаются экспериментальным путем в зависимости от диа-
метра, толщины стенок и материала трубы, от толщины труб-
ной доски, условий работы теплообменного аппарата и т.п.
Заряды для развальцовки обычно изготавливают из од-
ной или нескольких ниток ДШ, реже — из аммонита или
иного ВВ. Длина заряда, как правило, равна толщине труб-
ной доски (решетки). Энергия взрыва на стенки закрепляе-
мой трубы передается через втулку из инертного материала.
При вальцовке взрывом число одновременно взрываемых за-
рядов и очередность их взрывания устанавливаются экспе-
риментально в зависимости от толщины трубной решетки,
допустимой массы ВВ по действию ударной воздушной вол-
ны взрыва, толщины стенок трубы и т.п.
При взрывании металлоконструкций для их дробления
или перебивания используют шпуровые, накладные и не-
контактные заряды.
При толщине перебиваемой металлоконструкции бо-
лее 15 см используют шпуровые заряды. Шпуры диаметром
142
30 .35 мм в металле бурят сверлами или прожигают кисло-
родным копьем. Шпуры располагают по линиям резов с
шагом, равным 1... 1,5 длины шпура в зависимости от задан-
ных габаритов и марки металла, но не далее 30 см один от
другого. Длина шпуров должна составлять не менее 1/2 и не
более 2/3 толщины взрываемой конструкции. Длина заряда
ВВ в шпуре составляет 0,7 его длины, оставшуюся часть шпура
забивают песком или глиной.
Накладные заряды применяют для перебивания фасон-
ных или составных конструкций, металлических листов и
плит толщиной до 15 см. Массу накладного заряда (кг) опре-
деляют по формуле
Q=SK>, (3.37)
где 5 — площадь поперечного сечения перебиваемой ме-
таллоконструкции, см2; — удельный расход В В на 1 см2
плошали поперечного сечения перебиваемой металлокон-
струкции, г/см2 (его значения составляют, кг/см2: для ста-
ли хрупкой каленой — 0,018...0,020; стали вязкой —
0,022...0,025; чугуна серого — 0,012...0,014; чугуна белого —
0,015...0,017).
При перебивании фасонных и составных конструкций
масса заряда определяется для каждой составной части от-
дельно.
♦ Для взрыва профильных металлоконструкций применяют
бризантные ВВ (тротил, скальный аммонит). Заряды должны плот-
но прилегать к поверхности металла. Для обеспечения хорошего
прилегания и в углах профилей необходимы тщательная обработка
и подгонка зарядов. Для крепления зарядов в большинстве случаев
используются деревянные распорки и прокладки.
Стальные трубы и пустотелые объекты разрушают заря-
дами, располагаемыми по их наружной поверхности надли-
не не менее 3/4 окружности. Площадь поперечного сечения
перебиваемой конструкции (см2) в этом случае определяют
по формуле
5 = лРЛ, (3.38)
где D — внешний диаметр трубы, см; h — толщина стенки
трубы, см.
143
Стальные стержни, тросы и т.п. элементы перебивают
взрывом двух смещенных зарядов, располагаемых с двух сто-
рон перебиваемой конструкции со сдвигом одного относи-
тельно другого (рис. 3.15). Массу каждого из зарядов прини-
мают из расчета 50 г на 1 см3 сечения при толщине конст-
рукции до 4 см и 100 г — при толщине более 4 см. Взрывание
обоих зарядов осуществляют мгновенно.
Для перебивания и пробивания стальных листов целе-
сообразно применять кумулятивные заряды. При использо-
вании удлиненного кумулятивного заряда диаметр полуци-
линдрической кумулятивной полости, м, определяют но
формуле
<=1,5Й, (3.39)
где h — толщина перебиваемого листа, м.
♦ Наружный диаметр заряда (заряд изготавливаю) в виде по-
луцилиндра) определяется в соответствии с его массой, которую
рассчитывают по формуле (3.37). При этом масса кумулятивного
заряда может быть уменьшена в два раза по сравнению с расчетной.
Кумулятивная полость облицовывается жестью толщиной 0,52 мм.
Хорошие результаты при перерезании металлоконструк-
ций дает использование кумулятивных зарядов заводского из-
готовления ШКЗ (шнуровой кумулятивный заряд), УКЗ
(удлиненный кумулятивный заряд) и ЗКЛБ (заряд кумуля-
тивный линейный баллиститпый). Кумулятивные заряды
представляют собой удлиненный заряд па основе нластич-
Рис. 3.15. Размещение зарядов при перебивании троеа:
/ — трое; 2 — заряд ВВ; 3 - ДШ
144
ного ВВ с кумулятивной выемкой, облицованной металлом
(заряды УКЗ) или металлизированной лентой (заряды 111 КЗ,
ЗКЛВ). В зависимости от тина заряда и его марки они обес-
печивают перерезание металлической преграды (сталь 3) тол-
щиной от 4 мм (LI1K3-1) до 70 мм (ЗКЛВ-100). Характеристи-
ки кумулятивных зарядов приведены в табл. 3.5 и 3.6.
♦ Использование кумулятивных зарядов для резки металло-
конструкций позволяет достаточно эффективно локализовать раз-
лет осколков разрезаемого металла, так как он происходит только
в направлении кумулятивной струи заряда
При взрывании конструкций из других материалов (чугун, алю-
миний и т.п.) фактическую толщину реза следует определять па
основании опытных взрывов. Так, но опытным данным изрыв заря-
да 1IIK3-6 обеспечивает перерезание конструкции из чугуна тол-
щиной до 45 50 мм (т.е практически две паспортные толщины
см. табл. 3.5). При этом в металле конструкции на толщину до 25 мм
образуется рсз. а н остальной части - разлом и откол металла.
Для обрушения сооружений, основой которых является
каркас из металлоконструкций, взрыв использовался срав-
нительно редко. Это было связано с действовавшими ранее
требованиями «Единых правила безопасности при взрывных
работах» (утв. Госгортехнадзором СССР в 1967 г.), согласно
которым при производстве взрывных работ но металлу уста-
навливалась опасная зона радиусом не менее 1,5 км.
Таблица 3.5
Характеристика шпуровых кумулятивных зарядов LHK3
Марки заряда Толщина перерезаемой преграды (Ст. 3). мм Масса 1 м (аряла. Ki Масса навески ВВ в 1 м заряда. К1
ШКЗ-1 4 0,08 0.05
ШКЗ-2 7 0.19 0.12
ШКЗ-З II 0.31 0.2
111 КЗ-4 15 0.5 0.31
111КЗ-5 19 0.75 0.45
1I1K3-6 25 1.1 0.7
145
Таблица 3.6
Характеристика зарядов ЗКЛБ
Марки заряда Диаметр заряда, мм Высота заряда, мм Глубина выемки, мм Масса 1 м заряда, кг Толщина перерезаемой преграды (Ст. 20). мм
без облииовки с облицовкой
ЗКЛБ-10 10 10 5 0.074 0.11 6...7
ЗКЛБ-15 15 15 7.5 0.19 0.27 9...II
ЗКЛБ-20 20 20 10 0.36 0.50 13...15
ЗКЛБ-ЗО 30 30 15 0,82 1.12 20...22
ЗКЛБ-40 40 40 20 1,17 1.72 27...29
ЗКЛБ-50 50 50 25 1,83 2.68 33...36
ЗКЛБ-60 60 60 30 2,63 3,86 40...43
ЗКЛБ-70 70 70 35 3,58 5.25 47...50
ЗКЛБ-80 80 80 40 4,67 6.86 54...57
ЗКЛБ-90 90 90 45 5,92 8,68 61...64
ЗКЛБ-100 100 100 50 7,31 10,73 68...71
В соответствии с действующими в настоящее время ЕПБ
(утв. Госгортехнадзором России в 2001 г.) радиус опасной
зоны устанавливается но проекту, в который должен вклю-
чаться раздел, излагающий особые меры по обеспечению
безопасности людей, расчеты по определению дальности
разлета кусков при взрывании металлоконструкций и спо-
собы локализации или снижения дальности их разлета. По-
этому перед началом работ целесообразно рассмотреть воз-
можность введения других материалов в зону подбоя для
замены взрываемого металла, чтобы создать более безопас-
ные условия для производства взрыва. Например, обруше-
ние башнеобразных стальных конструкций возможно путем
взрыва фундамента. Кроме того, путем взрыва рекомендует-
ся только обрушать металлические конструкции, а их даль-
нейшую разборку следует осуществлять на земле сварочны-
ми аппаратами или механическим способом.
Обрушение стальных конструкций должно выполняться
в определенном направлении. В этих случаях у сооружений
смешанной конструкции (сталь—кирпич, сталь—бетон)
можно отказаться от предварительного разрушения перего-
родок, перекрытий и крыши, если они не мешают взрыву и
направленному обрушению.
♦ В отдельных случаях невозможно сразу определить наличие
металлического каркаса в обрушаемом сооружении. Стальные опо-
ры могут быть полностью замурованы в стенах или колоннах и
закрыты перекрытиями. Такое сооружение рассматривается как кон-
струкция с металлическим каркасом и разрушается соответствую-
щим образом.
Для уменьшения расхода ВВ все металлоконструкции в
зоне проектируемого участка взрыва, не оказывающие ста-
тического влияния, предварительно демонтируют.
Для образования резов в металлоконструкциях при об-
рушении сооружений весьма эффективно использование ку-
мулятивных зарядов промышленного изготовления (типа
ШКЗ), Эти заряды можно использовать для направленного
обрушения зданий с металлическим каркасом или на ме-
таллических колоннах (рис. 3.16).
147
2
Рис. 3.16. Схема установки кумулятивных
и выталкивающего зарядов па металлической стойке:
/ - ослабляющее отверстие в стойке; 2 - крепление зарядов;
3 — кумулятивные заряды; 4— выталкивающий заряд; 5 —
перебиваемая стойка
♦ При этом кумулятивные заряды реза (например, заряды
ШКЗ, как показано на рис, 3,16) размещают на двух уровнях. Для
предотвращения заклинивания вырезаемого участка колонны на
нем между зарядами реза устанавливают выталкивающий заряд.
Выталкивающий заряд формируют из обычного натренированно-
го ВВ, а для уменьшения его разрушительного воздействия на
преграду между выталкивающим зарядом и металлической колон-
ной размещают подкладку из инертного материала (например, доску
148
гол1линой 20...25 мм). Выталкивающий заряд взрывают коротко-
замедленно с замедлением 20...25 мс относительно зарядов реза.
Использование кумулятивных зарядов и их взрывание с
укрытием позволяет значительно уменьшить радиус опас-
ной зоны при производстве взрывных работ (для зарядов
Ill КЗ и УКЗ — до 100 м, для зарядов ЗКЛБ — до 300 м).
Вместо кумулятивных зарядов для подбоя металличес-
ких каркасов или колонн при обрушении сооружений мож-
но использовать накладные заряды из промышленного ВВ
(например, скальный аммонит, тротиловые шашки). В этом
случае необходима разработка специальных мероприятий
по предотвращению разлета осколков металла (укрытия,
засыпка песком и др.).
3.7. ВЗРЫВАНИЕ ГОРЯЧИХ МАССИВОВ
Буровзрывные работы в горячих массивах производят
с целью разрушения огнеупорной кладки и рыхления шла-
ка при ремонтах мартеновских печей, при разрушении ог-
неупорной кладки и удалении металлических «козлов» в
доменных печах, при ремонте электролизеров на предприя-
тиях алюминиевой промышленности и др.
При выполнении взрывных работ в горячих массивах сле-
дует строго соблюдать требования «Елиных правил безопас-
ности при взрывных работах» и «Технических правил веде-
ния взрывных работ на дневной поверхности», которые оп-
ределяют возможные условия производства таких работ:
• производство взрывных работ в горячих массивах дол-
жно осуществляться при температуре в выработках
(шпурах, скважинах, рукавах) не более 200 °C, изме-
ренной в их донной части;
• продолжительность заряжания и взрывания группы
зарядов не должна превышать 4 мин;
• конструкция заряда должна обеспечивать безотказность
взрывания при данном температурном режиме;
• при температуре в выработке до 80 °C заряды поме-
щаются в оболочку из пергаментной, крафтцеллю-
лозной или оберточной бумаги;
149
• при температуре в выработке свыше 80 °C заряды
должны представлять собой один патрон-боевик и
иметь общую теплоизоляционную оболочку из асбес-
товой бумаги или асбестового картона, которая дол-
жна быть такой, чтобы время до взрыва заряда из-за
нагревания его через стенки шпура составляло нс ме-
нее 4 мин; толщина теплоизоляционной оболочки за-
рядов для заряжания шпуров должна быль 1...2 мм,
для скважин и рукавов — 5.,. 10 мм; наружный диа-
метр оболочки должен быть меньше диаметра взры-
ваемого шпура на 3...5 мм, диаметра скважины — на
1...2 см, рукава — на 2...3 см; концевые отрезки ДШ
зарядов изолируются шнуровым асбестом с толщи-
ной обмотки 0,5... 1 см на всю длину ДШ, находяще-
гося в выработке.
Взрывные работы по разрушению огнеупорной кладки и
рыхлению шлака мартеновских печей в период их ремонта ре-
комендуется производить методом рукавов в сочетании с
методом горизонтальных скважин. Скважины бурят в разде-
лительных стенках шлаковпиков и регенераторов, в пере-
вальных стенах, в кладке верхнего строения печи; рукава
проходят в выстилке газовых и воздушных шлаковиков, а
также в кладке верхнего строения печи, если невозможно
пройти горизонтальные скважины. Глубина рукавов по верх-
нему строению мартеновской печи должна составлять 1/3
ширины подины, по шлаковпикам нижнего строения печи
— 2...3 м. Длина скважин по перевальным степам принима-
ется в пределах 3,5...4,0 м, по разделительным стенам шла-
ковиков и регенераторов — 4,4,.,5,0 м.
В период проходки рукавов и скважин кладка периоди-
чески охлаждается водой, подаваемой по шлангам. Перед
заряжанием их в течение 1,5...2 ч охлаждаются водой. Охлаж-
дение должно заканчиваться не ранее чем за 15...20 мин до
начала заряжания.
Массу заряда рассчитывают по формуле (3,2). В зависи-
мости от крепости огнеупорной кладки и шлака расчетный
удельный расход ВВ принимают в пределах 0,8...! ,0 кг/м’. При
взрывании конструкций верхнего строения печи удельный
расход ВВ принимают в пределах 1,0..,2,0 кг/м1.
150
Взрывные работы но разрушению огнеупорной кладки до-
менной печи в период ее ремонта осуществляют в два этапа.
Сначала обрушастся кладка в пеохлажласмой зоне печи,
расположенной выше верхних рядов холодильников, путем
образования горизонтального подбоя высотой 1 м по всей
окружности печи, Залем таким же способом обрушастся кладка
охлаждаемой зоны печи.
Заряды подбоя располагают в шпурах или трубах холо-
дильников, Длина шпуров принимается в пределах 2/3—3/4
толщины огнеупорной кладки печи. Масса заряда рассчиты-
вается по формуле (3.1) при удельном расходе ВВ, равном
0,5...0,65 кг/м’.
♦ Если ремонтом предусматривается замена футеровки и угле-
родистых блоков горна и лошади. то разрушение кладки всей ох-
лаждаемой зоны производится взрыванием скважинных зарядов.
Работы по взрыванию «козлов» в доменных печах заклю-
чаются в их дроблении па габаритные куски допустимой
массы. При дроблении «козла» заряды размещают в шпу-
рах, которые прожигают с помощью кислорода. После про-
жигания шпуров «козел» интенсивно охлаждается водой,
подаваемой на поверхность массива и в шпуры. Шпуры раз-
мешают параллельными рядами, перпендикулярно выбран-
ному направлению откола кусков. Расстояние между шпу-
рами в ряду принимают равным 0,7...0,8 от величины ЛСПП.
Длина шпуров принимается в пределах 1,2... 1,5 м. Дно шпу-
ров должно находиться на одном уровне. Массу заряда в
шпуре определяют по формулам (3.1) или (3.2), где вели-
чину ЛНС принимают равной ЛСПП. Расчетный удельный
расход для чугуна ориентировочно составит 4,5...5,0 кг/м’.
Параметры зарядов уточняют по результатам первых взры-
вов.
Для предохранения стенки печи от повреждений перед
взрывом производят оконтуривание «козла» путем разборки
и удаления >части кладки лещади вокруг «козла». Оконтури-
вание по возможности ведется по всему периметру и не ме-
нее чем па 0,5... 1,0 м ниже отметки взрываемого слоя.
При выборе допустимой для взрывания массы заряла не-
обходимо исходить из обеспечения сохранности огнеупорной
151
кладки печи. Радиус зоны трещинообразования может быть оп-
ределен по формуле
К\
S = .Нтт-уС
(3.40)
где г — радиус зоны трещинообразования, м; К — коэф-
фициент сейсмичности (может быть принят равным 400);
А — коэффициент, характеризующий плотность заряжания
(при заряжании выработки зарядом ВВ без зазоров равен 1);
а — коэффициент глубины (в глубине массива равен 2); р —
коэффициент экранизации (при отсутствии сейсмического
экрана равен 1); И — критическая скорость смещения кладки
на границе зоны трещинообразования, см/с (может быть
принята равной 150 см/с); Q — масса заряда, кг.
При указанных значениях критической скорости смеще-
ния кладки и других коэффициентов масса взрываемого за-
ряда должна быть не более Q = (0,9г)3, кг, где г — расстоя-
ние от заряда до сохраняемой кладки печи, м.
Разрушение футеровки электролизных ванн производит-
ся шпуровыми зарядами. Удельный расход ВВ при разруше-
нии подины ванны принимается равным 0,7 кг/м3. Для обес-
печения сохранности кожуха ванны предельная масса одно-
временно взрываемых зарядов не должна превышать 1 кг.
Для рыхления шлаков используют шпуровые заряды. Дли-
ну шпура и глубину заложения заряда подбирают с таким
расчетом, чтобы не повредить футеровки печей. Длина заря-
да нс должна превышать половины длины шпура. Массу за-
ряда определяют по формуле (3.1) при величине удельного
расхода ВВ 0,2 кг/м3. Необходимую массу заряда уточняют
опытными взрывами.
При необходимости взрывания горячих массивов, на-
гретых до температуры не выше 1000 °C, возможно исполь-
зование термоизоляционных патронов ТП-2, ТП-3, ТП-5, до-
пущенных к постоянному применению постановлением Гос-
гортехнадзора СССР № 265/91 от 26.11.981 г.
Термопатроны изготавливаются в соответствии с ТУ
36-2369—81. Основная часть термопатрона состоит из двух же-
стко скрепленных металлических гильз разного диаметра. Они
152
вставлены друг в друга так, чтобы между их стенками и
днищем оставался зазор. Гильза большего диаметра является
внешней оболочкой патрона, гильза меньшего диаметра слу-
жит для размещения заряда и забойки. По зазору между гиль-
зами пропускается сжатый воздух, который препятствует
передаче тепла от стенок шпура, пробуренного в разрушае-
мом горячем массиве, к поверхности заряда. Установлено,
что при температуре массива до 1000 °C и расходе воздуха
1,8...2,9 м3/мин температура в зарядной гильзе независимо
от времени пребывания устройства в массиве поддержива-
ется менее 80 °C.
Масса заряда (кг) в термопатроне
где d — диамегр заряда, дм, А — плотность заряжания, кг/дм1:
/ — длина заряда в термонатроне. дм.
При использовании термопатронов плотность заряжа-
ния выработки составляет 0,28. С учетом этого из формулы
(3.41) следует, что допустимая для взрывания масса зарядов
составит Q= (1,6г)’ кг.
♦ Термоизоляционные патроны могут применяться для очист-
ки взрывом от настылей и шлаков металлургических и других
агрегатов, работающих в высокотемпературном режиме, и для дроб-
ления других высокотемпературных массивов. Они могут быть ис-
пользованы не только в качестве зарядов в выработках, но и как
наружные (накладные) заряды.
3.8. ПРОХОДКА КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ
ПОД КОММУНИКАЦИИ
Работы по рыхлению скальных грунтов при вертикаль-
ной планировке, проходке котлованов и траншей пол ком-
муникации выполняют с использованием шпуровых и сква-
жинных зарядов. Мощность взрываемого слоя в этих случаях
обычно нс превышает 3 м.
При использовании шпуровых зарядов массу заряда оп-
ределяют по формуле
153
Q- К!Г
(3.42)
или
Q = Kabll, (3.43)
где Q — масса заряда, кг; К — расчетный удельный расход
ВВ. кг/м’; Н — мощность взрываемого слоя, м; а, b —
расстояние между зарядами в ряду и между рядами заря-
дов. м.
При использовании скважинных зарядов для улучшения
качества рыхления пород в формулы (3.42) и (3.43) для рас-
чета массы зарядов следует ввести поправочный коэффици-
ент Ка, зависящий от глубины рыхления и диаметра сква-
жины. Расчет массы заряда следует производить по формуле
Q= КоКН' (3.44)
или
Q = KvKabH \ (3.45)
где Ко — поправочный коэффициент, значения которого
приведены в табл. 3.7 (для шпуров диаметром 40 мм Ки = 1,0).
♦ Массы зарядов, рассчитанные по формуле (3.45), для неко-
торых диаметров скважин и глубин рыхления приведены в табл. 3.8.
При этом расчетный удельный расход ВВ К принимают н соответ-
ствии с рекомендациями «Технических правил ведения взрывных
работ па лисиной поверхности» (см. табл. 3.1). В случае изрывания
Тиб.нщи .1.7
Значения поправочного коэффициента Ка
Глубина рыхления, м Диаметр скважины, мм
105 125 150 214
1.0 2.2 2.5 3.0 4.0
1.5 1.6 1.8 2.1 2.7
2.0 1.3 1.4 1.5 1.8
2.5 1.1 1.15 1.2 1.3
3.0 1.0 1.0 1.0 1.05
154
Таблица 3.8
Масса скважинных зарядов
при рыхлении скальных грунтов
Диаметр скважины, .мм Глубина рыхления, м Поправочный коэффициент Кй Масса заряда в скважине (кг) при расчетном удельном расходе ВВ. кг/.м3
0,5 0.6 0.7 0.8 0,9
105 1,0 2.2 1,1 1.3 1.5 1,8 2.0
1.5 1.6 2,7 3.3 3.8 4.3 4.9
2.0 1.3 5,2 6.2 7.3 8.3 9.4
2.5 1.1 8,6 10,3 12.0 13.8 15.5
3,0 1.0 11,0 13,1 15,3 17,5 19.7
125 1.0 2.5 1,25 1.5 1.75 2.0 2.2
1,5 1.8 3,0 3.6 4.3 4.9 5.5
2.0 1.4 5,6 6.7 7.8 9.0 10.1
2.5 1.15 9,0 10.8 12.6 14.4 16.2
3,0 1.0 13,5 16.2 18.9 21,6 24.3
150 1,0 3.0 1,5 1.8 2.1 2.4 2.7
1,5 2.1 3,5 4.3 5.0 5.7 6,4
2,0 1.5 6,0 7.2 8.4 9,6 10.8
2,5 1.2 9,4 1 1,3 13.1 15.0 16.9
3.0 1.0 13,5 16.2 18.9 21.6 24.3
214 1.0 4.0 2,0 2.4 2.8 3,2 3.6
1.5 2.7 4.6 5.5 6.4 7,3 8.2
2,0 1.8 7.2 8.6 10.1 11.5 13.0
2,5 1.3 10.2 12.2 14.2 16.3 18.3
3,0 1.05 14,2 17.0 19.9 22.7 25.5
зарядов при одной обнаженной поверхности значения коэффици-
ента К следует увеличить на 20 %.
Расстояния между скважинами в ряду и между рядами
скважин принимаюз в пределах
а = Ь = (1,0...1,25)Я. м. (3.46)
Длина скважин составляет
/к„ = (1.0...1.2)//,м. (3.47)
Схемы расположения зарядов при образовании траншеи
и котлована приведены па рис. 3.17 и 3.18.
При расчете параметров скважинных и шпуровых заря-
дов для планировки площадок и проходке котлованов и тран-
Рнс. 3.17. Схема расположения скважинных зарядов
при образовании траншеи:
а — ширина траншеи до 1.5 м; б - ширина траншеи 1.5...3,0 м;
/ — скважины; 2 — контур траншеи; Н — глубина траншеи;
/1К|1 — длина скважины; /1;1р — длина заряда; /иГ> - длина забойки:
/ ~ ллина псрсбура: а — расстояние между скважинами в ряду:
b — расстояние между рядами скважин
156
Рис. 3.18. Схема расположения скважинных зарядов
при образовании котлована:
/ - скважины; 2 — контур котлована; Н — глубина котлована;
/скл — длина скважины; / — длина заряда; /и(1 — длина забойки;
/litp — длина псрсбура; а — расстояние между скважинами в ряду;
b — расстояние между рядами скважин
шей следует учитывать требования к сохранности оснований
и бортов выемок. По этим требованиям объекты буровзрыв-
ных работ разделяются на три группы:
/группа — объекты, в основании и бортах которых до-
пускается увеличение природных или образование до-
полнительных трещин за пределами проектного конту-
ра выемок;
// группа — объекты, в основании и бортах которых ес-
тественная трещиноватость пород и дополнительные
трещины от взрывов перекрываются облицовкой, це-
ментируются и т.п.;
157
Ill группа — объекты, в основании и бортах которых
увеличение природных и образование дополнительных
трещин не допускается.
На объектах I группы разработку скального грунта воз-
можно производить как одним, так и несколькими слоями.
На объектах II...III групп рыхление скальных грунтов следует
вести не менее чем двумя слоями, нижний из них является
защитным. Верхний слой разрабатывают скважинными заря-
дами. защитный слой — только шпуровыми.
Мощность защитного слоя определяется радиусом действия
скважинного заряда внутрь массива, в пределах которого воз-
можно раскрытие имеющихся геологических трещин. Мощ-
ность защитного слоя ориентировочно принимается в преде-
лах 5... 12 диаметров взрываемых нал этим слоем зарядов.
Защитный слой в основании выемок разрабатывается в
два яруса. Длина перебура шпуров за пределы верхнего яруса
для объектов 11 группы должна быть не более 200 мм, для
объектов III группы перебур шпуров за пределы верхнего
яруса не допускается. Рыхление нсдоборов в нижнем ярусе
защитного слоя для объектов III группы производится без
применения взрывных работ. Мощность нижнего яруса при-
нимается в пределах 5...12 диаметров шпурового заряда, но
не менее 20 см. В крепких породах по специальному разреше-
нию главного инженера строительства и по согласованию с
проектной организацией допускается применение взрывно-
го метода.
3.9. КОНТУРНОЕ ВЗРЫВАНИЕ
Для получения котлованов и траншей с ненарушенны-
ми бортами применяют контурное взрывание, позволяющее
вести выемку породы без оставления защитного слоя по боко-
вой поверхности выемок. Контурное взрывание по метолу пред-
варительного щелсобразования заключается во взрывании
рассредоточенных зарядов малого диаметра в сближенных
скважинах. При использовании патронов диаметром 32 мм
диаметр скважины должен составлять 75... 110 мм.
Расстояние между скважинами при контурном взрыва-
нии определяют по формуле
158
a = dKtK , (3.48)
гдс a _ расстояние межлу скважинами, м; d — диаметр
заряда, м; — коэффициент зажима; Af — коэффициент
геологических условий.
Значение коэффициента зажима при оконтуривании кот-
лована (полный зажим) составляет Кл = 0,85; при работе на
косогоре или уступе при числе рядов скважин рыхления бо-
лее трех, а также при контурной отбойке Kt = 1,0; то же,
при меньшем числе рядов скважин рыхления Kt = 1,1.
Значение коэффициента геологических условий при отсут-
ствии ярко выраженной системы напластований или тре-
щиноватости составляет = 1,0; при угле между господ-
ствующей системой трещин и щелью предварительного от-
кола, равном 90°, Ку = 0,9; при угле 20...70° Ку - 0,85; при
горизонтальном залегании пород, а также при совпадении
геологических плоскостей со щелью Kv= 1,15.
При методе предварительного щелеобразования и ис-
пользовании зарядов из патронов аммонита 6ЖВ диаметром
32 мм расстояние между скважинами принимается в пределах
0,5.. 0,9 м. Ориентировочные расстояния между контурными
скважинами для ряда горных пород приведены в табл. 3.9.
Расстояние между скважинами рыхления и контурными
скважинами принимается в пределах 10...20 диаметров заря-
дов рыхления.
Масса заряда ВВ на / м скважины зависит от свойств
горных пород. В породах крепких, не нарушенных процесса-
ми выветривания, р} = 0,4...0,6 кг/м; в породах средней кре-
пости, сверху выветрелых, нижняя часть скважины заряжа-
ется с р} = 0,4 кг/м, а верхняя с р{ •' 0,2...0,3 кг/м; в слабых
выветрелых породах р, = 0,2...0,3 кг/м.
♦ В породах, склонных к образованию заколов, и в тех случа-
ях. когда к защите борта выемки от повреждений предз>являют
повышенные требования, контурные скважины бурят глубже сква-
жин рыхления па 7... 12 диаметров заряда рыхления. В остальных
случаях длина контурных скважин принимается равной длине сква-
жин рыхления.
Заряд контурной скважины представляет собой гирлян-
ду из натронов ВВ, привязанных к ДШ. Для заряжания вер-
159
Таблица 3.9
O'
о
Ориентировочные данные о расстояниях между скважинами для метода
предварительного щелеобразования при диаметре зарядов 32 мм (аммонит 6ЖВ)
Характеристик;! горных пород Направление щели по отношению к основной системе трещин Расстояние между скважинами
см в диаметрах заряда
Известняк VI-VII категорий горизонтального залегания с глинистыми пропластками и вертикальными трещинами, разбит на блоки 20-50 см в наибольшем ребре Параллельное Под углом 30-70° к системе трещин 90 70 28 22
Известняк VII категории, пласты перемятые, сильно трещиноватые Параллельное Под углом 30-50° 80 70 25 22
Песчаник тонкозернистый VI категории крупноблочный Вертикальной трещиноватости нет 60-70 19-22
Гранит мелкозернистый X категории трещиноватый Господствующая система трещин отсутствует 60 19
Диабаз X категории трещиноватый крупноблочный Параллельное Под углом 30-70° 70 50 22 16
Кристаллические сланцы X категории Параллельное 70 22
Долериты IX X категорий Столбчатые отдельности 60-70 19-22
Гранит крупнозернистый IX категории Параллельное под углом 10-50° Параллельное 90 80 28 25
Туфобрскчии порфиритов VII категории Параллельное Перпендикулярное 90 70 28 22
тикальных скважин гирлянду зарядов подвязывают к шпага-
ту, для заряжания горизонтальных, наклонных и восстаю-
щих скважин — к составным деревянным рейкам.
В зависимости от сохранности верхнего слоя породы вер-
хний заряд гирлянды размешают от устья скважины на рас-
стоянии 3...4 м в нарушенных породах и 2 м в ненарушенных
породах. После заряжания скважину засыпают забоечным ма-
териалом на всю глубину. В любом случае следует обеспечить
забойку верхней, свободной от заряда части скважины.
При взрывании слабых горных пород в качестве ВВ ис-
пользуется ДШ, прокладываемый в каждой скважине в 3
или 4 нити. Расстояние между скважинами в этом случае
составляет 0,3...0,5 м.
♦ Взрывание контурных скважин следует производить до взры-
ва основных зарядов рыхления или короткозамедленпо с опереже-
нием не менее 75 мс в слабых породах и 50 мс в крепких. В выем-
ках большой протяженности шель предварительного откола долж-
на опережать границу взрываемого участка нс менее чем на 10 м.
Забои ближайшего к щели ряда скважин рыхления следует распо-
лагать на расстоянии 1...1.5 м от шели, образованной взрывом
контурных скважин.
3.10. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ СООРУЖЕНИИ
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С ПРИМЕНЕНИЕМ
СКВАЖИННЫХ ЗАРЯДОВ
В процессе сооружения дорожного земляного полотна
буровзрывные работы производятся на скальных участках
трассы при устройстве выемок и кюветов, нагорных и водо-
отводных канав, траншей для укладки кабелей и трубопро-
водов, насыпей в основании косогоров и прижимов, разра-
ботке резервов и притрассовых карьеров, нарезке техноло-
гических полок, сооружении котлованов под опоры мостов,
виадуков, контактной сети и других сооружений, устрой-
стве рабочих площадок и т.п.
Параметры буровзрывных работ при разработке дорож-
ных выемок и других земляных сооружений с применением
скважинных зарядов подбирают в зависимости от свойств
взрываемых грунзов.
161
Буровзрывные работы при производстве работ должны
обеспечивать;
• получение выработок требуемой формы и размеров
с минимальными отклонениями от проектного кон-
тура;
• необходимое дробление и развал взорванного грунта,
позволяющие организовать высокопроизводительную
работу погрузочно-транспортных средств;
• максимальную механизацию тяжелых и трудоемких
работ;
• минимум планировочных и вспомогательных работ;
• получение устойчивых откосов и падежных основа-
ний выемок с минимальным трещинообразованисм
за пределами кон тура.
Содержание негабаритных кусков в составе разрыхлен-
ного грунта при скважинном методе взрывных работ не дол-
жно превышать значений, предусмотренных табл. 3.10.
Размер габарита принимается следующим; 2/3 наиболь-
шей конструктивной глубины копания — для скреперов; 1/2
высоты отвала — для бульдозеров и грейдеров; 1/2 ширины
кузова и по массе половину паспортной грузоподъемнос ти
— для транспортных средств; 3/4 меньшей стороны прием-
ного отверстия — для дробилки (если предусмотрено после-
дующее дробление камня).
Таблица .3.10
Максимальный выход негабарита
при разрыхлении грунта скважинными зарядами
Вместимость ковша экскаватора.м Выход негабарита. %, для группы грунтов по СНиП
4 5 6 7 8 9 10 II
До 0.5 7 13 14 18 19 28 — —
0.5—1.0 4 9 9.5 14 14.5 19.5 20 24
1.0—2.0 2.8 5.5 6 8 8.5 11 12 14
2,0- 3.0 — — 1.8 2.8 3 3.5 4 4.5
Свыше 3.0 — — 1 1.8 2 2.8 3 3
162
Приведем максимальный габаритный размер кусков для
экскаваторов в зависимости от вместимости их ковша.
Вместимость ковша Размер куска. Вместимость ковша Размер куска
экскаватора, м' м экскаватора, mj м
0,65 0,6 3 1,0
1 0.7 4 1.1
1,25 0.75 6 1,3
1.6 0.85 8 1.5
2 0,9
Мощность взрываемого слоя грунтов для экскаваторных
проходок следует принимать по табл. 3.11.
При разработке выемок в массивах, сложенных гори-
зонтально-слоистыми грунтами, мощность взрываемого слоя
принимается из расчета образования подошвы забоя по од-
ной из плоскостей раздела, ио не больше чем указано в
табл. 3.11. Увеличение мощности взрываемого слоя, сверх ука-
занного в табл. 3.11, допустимо при соответствующем техни-
ко-экономическом обосновании. Диаметр скважинных заря-
дов рыхления для достижения необходимой степени дроб-
ления при наименьшем разрушении откосов и разбросе по-
роды, а также для лучшего использования объема скважин
в породах 4... 10 групп по СНиП принимают не больше
160 мм, а в труднолробимых породах — 105...112 мм.
Таблица 3.11
Мощность взрываемого слоя /для экскаваторных проходок
при различной крутизне откоса выемки
Вместимость ковша экскаватора, м' Радиус черпания, м Мощность взрываемого слоя, м, при крутизне откоса выемки
1:1 1:0.75 1:0.5 1:0.2
0.65 9.2 5.0 6.0 7.0 8.0
L0... 1.25 9,1...9.9 6.1 7.6 8.0 8.0
1.6 9.9 8.0 9.0 9.5 10.2
163
Расчетное расстояние между скважинами при квадрат-
ной сетке их размещения определяют по формуле
где а — расстояние между скважинами, м; Р — вместимость 1 м
скважины, кг/м; К — расчетный удельный расход ВВ, кг/м3.
Величину расчетного удельного расхода ВВ К при этом
следует принимать:
• наименьшей при взрывании легкодробимых (незави-
симо от группы) грунтов: сильно выветрелых, плит-
чатых, тонкослоистых и сильнотрещиноватых, раз-
деленных на отдельности размером до 0,5 м; с выра-
женным кливажем и рассланцованпых или сильно ок-
варцованных, а также метаморфизированных — типа
порфиритов, кварцитов и им подобных;
• средней при взрывании срсднедробимых с небольшой
вязкостью грунтов 6...9 групп по СНиП: средне- и круп-
нослоистых, слаботрещиповатых;
• наибольшей при взрывании труднодробимых с боль-
шой вязкостью грунтов 6...9 групп: средне- и крупно-
слоистых, слаботрещиноватых, разделенных на отдель-
ности размером 0,8...2,0 м.
♦ При использовании ВВ, отличающихся от аммонита 6ЖВ,
расчетный удельный расход их К следует умножать на соответству-
ющие переводные коэффициенты е по идеальной работе взрыва.
При недостаточности сведений о свойствах грунтов рас-
четную величину расстояния между скважинными зарядами
а или величину линии сопротивления по подошве ^опре-
деляют по формуле
АРК
" , (3.50)
/*,.(! + /</,)
где /<,!=--— коэффициент псребура, принимается рав-
W
ным 0,25...0,35; /(| — длина персбура, м; Кр — расчетный
164
удельный расход ВВ, кг/м1, принимается равным 2/3 зна-
чения удельного расчетного расхода ВВ для зарядов выбро-
са Ки при взрывании в условиях одной открытой поверхно-
сти и равным 1/3 значений Ка при уступной отбойке (см.
табл. 3.1).
Длина перебура принимается равной 8... 10 диаметрам
скважины. Длина забойки принимается, как правило, рав-
ной 22 диаметрам скважины. При необходимости снизить
разлет и развал взорванной породы длина забойки может
увеличиваться до 40 диаметров скважины.
Число рядов основных скважинных зарядов в попереч-
ном сечении выемки находится по формуле
7V,= — - (3.51)
1 д + 1
где — число рядов основных зарядов; В — ширина выемки
в уровне основной площадки земляного полотна или в уров-
не взрываемого слоя, м.
♦ При определении числа 7V, следует так откорректировать
расстояние между скважинами а, чтобы крайние основные заря-
ды помещались в основании откосов выемки.
В выемках глубиной более 4...6 м при крутизне откосов
менее 1:0.2, разрабатываемых без предварительного щеле-
образования, кроме основных скважинных зарядов рыхле-
нием необходимо закладывать заряды в откосные скважины
(рис. 3.19) для рыхления грунта по всему сечению выемки и
снижения объема доработок.
Откосные скважины располагают наклонно (см. рис. 3.19, б)
при крутизне откоса до 1:0,33 и вертикально — случае более
пологих откосов (см. рис. 3.19, а).
При четном числе скважин в поперечном сечении вы-
емки и продольно-порядном короткозамедленном взрыва-
нии два центральных ряда скважин должны располагаться
сближение или с небольшим наклоном к вертикальной осе-
вой плоскости выемки так, чтобы угол схождения этих сква-
жин составлял не менее 10... 15° (рис. 3.20).
165
Рис. 3.19. Расположение вертикальных (а) и наклонных (б)
откосных скважин в поперечном профиле выемки:
/ — участки основных зарядов
Для рыхления грунта в выемке ло уровня основной
площадки земляного полотна скважины необходимо бурить
ниже проектных отметок, т.с. с перебуром. Величину псрс-
бура скважин /и устанавливают в зависимости от выбранно-
го ВВ, прочности грунта и удаления скважин от обнажен-
ной поверхности в уровне основной площадки земляного
полотна (см. рис. 3.20) или от расстояния Ь между разновре-
менно взрываемыми рядами скважин.
10-15°
Рис. 3.20. Расположение основных скважинных зарядов
в поперечном профиле выемки при четном числе рядов
166
При разработке выемок в слабых или неустойчивых грун-
тах короткими участками скважинам необходимо придавать
наклон, соответствующий боковой поверхности образуемо-
го уступа, и взрывать их поперечными рядами (рис. 3.21).
В крепких слаботрещиноватых грунтах 9—11 групп по
СНиП при взрывании выемки зарядами из аммонита 6ЖВ
для первого ряда скважин длину псрсбура принимают рав-
ной = 0,4а, а для остальных рядов /н = 0,4/т В грунтах
средней прочности (7—8 групп по СНиП) для первого ряда
скважин принимают /(| = 0,3а, для остальных рядов сква-
жин /Г| = 0.3d. В некрепких грунтах (5—6 групп по СНиП)
величину псребура необходимо снижать для скважин перво-
го ряда до 0,2Л.
При разработке выемок в грунтах, сложенных из сла-
босцемснтированных горизонтальных слоев или содержащих
нсскальныс прослойки в уровне подошвы выемки, скважи-
ны следует бурить без персбура.
Взрывание скважинных зарядов следует осуществлять
короткозамедленно. В зависимости от технологии разработ-
ки и взрывания выемки применяют следующие основные
схемы расположения и замедления взрыва скважинных за-
рядов В В:
Рис. 3.21. Схема расположения скважин
в неустойчивых породах при лобовой разработке выемки:
а — поперечный разрез; б — продольный разрез
167
• продольно-порядные схемы КЗВ — при разработке вы-
емок глубиной до 4 м с продольными проходками
экскаватора или взрывании их в один прием;
• поперечно-порядные схемы КЗВ — при разработке вы-
емок шириной в основании до 10 м и выемок в лег-
кодробимых грунтах при лобовой проходке их по всей
ширине и взрывании короткими участками;
• поперечно-врубовые схемы КЗВ — при разработке
выемок более 10 м в основании при лобовой проход-
ке их по всей ширине и взрывании короткими участ-
ками.
Врубовые заряды, взрываемые рапсе других, должны
быть усилены; за счет уменьшения расстояния между сква-
жинами в ряду или между рядами скважин па 20...25 %; пу-
тем наклонного их расположения; в результате увеличения
диаметра скважин до 150 мм и применения более плотных и
мощных В В.
Интервал замедления между группами определяют по
формуле
т = Как, (3.52)
где т — интервал замедления, мс; Кс — коэффициент, учи-
тывающий свойства и строение взрываемого грунта; ак —
кратчайшее расстояние между соседними разновременно
взрываемыми скважинами, м.
Приведем значение коэффициента Кс для определения
интервала замедления при КЗВ.
Грунты Значение К.
Кварциты, габбро, порфириты. 3
сланцы кристаллические, диабазы
слабо треп 1и но ватые
Граниты, мраморы, гнейсы слабо- 4
трещиноватые
Доломиты, сланцы глинистые плотные 5
Известняки, песчаники плотные 6
В трещиноватых и выветрслых в разной степени грунтах
значения Кс следует увеличить по сравнению с указанными.
168
Выбор метода изрывания и разработки полувыемки на
крутом косогоре и прижиме зависит от характеристики ре-
льефа и инженерно-геологических условий. Косогоры и при-
жимы разделяются на несколько категорий:
• по крутизне па участки до 30°, от 30 до 60...65° и более
65°;
• по инженерно-геологическим условиям — на прикры-
тые малым (до 1 м) или большим (свыше 1 м) слоем
делювия (элювия) или с открытым выходом корен-
ных скальных грунтов;
• по условиям подъезда к трассе дороги — на доступ-
ные и недоступные для непосредственного подъезда
средств разработки без значительных дополнительных
земляных работ.
♦ Выемки или нолувыемки в скальном массиве на косогоре
со склоном до 30° образуются с применением взрывов на рыхле-
ние; при большой крутизне склона — до 60...65° — взрывами
рыхления или на сброс, а при крутизне более 65° — взрывами на
обрушение.
В общем случае при образовании нолувыемки на крутом
косогоре или прижиме должна быть пройдена рабочая тро-
па, затем технологическая полка шириной до 3 м и. нако-
нец, рабочая полка шириной 5...6 м для установки, работы
и перемещения тяжелых буровых машин и землеройной тех-
ники.
На участках непосредственного выхода коренных скаль-
ных грунтов на поверхность склона прижима для образова-
ния тропы могут применяться шпуровые заряды или сква-
жинные заряды диаметром 105 мм.
♦ Образованная взрывным способом на склоне прижима или
крутом косогоре рабочая тропа до установки на нее буровых стан-
ков должна быть полностью очищена от взорванного грунта. При
проходке рабочей тропы необходимо предусмотреть мероприя-
тия, обеспечивающие безопасность работ по сборке откосов выше
троны.
Перемещение рабочего персонала должно осуществляться с
применением альпинистских методов страховки рабочих на местах
бурения, взрывания или работы ломиками и киркой, Расширение
169
троны до технологической полки производится в этом случае при
рыхлении и частичном сбросе ipynia взрывом с использованием
метода шнуровых или скважинных зарядов. При этом предпочти-
тельны скважинные заряды.
На участках крутого склона или прижима, прикрытых малым
слоем (до I м) делювия, рабочая трона прокладывается вручную с
применением лопат и кирок, При наличии большого слоя (более
I м) делювия рабочая полка образуется е помощью бульдозера на
мощном тракторе. Рабочую тропу или полку в делювиально-элю-
виальном слое породы следусз- прокладывать в теплое время гола.
В тех случаях, когда скальный массив имеет крутой
склон, полка па скальном участке трассы может проклады-
ваться с торна проходкой с «головы» короткими участками
путем взрывов на сброс,
Для образования крутых и устойчивых откосов при уст-
ройстве полувыемок на участках крутых косогоров и прижи-
мов взрывом на сброс рекомендуется применение контур-
ного взрывания, При этом снижается объем дорогостоящих
и трудоемких скальных работ и повышается эксплуатацион-
ное качество земляного полотна, В других условиях для об-
разования откосов крутизной 1:0,5 и более следует приме-
нять наклонные откосные скважины уменьшенного диаметра
(105 мм и менее) со сближенным их расположением в ряду в
плоскости откоса.
При строительстве инженерных объектов в сложных ус-
ловиях с повышенными экологическими требованиями раз-
работку скального грунта на косогорах при угле склона мень-
ше 30° следует производить взрывами па рыхление,
В случае заложения откоса выемки крутизной 1:0,2 или
круче необходимо применять контурное взрывание. При бо-
лее пологом заложении полувыемок возможно использова-
ние откосного ряда скважины.
При возможности создания пионерной тропы вдоль кон-
тура уширяемой выемки по ее верхнему заложению воз-
можна следующая схема ведения взрывных работ на рыхление
(рис. 3,22).
С пионерной тропы бурят ряд контурных скважин в
плоскости контура, а с действующей выемки (рабочей пол-
ки) бурят веера скважин рыхления. Скважины рыхления не
170
Рис. 3.22. Уширение выемок
С применением контурных
скважин:
/ — веерные скважины
рыхления: 2 — контурные
скважины
добуривают до контура
выемки (плоскости рас-
положения контурных
скважин) на величину
= 0,5И< (3.53)
где Ьк — расстояние от
забоя веерных скважин
до плоскости располо-
жения контурных сква-
жин. м: IV — ЛСПП за-
рядов рыхления, м.
Параметры расположения скважин в веерах следующие:
а= (1,1...1,2)1У; (3.54)
Ь= (0,85.. .0,95) W, (3.55)
где а — максимальное расхождение скважин в веере, м; Ь —
расстояние между веерами, м.
♦ Скважины в веере располагают равномерно по сечению до-
рабатываемого объема выемки. Длина незаряженной части скважи-
ны (аналог забойки) составляет примерно (I... 1.3) W. Верхняя сква-
жина каждого веера располагается на расстоянии (I... 1,5) W от сво-
бодной поверхности косогора. При создании зарядов в веерных
скважинах рыхления используют нневмозаряжание. В качестве ВВ
рекомендуется применять самые мощные ВВ, допущенные к пнев-
мозаряжанию.
Заряды в контурных скважинах взрывают с опережением по
сравнению с зарядами рыхления. Заряды в веерах рыхления реко-
мендуется взрывать одновременно с замедлением между веерами.
При невозможности создания пионерной тропы для раз-
мещения легкого бурового оборудования по верхнему зало-
171
жению выемки рекомендуется лобовая разработка уширяе-
мой выемки короткими участками. Размещение веерных сква-
жин рыхления, их параметры, конструкция заряда и техно-
логия взрывания в этом случае остаются теми же, что и в
описанной ранее технологии. В плоскости откоса в лоб забоя
бурят отрезной ряд веерных скважин. Максимальное рассто-
яние между ними
«--fr <156)
где о — максимальное расхождение скважин в веере отрез-
ного ряда, м; Р — вместимость скважины, кг/м; е — относи-
тельная работоспособность ВВ; q — расчетный удельный
расход ВВ на рыхление, кг/м3.
Максимальная высота забуривания веерных скважин оп-
ределяется конструкцией бурового органа. Откосные веер-
ные скважины можно недобуривать до свободной поверхно-
сти косогора на расстояние вдоль плоскости откоса, опре-
деляемое по следующей формуле:
К = (2-.3)fl_, (3.57)
где Ли — расстояние от забоя веерных скважин до свободной
поверхности косогора, м.
♦ Меньшие значения рекомендуются при крупноблочных грун-
тах с неблагоприятным расположением системы трещин. В силь-
нотрещиноватых грунтах целесообразно недобуривать нгт большее
расстояние.
При взрывании на сброс, выполняемом, как правило,
методом скважинных зарядов, объем грунта, предназначен-
ный к перемещению взрывом, может составить до 70 % про-
ектного объема полувыемки.
При взрывании на сброс диаметр основных скважин
должен быть максимальным. Общее потребное количество
ВВ определяют как сумму величин всех зарядов сосредото-
ченной формы с учетом поправки на косогорность. Рассчи-
танную суммарную величину расхода ВВ следует уменьшать
на (20...30) %. Для уменьшения разрушения откосов и увсли-
172
чения вместимости скважин их следует бурить с наклоном,
возможно более близким к углу заложения откоса.
Расстояния а между скважинами в ряду должны быть
менее (0,8...0,85) кратчайшего расстояния 1Уот центра заря-
дов до поверхности косогора или до соседнего заряда сква-
жин. Если при однорядном расположении скважин общее
потребное количество ВВ не вмешается в скважины, то сле-
дует увеличить число рядов скважин. При этом должно со-
блюдаться условие а < (0,7...0,8)/».
♦ Величину перебура и длину забойки следует определять так
же. как и для скважинных зарядов рыхления. При многорялном
взрывании длину забойки в крайнем ряду скважин с низовой
стороны косогора необходимо уменьшать в 1.5...2 раза.
При многорядном расположении скважин взрывание следует
осуществлять порядно с замедлением 25... 100 мс, начиная с низо-
вой стороны. В каждом ряду скважины должны взрываться одно-
временно.
Перемещение оставшейся части взорванного груша при взры-
вах на сброс производят бульдозером под откос в низовую сто-
рону или в насыпь автосамосвалами с погрузкой экскаваторами.
Взрывы на обрушение, как правило, применяются при
разработке глубоких скальных выемок большой крутизны.
Качество дробления грунтов при обрушении зависит от их
сложения: толщины слоев и степени трещиноватости.
Устройство полувыемок с применением взрывов на об-
рушение в тех случаях, когда возможна доставка и работа
буровых средств с нагорной стороны, необходимо выпол-
нять с использованием скважинных зарядов, пробуренных
сверху вниз. В этом случае скважинные заряды обрушения
закладывают друг от друга на расстоянии о()П = (1...1,3) W.
При поперечной слоистости грунтов принимают меньшие
значения аоб. Диаметр скважин должен быть в пределах
Ю0...150 мм.
Величины зарядов ВВ в скважинах при взрывании на
обрушение определяют по вместимости 1 м скважины и
длине зарядов. Последняя устанавливается на поперечном
профиле с учетом перебура и за вычетом длины забойки.
173
Расчетная величина зарядов 0о6 должна быть проверена на
соответствие объемной нагрузке при указанном далее удель-
ном расходе ВВ <7оГ). Объемная нагрузка, м’, в этом случае
определяется из выражения
(3.58)
где В — ширина указанной части уступа на уровне подошвы,
м; Н — высота уступа, м.
Удельный расход ВВ принимается в зависимости от груп-
пы грунтов по СНиП и величины О, которая определяется
из выражения
0 = ^, (3.59)
Н
где 1Угп — величина ЛНС на уровне основания скважины, м.
Для грунтов 6...9 групп и величины 0 = (0,15...0,2) рас-
ход ВВ следует принимать равным (0,1...0,2) кг/м\ для грун-
тов 8...9 групп и выше и величины 0 < 0,15 — (0,5...0,7) кг/м\
♦ Если расчетная величина скважинного заряда Q1(P проекти-
руемая в виде сплошной колонки, превышает величину то
его следует выполнять прерывистой конструкции, уменьшая об-
щую величину заряда в скважине; если заряд не достаточен, то
скважины следует соответственно сблизить.
Длина неребура скважин при взрывах на обрушение на-
значается в пределах (0,25...0,4) И7в зависимости от прочнос-
ти грунтов и принятого типа ВВ. Длина забойки должна быть
не менее величины W. При отношении Н/В>1 в верхней
части заряда необходимо предусмотреть устройство воздуш-
ного или другого инертного промежутка.
Для обеспечения устойчивости откоса при повышенной
крутизне при обрушении следует применять контурное взры-
вание. При этом контурный ряд скважин бурят строго в плос-
кости откоса, а скважины обрушения располагают на рас-
стоянии от контурных скважин. Величина Ьк равна половине
W (ЛСПП) зарядов обрушения, рассчитанной по формуле
(3.53) как для зарядов рыхления.
174
3 11. ВЗРЫВАНИЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
ВТОРЫХ ПУТЕЙ
Подготовительные работы перед проведением взрывов
па строительстве вторых железнодорожных путей включа-
ют в себя меры, обеспечивающие сохранность пути и дру-
гих обустройств. Характер этих мероприятий определяется
рабочей документацией и зависит от условий производ-
ства работ, глубины выемок, ширины их понизу, крутиз-
ны откосов, метода работ, геологического строения масси-
ва и т.п.
К основным мероприятиям по защите железнодорож-
ного пули, сооружений и обустройств от повреждений от-
носятся: укрытие пути настилом из шпал; укрытие водоот-
водных устройств настилом; защита опор контактной сети,
линий связи и электропередач; защита пролетных строений
путепроводов и мостов.
В целях уменьшения разлета скального грунта и защиты
проводов контактной сети, линий электропередач и связи
места взрыва рекомендуется укрывать металлическими сет-
ками с пригрузкой их балластом в мешках.
♦ Разработку полускальпых и разрушенных скальных грунтов
(4. .6 групп по СНиП), а также мерзлых грунтов следует вести с
применением механических средств (рыхлителей, фрез, ковшей
активного действия и т.д.).
При глубине выемок до 2 м буровзрывные работы в труд-
ноуловимых грунтах следует осуществлять методом шпуро-
вых и скважинных зарядов малого диаметра (до 100 мм) и с
применением скважин среднего диаметра (не более 150 мм)
в легкодробимых грунтах,
Объем грунта, попадающего на путь, зависит от высоты
взрываемого уступа, длины участка взрыва, а также метода
взрывания. Ориентировочный объем грунта, попавшего на
путь, можно определить графически (рис. 3.23).
Разработка выемок при уширении под вторые пути в
слабокосогорных условиях может осуществляться несколь-
кими способами: путем понижения уступа; лобовой разра-
боткой с двух сторон; многоуступной системой.
175
Рис. 3.23. Схема для графического определения
объема грунта па пути при взрыве
При уширении под второй путь скальных выемок глу-
биной более 2 м с откосами круче 1:1 должна предусматри-
ваться лобовая одноуступная схема разработки, которая ве-
дется, как правило, с обоих концов короткими участками.
Параметры взрыва определяют по расчетному расходу ВВ и
вместимости скважин в соответствии с данными раздела 3.10.
♦ При лобовой разработке уширяемых выемок глубиной более
8... 10 м ближайшие к нуги скважины следует бурить с наклоном
от пути и вдоль него.
При разработке уширяемой выемки в слаботрещиноватых и сло-
истых прочноснементированных грунтах следует предусматривать
заложение скважин с перебуром. При разработке сильнотрещинова-
тых слоистых и разделенных на отдельности порол, способных к
сдвижке от взрыва, заряды в скважинах ближайшего к пути ряда
должны помещаться на 0,5...1 м выше отметки головки рельса.
При глубине выемок более 10 м и устойчивых пологих отко-
сах может быть применена мпогоуступная послойная разработка
выемки. Взрывание выемок на раздельном полотне в легко- и сред-
нсдробимых скальных грушах, покрытых связным грунтом мощ-
ностью до 2...3 м, следует вести без предварительного удаления
слоя грунта, если этот грунт пригоден для укладки в насыпи.
При выборе системы и длины участка взрывания следует ру-
ководствоваться следующим:
176
а) выемки глубиной ло 2 м при крутых откосах и ло 3 м при
пологих откосах (1:1 и менее) в ipyinrax любой крепости на рас-
стоянии от оси пути до основания откоса 4.5 м целесообразно
разрабатывать на полное сечение, при этом длина участка взрыва
может достигать 100 м и более;
б) ныемки глубиной до 5...6 м при пологих откосах (1:1 и
менее) в легкодробимых грунтах при уширении их до 6 м целесо-
образно разрабатывать также на полное сечение;
в) при глубине выемок в легкодробимых грунтах более 6 м и
уширении их на 6... 10 м рекомендуется разрабатывать их несколь-
кими уступами с направленностью взрыва в ториевую и полевую
стороны. Длина участка взрывания при этом должна быть ограни-
чена 30...50 м.
Широкие выемки глубиной более 2...3 м с любой крутизной
откоса во всех грунтах, при уширении свыше 10 м (на станциях, при
реконструкции железных лорог и т.д.) целесообразно взрывать в не-
сколько слоев скважинными заряда одним из следующих вариантов:
а) с предварительным образованием с полевой стороны пио-
нерной траншеи с направленностью взрыва основной части выем-
ки в пионерную траншею с применением поперечно-порядной
схемы КЗВ;
б) взрыванием скважинных зарядов с образованием вруба с
полевой стороны и скважинных отбойных зарядов в основной ча-
сти выемки с обеспечением направленности взрыва в полевую
сторону за счет применения диагональной схемы КЗВ.
При разработке выемок пол второй путь глубиной более 3,5 м
на раздельном полотне в удалении менее 15...25 м от ближайшего
откоса, имеющего высоту более 3 м и крутизну более 1:1, реко-
мендуется применять контурное взрывание зарядов для защиты
откоса от разрушения взрывом.
Контурные скважины следует располагать строго н плоскости
выемки на расстоянии, определяемом для различных технологий кон-
турного взрывания в зависимости от системы трещин по табл. 3.12.
Таблица .3.12
Расстояние между контурными скважинами
Угол между плоскостью контура и системой трещин, градусы Расстояние между скважинами, м
Метод предварительного щелсобразования Метол мпо
0...I5 1,0 1.4
15,..75 0,8 1.2
75.,.90 0.9 1.3
177
3.12. УСТРОЙСТВО КЛМУФЛЕТНЫХ СВАЙ
При строительстве различных зданий и сооружений на
просадочных, многолстнемерзлых грунтах, на оползневых
склонах, подрабатываемых и закарстованных территориях для
повышения несущей способности оснований применяют
сваи с уширением в основании. К такого типа сваям отно-
сятся и камуфлетные. Камуфлетпые сваи имеют в основании
расширение, образованное путем заполнения бетоном ка-
муфлетной полости взрыва. Необходимые размеры и объем
пяты, глубина установки и другие параметры камуфлетных
свай определяются проектом.
Сущность камуфлирования при устройстве свай состоит
во взрывании расчетного заряда ВВ, закладываемого на оп-
ределенной глубине от поверхности земли, где его действие
не обнаруживается. Вся энергия взрыва уходит на необрати-
мую деформацию грунта. В результате образуется камуфлет-
ная полость с уплотненной грунтовой оболочкой (рис. 3.24).
Необходимый радиус камуфлетной полости и соответ-
ственно пяты сваи определяют по формуле
(3.60)
где /? — проектный радиус пяты сваи, м; — объем бето-
на, разметаемого в камуфлетной полости, м\
Массу заряда, необходимую для образования камуфлет-
ной полости, определяют по формуле
(wo
11 пр
где Q — масса заряда, кг; П — показатель простреливаемо-
сти грунта, дм'/кг.
Значения показателя прострсливаемости грунтов приве-
дены в табл. 3.13. Значения показателя прострсливаемости
мерзлых грунтов приведены в табл. 3.17.
♦ Уточнение необходимой массы заряда для образования кот-
ловой волости необходимого объема производят по результатам
опытных взрывов. Заданный объем котловой полоши получают
одним или несколькими взрывами.
178
Таблица J. 13
Ориентировочные значения показателей простреливаемости грунтов
Горные породы Группа грунтов по классификации СНиП Показатель простреливаемости П1ч,, дм5/кг
Глина:
пластичная моренная 2 900-1400*/ 1100
черная 3 400-600 / 500
моренная 3 220 530/330
желто-бурая жирная 3 220-270 / 250
темно-красная жирная Мергель мягкий: 3 170-250/210
трещиноватый 4 100 170/200
сильнотрс шиповатый 4 180-280/140
Глина ломовая темно-синяя 4 100-150/120
Суглинок тяжелый. глина песчанистая 4 70-190/ 110
Мел мягкий, иэвестняк-ракушечник 5 35-65/ 45
Мергель средней крепости, доломит мергелистый, известняк мягкий сильно трещиноватый 5 6 15-30/ 20
Гипс плотный мелкозернистый, сланцы глинистые крепкие, гранит енль- нотрещиноватый. фосфориты средней крепости, силици гы, известняки средней трещиноватости 6 8 3-15/7 10
Гранит средней трещиноватости, кварциты плотные железистые, квар- циты плотные серые, аиатит-нефелиновая рула, известняк плотный, змеевики с включением асбеста, песчаник, доломит 7 9 2 10/4-7
Роговики, скарны, мрамор, гранитонд. кремень пластовый, известняки креп- кие. гранит крупно- и средне-зернистый, фосфориты крепкие, доломит крепкий 7 11 0,2 5 / 2-4
* В числителе приведены пределы покатателя простреливаемости, в знаменателе — его усредненные значения.
Рис. 3.24. Технологическая схема
выполнения камуфлетных свай:
а — установка заряда ВВ для образования камуфлетной полос-
ти: б — образование камуфлетной полости при взрыве заряда ВВ;
в — бетонирование камуфлетной полости и скважины; / — сква-
жина; 2 — детонирующий шнур; 3 - заряд ВВ; 4 - песок; 5 —
песчаная смесь; 6 — арматура; 7- бетон; 8 — песчаное основание
Длину скважин определяют по формуле
4 = /.си+0.1-/?с, (3.62)
где Ll — длина скважины, м; /.tl1 — длина сваи. м.
3.13. УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТОВ ВЗРЫВОМ
Большой объем строительных работ па территории СНГ
выполняется на просадочных грунтах. Перед началом возве-
дения фундамента необходимо ликвидировать просадочные
свойства грунтов путем их уплотнения. Для этого используют;
• способ глубинного уплотнения фунтов с их предвари-
тельным замачиванием и дальнейшим уплотнением с
помощью взрывов скважинных зарядов;
• способ поверхностного уплотнения сосредоточенны-
ми или удлиненными зарядами;
180
• способ уплотнения под ленточные фундаменты тран-
шейными зарядами.
♦ При использовании гидровзрывного способа уплотнения с
помощью предварительного замачивания грунтов ослабляются
структурные связи и вызывается частичное нарушение структуры.
Глубинными взрывами скважинных зарядов в замоченном проса-
дочном грунте полностью нарушается его первоначальная структу-
ра и происходит интенсивное уплотнение грунта. Этот способ при-
меняется, как правило, при мощности просадочной толши свыше
10 м. Максимальная длина скважин составляет до 25 м.
Работы по гидровзрывному способу уплотнения грунтов
производят в определенной последовательности:
• снятие растительного слоя;
• подготовка котлована глубиной 0,5 м для замачивания;
• бурение дренажных, взрывных или совмещенных сква-
жин диаметром 300...500 мм на глубину 0,7 мощности
просадочной толши;
• опускание обсадных труб для размещения в них заря-
да ВВ;
• заполнение котлована водой до полного замачивания
грунта;
• заряжание взрывных скважин и взрывание;
• извлечение остатков обсадных труб.
Возможна другая технология работ, отличающаяся сле-
дующими особенностями:
• заряды ВВ с водостойким детонирующим шнуром
ДШЭ-12 опускают в сухие дренажно-взрывные сква-
жины до начала замачивания грунтов, что позволяет
отказаться от обсадных труб;
• замачивание грунта производят путем наполнения кот-
лована водой;
• замачивание грунта осуществляют из расчета полного
промачивания только верхней части (примерно 3/4
мощности) просадочной толщи; нижняя часть се пос-
ле взрывов достаточно уплотняется пол большими на-
грузками вышележащего грунта при стекании вниз из-
быточной воды из обводненного верхнего слоя про-
садочной толщи;
181
• изрывание производят в сухом котловане через 2—3
сут. после впитывания воды.
Параметры скважинных зарядов выбирают исходя из ус-
ловия равномерной обработки всего массива. Рекомендуе-
мые параметры скважинных зарядов в зависимости от мощ-
ности просадочной толщи приведены в табл. 3.14.
Сгущенная сетка и увеличенная масса зарядов исполь-
зуются для лессовидных суглинков; для лсссов (с более проч-
ными структурами сненления) принимаются мснылие зна-
чения массы зарядов и увеличенное расстояние между сква-
жинами.
Минимальное расстояние между центром зарядов и по-
верхностью грунта определяют по формуле
ha = 0,55 Q0'6, м. (3.63)
При мощности уплотняемой толщи грунта до 10 м хоро-
шо зарекомендовал себя поверхностный способ уплотнения,
когда систему сосредоточенных или удлиненных зарядов
взрывают непосредственно у поверхности грунтового масси-
ва под слоем воды или грунта. Сетка размещения зарядов и
их масса принимаются в зависимости от естественной плот-
ности груша (табл. 3.15).
Таблица 3.14
Параметры скважинных зарядов
при гилровзрывпом уплотнении грунтов
МОЩНОСТЬ просадочной голгци, М Длина скважины, м Масса заряда в скважине, кг Расстояние между скважинами, м
5-8 3-4.5 3-3.5 3
8 12 4.5 -5 3.5-4 3-4
12-15 5-6 4-6 4-4,5
15-20 6 7.5 6-8 4,5-5
20-25 7.5-9 8-9 5
25 30 9-10.5 9 10 5-5,5
30-50 10,5-12 10-14 5.5- 6.5
182
Таблица 3.15
Параметры сосредоточенных зарядов
при поверхностном способе уплотнения грунта
Грунты Масса заряда, к,. при объемной массе скслега груш а. Им-' Сетка размещения шрялов, МХм
1.4 1.5
Суглинок 1.5 1.4 1,2.3x1.23
_ " 1.7 1,6 1.3x1,4
Супесь 1.3 1,2 1.1x1.1
Наибольший эффект взрыва достигается при камуфлст-
ном условии действия зарядов. Толщина слоя воды над заря-
дом, обеспечивающая камуфлет,
И; =(2.0-2,2)^/С, м. (3.64)
Расчет горизонтальных удлиненных зарядов при поверх-
ностном уплотнении осуществляется с учетом заданной мощ-
ности уплотняемого массива
где Qp — масса 1 м удлиненного заряда, кг; R — мощность
уплотняемого массива, м; Кх — коэффициент, учитываю-
щий прочностные свойства грунта; для лёссового грунта при
влажности 22—23 % он равен 5,0...5,5.
Расстояние между горизонтальными зарядами составля-
ет 4...5 м.
♦ Разновидностью поверхностного уплотнения является уп-
лотнение пол ленточные фундаменты траншейными зарядами. Тех-
нология произволетва работ предусматривает укладку зарядов ВВ в
специально отрытые траншеи сечением 1x1 м по линии фундамен-
тов. Заряды укладывают в мешках в один слой с интервалом 0.75 м,
сверху монтируют сеть ДШ. Заряды в траншеях засыпают грунтом,
а сверху производят грунтовую пригрузку мощностью 5...6 м. Взрыв
нарядов обеспечивает уплотнение грунта но линии фундамента,
превышая в 3...4 раза его ширину.
183
3.14. ПОСАДКА ОПУСКНЫХ КОЛОДЦЕВ
При строительстве подземных частей насосных станций
используют способ опускного колодца, метод «подращивания»
стены или кессонный способ, В скальных грунтах для дробления
пород и контуре колодца применяют шпуровые и скважинные
заряды.
Проходка котлованов насосных станций производится в
обводненных грунтах. Для снижения волопритока использу-
ют цементную завесу, замораживание грунта, а водоотлив
осуществляют насосами.
♦ Подземные части насосных станций представляют собой ем-
кости круглого или прямоугольного сечения в плане. По способу
опускного колодца с использованием буровзрывных работ произ-
водят рыхление скальных грунтов по всей плошали колодца и под
ножом колодца. При кессонном способе производят взрывание
скальных грунтов в контуре колодца, уборку раздробленного скаль-
ного грунта, а затем засыпку котлована песком. Посадку колодца
осуществляют путем уборки песка из котлована. Под собственной
массой колодец садится на проектную отметку. При методе «подра-
щивания» стены производят послойную разборку грунта в контуре
котлована и бетонирование методом «подращивания» стены под-
земной части колодца, а затем и днища.
При строительстве подземной части способом опускного
колодца разработка грунтов в котловане производится по-
слойно с помощью шпуровых зарядов. Опускание колодца
на глубину 1 м осуществляется за четыре приема в следую-
щем порядке:
• по всей площади колодца производятся дробление слоя
породы мощностью 1,0 м и уборка раздробленного
грунта:
• шпуровыми зарядами взрывается и затем разрабаты-
вается грунт под банкеткой и на расстоянии 0,1 м за
ножом колодца, за исключением четырех опорных
целиков, В местах устройства щебеночных призм грунт
вынимается на 0,2 м глубже отметки предполагае-
мой посадки колодца. Производится подбивка гли-
ны за нож колодца и устройство опорных призм из
щебня;
184
• выполняется взрывание верхнего слоя целиков в зо-
нах опирания мощностью 0,5 м. Осуществляется по-
садка колодца на 0,5 м и подбивается глина за нож
колодца;
• ведется взрывание второго слоя целиков в зонах опи-
рания мощностью 0,5 м. Разрабатываются щебеноч-
ные призмы. Осуществляется посадка еще на 0,5 м и
подбивается глина за нож колодца.
При рыхлении пород внутри колодца расчет зарядов
производится при условии взрывания па одну обнаженную
поверхность. Параметры зарядов рассчитывают по следую-
щим формулам;
• масса заряда
Q = КН\ кг; (3.66)
• длина перебура
/, = 0,5К1у м; (3.67)
• длина заряда
= Q/p, м; (3,68)
• длина шпура
/ =// + /, м; (3.69)
• длина забойки
м; (3.70)
• сетка расположения шпуров
а = b = тН{, м. (3.71)
В формулах (3.66)—(3.71):
Af— расчетный удельный расход ВВ, кг/м5 (для известняков
= 0,4 кг/м5 при рыхлении внутри колодца и К = 0,6 кг/м5
Для одного ряда врубовых шпуров); Н — мощность взрывае-
мого слоя, м; р — вместимость 1 м шпура, кг/м; т — отно-
сительное расстояние между зарядами (принимается в пре-
делах 0,7.„1,2).
Минимальное безопасное расстояние по подбою между за-
рядами, взрываемыми с замедлением, определяют по фор-
муле
^.„ = (5 + 0,3/)^,, (3.72)
185
где ят.п — минимально допустимое расстояние между бли-
жайшими зарядами или зарядом и участком ДШ, взрывае-
мым с интервалом замедления г, м; / — интервал замедле-
ния, мс; d — диаметр заряда, м; С, — коэффициент, учиты-
вающий длину забойки (табл. 3.16),
Рыхление межцеликового объема породы производится
на всю его мощность. Расположение шпуров двухрядное.
Шпуры верхнего ряда бурят горизонтально, нижнего — на-
клонно под углом 10—15°, Расстояние от ножа колодца до
верхнего ряда шпуров W принимают равным 0,5 м, между
рядами шпуров — 0,2 м. Длина шпура принимается на 0,2 м
больше ширины взрываемого слоя. Расстояние между заря-
дами в ряду принимается равным
а = т W, м, (3.73)
Объем породы, взрываемой одним зарядом,
И, = aWA, м\ (3.74)
где А — ширина взрываемого слоя, м.
Объем породы под ножом колодца между двумя сосед-
ними опорными целиками (в одной секции)
Таблица 16
Величина коэффициента С,
Интервалы замедления, мс Значения С, при длине забойки в диаметрах заряда
11 15 19 21 25 30
10 2.7 2,2 1.6 1,0 11одбоя пег -
40 2.1 1,8 1,4 1.0 -
50 1.8 1.6 1.3 1,0 -
70 1.6 1,4 1.2 1.0 0,37 110ЛООЯ ИСТ
80 1.5 1,4 1.2 1,0 0,59 0.17
90 1.4 1,3 1.1 1.0 0.71 0.41
100 1.3 1,2 1.1 1.0 0,82 0.60
186
И = А Б Я, м\ (3.75)
где Б — длина секции между целиками, м (принимается
равной 1/8 периметра колодца).
Число шпуров, необходимых для дробления одной сек-
ции,
(3.76)
N = шт.
Масса ВВ для рыхления одной секции
кг. (3.77)
где К — расчетный удельный расход ВВ, кг/м3 (принимается
равным 0,6 кг/м3).
Масса заряда в шнуре
Q} = Q/7V,Kr. (3.78)
Рыхление оставленных целиков под ножом колодца про-
изводится послойно в два приема. Шнуры первого слоя —
горизонтальные; второго — наклонные. Параметры зарядов
рассчитывают аналогично расчету при рыхлении секций меж-
неликового объема. С учетом необходимости обеспечения мел-
кого дробления породы при взрывании целиков удельный
расход ВВ принимается равным 0,7 кг/м3.
♦ При ведении взрывных работ необходимо обеспечить со-
хранность ножа и панелей опускного колодца. Поскольку нож на-
ходится ближе к месту взрыва, чем панели, то безопасность ножа
гарантирует безопасность панелей.
Ввиду того, что железобетонный нож окован железом,
предельно допустимым состоянием его можно принять не
начало образование микротрещин, а начало дробления. Кри-
тическую скорость колебаний для начала дробления можно
определить по формуле
у = у L i*J .
•’Р ,ру2[ор] ’ см/с’
(3.79)
где — критическая скорость трешинообразования, см/с;
[о,| — временное сопротивление бетона соответствен-
но на разрыв и сжатие, МПа.
187
Для бетона Ир =100—150 см/с (35|; |осж] / (ор| = 0,1.
С уче том выражения (3.79) определяю т допус тимую массу
шнуровых зарядов при взрывании под ножом опускного ко-
лодца.
Рыхление скального массива внутри колодца можно не-
сти с опережением как шпуровыми, так и скважинными
зарядами (при соблюдении безопасных для колодца режи-
мов взрывания), а дробление грунта пол ножом — только
шпуровыми зарядами.
При кессонном способе строительства опускных колодцев
рыхление скального грунта в контуре колодца осуществляют
па всю его глубину, а при методе «подращивания» степ —
слоями мощностью 3...4 м. В этих случаях возможно примене-
ние и шпуровых, и скважинных зарядов.
Способ расче та вертикальных удлиненных зарядов, взры-
ваемых при одной обнаженной поверхности, зависит от того,
меньше или больше мощность взрываемого слоя Н приве-
денной мощности // , определяемой по формуле
/ 2р
VK(3-K) ’
(3.80)
где р — вместимость 1 м скважины (шпура), кг; К— расчет-
ный удельный расход ВВ, кг/м’.
При // < // расчет параметров зарядов производят по
формулам (3.66)—(3.71). При II > // расчет параметров заря-
дов производят по следующим формулам;
• расстояние между зарядами в ряду
(3.81)
где т — принимается равным 0,7—0,9;
• длина псрсбура
/,,ср= (0.1 0.2)//, м; (3.82)
• длина скважины
< U и; <3-83>
188
• масса заряда н скважине
Q = Р(1- /,.,Л *>'• (3.84)
где I ( — длина забойки, м (принимается равной 10...15 диа-
метров заряда).
Расстояние между рядами зарядов принимается равным
расстоянию между зарядами в ряду. Конструкция заряда в
зависимости от мощности разрабатываемого слоя представ-
ляет собой сплошной колонковый или рассредоточенный
заряд.
Расчетный удельный расход ВВ для рыхления грунта в
котловане (известняки) принимается равным 0,6 кг/м3.
3.15. РЫХЛЕНИЕ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
На строительных объектах при рыхлении ссюнно-мерз-
лых пород (СМП) и многолетнемерзлых пород (ММП) широ-
кое распространение, как наиболее производительный, по-
лучил метод скважинных зарядов. Его используют при мощ-
ности взрываемого слоя более 1,5 м. Метод шпуровых заря-
дов применяется при незначительной мощности взрываемо-
го мерзлого грунта и небольших объемах работ, а также в
стесненных условиях, в непосредственной близости от ох-
раняемых объектов (зданий, сооружений, подземных ком-
муникаций). Для рыхления мерзлых грунтов используются
также методы котловых, щелевых и траншейных зарядов.
При мощности мерзлого слоя меньше 1 м шпуры и сква-
жины бурят до границы талого грунта. При большей мощно-
сти мерзлого слоя необходимую глубину выработки опреде-
ляют по формуле
I = Н -2d . (3.85)
|де — длина скважины или шпура, м; I! — глубина про-
мерзания грунта до границы талого слоя, м; d — диаметр
заряда, м.
Расчет параметров скважинных и шпуровых зарядов при
рыхлении мерзлого грунта производя т как для скальных грун-
тов (см. раздел 3.12). Величину ЛНС определяют по формуле
189
w = (3.86)
гле P— вместимость 1 м скважины (шпура), кг; АГ— расчет-
ный удельный расход ВВ, кг/м1 (принимают в соответствии
с табл. 3.17).
Длина забойки равна (0,6...0,8)W. При длине заряда
(1...1,2) W применяют сплошные удлиненные заряды, при
большей длине заряд рассредоточивают.
Расстояние между зарядами в ряду принимают в преде-
лах (0.8... 1,4)И^, а между рядами зарядов — (0,9...!)№ при
мгновенном взрывании и 0,85 W при короткозамедленном.
Взрывание скважинных и шпуровых зарядов при рыхле-
нии мерзлых грунтов производят с использованием локали-
заторов взрывов, что позволяет осуществлять взрывные ра-
боты при опасной зоне радиусом 15 м.
При методе котловых зарядов шпуры или скважины бу-
рят до границы промерзания, независимо от мощности мер-
злого слоя. Массу котлового заряда определяют по формуле
Q = KabW. (3.86)
где Q — масса заряда, кг; а — расстояние между скважинами
(шпурами) в ряду, м; принимают в пределах (0,9...1,5) И'при
мгновенном взрывании и (1,2...2)И/ при короткозамсдлсп-
ном; b — расстояние между рядами скважин (шпуров), м;
принимают в пределах (0,75... 1) И' при мгновенном и
(1,2... 1,5) W।|ри короткозамедленном взрывании.
Меньшие значение а и b принимают для трудновзрывае-
мых мерзлых грунтов, большие — для легковзрываемых грун-
тов (см. табл. 3.17).
Котел образуют путем прострелки выработок. Значения
показателя прострел и вас мости мерзлых грунтов приведены
в табл. 3.17.
Щелевзрывной способ рыхления мерзлых грунтов исполь-
зуют при площадном рыхлении для разработки профильных
выемок — котлованов, траншей, каналов.
♦ При этом методе заряды располагают в горизонтальной заряд-
ной полости, образуемой шелерезной машиной (дискофрезерной
190
Таблица 3.17
Классификация мерзлых песчано-глинистых пород по взрываемости
Категория взрываемости, наименование и вил породы Температура, °C ' Категория льднстости Показатель прострели- ваемости, лм3/кг Рекомендуемый удельный расход ВВ при взрывании на рыхление, кг/м’
I — легковзрываемые.
СМП и ММП растительного слоя, песчаные н супесчаные со степенью водонасышеиия до 0,5 и выше 0,9 полной влагоемкост 0 и ниже С илыюльдистые (содержание льда свыше 50 %) 14—35 0,4—0,6
П —средневзрываемые:
а) СМП и ММП растительною слоя, песчаные и супесчаные со степенью водонасышеиия от 0,5 до 0,9 полной влагоемкости; 0 и ниже Льдистые (содержание льда 25—50%) 14—35 0,6—0.8
б) СМП и ММП моренные, обломочные, гра- вийные с песчаным и супесчаным заполните- лем; — — То же 1 1—32 0.6—0,8
в) СМП и ММП глинистые и суглинистые, а т акже моренные, обломочные и гравийные с глинистым заполнителем -5 и ниже — — 23—55 0,6—0.8
III — трудновзрываемые:
СМП и ММП глинистые н суглинистые, мо- ренные, обломочные, гравийные с глинистым заполнителем 0...-5 Слабольдистые (содержание льда до 25 %) 35—70 0.8—1.1
баровой машиной, роторным экскаватором). Заряженные щели
чередуются с незаряженными компенсационными. При взрыве мер-
злый |рунт, расположенный между зарядной и компенсационной
щелями, дробится с одновременным смещением в сторону допол-
нительной обнаженной поверхности, образованной компенсаци-
онной щелью.
При правильном выборе расстояния между щелями и массы
заряда ВВ может быть получена траншея с вертикальными стенка-
ми. При ширине траншеи до 1.3 м рекомендуется применять двух-
щелевую схему, а при ширине траншеи более 1,3 м — трехшеле-
вую схему с расположением заряда ВВ в центральной щели. При
рыхлении грунтов щелевыми зарядами с числом щелей больше
четырех их заряжают через одну.
Ширина щелей определяется шириной рабочего органа
шелерезной машины. Оптимальной считается ширина ще-
лей 0.1...0.3 м.
Основными параметрами щелевых зарядов являются:
• глубина нарезаемых щелей
ЯЦ1 = (0,85...0,9)Я, м, (3.87)
где Н — глубина промерзания, м;
• общий расход ВВ. требуемый для рыхления заданного
объема (V, м3) мерзлого грунта
0= (И-И), кг, (3.88)
где К — удельный расход ВВ, кг/м3, — объем грунта в
щелях, м3;
• масса заряда на 1 м щели
Quv = кг/м. (3.89)
где /(|| — длина зарядных щелей, м;
• масса сосредоточенного заряда
где п — число зарядных щелей во взрываемом массиве; С —
шаг между центрами сосредоточенных зарядов, м;
192
• расстояние между зарядной и компенсирующей щелями
а = (0,9...1.3)//,, м; (3.91)
• расстояние между зарядными щелями при короткоза-
медлепном взрывании
Ь= (1,3...2.2)//,. м. (3.92)
Щели заряжаются удлиненными или сосредоточенными
зарядами ВВ. Удлиненные заряды применяются при глубине
рыхления более 1.5 м в соответствии с удельным расходом
ВВ. В остальных случаях используют сосредоточенные заряды.
При глубине щели более 1,5 м заряд ВВ может быть рас-
средоточен по высоте щели. Заряды в щели укладывают че-
рез прослойку забоечного материала с расстоянием между
ними по высоте 0,3...0,5 м. Лучшие результаты достигаются
при сплошном нижнем заряде и рассредоточенном верхнем
заряде массой 0,3Q.
3.16. ВЗРЫВЫ ПЛ ВЫБРОС И СБРОС
Взрывание зарядов на выброс используют для образова-
ния различных выемок, котлованов, траншей заданного про-
филя. Для этих целей применяют сосредоточенные и удлинен-
ные (линейно-протяженные) заряды.
Сосредоточенными являются заряды ВВ. длина которых
нс превышает 5...7 их диаметров (ширины или высоты каме-
ры или выработки, в которой они размешаются). Массу со-
средоточенного заряда выброса определяют по формуле
М.М. Борескова
0= АГ И/40,4 + 0,6 л1). (3.93)
где Q — масса сосредоточенного заряда, кг; Ко — расчет-
ный удельный расход ВВ, кг/м5 (его значения для различ-
ных взрываемых грунтов приведены в табл. 3.1); И'—линия
наименьшего сопротивления, м; п — показатель действия
взрыва; п = г/W, где г — радиус воронки, м (рис. 3.25).
При величинах ЛНС свыше 25 м сосредоточенный заряд
выброса рассчитывают по формуле
193
в
Рис. 3.25. Схема дейсгпия заряда выброса
Q = K^KW\()A I 0,6л ’) . (3.94)
где — поправочный коэффициент: его величину опреде-
ляют по формуле
[w~
к^т5-
При образовании выемок взрывами на выброс па косо-
горах с поперечным уклоном более 15° величины камерных
зарядов, рассчитанные по формуле (3.94), следует умень-
шить, умножая па коэффициент
100
где о. — угол отклонения ЛИС от вертикали, градусы.
В таких случаях ряды зарядов должны быть смешены в
нагорную сторону настолько, чтобы расчетный раствор во-
ронки с низовой стороны нс выходил за проектное очерта-
ние выемки, а с нагорной стороны приближался к верхней
части проектируемого откоса.
Для образования выемок взрывом па выброс заряды рас-
полагают в один или несколько рядов.
При проектировании выемок, каналов, траншей задан-
ного профиля показатель действия взрыва п, число рядов
194
зарядов и расстояние между рядами определяют графичес-
ки так, чтобы проектируемая воронка соответствовала по
возможности заданному профилю выемки.
Показатель действия взрыва п в формулах (3.93) и (3.94)
при однорядном расположении и совмещении зарядов с
проектной отметкой выемки необходимо принимать равным
1,2... 1,3 для достижения относительного выброса, равного
40%; 1,6...1,8 — для выброса 50 % и 2.0...2,2 — для выброса
80 %. Для выемок глубиной до 7 м следует принимать боль-
шие из указанных значений.
При трсхрядном расположении одновременно взрывае-
мых зарядов значение показателя действия взрыва п для за-
рядов среднего ряда принимают больше, чем для зарядов
крайних рядов, па 0,5. В случае замедленного или короткоза-
мелленпою взрывания среднего ряда показатели действия
взрыва п его зарядов увеличивают па 0,2...0.3.
Приведем значения функции (0.4 4 0.6л1) для п - 1...3:
п 0,4-» 0,6/?' п 0,4 4- 0,6/?
1,00 1,00 2,25 7.23
1,25 1,57 2.50 9,78
1,50 2,43 2,75 12.90
1,75 3.62 3.00 16,60
2,00 5,20
Заряды выброса размещают в ряду па расстоянии друг
от друга
а = 0,5 )Г(и Ь 1), м. (3.97)
Расстояние между рядами зарядов принимают равным
д=0,85о,м. (3.98)
Необходимое число рядов зарядов для образования вы-
емки заданной ширины определяют по формуле
(V.,.=-+b (3.99)
W
|ДС 13 — ширина выемки в основании, м.
195
Заряды и рядах располагают в шахматном порядке, а па
косогорных участках — в каждом продольном ряду незави-
симо от расположения зарядов в соседних рядах.
Видимую глубину выемки (м), образующейся при взры-
вах па выброс, находят по формуле
//, =Kt^(2и-1) . (3.100)
где — коэффициент, учитывающий условия производства
работ (при взрывании в скальных грушах равен 0,33; при
взрывании в глинистых и суглинистых грунтах — 0,45).
В скальных породах при значениях п > 2 видимая глуби-
на воронки равна ЛИС, по разрушающее действие взрыва
проявляется на глубину, равную радиусу сферы сжатия Я ж
(дм):
Ясж =0,062 i/UQ . (3.101)
где U — коэффициент пропорциональности, учитывающий
свойства породы (для скальных порол [/= 10).
При взрывании в условиях горизонтального рельефа
приблизительные значения ширины и высоты навала взор-
ванного груша с обеих сторон траншеи определяют по фор-
мулам:
dn = 5w)F; (3.102)
hH = 0,6W/n, (3.103)
где bn — ширина навала грунта, м; йп — высота навача грун-
та, м; п — показатель действия взрыва.
При известном фактическом удельном расходе ВВ ши-
рину и высоту навала можно определить по формулам
/^ = 4^7^; (зло4)
h
А, =0,15 + -, (3.105)
<7
где Q— фактический удельный расход ВВ выброшенной по-
роды, кг/м1; h — видимая глубина выемки, м.
196
Рис. 3.26. Односторонний направленный выброс
При необходимости перемещения основной части взры-
ваемого грунта в одну сторону от выемки предусматривают
направленный выброс.
Направленный выброс грунта при горизонтальном рель-
ефе достигается взрыванием не менее двух рядов зарядов (ряды
зарядов I и II на рис. 3.26). При этом показатель действия
взрыва зарядов того ряда, который наиболее удален от сто-
роны направления выброса (в нашем случае ряд II — см.
рис. 3.26). должен быть больше па 0,5 показателя действия
взрыва зарядов другого ряда.
Если ширина выемки понизу в 1.5...2 раза превышает
глубину, то необходимо проектировать два вспомогатель-
ных ряда зарядов. Вспомогательный ряд зарядов распола-
гают со стороны проектируемого направления выброса
основной части грунта.
Расположение вспомогательных зарядов в поперечном
профиле выемки при направленном выбросе находят гра-
фически так, чтобы ЛНС каждого заряда, взрываемого с
замедлением, была перпендикулярна обнаженной поверх-
ности, образуемой зарядами, взрываемыми с опережением.
При этом длина ЛНС должна быть нс больше расстояния
от центра заряда до свободной поверхности по вертикали
(см. рис. 3.26).
Направленный выброс может быть также осуществлен
путем разновременного взрыва рядов зарядов, причем пер-
выми взрываются заряды ближайшего ряда к направлению
выброса. Вспомогательный ряд зарядов следует взрывать с
опережением на 0,5...2 с относительно основного ряда в за-
197
нисимости от глубины выемки И (при Н = 6 м — на 0,5 с;
при И = 20 м — на 2 с).
Число рядов для получения увеличенного выброса па
одну сторону при горизонтальном рельефе рекомендуется
принимать не более трех.
К удлиненным зарядам выброса относятся траншейные и
штольневые. Траншейные заряды используют для получения
выемок глубиной до 8... 10 м. При большей глубине сооружа-
емых выемок применяю! штольневые заряды.
Использование удлиненных зарядов выброса позволяет
получить практически готовые выемки с более ровными по-
верхностями, чем при взрыве сосредоточенных зарядов. В
данном случае обеспечивается более высокая степень меха-
низации проходческих работ.
Удлиненные заряды располагают в выработках, предва-
рительно пройденных вдоль оси выемки. Массу удлиненного
заряда выброса, ось которого параллельна обнаженной по-
верхности, определяют по формуле
Л 2К W' (0,4 + 0,6л1),
Q = —---------;-------,
л + 1
(3.106)
где Q— масса удлиненного заряда, кг; Ки — расчетный удель-
ный расход ВВ, кг/м1; W — ЛИС (расстояние от оси заряда
до свободной поверхности), м; п — показатель действия взры-
ва; /1ар — длина удлиненного заряда, м.
Формула (3.106) справедлива, если длина заряда / боль-
ше расстояния между зарядами а, которое рассчитываю! по
формуле (3.97).
При взрывании штольневых зарядов выброса значения
расчетного удельного расхода ВВ принимают, как и для со-
средоточенных зарядов выброса. При использовании тран-
шейных зарядов табличные значения расчетного удельного
расхода ВВ (см. табл. 3.1) следует умножить па величину по-
правочного коэффициента, принимаемого по табл. 3.18 в за-
висимости от крепости порол и величины показателя дей-
ствия взрыва.
♦ Видимую глубину выемки, образованной взрывом удли-
ненного заряда, рассчитывают по формуле (3.100).
198
Таблица 3.13
Значения поправочного коэффициента
к расчетному удельному расходу ВВ для траншейных зарядов выброса
Показатель Породы
дейст вия взрыва
п нескальные скальные
и полускал ьныс (6- 11 группы по СНиП)
(1 -5 группы по СНиП)
1 1 1.12
1.5 1,05 1.16
э 1.12 1.19
2.5 1.135 1.195
3 1.17 1.2
3.5 1.16 1.195
4 1,155 J .195
4.5 1,155 1.19
5 1.15 1.19
5.5 1.145 1.185
6 1.14 1.185
6.5 1.14 1.18
7 1.135 1.18
7.5 1.135 1.175
8 1.13 1.175
Если величина ЛИС (1У) больше 25 м, то массу у;иш-
ненпого заряда находят по формуле
2KW-K„ (0.4 + 0,6л1),
—=-----------------/
(3.107)
где Ку> — поправочный коэффициент; определяют по фор-
муле (3.95).
Для круглого сечения диаметр удлиненного заряда
d = \
(3.108)
199
где d — диаметр заряда, м: Q — масса удлиненного заряда,
кг; А — плотность заряжания ВВ, т/м3; / — длина удли-
ненного заряда, м.
Если одним удлиненным зарядом нс может быть полу-
чена выемка заданного профиля (недостаточная ширина
понизу), то располагают параллельно два или три заряда.
При п < 3,5 расстояние а между удлиненными зарядами оп-
ределяют по формуле (3.97). При п > 3,5 расстояние между
зарядами находят по формуле
а= W(n + ]>) . (3.109)
0,4л+ 0,6
В зависимости от поставленной задачи заряды могут
взрываться одновременно или с замещением. При этом по-
казатель действия взрыва л и последовательность взрывания
зарядов принимаются аналогично этим параметрам для взрыва
сосредоточенных зарядов (см. ранее).
Параметры удлиненных зарядов выброса в скважинах
(шпурах), оси которых перпендикулярны обнаженной по-
верхности, рассчитываются как и параметры сосредоточен-
ных зарядов с учетом вместимости и расположения сква-
жин. При этом принимается следующий порядок расчета:
• в соответствии с заданными параметрами выемки рас-
считывают массу сосредоточенного заряда Q по фор-
муле (3.93), а расстояние между зарядами в ряду а —
по формуле (3.97);
• устанавливают длину скважин
<кв = (1,1...1,2)И< (3.110)
где /ск1| — длина скважины, м; W — ЛНС эквивалент-
ного сосредоточенного заряда, м;
• определяют вместимость одной скважины 0скв при ус-
ловии ее заполнения взрывчатым веществом на 2/3
длины;
• находят расстояние между скважинами; если масса
сосредоточенного заряда Q, рассчитанная по фор-
муле (3.93), < Qlku, то расстояние между скважинами
оскв принимается равным значению о, определенному
200
по формуле (3.97); при Q > 0СК11 скважины сближают,
при этом расстояние между ними устанавливают по
формуле
а =а^-
СК" Q
(3.111)
Сближенные скважины рекомендуется применять, когда
. При < -
0 3 0 3
необходимо делать кусты из двух-трех
скважин. В этом случае за расчетную массу заряда 0скн при-
нимается сумма масс зарядов в кусте.
Взрывы на сброс (обрушение) используют для вскры-
тия или разработки полезных ископаемых, образования про-
фильных выемок (дорог, специальных площадок), плотин,
дамб, перемычек, насыпей разного назначения и т.п.
Взрывы на сброс производятся при уклоне поверхности
взрываемого массива более 20° к горизонту. В зависимости от
конфигурации взрываемого массива и требований, предъяв-
ляемых к взрыву (размеры выемок, угол образуемого откоса
и т.п.), расположение зарядов может быть однорядным
(рис. 3.27), двухрядным (рис. 3.28) и двухъярусным (рис. 3.29).
В отдельных случаях до-
пускается многорядное и
многоярусное располо-
жение зарядов.
Места заложения за-
рядов определяются гра-
фически таким образом,
чтобы образующаяся вы-
емка (с учетом действия
заряда в глубь массива)
вписывалась в проектный
контур. Радиус действия
Рис, 3,27. Схема
однорядного расположения
зарядов сброса
201
Рис. 3.29. Схема двухъярусного расположения зарядов сброса
взрыва сосредоточенного заряда (см. рис. 3.27) определяют
по формуле
R = wJ\ + n2 ,
(3.112)
где R — радиус действия взрыва, м.
Радиус огрыва пород в нагорную сторону Л, (см. рис. 3.27)
за счет обрушения откоса может превышать величину R,
202
достигая 2IV, а на участках с палением пластов пород па-
раллельно поверхности склона R может превышать 31V.
Процент сброса породы при образовании полувыемки
имеет максимальное значение при R = Rt. Под процентом
сброса понимают отношение фактического объема образо-
вавшейся взрывом выемки (в пределах проектного контура),
к проектному объему, выраженное в процентах.
При двухрядном расположении заряды второго ряда
помешают в вершине угла, образуемого проектируемым от-
косом О,Ви площадкой ЛО2 (см. рис. 3.28). Местоположение
заряда первого ряда находится из условия совмещения ра-
диуса действия его взрыва R с проектным контуром пло-
щадки О,А. При этом расстояние между рядами зарядов во
избежание оставления порогов должно быть нс больше ра-
диуса действия взрыва заряда второго ряда. За ЛНС заряда
второго ряда принимается расстояние от его центра до про-
ектируемой поверхности отрыва при взрыве зарядов первого
ряда.
♦ Если число рядов превышает два, то графическое построе-
ние ЛНС первых рядов производится аналогичным способом с
размещением зарядов от последнего ряда к первому.
Массу зарядов сброса определяют по формуле (3.93). По-
казатель действия взрыва зарядов п первого ряда принима-
ется в пределах 1... 1,5. Значение п для зарядов второго ряда
должно быть па 0,25...0,5 больше, чем для зарядов первого
ряда. Как правило, заряды второго ряда взрывают с замедле-
нием.
При устройстве профильных выемок месторасположе-
ние зарядов следует определять из условия сохранения при
взрыве проектного основания выемки и получения заданных
откосов. Для этого необходимо учитывать действие заряда в
глубь массива, которое выражается в разрушении (рыхле-
нии) дополнительного объема породы за пределами конту-
ра воронки (выемки).
Глубина интенсивного разрушения пород в глубь масси-
ва может быть ориентировочно определена но формуле (3.101).
Расстояние между зарядами а в рядах (ярусах) вычисляют
ио формуле (3.97). При различных величинах W соседних
203
зарядов расстояние между зарядами находится по средней
величине.
При двухъярусном расположении зарядов (см. рис. 3.29)
расстояние между ярусами д принимают в зависимости от
устойчивости породы и величины п в пределах (1,3... 1,6) W
зарядов нижнего яруса. При двухрядном расположении за-
рядов в нижнем ярусе за величину IV принимают ЛНС заря-
да второго ряда.
♦ Заряды разных ярусов взрывают одновременно или с замед-
лением в направлении сверху вниз.
При однорядном (и одноярусном) расположении заря-
дов сброса ширина развала породы может быть ориентиро-
вочно определена но формуле
L =5лИЛ (3.113)
где L — ширина развала породы при взрыве на сброс, м.
При образовании плотин и перемычек для обеспечения
требуемого объема возводимого сооружения, высоты его
гребня и других параметров заряды ВВ могут располагаться
на одном или обоих берегах перекрываемых водотоков. При
расположении зарядов на одном берегу его высота должна
быть равна ширине водотока или превышать его. При распо-
ложении зарядов на обоих берегах их суммарная высота дол-
жна не менее чем в 1,5 раза быть больше ширины перекры-
ваемого водотока.
Угол откоса взрываемых берегов должен составлять не
менее 35...40°. Наиболее эффективно строительство плотин и
перемычек взрывным способом в ущельях с крутыми водо-
непроницаемыми склонами и основанием. Взрываемые по-
роды должны обладать достаточной устойчивостью в отно-
шении размыва и растворения водой.
♦ Для перекрытия водотоков может быть использован предва-
рительно складированный на берегу привозной грунт, который
силой взрыва перемещается в проектный контур сооружения.
В зависимости от поставленных задач применяют одно-,
двух- и мпогорядное, а также одно- и многоярусное распо-
ложение зарядов.
204
Двух- и многоряднос расположение зарядов применяют:
• для образования в результате взрыва зарядов первого
ряда искусственной вогнутой полости, обеспечиваю-
щей повышение направленности броска породы;
• для искусствен кого создания крутого откоса перед вто-
рым и последующими рядами зарядов;
• для образования в результате взрыва зарядов первого
ряда защитного буфера из разрушенных пород, обес-
печивающего уменьшение разлета кусков породы;
• для улучшения качества дробления переметаемой по-
роды и возможного уменьшения расхода ВВ (при зна-
чениях W более 50 м).
Показатель действия взрыва п зарядов второго и после-
дующих рядов увеличивают по сравнению с п первого ряда и
выбирают с учетом обеспечения необходимой дальности
броска породы и объема возводимого сооружения.
Для строительства плотин и перемычек обычно при-
меняют камерные заряды ВВ. Глубина заложения камер-
ных зарядов выбирается в зависимости от требуемого объема
плотины или перемычки, необходимой дальности броска
породы, значения показателя действия взрыва и располо-
жения зарядов по отношению к проектному гребню пло-
тины. В зависимости от высоты Н откоса (уступа) нал заря-
дом се величину принимают в пределах WIH= 0,6...1,0.
Расчет параметров камерных зарядов сброса при образо-
вании плотин и перемычек производят в соответствии с при-
веденными ранее указаниями по расчету параметров заря-
дов сброса. Выбранная схема замедления должна обеспечи-
вать наибольшую концентрацию навала в направлении ЛНС
заряда, взрываемого в первую очередь.
В отдельных случаях скважинные заряды используют при
перекрытии относительно нешироких водотоков, когда усло-
вия береговых створов позволяют разместить буровые станки.
3.17. ПОДВОДНЫЕ ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Взрывные работы пол водой применяют, главным об-
разом, для углубления дна, расчистки русел рек и аквато-
рий водохранилищ, а также для других целей. Подводные
205
взрывные работы ведутся по согласованию с органами рыб-
надзора, а па судоходных реках — также со службой пути
речного пароходства. Наиболее подходящим периодом дно-
углубительных работ является период наименьшей воды.
Кроме того, необходимо учитывать, что в период нереста
рыб взрывные работы полностью запрещены.
В зависимости от условий производства работ подвод-
ные взрывные работы могут выполняться методами наклад-
ных, шпуровых или скважинных зарядов.
Метод накладных зарядов применяется при дноуглубле-
нии водоемов, разработке подводных траншей, дроблении
валунов, негабаритных кусков, удалении скал, подводных
свай, ряжей, шпунтового ряда, разрушении старых мосто-
вых устоев, взрывании затонувших судов, барж, дроблении
льда и др. Накладные заряды при взрывании под водой при-
меняются в тех случаях, когда невозможно или нецелесооб-
разно бурить шпуры или скважины для размещения заря-
дов.
При производстве подводных взрывных работ методом
накладных зарядов мощность слоя, взрываемого за один при-
ем, обычно не превышает 0,3...0,5 м. При расчете парамет-
ров подводных накладных зарядов определяются:
• общий расход ВВ, кг.
Q = KtWS, (3.114)
где Kt — удельный расход ВВ, кг/м- (его значения при ис-
пользовании подводных накладных зарядов приведены на
стр. 207); W — глубина рыхления, м; S — площадь взрывае-
мого участка, м?.
Если глубина погружения заряда меньше 2И< то массу
накладного заряда, рассчитанную по формуле (3.114), необ-
ходимо увеличить: при глубине погружения на 1,4 W — па
25%; при глубине погружения па (0,7—1,4) W — па 50...25 %;
• число взрываемых слоев, если мощность слоя превы-
шает 0,5 м,
= И7(0,3...0,5), (3.115)
где 0,3...0,5 — максимальная мощность слоя скальных по-
род, взрываемых за один прием, м.
206
Приведем расчетный удельный расход ВВ при разработ-
ке пород подводными накладными зарядами.
Группа грунтов Удельный Группа грунтов Удельный
и пород по С Hull расход ВВ, кг/м' и пород по СНиП расход ВВ, кг/м
2 12 7 70
3 20 8 100
4 30 9 150
5 35 10 200
6 40 1 1 300
• необходимый расход ВВ для рыхления одною слоя, кг:
(З.Н6)
• расстояние между зарядами в ряду, м:
а = (3,O...3,5)m, (3.117)
1де т — мощность взрываемого слоя, м;
• расстояние между рядами зарядов, м:
b = (2,5...3,0)т, (3.118)
• площадь действия одного заряда, м?:
= ab, (3.119)
• число накладных зарядов, необходимое для рыхле-
ния одного слоя, шт.:
л, = S/5, , (3.120)
• необходимая масса единичного заряда, кг:
0.ИР=0А- (3-121)
♦ При производстве подводных работ по рыхлению скальных
грунтов метолом накладных зарядов целесообразно перед уклад-
кой зарядов удалить наносы, перекрывающие взрываемый скаль-
ный массив.
При дроблении отдельных валунов и негабарита массу
накладного заряда определяют по следующей формуле:
Q = КУ, (3.122)
207
где Klt — удельный расход ВВ на дробление породы, кг/м1
(принимается в пределах 1,5...3,0 кг/м3); V — объем валуна
или негабаритного куска, м3.
Заряд следует располагать над центром куска.
Накладные заряды изготавливают из высокобризантных
ВВ повышенной плотности (алюмотол, гранулотол, троти-
ловые шашки). Если плотность заряда меньше плотности
воды, то используют утяжеляющие грузы, обеспечивающие
погружение заряда, его плотное прилегание и препятствую-
щие сносу течением. Укладка накладных зарядов произво-
дится с весельной лодки или самоходного судна, а также
водолазами.
Метод шпуровых или скважинных зарядов применяется
при дноуглублении водоемов, проходке подводных траншей
и выемок. Метол шпуровых зарядов используют при мощно-
сти съема породы до I м. а метод скважинных зарядов —
при мощности съема более I м. Во всех случаях взрывные
работы целесообразно производить на всю проектную глу-
бину съема с учетом багермейстерского запаса 0,3...0,5 м,
зависящего от типа применяемой скалоуборочпой машины.
Методика расчета параметров скважинных и шпуровых
зарядов, обычно взрываемых пол водой при одной обна-
женной поверхности, когда ось заряда перпендикулярна к
ней, зависит от того, меньше или больше мощность взры-
ваемого слоя Н приведенной мощности взрываемого слоя
Япр. Величину Я определяют по формуле (3.80). При этом
величина расчетного удельного расхода ВВ, принимаемая
для зарядов рыхления в соответствии с указаниями табл. 3.1,
должна быть увеличена в 2—3 раза.
Если Н<Нпр, то расчет параметров зарядов производят
по формулам (3.66)—(3.71) с учетом принятой величины рас-
четного удельного расхода ВВ; сели Н > Я||р, то расчет пара-
метров зарядов ведется следующим образом.
1. Определяется сетка расположения скважин или шпу-
ров. При использовании метола скважинных зарядов сетку рас-
положения скважин принимают в соответствии с рекоменда-
циями табл. 3.19. В случае необходимости обеспечения высо-
кого качества дробления скважинными зарядами расчетную
сетку расположения зарядов следует уменьшить на 30...50 %.
208
Таблица 3.19
Сетка расположения скважин при рыхлении
скальных грунтов в подводных условиях
Относительная мощност ь съема, в диаметрах скважины Относительное расстояние между скважинами в ряду и рядами скважин (в диаметрах скважины) для групп грунтов 1юСНи11
6—7 8—9 10—11
5 10 9 8
10 12 10 9
20 15 12 10
30 и более 18 15 12
При использовании метода шпуровых зарядов относи-
тельное расстояние между шпурами может быть увеличено
на 20 % но сравнению с рекомендациями табл. 3.19.
2. Устанавливают длину скважин или шпуров (м) по
формуле
I- = Н. ♦- и /п, (3.123)
где Я — проектная мощность съема, м; й(1| — багсрмсйстср-
ский запас, м; /и — глубина псребура, м.
Длину псребура принимают равной 10 диаметрам сква-
жины или шпура.
3. Находят массу заряда в скважине (шпуре) по формуле
Q = (L - 1ас)р , (3.124)
где /1аб — длина забойки, м; р — линейная плотность заряда,
кг/м.
Длина верхней незаряженной части выработки, запол-
няемой забойкой (длина забойки), должна быть не менее 10
диаметров скважины или шпура.
Для заряжания скважин и шпуров используют водоус-
тойчивые ВВ. В качестве боевика применяют шашки-детона-
торы или связки из патронов, обмотанные водоустойчивым
ДШ. Патрон-боевик должен помешаться в нижней или сред-
ней части скважины или шпура. При наличии слоя наносов
на разрыхляемом скальном грунте массу шпуровых или сква-
209
жипных зарядов следует рассчитывать с учетом мощности
этого слоя.
При разработке профильных выемок (траншей, котло-
ванов. каналов, при углублении и расчистке фарватеров и
т.н.) в подводных условиях могут быть использованы взрывы
сосредоточенных или удлиненных зарядов выброса, располагае-
мых па дне водоемов в естественных углублениях или углуб-
лениях (камерах или траншеях), пройденных в результате
серий взрывов накладных зарядов обычной конструкции.
Сосредоточенные заряды выброса следует использовать при
сооружении выемок шириной до 30...40 м и глубиной до
8... 10 м. Массу сосредоточенных зарядов выброса рассчиты-
вают по формуле М.М. Борескова:
Q = Л'.И/ЧОЗ ч 0,6л3) , (3.125)
где Q — масса сосредоточенного заряда выброса, кг; Kt —
расчетный удельный расход ВВ, кг/м1 (его значения для грун-
тов различной крепости приведены далее); РК — линия наи-
меньшего сопротивления, м (равна расстоянию от центра
заряда до поверхности воды); п — показатель действия взры-
ва, принимаемый в пределах 1,0...4,0.
Приведем значения расчетного удельного расхода ВВ для
подводных зарядов выброса.
Группа грунтов
по СНиП
3...4
5...6
7...8
9...11
Расчетный удельный расход В В
Kt, кг/м-'
1.5...1,8
1,6...2,0
1,8...2,2
2.0...2,5
♦ Мощность слоя поды над зарядами при определении их мас-
сы по формуле (3.125) должна составлять не менее 8...10 диаметров
заряда. При мощности слоя воды 5...7 диаметров величина Kt должна
быть увеличена на 25 %, а при мощности 3...4 диаметра — на 50 %.
Расстояние, м, между сосредоточенными зарядами в ряду
и между рядами определяют по формуле
а =0,5И/(л+ 1). (3.125а)
210
Основные параметры выемки после взрыва (глубина,
длина, высота навала) находят по формулам
Р = K^W}(2n - 1); (3.126)
Л.р = (1,0...2,0)Р,/7 ; (3.127)
Лр = 2И/,7^, (3.128)
где /> _ гдубипа выемки, м; Л", — коэффициент, учитываю-
щий свойства взрываемых грунтов и конструкцию зарядов
(принимается по табл. 3.20); п — показатель действия взрыва;
h — средняя высота навала грунта, м; Р, — глубина выемки
с уметом толщины слоя волы, м; Q — фактический удель-
ный расход ВВ, кг/м3; И' — расстояние от центра заряда до
поверхности водоема, м.
Углы откосов сооружаемых выемок при различных по-
казателях действия взрыва приведены в табл. 3.21.
Удлиненные заряды выброса могут быть использованы
для доведения ширины сооружаемых подводных выемок с
30...40 до 90... 100 м и более при их максимальной глубине
14..,15 м.
Массу удлиненных зарядов выброса, кг, применяемых для
углубления и расширения выемок, полученных в результате
взрыва сосредоточенных зарядов, определяют по формуле
_ 22<’уИ/2(О,4 + О,6л1)
^У „ , I ’
(3.128а)
Таблица 3.20
Значения коэффициента
Взрываемые грунты Значения коэффициента К\ при показателе действия взрывал
2.0 2.25 2.5 2.75 3.0 3.25 3.5 3.75 4.0
Андезиты 0.31 0.29 0.26 0.24 0.22 0,20 0.18 0.16 0,16
Граниты, базальты 0,25 0.24 0,23 0.22 0.20 0,18 0.16 0.16 0.15
Туфы, валунник 0.32 0,31 0,29 0,27 0,25 0.22 0,19 0,17 0,165
211
Таблица 3.2!
Углы откосов бортов выемок
Взрываемые 1рунты Углы спкосой бортов выемок, । радусы. при показателе действия взрыва н
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
Андезиты 35 32 30 30 29 27
Базальты 35 33 32 32 30 30
Галька 33 30 28 28 26 25
Граниты 35 34 32 30 28 27
Туфы 30 30 27 26 25 23
где Ку — расчетный удельный расход ВВ. кг/м1; / — длина
удлиненного заряда, м.
Расчетный удельный расход ВВ К при взрывании удли-
ненных зарядов в подводных условиях должен быть по срав-
нению с сосредоточенными зарядами (см. стр. 210) увеличен
в гранитах и базальтах на 50%, в андезитах — на 40%, в
валуппике — на 35 %, в туфах — па 30 %.
♦ Значения ЛНС и показателя действия взрыва выбираются
по такой же методике, как и для подводных сосредоточенных за-
рядов выброса.
При расширении и углублении выемки с помощью уд-
линенных зарядов, расположенных у противоположных бор-
тов, используют дополнительные заряды для выброса по-
роды. Расстояние между основными и дополнительными
зарядами составляет (2,0...2,2)а, а масса дополнительного
удлиненного заряда принимается равной 0,25(?v. В этом слу-
чае при одновременном инициировании основного и до-
полнительного зарядов обеспечивается перемещение в за-
данном направлении не менее 90...95 % взрываемого объема
грунта.
Производительность труда рабочих при подготовке и вы-
полнении подводных взрывов определяется в основном тру-
доемкостью работ по заряжанию. В состав этих работ входят:
подготовка зарядов к спуску под воду; опускание зарядов на
212
дно; их установка и крепление (в случае необходимости)
водолазами. Наибольшая производительность заряжания ВВ
(до 10... 12 т/ч) обеспечивается при использовании сосредо-
точенных зарядов. При укладке удлиненных зарядов ВВ про-
изводительность составляет 4...5 т/ч, что связано с необхо-
димостью более частых перестановок плавсредств.
Параметры зарядов при взрывании под водой сгроитсль-
ных конструкций или разделке затонувших судов определяются
специальными расчетами, основные положения которых
были приведены рапсе в соответствующих разделах.
Металлические предметы удлиненной формы (балки,
тросы) перебиваются накладными зарядами, состоящими
из двух частей, расположенных с противоположных сторон
перебиваемого предмета на разных уровнях. Металлические
трубы могут быть перебиты накладными зарядами удлинен-
ной формы, охватывающими трубу на 2/3 длины окружности.
При взрывании под водой металлических конструкций
наружные заряды располагают так, чтобы они размещались
против сварных (клепаных) швов.
Стальные шпунтовые стенки типа «Ларсен V» перебива-
ются накладными зарядами в виде гирлянды (или шланга),
укладываемой вплотную к шпунтовым сваям. Заряды на сты-
ках шпунтовых свай (в замке) должны увеличиваться в соот-
ветствии с поперечным сечением стыка. Укладка зарядов
п рои зводится водолазом - взры вн и ком.
Перед взрыванием затонувших судов должно быть вы-
полнено тщательное предвари тельное обследование их с
целью установления основных линий разрыва, вида зарядов
ВВ и способов их заложения. Для дробления могут использо-
ваться сосредоточенные заряды, располагаемые внутри суд-
на, удлиненные (в виде гирлянд или в оболочке), распола-
гаемые вдоль шпангоутов или на наружной обшивке кораб-
ля, и кумулятивные. Для плотного прилегания зарядов к
поверхности взрываемой конструкции в ней прожигаются
отверстия, в которые забиваются деревянные костыли, или
привариваются на определенном расстоянии друг от друга
металлические скобы, к которым мягкой проволокой кре-
пится заряд. Взорванные части следует сразу после взрыва
извлекать из воды для предотвращения их заиливания.
213
3.18. ВЗРЫВАНИЕ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА
При понижении среднесуточной температуры воздуха
до О °C и ниже в равнинных реках начинается образование
ледяного покрова. Его толщина колеблется в больших преде-
лах и зависит от температуры воздуха и воды, скорости те-
чения и т.д. В средней полосе европейской части России тол-
щина льда обычно не превышает 0,6.,.0,7 м, в районах Край-
него Севера она достигает 2,5 м. Толщина льда на непроточ-
ных водоемах (озера, пруды и водохранилища) примерно на
20 % больше, чем на реках.
♦ При понижении температуры сначала образуются забереги —
неширокие полосы примерзшего льда у берегов с небольшими
скоростями течения воды. С понижением температуры воздуха за-
береги, намерзая и задерживая плывущие льдины, увеличиваются
в размерах. Нарастая от берегов к середине реки, они смыкаются,
в результате чего наступает ледостав — период, в течение которо-
го наблюдается неподвижный ледяной покров на водоемах.
До окончательного установления ледостава на некоторых уча-
стках реки происходит несколько подвижек уже остановившего-
ся и смерзшегося ледяного покрова. При этом могут образоваться
торосы — беспорядочные нагромождения льда.
Зимой в случаях повышения уровня воды в некоторых местах
через трещины, полыньи она выходит на поверхность льда и за-
мерзает, образуя наледи толщиной до 5 м. При промерзании малых
рек до дна или перегрузках ледяного покрова снегом родниковая
вода может изливаться па поверхность и стать причиной возник-
новения наледей. Они чаще образуются в условиях сурового кли-
мата на малых реках, а также при чередовании отгепслсй с моро-
зами. При весеннем ледоходе наледи представляют собой большую
опасность для защищаемых объектов.
Участки рек с большими скоростями течения воды (более
I...2 м/с), а также плесы, на которые поступают теплые воды от
предприятий и из озер, нс замерзают, образуя полыньи. В осенне-
зимний периоды в полыньях под воздействием холодного воздуха
образуются шуга и донный лсд, являющиеся внутриводным (глу-
бинным) льдом. Донный лсд и шуга служат причиной образова-
ния зажоров^ которые вызывают подъем воды иногда на несколь-
ко .метров.
Весной при подъеме уровня воды на I...5 м под воздействи-
ем течения и ветра на некоторых участках реки происходят пср-
214
вые кратковременные (несколько минут) подвижки ледяного по-
крова. при этом он разделяется па большие (несколько десятков
гектаров) поля по промоинам и трещинам. Последующие под-
вижки (иногда их наблюдается до пяти) бывают более продол-
жительными и происходят на большей длине. Размер отдельных
ледяных полей уменьшается, а скорость их движения увеличива-
ется. Период подвижек для защищаемых сооружений является са-
мым опасным.
Зона разрушающего действия взрыва па ледяную повер-
хность определяется массой и конструкцией заряда, а также
его положением по отношению к поверхности льда.
Взрыв небольшого заряда без забоечного материала на
поверхности толстого льда производи! незначительное раз-
рушение — образуется воронка, вокруг которой создается
зона раздробленного и трещиноватого льда. Взрыв характе-
ризуется большой ударной воздушной волной, сопровожда-
ющейся значительным звуковым эффектом. От взрыва того
же заряда с забоечным материалом лед разрушается больше.
При этом уменьшаются звуковой эффект и воздушная волна.
Особенностью взрыва наружного заряда является почти пол-
ное отсутствие разлета крупных осколков льда.
Взрыв заряда в толще льде с забоечным материалом бо-
лее эффективен. При этом, как правило, образуется сквоз-
ное отверстие (майна, прорубь) и разрушается большая пло-
щадь льда. Воздушная волна и звуковой эффект уменьшают-
ся, а радиус разлета льда увеличивается.
Взрыв подводного заряда, расположенного па оптималь-
ной глубине, образует майну, разрушает площадь ледяного
покрова, которая в 1.5...2 раза больше, чем при взрыве того
же заряда в толще льда. Если эффективность взрыва характе-
ризовать объемом разрушенного льда, отнесенного к едини-
це массы заряда, то для внутренних зарядов рыхления (при
взрывании сплошных ледяных массивов уступами) он равен
2,2, а для подводных — 7,8 м'/кг. Объясняется это тем, что
ледяной покров расположен па пути распространения гид-
роударной волны взрыва и газового пузыря, направленных
больше в сторону границы льда и воздуха и, следовательно,
покрова.
215
♦ При погружении заряда на глубину, примерно в 1,5 раза
большую оптимальной, лед взрывом нс выбрасывается (майна нс
образуется), а только вспучивается и раскалывается на крупные
куски. При взрыве того же заряда на еще большей глубине проис-
ходит лишь небольшой подъем (всплеск) воды через лунку.
Эффект подводного взрыва увеличивается, если заряд
взрывается на дне (или недалеко от него), так как при этом
гидроударная волна ГУВ отражается от грунта.
♦ При взрыве заряда на поверхности льда или в его толще обра-
зуются мелкие осколки льда, а при подводном взрыве, благодаря
водяной подушке между зарядом и ледяным покровом, более круп-
ные осколки.
Во время взрыва подводного заряда образуется фонтан воды
высотой 20...30 м, выбрасываемый вместе с осколками льда и
газообразными продуктами взрыва.
Оз взрыва сосредоточенного подводного заряда возникает' май-
на, диаметр которой в 3...8 раз больше глубины погружения за-
ряда в воду. Чем меньше отношение диаметра майны к глубине
погружения заряда, тем больше размер осколков льда. Майны ди-
аметром, в 3 раза большим глубины погружения заряда, как пра-
вило, бывают полностью забиты крупными осколками льда, Май-
ны диаметром, в 7,..8 раз превышающим глубины погружения
зарядов в воду, почти на всей площади свободны от осколков
льда.
При массовом взрыве наибольшего эффекта по раскалыва-
нию льда добиваются при взрыве зарядов в зажиме, когда дей-
ствие взрыва не выходит* за границы раскалываемого ледяного
покрова. При наличии свободных кромок раскалывание большей
площади льда обеспечивается взрывами одиночных зарядов.
Взрыв заряда независимо от его расположения по отношению
к поверхности льда образует зоны выброса, рыхления (трещинообра-
зования) и сотрясения.
Зона выброса включает в себя майну, из которой лед выб-
расывается взрывом. Осколки льда частично падают обратно в
майну.
Зона рыхления — площадь льда, разрушенного на большие
куски, нс поднимаемые взрывом, и расколотого трещинами, рас-
положенными в радиальном и кольцевом направлениях. Разру-
шение льда и размер трещин наибольшие у краев майн. Радиаль-
ные трещины при раскалывании льдин со свободными кромка-
ми имеют длину до нескольких десятков метров. В зоне рыхле-
216
ния располагается основная масса осколков льда, выброшенных
взрывом.
Зона сотрясения охватывает площадь, на которой ледяной по-
кров подвергается только колебанию без разрушения, В этой зоне
частично располагаются осколки льда, выброшенные взрывом. Ра-
диус зоны сотрясения может достигать нескольких сотен метров.
Границы зоны выброса видны отчетливо, Границу же зоны рыхле-
ния и зем более зоны согрясения визуально установить невозможно.
Для взрыва льда применяют наружные, внутренние и под-
водные заряды.
Наружные заряды используют при необходимости быстро-
го проведения взрыва, а также при невозможности использова-
ния подводных зарядов (например, из-за их поджатия течени-
ем. срыва льдом и сейсмического воздействия). Чаще исполь-
зуют сосредоточенные наружные заряды, реже — удлиненные.
Заряды в толще льда (внутренние) взрывают для дробле-
ния сплошного массива льда (например, наледи), образова-
ния лунок и при ликвидации мощных заторов.
Массу наружного заряда (сосредоточенного или удли-
ненного) определяют опытным путем, так как опа зависит
не только от толщины льда, но и от его прочности, величи-
ны забойки и вила выполняемой работы.
Массу подводного сосредоточенного заряда для взрыва-
ния льда находят по формуле
Q = qW\ (3.129)
где q — расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ, кг/м':
W — линия наименьшего сопротивления (глубина погруже-
ния заряда в волу), м.
Величина зависит от толщины льда:
W = ch, (3.130)
где с — коэффициент погружения заряда в воду, зависящий
от толщины льда; его значение находится в пределах 2 < с < 4
(чем тоньше лед, тем больше с); h — толщина льда, м.
Расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ изменяется
от 0.3 до 1,5 кг/м3 и зависит от прочности льда, заданного
диаметра майны, требуемой степени дробления льда и до-
пустимого радиуса разлета осколков льда.
217
♦ При q - 0,3 кг/м5 майна не образуется, взрыв только раска-
лывает па крупные куски отдельные небольшие льдины (ледяные
поля больших размеров нс раскалываются). При q = 0,5 кг/м' обра-
зуется майна диаметром, в 3...3.5 раза большим глубины погруже-
ния заряда, почти полностью забитая крупными осколками льда.
При q ~ 0,9 кг/м1 образуется майна диаметром, в четыре раза боль-
шим глубины погружения заряда в воду, Она более свободна от
осколков льда, которые мельче и дальше разбрасываются за преде-
лы майны.
Дальнейшее увеличение расчетного удельного расхода ВВ по-
зволяет образовать майну еще большего диаметра и более свобод-
ную от осколков льда в результате большего его дробления. Наи-
больший диаметр майны, особенно в тонком льду, может превы-
шать глубину погружения заряда примерно в 7...8 раз.
Масса заряда выброса для взрывания сплошных ледя-
ных массивов определяется по формуле М.М. Борескова (3.93).
При этом расчетный удельный расход аммонита 6ЖВ для
зарядов нормального выброса принимают 1,5 кг/м3. При дроб-
лении сплошных ледяных массивов льда для определения
массы заряда рыхления (при взрывании уступами) расчет-
ный удельный расход аммонита 6ЖВ принимают равным
0,4...0,5 кг/м3.
При работе вблизи обтэсктов принимают уменьшенные
(безопасные для сооружения) подводные заряды, масса ко-
торых определяется расстоянием до сооружения. При этом
по выбранной допустимо безопасной массе заряда находят
глубину его погружения:
W = ^ , (3.131)
где IV — глубина погружения заряда в воду (ЛИС), м: Q —
допустимая безопасная масса заряда, кг.
♦ При использовании ВВ, отличных от аммонита 6ЖВ, необ-
ходимо значение расчетного удельного расхода ВВ умножить па
переводной коэффициент по теплоте взрыва.
Расстояние между зарядами зависит от их массы, усло-
вий взрывания, характера выполняемой работы и длины
218
пути, который проходит взорванный лсд до объекта и из-
меняется примерно от 1,25 до 4 диаметров майны. Диаметр
майны обычно ранен 4W, Расстояние между зарядами при-
нимают равным (5... 15)И< При образовании майны у защи-
щаемого объекта взрывами одиночных зарядов в зажиме
расстояние между зарядами принимают равным (4...5)И< При
наличии закраины, майны (полыньи), когда взрывы про-
водят пс в зажиме, расстояние между зарядами увеличи-
ваютдо (10... 15) И< При раскалывании ледяною покрова выше
объекта взрывами одиночных зарядов в зажиме расстояние
между зарядами принимают до 1 ОРК (тем больше, чем длин-
нее путь проходит взорванный лсд до защищаемого соору-
жения).
Для раскалывания льда на большей площади, учиты-
вая, что действие взрыва распространяется во все стороны
с одинаковой силой, заряды следует располагать на рассто-
янии (5... 15)РКот свободной кромки ледяного покрова, льди-
ны или затора.
♦ Поскольку толщина льда в направлении к середине реки и
к крутому берегу уменьшается, расстояние между зарядами увели-
чивают или уменьшают их массу.
При массовом взрыве заряды можно располагать по квад-
ратной сетке и в шахматном порядке. Наиболее равномерное
распределение энергии взрыва и, следовательно, дробление
льда достигаются при шахматном расположении.
Массу подводных сосредоточенных зарядов аммонита
6ЖВ, оптимальную глубину погружения их в воду и рассто-
яния между ними можно определить по табл. 3.22.
♦ Приведенные расчетные формулы нс учитывают всех фак-
lopoi), от которых зависит масса заряда. Поэтому до ледохода про-
изводя!' опытные взрывы. При этом устанавливают глубину погру-
жения заряда в воду, при которой майна и зона треснувшего ледя-
ного покрова имеют наибольшие размеры при нужном дроблении
и выбросе льда. Если заряд нельзя опустить глубже, например,
из-за мелководья, то уменьшают его массу,
Для уменьшения объема работ по подготовке лунок и
ускорения раскалывания ледяного покрова массу зарядов
219
Таблица 3.22
Параметры подводных зарядов
при дроблении льда
1 о.ниина льда. м Оптимальная ।лубина неиружения. м Масса заря.1а (^ki ) при (Л ki/m Расстояние между зарядами (м) при W. м
0.5 0.9 5 10 15
0.2-0.3 1.3 1.1 э 6.5 13 19.5
0.3 -0,4 1.4 1.4 2.5 7 14 21
0.4--0.5 1.5 1.7 3 7,5 15 22.5
0,5- 0.6 1.6 2 3.7 8 16 24
0,6 0.7 1.7 2,7 4,8 8.5 17 25.5
0.7 0.8 1.9 3.4 6.2 9.5 19 28,5
0.8-0.9 2.1 4,6 8.3 10.5 21 31.5
0.9 1.0 2.3 6,1 II 1 1.5 23 34.5
1.0- 1.1 2,5 7.8 14,1 12.5 25 37,5
I.I-I.2 2.7 9.8 17,7 13.5 27 40.5
1.2-1.3 2.9 12.2 22 14.5 29 43,5
1.3- 1.4 3.1 14.9 26.8 15.5 .31 46,5
1,4 1.5 3.3 18 32.3 16.5 33 49.5
увеличивают и опускают их глубже (особенно при раскалы-
вании топкого льда).
В период ледохода трудно установить факторы, определя-
ющие массу заряда, и не представляется возможным выпол-
нить опытные взрывы. Кроме того, нельзя повторить взрыв,
так как условия заложения зарядов очень сложные. Обста-
новка же требует быстрого принятия мер. Поэтому при ле-
доходе массу заряда определяют приближенно.
Для взрыва ледяного покрова, если позволяют мест-
ные условия, рекомендуется использовать заряды массой
нс менее 2...3 кг и не более 10 кг. так как более легкие
заряды приводят к увеличению трудоемкости и сроков вы-
полнения работ, а заряды большой массы неудобны в при-
менении.
220
з 19. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ ДОБЫЧЕ
ШТУЧНОГО КАМНЯ
Штучный камень предназначен для изготовления теса-
ных и полированных изделий. При этом в блоках штучного
камня обычно не допускается наличие волосяных трещин.
Добыча штучного камня производится путем отделения
блоков от скального массива с помощью взрывного способа.
Чаще всего применяется метод шпуровых зарядов, реже,
при взрывании высоких уступов, — метод скважинных заря-
дов. В качестве ВВ используют дымный порох, заряд эластич-
ный трубчатый ЗЭТ (патроны диаметром 11,5; 15,0 или 17,0
мм), детонирующий шнур.
♦ При выборе параметров и места расположения шпуров в
скальпом массиве учитывают заданные размеры отрываемого бло-
ка. крепость породы, наличие и расположение трещин, контактов
между естественными отдельностями. Для обеспечения наибольше-
го выхода блоков из торной массы взрывание шпуровых зарядов
проводят при трех открытых поверхностях. Шпуры располагают
вдоль вертикальных трещин или параллельно направлению наи-
лучшего раскола породы,
Расстояние между шпурами в ряду подбирается опыт-
ным путем, начиная с 0,2.,.0,3 м. Диаметр шпура должен
быть не более 35 мм. Недопустимы псдобур и нсрсбур но
отношению к горизонтальной трещине, являющейся подо-
швой монолита.
Расчет суммарной массы зарядов па отрыв блока произ-
водят по формуле
Q = KV, (3.132)
где Q — суммарная масса зарядов, кг; К — удельный расход
дымного пороха, кг/м’’; V — объем отрываемого блока, м3.
Для дымного пороха величина К принимается в пределах
0,05...0,3 кг/м3. Масса заряда в одном шпуре принимается рав-
ной частному от деления суммарной массы зарядов, рассчи-
танной по формуле (3.132), па число шпуров. Фактическую массу
зарядов уточняют пробными взрывами. Нормальное смеще-
ние монолита, оторванною от массива, составляет 0,1...0,5 м.
221
При большем смещении монолита взрывом необходимо про-
извести корректировку заряда в сторону его уменьшения.
♦ Заряды в шпурах при использовании дымного пороха рас-
полагаются сплошной колонкой или в виде рассредоточенного за-
ряда. заряды ЗЭТ располагаются в шпуре по оси строго по центру
с помощью фиксирующих приспособлений (манжеток).
Взрывание пороховых зарядов осуществляется с помо-
щью ОШ, электровоспламенитслей, ЭД или ДШ. Свобод-
ную от заряда часть шпура заполняют забоечным материа-
лом. Для этого на порох накладывают небольшой бумажный
пыж, поверх которого помещают 1...2 глиняных пыжа, уп-
лотняемых забойпиком. Остальную часть шпура над глиной
забивают измельченной породой. Инициирование зарядов ЗЭТ
производят с помощью нити ДШ.
Для добычи штучного камня применяю! также детони-
рующий шнур. Заряд из одной или двух нитей ДШ помеща-
ют в шпур и взрывают. Шпуры нсдобуривают до нижней
плоскости монолита на 10 % его высоты. Рекомендуемое рас-
стояние а между шпурами (при длине шпура более 0,6 м и
взрывании в шпуре двух нитей ДШ) с учетом направления
раскола по отношению к слоистости выбирается следую-
щим: перпендикулярное — а = 0,18...0,21 м; под углом 45° —
а= 0,4...0,45 м.
При взрывании одной нити ДШ в шпуре расстояние
между шпурами принимается с коэффициентом 0,6.
Для зарядов из двух нитей рекомендуется минималь-
ная ширина выкалываемого блока Вс учетом направления
раскола по отношению к слоистости: перпендикулярное —
В= 1,3...1,2 м; под углом 45° — В= 1,1...0,8 м; параллельное —
5= 0,6 м.
При значениях В меньше указанных следует помещать в
шпур одну нить ДШ или чередовать в шпурах заряды из
одной и двух нитей ДШ. Заряды в одной плоскости раскола
взрываются одновременно. При необходимости раскола мо-
нолита по нескольким параллельным плоскостям следует
взрывать заряды ДШ в каждой плоскости отдельно или с
замедлением не менее 200 мс.
222
При отделении монолитов из массива на уровне подо-
швы уступа камнерезными машинами делается горизонталь-
ный пропил шириной 1 м. Плоскость вертикальных шпу-
ров должна совпадать с концом горизонтального пропила.
Вместо горизонтального пропила можно бурить горизон-
тальные шпуры. В этом случае ширина выкалываемого мо-
нолита может быть увеличена до 1,5 м. Бурение горизон-
тальных шпуров рекомендуется в крепких мраморах, в ко-
торых применение камнерезных машин неэффективно. Обес-
печение сохранности мрамора достигается ограничением
удельного расхода ВВ величиной 0,1 кг/м1.
Заряды в шпурах вертикальной и горизонтальной плос-
костей взрывают одновременно.
При выкалывании монолитов взрыванием ДШ в сква-
жинах высота уступа достигает 10 м. Скважины диаметром
105 мм бурятся до подошвы уступа. В подошве уступа бурят
горизонтальные шпуры длиной 1,2...1,5 м, соответствующей
ширине выкалываемого монолита. Расстояние между шпура-
ми составляет 0,2...0,3 м. между скважинами — 0,7...0,8 м.
Шпуры заряжают тремя, а скважины — семью нитями ДШ.
При высоте уступа свыше 6 м призабойная часть скважины
заряжается девятью нитями ДШ.
При использовании взрывного метода выход блоков из
скального массива нс уменьшается по сравнению с их добы-
чей камнерезными машинами (25 %), как и выход плит из
блоков (12 м-/м’), а при правильном ведении взрывов может
даже увеличиваться, поскольку блоки при этом выкалывают-
ся строго по трещинам, а камнерезной машиной они могут
разрезаться на части в соответствии с линией ее движения по
уступу.
Для отбойки штучных блоков применяют также невзрыв-
ные расширяющиеся средства НРС. При этом шпуры бурят
по сближенной сетке (через 20...40 см), заполняют их ра-
створом НРС и после его отвердения блок в плоскостях обу-
ривания выкалывается без всяких разрушений. Недостаток
метода — в возможности его применения только при поло-
жительной температуре воздуха.
223
3.20. НЕВЗРЫВЧАТЫЕ РАЗРУШАЮЩИЕ
СОСТАВЫ
При реконструкции предприятий часто приходится вы-
полнять работы по дроблению бетонных или каменных со-
оружений в непосредственной близости от объектов, оста-
новка которых недопустима, а осуществление защитных ме-
роприятий для производства взрывных работ чрезмерно до-
рого. В этих условиях широкое применение находят невзрыв-
чатые разрушающие средства НРС.
НРС представляют собой порошок, в основе которого ле-
жит известь с различными добавками. Составы гигроскопичны.
♦ Технология применения НРС проста. В объекте, подлежащем
разрушению, бурят шпуры, которые заполняют рабочей смесью
(НРС и вода). С течение времени смесь схватывается и твердеет. При
этом IIPC расширяется в шпуре в 1,4... 1,8 раза. С увеличением
объема давление на стенки шпура достигает более 50 МПа, что
приводит к разрушению объекта. По мерс развития давления в
шпуре в материале объекта образуются волосяные трещины, про-
тяженность и ширина которых постепенно увеличиваются. Разру-
шенный таким образом объект окончательно разбирают с помо-
щью механизмов.
Время разрушения объекта зависит от давления, разви-
ваемого НРС, диаметра и шага шнуров, прочности и темпе-
ратуры разрушаемого объекта. Основной показатель качества
НРС — давление, развиваемое затвердевшей смесью за опре-
деленный промежуток времени. Обычно максимальное дав-
ление достигается через 18...24 ч при температуре разрушае-
мого объекта 20 °C. При низких и отрицательных температу-
рах действие состава НРС резко замедляется и процесс мо-
жет продолжаться до нескольких суток.
Процесс разрушения объекта состоит из следующих тех-
нологических операций;
• очистка рабочей площадки, разметка шпуров;
• бурение шпуров;
• приготовление рабочей смеси НРС;
• заливка рабочей смеси в шпуры;
• образование трешин в объекте;
• разборка раздробленного материала объекта.
224
При использовании НРС рекомендуется применятынпу-
ры диаметром 26...44 мм. Чем больше диаметр шпура, тем выше
эффективность разрушения объекта. Однако, если шпуры ди-
аметром более 40 мм, то возрастает вероятность самопроиз-
вольного выброса рабочей смеси из шпура, особенно при
температуре объекта более 25 °C.
Длина шпура должна составлять не менее 70 % высоты
разрушаемого объекта, но быть меньше ее на 5... 10 см.
При разрушении объекта высотой до 30 см рекоменду-
ется бурить наклонные шпуры или использовать шпуры мень-
шего диаметра. Это вызвано тем, что давление, создаваемое
рабочей смесью в верхней части шпура, меньше, чем в ее
нижней части. Влияние пониженного давления в верхней
части шпура на эффективность разрушения тем меньше, чем
больше глубина шпура.
Необходимое расстояние между шпурами (м) определя-
ют по формуле
L = 1000J /ор, (3.133)
где d — диаметр шпура, м; — предел прочности на разрыв
материала объекта, МПа.
Расстояние между свободной поверхностью и ближай-
шим рядом шпуров должно быть в два раза меньше расстоя-
ния между шпурами внутренних рядов.
Расход НРС;и1я разрушения конкретного объекта опре-
деляют, исходя из того, что на заполнение 1 см' шпура тре-
буется 1,8 г порошка НРС. Приведем расход НРС на 1 м
длины шпуров разного диаметра.
Диаметр шпура, мм Расход НРС, кг/м
26 0,95
32 1,50
38 2,0
42 2.25
44 2.70
Для обнажения арматуры шпуры располагают в непос-
редственной близости от ее прутьев. По окончании бурения
225
шпуры тщательно очищают от буровой мелочи, пыли, воды
и т.д.. а затем производят приготовление рабочей смеси,
которой заполняют шпуры.
♦ Рабочая смесь готовится следующим образом. В емкость (вед-
ро или другой сосуд) вливают отмеренное количество чистой
водопроводной воды. Затем в иоду при непрерывном интенсив-
ном помешивании (вручную или механическим путем) посте-
пенно высыпают отвешенное количество НРС и тщательно пере-
мешивают смесь до получения массы (без комков) хорошей те-
кучести.
Отношение воды к порошку IIPC (по массе) должно быть
равно 0,3. т.е. на 1 кг порошка необходимо взять 300 мл воды.
Увеличение содержания волы в рабочей смеси недопустимо. Тем-
пература воды — 15...17 “С. Время перемешивания массы не долж-
но превышать 5 мин.
Приготовленная рабочая смесь с помощью воронки заливает-
ся в шпуры до устья. Операция по заполнению шпуров НРС про-
изводится в течение 8... 10 мин после приготовления смеси. При
больших затратах времени смесь затвердевает и процесс заполне-
ния шпуров усложняется.
Если при заливке шпура наблюдается расслоение (водоотлеле-
ние) рабочей смеси, го рекомендуется через I...2 мин после за-
ливки провести доливку рабочей смеси в уже заполненные шпуры
с целью вытеснения отделившейся воды.
Применение НРС эффективно при температуре разру-
шаемого объекта оз‘ 2...3 °C до 25...30 °C. Чем выше темпера-
тура объекта, тем холоднее должна быть вода, и наоборот.
Например, при температуре объекта 25 °C температура воды
должна быть не выше 18 °C (при большей температуре воз-
можен самопроизвольный выброс смеси из шнура), а при
температуре объекта 2 °C необходимо использовать горячую
(40...50 °C) воду (в противном случае время разрушения объек-
та увеличивается).
Уменьшить вероятность выброса рабочей смеси из шпу-
ра можно, применив для приготовления смеси воду с воз-
можно низкой температурой или несколько увеличив содер-
жание волы в рабочей смеси (до отношения 0.32).
Порошок НРС и рабочая смесь обладают щелочной реакци-
ей. Это требует соблюдения при выполнении работ определен-
ных мер безопасности.
226
4 11 PC поставляется в герметической таре. Нарушать герметич-
ность тары (упаковки) до использования 11 PC не допускается, так
как это приводит к быстрой его порче. Если в шпурах имеется
вода, то се необходимо удались до начала заполнения шпуров ра-
бочей смесью. Не допускается попадание волы в шпур, залитый
рабочей смесью.
Приготовление рабочей смеси и заполнение сю шпуров про-
изводится с обязательным использованием защитных очков, рес-
пираторов и резиновых перчаток. В случае попадания рабочей смеси
на кожу или в глаза необходимо промыть пораженное место боль-
шим количеством теплой воды.
После заполнения шпуров рабочей смесью фундамент закры-
ваю! сверху брезентом на случай возможного выброса смеси. По
этой же причине нс разрешается заглядывать в залитые рабочей
смесью шпуры. В зоне работ необходимо установить предупрежда-
ющие об опасности плакаты.
3.21. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА БВР
Контроль качества БВР начинается с проверки и оцен-
ки проектной документации. При этом рассматривается и
оценивается полнота проработки вопроса, правильность
принятых проектных решений и выбранной технологии,
оценка стоимостных показателей, достаточность обеспече-
ния безопасности взрывных работ и сохранности охраняе-
мых объектов, расположенных в районе производства взрыв-
ных работ, и др.
В проектах производства буровзрывных работ должен быть
предусмотрен отдельный раздел, содержащий:
• сведения о допустимых отклонениях контролируемых
параметров;
• перечень операций, подлежащих обязательному кон-
тролю;
• состав контроля (что подлежит проверке);
• способ контроля (как и чем проверять);
• время проведения контроля.
♦ Качество ВМ, используемых при специальных взрывных
работах, контролируется путем входного контроля поступающей
продукции на складах ВМ и с помощью повторных проверок пос-
ле истечения гарантийного срока храпения. Особое внимание при
227
повторных проверках должно быть обращено на испытания заря-
дов. используемых для перебивания металлоконструкций (куму-
лятивные заряды заводского изготовления) при обрушении зда-
ний и сооружений. Эти заряды целесообразно проверять перед каж-
дой работой даже до истечения гарантийного срока храпения.
Производство БВР надлежит контролировать:
• после окончания бурения шнуров и скважин — путем
замера их длины, диаметра, положения в плане и
профиле выемки;
• после взрыва — путем осмотра результатов взрыва,
особенно мест, подозрительных по отказу, а также
развала взорванного грунта, раздробленных или об-
рушенных конструкций сооружений;
• в процессе разработки разрыхленного грунта — путем
определения содержания негабаритных кусков, ос-
мотра поверхности подошвы и откосов выработки;
при разборке обрушенных конструкций — дополни-
тельно па наличие невзорвавшихся ВМ;
• по окончании разработки взорванного грунта в кот-
лованах и траншеях — путем маркшейдерских заме-
ров (при необходимости).
Качество выполнения буровзрывных работ в целом или их
элементов определяется величиной отклонения контроли-
руемых параметров от допустимых значений. Значения ми-
нимально допустимого отклонения Рп данного параметра от
проектного Рг при котором работу оценивают как отлич-
ную, и максимального отклонения данного параметра Р ,
начиная с которого работа считается браком, устанавлива-
ется в проектно-технической или нормативной документа-
ции. Величина отклонений Рн, Р,, и Р, может выражаться в
абсолютных (единицах длины, массы!) или относительных
(процентах и долях контролируемых параметров) значениях.
Перечень контролируемых параметров для некоторых
видов работ, по которым фиксируются отклонения, приве-
ден в табл. 3.23.
♦ Допустимые отклонения фактических параметров Ри и Pt от
проектных для скважинных зарядов приведены в табл. 3.24.
Если в проекте указаны отметки дна скважин, го перебур не
допускается. Допустимые отклонения расстояний между устьями
228
Таблица 3.23
Примерный перечень контролируемых параметров
при оценке качества выполнения основных видов буровзрывных работ (операций)
Виды и методы работы (операции) Продукция (пооперационная и конечная) Контролируемые параметры, по которым следует фиксировать отклонения от задания (проекта)
Бурение шпуров Бурение скважин Заряжание и забойка взрывных выработок Рыхление гор- ных пород ме- тодами шпуро- вых и скважин- ных зарядов Готовый шпур с заданными параметрами, очищенный от шлама Готовая скважина с заданными параметрами Готовый заряд с боевиком и забойкой Раздробленная горная порода Вынос на местность и разбивка сетки шпуров; глубина бурения (перебур, недобур); расстояние между шпурами; направление (угол) бурения Вынос на местность и разбивка сетки скважин: глубина бурения (перебур, недобур); СПП, ЛНС; расстояние между зарядами (в ряду и между рядами); напраазение (угол) бурения Масса всего заряда или отдельных участков в соответствии с принятой конструкцией; размеры и плотность забойки; размеры инертных и воздушных промежутков: длина заряда и его отдельных частей; обеспечение заданной последовательности взрывания зарядов; параметры и расположение защитных укрытий мест взрыва Крепость взорванной горной массы (выход негабарита, мелочи, отдельных фракций); наличие порогов, завышений подошвы, перемычек, недоборов и переборов; размеры (длина и ширина) развала: размеры переборов (недоборов); дальность разлета кусков
Отклонения фактических параметров
скважинных зарядов от проектных
Таблица 3.24
||ОЛ1О1ОПИ- 1СЛЫ1ЫС работы (операции) Контролируемый параметр Единицы измерения Отклонения от проекта
р« Р vp
Бурение скважин Длина псребура Диаметр скважины 2,0 5,0
СПИ То же 2.0 5.0
Расстояние между скважинами // 2,0 5.0
Направление бурения Градусы 3.0 7,0
Заряжание скважин Масса заряда 11роиенты от расчетной массы заряда 2.0 5.0
Забойка скважин Длина забойки Диаметр скважины 4.0 8,0
контурных скважин или шпуров в плоскости контура от проект-
ных значений при метоле предварительного шслсобразования со-
ставляют один диаметр скважины (шпура).
Приемку выполненных работ осуществляют непосредственно
на рабочем месте. Забракованные работы должны быть исправлены
или переделаны. Результаты контроля буровых работ учитываются
при разработке корректировочных расчетов и паспортов взрыва.
Отметки подошвы котлованов и каналов гидротехничес-
кого назначения должны соответствовать требованиям тех-
нических условий на ведение взрывных работ па данном
объекте. Допустимые переборы при разработке строительных
котлованов с применением буровзрывных работ в прочных
и очень прочных грунтах при методе скважинных зарядов
составляют 0,2 м, при метоле шпуровых зарядов — 0,1 м; в
прочих скальных и многолстпемерзлых грунтах при метоле
скважинных зарядов — 0,4 м, при методе шнуровых зарядов
— 0,2 м. Недоборы грунтов не допускаются.
230
4 Откосы котлованов и траншей допускается принимать с
ограниченными локальными нсдоборами и переборами при со-
блюдении габаритов возводимого сооружения, обеспечении устой-
чивости откосов в целом, отсутствии угрожающих палением от-
дельных выступов скального грунта.
При дроблении бетона фундаментов и других бетонных, же-
лезобетонных и кирпичных конструкций основным требованием к
качеству работ является размер габаритного куска. Он определя-
ется размером ковша, используемого па разборке строительного
экскаватора. При объеме ковша экскаватора I м'.максимальный
допустимый размер крупных кусков составляет 0.75 м, при объе-
ме ковша 2 м'- 0,9 м. Обычные требования строителей к размеру
кусков при использовании строительных экскаваторов с емкос-
тью ковша 0,75,..1,25 м1 составляют 0,5 м. При емкости ковша
экскаватора 0,5 м1 и при использовании для уборки погрузчиков
требуемый максимальный размер кусков может составлять 0.2—
0,3 м. При ручной погрузке (особенно при выполнении работ в
стесненных условиях действующего производства) максимальный
размер куска определяется его массой — она должна быть нс
более 40 -60 кг.
БЕЗОПАСНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВА
ВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
ГЛАВА 4
4 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
При взрыве заряда ВВ в нем со сверхзвуковой скорос тью
распространяется детонационная волна, за фронтом кото-
рой происходит мгновенное химическое разложение ВВ с
превращением его в газообразные продукты детонации ПД.
Давление в них достигает десятков мегапаскалей. В процессе
развития взрыва энергия ПД передается окружающей среде
в виде ударной волны и механического движения, вызывая
ее лробление и разлет кусков. По мерс удаления от места
взрыва ударная волна трансформируется в сейсмическую. При
взрывах наружных и заглубленных зарядов излучается также
ударная воздушная волна. Воздействие сейсмических и удар-
ных воздушных волн вызывает появление трещин в строени-
ях и повреждение их застекления. При разлете кусков раз-
дробленного взрывом материала возможны случаи пробива-
ния конструкций сооружений. Эти проявления взрыва — его
вредные эффекты, которые могут быть причиной поврежде-
ния строений и коммуникаций, травмирования людей и жи-
вотных.
Для предотвращения отрицательного воздействия взры-
вов на охраняемые объекты устанавливают опасную зону,
размеры которой в каждом конкретном случае определяют
по наиболее интенсивному вредному фактору (чате всего —
по разлету кусков).
Размеры опасных зон при производстве взрывных работ
рассчитывают в соответствии с указаниями «Единых правил
безопасности при взрывных работах». В зависимости от назна-
чения и условий проведения взрывов определяют радиусы
опасных зон: по разлету кусков при взрывах; по сейсмическо-
му действию взрывов; по действию ударной воздушной волны.
♦ При производстве взрывных работ вблизи охраняемых объек-
тов предусматриваются различные мероприятия по снижению
235
воздействия вредных эффектов взрывов и уменьшения размеров
опасной зоны.
Для зашиты охраняемых объектов от сейсмического воздей-
ствия массу взрываемых зарядов ограничивают исходя из обеспе-
чения допустимого уровня колебаний. С этой же целью использу-
ют короткозамедлен пос взрывание, сейсмические экраны и ряд
других мероприятий. Сейсмобезопасныережимы производства взрыв-
ных работ в сложных условиях устанавливают с привлечением спе-
циалистов.
Для уменьшения воздействия ударной воздушной волны на
охраняемые объекты производят засыпку песком открытых участ-
ков ДШ, нормируют массу взрываемых зарядов, используют ко-
роткозамедлен нос взрывание, а при необходимости — снимают на
время взрывов рамы со стеклами или же открывают их и закреп-
ляют в открытом состоянии.
Наибольшую сложность при взрывании в стесненных ус-
ловиях представляет собой зашита людей и охраняемых объек-
тов от разлета кусков. Безопасные расстояния для людей при
взрывах на открытой местности принимают в соответствии
с «Едиными правилами безопасности при взрывных рабо-
тах». Эти расстояния приведены в табл. 4.1.
Безопасные расстояния для людей
при взрывах на открытой местности
Таблица 4. /
Но- мер н/п Виды и методы взрывных работ Минимально допустимый радиус опасной зоны, м
1 Взрывание на открытых работах методами: 1.1. 1 1аружных зарядов в том числе кумулятивных 1.2. Шпуровых зарядов 1.3. Котловых шпуров 1.4. Малокамерных зарядов (рукавов) 1.5. Скважинных зарядов 1.6. Котловых скважин 1.7. Камерных зарядов 300 По проекту 200* 200* 200* 11с менее 200** Не менее 300 Не менее 300
2 Дробление валунов зарядами в подкопах 400
3 Корчевка пней 200
4 Прокладка защитных полос в грунте при борьбе с лесными пожарами 50
236
Продолжение табл. 4. /
Но- мер в/п Вилы и .методы взрывных работ Минимально допустимый радиус опасной зоны, м
5 Взрывание при посадке насыпей на болотах 100
6 Дноуглубительные работы: 6.1. Без ледяного покрова па поверхности водного бассейна при взрывании:
нескальных rpyirroB скальных грунтов зарядами: 100
шпуровыми 50
накладными массой до 100 кг 200
накладными массой более 100 кг 300
6.2. При ледяном покрове вне зависимости оч свойств взрываемых фунтов 200
7 Ледоходные работы при взрывании:
7.1. Льда толщиной до 1 м 100
7.2. Льда Толщиной 1-2 м 200
7.3. Заторов 200
7.4. По шуге 50
7.5. Льда толщиной более 2 м и зазоров зарядами более 300 кг 300
8 Работы по металлу:
8.1. Па открытых полигонах По проекту***
8.2. При взрывах в бронеямах 30
8.3. При взрывании на территории заводских площадок По проекту***
8.4. При взрывании горячих массивов 30
8.5. При штамповке изделий 25
9 Валка зданий и сооружений 100
К) Дробление фундаментов 200
II Простреливание шпуров для образования котловых зарядов 50
12 Простреливание скважин для образования котловых зарядов 100
13 При торпедировании и перфорации нефтяных, газовых и артезианских скважин 50****
237
Окончание табл. 4.1
Но- мер п/и Виды и методы взрывных работ Минимально допустимый радиус опасной зоны, м
14 15 При взрывах для сейсмической разведки: в шурфах и па земной поверхности в скважинах Взрывные работы па стройплощадке 100 30 По проекту***
* При взрывании на косогорах в направлении вниз но склону величина радиуса опасной зоны должна 6i.nu принята пс мсисс 300 м. * * Радиус опасной зоны указан для взрывания зарядов с забойкой. ♦** В проект должен включаться раздел, в котором излагаются особые меры по обеспечению безопасности людей. **** Радиус опасной зоны при юрпедировапии и перфорации может быть уменьшен до Юм после спуска аппарата в скважину на глубину более 50 м. Для морских буровых установок радиус опасной зоны определяется в проекте.
При производстве взрывных работ на строительных пло-
щадках радиус опасной зоны для людей и охраняемых объек-
тов определяется проектом. При этом в проект должен вклю-
чаться специальный раздел, в котором излагаются особые
меры по обеспечению безопасности людей.
В случае расположения в пределах расчетной опасной
зоны взрыва сооружений, подлежащих защите от разлета
кусков, а также при необходимости уменьшения размера
опасной зоны при взрывании па территории населенных
пунктов и промышленных предприятий применяют защит-
ные укрытия мест взрыва. При необходимости охраняемые
объекты (строения, наружные коммуникации) могут быть
дополнительно защищены специальными укрытиями.
4.2. СЕЙСМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВОВ
4.2.1. Основные сведения о сейсмическом
эффекте взрывов
Сейсмические колебания — одно из проявлений вредных
эффектов взрыва. Многократное воздействие сейсмических на-
238
грузок на охраняемые объекты может привести к трещинооб-
разонанию в элементах строительных конструкций и потере их
несущей способности, к повреждению и разрушению находя-
щихся под давлением трубопроводов, нарушению изоляции
электрических и телефонных кабелей и т.д. Поэтому при выбо-
ре безопасных режимов взрывания исходят из того, чтобы уро-
вень сейсмического действия взрыва не превысил предельно
допустимого значения, основываясь па существующих нор-
мативных данных, фактическом состоянии охраняемых объек-
тов, сроках их эксплуатации, степени ответственности и т.д.
При взрыве в однородном полупространстве возможно
распространение двух типов волн: объемных и поверхностных.
В объемных волнах различают продольную (частицы грунта
перемещаются вдоль распространения волнового луча) и по-
перечную (частицы грунта перемещаются перпендикулярно
волновому лучу) волны. Объемные волны распространяются
во веем полупространстве, причем амплитуда смешения ча-
стил грунта в этих волнах определяется только расстоянием
между местом взрыва и рассматриваемой точкой и не зави-
сит от глубины.
Поверхностные волны формируются на свободной повер-
хности грунта или на границе раздела сред и распространя-
ются преимущественно вблизи этой поверхности. Амплитуда
смешения грунта в этих волнах достаточно интенсивно убы-
вает с глубиной. Из поверхностных волн при взрывах наибо-
лее легко проявляется рслесвская.
♦ Вблизи источника взрыва, где колебания грунта определя-
ются объемными волнами, характер движения грунта (амплитуда,
период колебаний) в большей степени обусловлен параметрами
взрыва и в меньшей свойствами среды. С удалением от места
взрыва, где преобладают поверхностные волны, роль свойств сре-
ды и се строения повышается.
В сложном сейсмическом движении грунта, по предло-
жению академика М.А. Садовского, выделяют две фазы:
предварительную и главную. В предварительной фазе макси-
мальная интенсивность сейсмических колебаний соответству-
ет объемным волнам (преимущественно продольным), а в
главной — поверхностным.
239
Общепринятым критерием сейсмической опасности
взрывов является максимальная векторная скорость смеще-
ния грунта у основания охраняемого сооружения. Этот пара-
метр колебаний лучше всего соотносится с массой заряда,
расстоянием между местом взрыва и пунктом наблюдения,
с началом повреждения сооружений. На скорость колебаний
влияют также геометрия заряда, способ взрывания, направ-
ление фронта детонации, конструкция заряда, тип ВВ и
т.п. Вариации свойств взрываемой среды относительно сла-
бо влияют на скорость колебаний.
Для оценки сейсмобсзопасных условий взрывания мо-
жет быть использовано выражение для расчета скорости сме-
щения грунта (скального массива, бетона и т.п.) в основании
охраняемого объекта:
К&(
М г t
(4.1)
где V — максимальная векторная скорость смещения грун-
та, см/с; К — коэффициент, характеризующий удельный
сейсмический эффект (коэффициент сейсмичности); Д —
коэффициент, зависящий от плотности заряжания выработ-
ки; а — коэффициент, учитывающий снижение интенсив-
ности сейсмических колебаний по мере углубления; 0 —
коэффициент, учитывающий степень экранизации сейсми-
ческих волн (при взрывании без сейсмического экрана равен 1):
Qt — эквивалентная масса мгновенно взрываемого заряда, кг;
г — расстояние, м; v — показатель затухания скорости сей-
смических волн с расстоянием.
Коэффициент сейсмичности К и показатель степени v
изменяются в зависимости от изменения условий взрывания.
Так, при удалении от места взрыва их значения уменьшают-
ся, а с приближением — увеличиваются. Поданным много-
численных инструментальных наблюдений установлено, что
в 68 % случаев величина коэффициента К варьирует в диа-
пазоне 100 < К< 400 при среднем значении К= 250. Показа-
тель затухания сейсмических волн для разных типов волн
варьирует в пределах v = 1.5+2,0.
240
На основании большого экспериментального материала
принято, что коэффициент К при показателе степени v — 1,5
можно считать коэффициентом, характеризующим удельную сей-
смичность взрыва. Это позволяет сопоставить сейсмический эф-
фект взрывов разных зарядов на различных расстояниях и дает
на практике возможность прогнозировать сейсмический эффект
взрыва как сосредоточенного, так и рассредоточенною зарядов.
Скорость колебаний па одном и том же расстоянии от
места взрыва в глубине массива будет меньше, чем на его
поверхности. Это учитывается коэффициентом а. При про-
изводстве взрывных работ в стесненных условиях коэффици-
ент а может быть принят равным 2 для заглубленных охраня-
емых объектов (подземные коммуникации, фундаменты зда-
ний и т.п.) и равным 1 для наземных охраняемых объектов.
Сейсмический эффект взрыва зависит не только от мас-
сы заряда, но и от плотности заряжания: при наличии воз-
душных зазоров между зарядом и стенкой выработки ско-
рость смешения будет меньше, чем при полном заполнении
зарядом выработки. Наиболее четко этот эффект проявляет-
ся при контурном взрывании. Численно коэффициент Д, учи-
тывающий плотность заряжания выработки, равен отноше-
нию фактической массы заряда в выработке к той массе,
которая была бы при полном заполнении выработки (т.е.
при дополнительном заполнении ВВ воздушных зазоров между
зарядом и стенкой выработки).
Характер воздействия сейсмических колебаний на охра-
няемый объект в значительной мерс отличается в ближней и
дальней зонах взрыва даже при равенстве скорости смещения
грунта в обоих случаях, В ближней зоне взрыва движения грунта
отличаются малыми периодами колебаний, общая продолжи-
тельность колебаний, как правило, не превышает 0,2.,.0,5 с,
В дальней зоне колебания грунта имеют большие периоды, а
общая продолжительность колебаний достигает нескольких
секунд. Как правило, в ближней зоне амплитуда смещения
грунта в объемных волнах превышает амплитуду в поверхнос-
тных волнах. Граница ближней зоны установлена на расстоя-
нии г< \OifQ . В случае ближней зоны показатель затухания v
в формуле (4.1) принимают равным 2,
241
На практике сейсмика в ближней зоне рассматривает-
ся применительно к малым зарядам и небольшим расстоя-
ниям ло охраняемых объектов, т.с. к взрывам в стесненных
условиях, когда охраняемые объекты примыкают к месту
производства взрывных работ. Это, как правило, имеет мес-
то во время специальных взрывных работ, выполняемых при
планировке строительных площадок, взрывании сезонно-мер-
злых грунтов, проходке траншей и котлованов, дроблении
фундаментов в цехах. Сюда следует также отнести случаи,
связанные с сохранностью целиков и скальных массивов,
лежащих за пределами проектного контура разработки.
В дальней зоне рассматривается сейсмический эффект
при взрыве зарядов большой массы на больших расстояниях
от охраняемых объектов.
♦ Как правило, при промышленных взрывах используют рас-
средоточенные заряды. Обычно это ipynna шнуровых или скважин-
ных зарядов, взрываемых мгновенно или короткозамедленно. Если
охраняемый объект от центра заряда находится на расстоянии, су-
щественно превышающем размеры поля этого заряда, то указанный
рассредоточенный заряд можно рассматривать как сосредоточенный,
В случае взрыва сосредоточенного заряда эквивалентная
масса мгновенно взрываемого заряда равна фактической
массе этого заряда. Однако на практике, как правило, взры-
вают не отдельные сосредоточенные заряды, а группы заря-
дов, которые могут принимать самые разнообразные гео-
метрические формы. В производственных условиях вопрос о
том, является ли группа зарядов сосредоточенным или рас-
средоточенным зарядом, зависит от удаления заряда или
поля зарядов от охраняемого объекта. С геометрической точ-
ки зрения поле зарядов может рассматриваться как один
сосредоточенный заряд, если выполняется условие
г» L, (4.2)
где г — минимальное расстояние от заряда (поля зарядов)
до объекта, м; L — характерный размер несферического за-
ряда или поля зарядов, м.
Геометрию поля зарядов следует учитывать, начиная с
расстояния до заряда, определяемого выражением
242
г<0,651.. (4.3)
Это условие определяет ближнюю зону действия взрыва
с геометрических позиций.
Для оценки массы эквивалентного заряда Q3 несколь-
ких наиболее распространенных па практике геометричес-
ких форм зарядов (см. рис. 4.1) получены следующие зави-
симости:
• цилиндрический заряд (рис. 4.1, а):
СэЛ = 1.6у,г, (4.4)
бэ=0,8у,г , (4.5)
С"=О,ЗЗу, г; (4.6)
• плоский заряд (рис. 4.1, б):
0*=3.2у5г, (4.7)
$ = 1.6у/, (4.8)
е“=О,8у/-; (4.9)
• объемный заряд в форме параллелепипеда (см. рис. 4.1, в):
^=3,2у,г3, (4.10)
e! = i,6Y„r3, (4.Н)
Qn}=3,2yvr\ (4.12)
где у, — линейная плотность заряда, кг/м (если цилиндри-
ческий заряд представляет собой ряд тесно расположенных
одинаковых сосредоточенных зарядов, то у, = Q/a)\ Q — масса
сосредоточенного заряда, кг; а — расстояние между зарядами,
м; ys — поверхностная плотность заряда, кг/м2 (ys. = yl/d)\
Yk — объемная плотность заряда, кг/м3 (если заряд состоит
из многих рядов зарядов, то объемная плотность уи = у, /а{Ь),
ai ~ расстояние между зарядами в ряду, м; b — расстояние
между рядами зарядов, м.
243
Рис. 4.1. Схема к расчету эквивалентного заряда:
а — цилиндрический заряд; б — плоский заряд; в — объемный заряд
При взрывах наружных зарядов также возбуждается сей-
смическая волна, причем это происходит не только пол воз-
действием первоначального импульса в эпицентре взрыва,
но и при прохождении ударной воздушной волны вдоль по-
верхности массива. Скорость колебаний фунта (см/с) в слу-
чае взрыва наружных зарядов можно определить по формуле
V„=90
(4.13)
г
к /
Колебания, вызванные прохождением ударной воздуш-
ной волны, интенсивно затухают с глубиной: па глубине 1 м
скорость смещения грунта снижается не менее чем в два раза.
Учет скорости колебаний грунта, вызванных взрывом
наружных зарядов, необходим при оценке сейсмического
воздействия взрывов наружных зарядов на малозаглублсп-
ные подземные сооружения и коммуникации.
4.2.2. Допустимые скорости колебаний грунта
для различных охраняемых объектов
При выборе значений допустимой скорости колебаний
в основании охраняемых сооружений необходимо учитывать
назначение и состояние зданий и сооружений, конструк-
тивные особенности строений, характеристику техническо-
го состояния объектов и имеющихся в них деформаций, а
также гидрогеологические свойства грунтов в основании
охраняемых объектов.
♦ В РТМ 36.22.91 «Определение критических параметров ко-
лебаний охраняемых объектов при взрывном дроблении фунда-
ментов и обрушении зданий при реконструкции» предложены зна-
чения допустимых скоростей колебаний грунта в основании охра-
няемых объектов в зависимости от классификация зданий, соору-
жений и оборудования, их ответственности, технического со-
стояния и ряда других факторов, которые могут быть использова-
ны для определения сейсмобезопасных режимов взрывания при
производстве взрывов.
Здания и сооружения разделены на классы ответственнос-
ти в соответствии со СНиП 2.01.07—85 (табл. 4.2). В зависимости
245
Таблица 4.2
Класс ответственности маний и сооружений
Классы ответствен- ности зданий и сооружений Перечень объектов
I Основные здания и сооружения объектов, имеющие особо важное народнохозяйственное и (или) социальное значение: главные корпуса ТЭЦ. АЭС. центральные узлы доменных печей, дымовые трубы высотой более 200 м. телевизионные башни, сооружения магистральной первичной сети ЕАСС. резервуары для нефти и нефтепродуктов емкостью свыше 10 тыс. м\ крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крытых рынков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, больниц, родильных домов, музеев, государственных архивов и т.д.
II Здания и сооружения объектов, имеющие важное народнохозяйственное и (или) социальное значение: объекты промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского назначения и связи, не вошедшие в I и III классы
III Здания и сооружения объектов, имеющие ограничен- ное народнохозяйственное и (или) социальное значение: склады без процессов сортировки и упаковки для хранения угля, торфа и др., теплицы, парники, одноэтажные жилые здания, опоры проводной связи, опоры освещения населенных пунктов, ограды, временные здания и сооружения
от наличия деформаций и степени физического износа оценка
технического состояния зданий и сооружений производится в
соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 4.3.
Группу грунтов определяют в соответствии с указания-
ми табл. 4.4. Характеристика грунтов в табл. 4.4 принята со-
гласно ГОСТ 25100-82.
Предложенные значения допустимых скоростей колеба-
ний грунта (при однократных взрывах) для охраняемых зда-
ний и сооружений в зависимости от их конструкции, назна-
чения (принимают в соответствии с указаниями табл. 4.2),
246
Таблица 4.3
Оценка технического состояния зданий и сооружений
Категории состояния Оценка технического состояния здании и сооружении Общая характеристика технического состояния Физи- ческий износ, %
I Хорошее Повреждений и деформаций нет. Имеются отдельные, устраняемые при текущем ремонте мелкие дефекты, не влияющие па эксплуатацию конструктивного элемента. Капитальный ремонт может производиться лишь на отдельных участках, имеющих относительно повышенный износ 0-20
II Удовлетво- рительное Конструктивные элементы в целом пригодны для эксплуатации, но требуют некоторого капитального ремонта, который наиболее целесообразен именно на данной стадии 21 40
III Неудовлетво- рительное Эксплуатация конструктивных элементов возможна лишь при условии значительного капитального ремонта 41-60
IV Плохое Состояние несущих конструктивных элементов аварийное, а не несущих — весьма ветхое. СЬраниченное выполнение конструктивными элементами своих функций возможно лишь по проведении охранных мероприятий или при полной смене конструктивного элемента 61 80
-и Таблица 4.4
ос
Характеристика грунтов в основании сооружений
(ГОСТ 25100-82)
Группы грунтов Пески Супссн Суглинки и глины Прочие грунты
I Гравелистые крупные, средней крупности; плотные, средней плотности, .маловлажные Твердые Твердые, полутвердые, тугопластичные Любой насыпной
II Мелкие, плотные, средней плотности, рыхлые, влажные, водонасышенные Пластичные Мягко пластичные Равномерной сжимаемости
III Пьыеватые. плотные, средней плотности, рыхлые, влажные, водонасыщенные Текучие Текучепластичные Илы, торфы, неравномерно сжимаемые любого типа независимо от влажности
sO
Допустимые скорости колебаний грунта
в основании охраняемых сооружений
Таблица 4.5
Наименования объектов Кате- гории СОСТО’ яиия Описание дефектов Группы грунтов в осно- вании Допустимая скорость колебании грунта, см/с, в зависимости от класса ответственности сооружения
I II III
Производст- I В элементах каркаса повреждений нет. 1 5 7,5 12
венные В ограждающих кирпичных стенах или сты-
и гражданские ках панелей местные трещины до 1 мм без 2 3 5 10
каркасные признаков сдвига. Фундаменты без повреж-
здания. дений 3 1.5 3 5
стальные В элементах каркаса имеются трещины 7,5
и железо- II 1 3 5
бетонные до 0,5 мм. В стыках стен трещины до 1 мм, 2 1.5 з 5
в ограждающих конструкциях — до 5 мм.
Фундаменты с мелкими повреждениями в виде волосяных трещин 3 1 1.5 3
III В элементах каркаса трещины свыше 1 мм. Трещины в стенах более 5 мм, в стыках стен 1 1,5 3 5
до 5 мм с наличием смещения. 2 1 1,5 3
Вертикальность массива фундамента нарушена. Заполнение свободно вынимается, раствор от сутствует, повреждения до 60 % 3 0.5 1 1,5
Окончание табл. 4.5
Наименования объектов Кате- гории состо- яния Описание дефектов Группы грунтов в осно- вании Допустимая скорость колебаний грунта, см/с. в зависимости от класса ответственности сооружения
1 II III
Бескаркасные здания с несущими стенами I В несущих стенах повреждений нет. В oi- раждаюших кирпичных стенах и стыках панелей местные трещины до 1 мм без признаков сдвига. Фундаменты с мелкими повреждениями общим количеством до 20 '7> 1 2 3 3 2 1 5 3 2 7.5 5 3
II В несущих конструкциях трещины до 0,5 мм. В стенах из кирпича и крупных блоков до 3 мм. Вертикальность массива фундамента нарушена, повреждения в размере до 40 % 1 2 3 2 1 0.8 3 2 1 5 3 2
III В несущих кирпичных стенах сквозные трещины до 5 мм со смещением, трещины в углах проемов. Вертикальные трещины в местах сопряжения продольных и поперечных стен до 2 мм. В фундаментах повреждения массива свыше 60 "А> 1 2 3 0,5 0,3 0,2 1 0,5 0,3 2 1 0.5
Высокие жесткие сооружения. I В железобетонных конструкциях местные трешины до 0,5 мм. Признаки сдвигов в заделках и стыках отсутствуют 1 2 2 1.2 2,3 1.5 4 2.5
дымовые трубы 3 0,5 0,8 1.2
II В железобетонных конструкциях сооружений 1 0,8 1.5 2.5
т решины до 0,5 мм, в стыках сборных железобетонных конструкций до 1 мм. 2 0,5 0.8 1.5
В кирпичной кладке трешины до 2 мм. 0,4 0.8 1.2
Фундаменты незначительно повреждены 3
III В железобетонных конструкциях сооружений 1 0,6 0.8 1
трешины до 1 мм. В кирпичной кладке трешины до 5 мм. Фундаменты имеют 2 0,5 0,6 0.8
существенные повреждения в результате разрушения раствора и коррозии металла 3 0,4 0.5 0.6
технического состояния (см. табл. 4.3) и группы грунтов в их
основании (см. табл. 4.4) приведены в табл. 4.5.
При наличии в охраняемых зданиях оборудования, ма-
шин, приборов значения допустимых скоростей колебаний
принимают в соответствии рекомендациями табл. 4.6. Ука-
занные значения скоростей колебаний относятся к случаю,
когда остановка оборудования или приборов на время взры-
вов невозможна. При их остановке допустимые значения
скоростей колебаний в общем случае принимают как для
сооружений, в которых они установлены, или с учетом тре-
бований эксплуатирующих организаций.
♦ В габл. 4.7 приведены значения допустимых скоростей коле-
баний грунта в основании некоторых строений, сооружений и под-
земных коммуникаций. Эти значения, а также параметры скорос-
тей колебаний грунта, приведенные в табл. 4.5 и 4.6, могут быть
использованы в качестве допустимых при оценке уровня сейс-
мического воздействия взрывов на охраняемые объекты и при
определении допустимых режимов взрывания по воздействию сей-
смических колебаний.
При производстве взрывных работ в застроенной части
городов приходится учитывать то обстоятельство, что взрыв,
не представляя опасности для строений, вызывает отрица-
тельные эмоции у жителей окружающих домов. Исследовани-
ями установлено, что чувствительность человека к вибраци-
ям очень велика. Он ощущает даже такие колебания, которые
почти на два порядка ниже опасных для здания. Психологи-
ческое воздействие зависит от состояния человека. Во время
отдыха человек ощущает колебания как более интенсивные,
чем во время активной деятельности. Поэтому весьма часты
жалобы на якобы опасные сейсмические воздействия, хотя
по объективным показателям такой опасности не существует.
Для снижения отрицательного воздействия взрывов на
людей, особенно при продолжительных взрывных работах
на объекте, приходится ограничивать сейсмические колеба-
ния от взрывов по их психологическому воздействию.
При непродолжительных взрывных работах для жите-
лей малоэтажных (высотой до пяти этажей) зданий в ка-
честве допустимой по психологическому воздействию мож-
но принять скорость колебаний 1 см/с. При взрывании
252
Таблица 4.6
Допустимые скорости колебаний грунта в основании оборудования, машин и приборов
Классы ма- шин и прибо- ров по чувст- вительности к колебаниям Характе- ристика машии и приборов Наименование машии и приборов Допустимая скорость колебаний грунта при взрывах, см/с
одно- кратных МНОГО'- кратных
I Высокочувст- вительные Особо точные делительные машины и автоматы. Установки для выверки оптических приборов и градуировки точных измерительных приборов. Микроскопы, интерферометры, оптиметры и дру1ие точные оптические приборы. Механические контрольно-измерительные приборы с допуском в несколько микрометров. Установки для динамической балансировки роторов и т.п. 0.2 0.02
П Среднечувст- вительные Шлифовальные станки для шарикоподшипников, зубо- и резьбошлифовальные станки. Прецизионные фрезерные и токарные станки с допусками несколько сотых миллиметра; автоматы для точки лезвий бритв и другие точные автоматы 1.5 0.25
III Низкочувст- вительные Токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и другие металлообрабатывающие станки обычного класса точности. Прядильные машины. Ткацкие станки. Типографские машины 5 1
IV Нечувстви- тельные Вентиляторы, центрифуги. Электромоторы, штампы и прессы металлообрабатывающей промышленности. Долбежные станки, сотрясателп, вибростолы, виброгрохоты, рассевы и т.п 7.5 2.5
Таблица 4.7
Допустимые скорости колебаний грунта в основании охраняемых объектов
Характеристика объекта Допустимая скорость колебаний, см/с
Жилые здания и сооружения 1-3
Аппаратура контроля и зашиты 3-7
Дымовые и вентиляционные трубы: кирпичные 3-5
железобетон иые 5-10
Здания производственного назначения 5-7
Чугунные, керамические и железобетонные канализационные трубы (исключение 7
повреждения зачеканки) Стеновые заполнения каркасных зданий 10
Опоры: мостовых кранов 10
линий электропередач 20-30
Теплотрассы 10
Стальные водопроводные трубы 10
Несущие колонны цехов 10-20
Электросиловые установки 10-20
Сохраняемые железобетонные фундаменты и их части 10-50
Газопроводы 20
Электрические кабели: низкого напряжения 50
высокого напряжения 30
Телефонные кабели 30
Футеровка печей 50
Подвальные помещения (исключение трсщинообразоваиия и вываливания бетона) 50
вблизи многоэтажных зданий (высотой более пяти этажей)
в городских условиях следует учитывать раскачку сооружений.
Здесь в качестве допустимой можно принять скорость колеба-
ний 0,7 см/с.
Исходя из опыта производства работ в стесненных го-
родских условиях при многократных взрывах в качестве до-
пустимой по психологическому воздействию на людей сле-
дует принимать скорость колебаний 0,7...0,5 см/с. По имею-
щимся данным при скорости колебаний до 0,5 см/с отрица-
тельных эмоций па проводимые взрывные работы у людей,
даже находящихся на верхних этажах зданий в состоянии
покоя, не возникает.
Часто жалобы обусловлены не сейсмическими колеба-
ниями, а действием ударных воздушных волн. Население
обычно не различает эти два эффекта, действие которых
почти совпадает по времени, и жалуется на сейсмический
эффект как более известный.
4.2.3. Взрывные работы вблизи зданий
и сооружений
Обеспечение сейсмической безопасности при подготов-
ке и производстве взрывных работ связано с оценкой пре-
дельно допустимого уровня воздействия взрывов на охраня-
емые объекты (выбором для данного объекта допустимой
скорости колебаний с учетом всей совокупности исходных
данных по этому объекту), определением характера и объе-
ма необходимых мероприятий по обеспечению сейсмичес-
кой безопасности и установлением безопасных режимов
взрывания.
При известном расстоянии от места взрывных работ до
охраняемого объекта из формулы (4.1) может быть получе-
но выражение для определения допустимой для взрывания
массы зарядов. При показателе затухания сейсмических волн
v = 1.5 (поверхностные волны) это выражение будет иметь вид
Уар
~КЛ
(4.14)
255
Соответственно для принятых режимов взрывания мо-
жет быть получено выражения для определения сейсмобезо-
пасных расстояний относительно различных охраняемых
объектов
( К Л f ’
(4Л5>
Эти формулы применимы для определения сейсмобс-
зопасных режимов взрывания для охраняемых объектов всех
видов, расположенных в средней и дальней зонах взрыва,
В ближней зоне взрыва следует учитывать геометрию форм
зарядов и их расположение относительно охраняемых объек-
тов (см, раздел 4.1),
Формулы (4.14) и (4.15) неприменимы при расчете безо-
пасных режимов взрывания относительно зданий и сооруже-
ний, расположенных в ближней зоне взрыва, Па расстояниях
меньше 25 м от зданий сейсмическое воздействие взрыва носит
локальный характер. Предельно допустимую массу зарядов
относительно жилых зданий высотой до пяти этажей, нахо-
дящихся в исправном состоянии, определяют по формуле
О = 0,2рг15, (4.16)
а при взрывании вблизи промышленных зданий — по формуле
(2=O,3prls. (4.17)
♦ Формула (4.17) может быть также использована для опре-
деления допустимой массы эквивалентного заряда при взрывании
внутри произволе!венных зданий (например, при дроблении бето-
на фундаментов оборудования в цехе).
В отдельных случаях может оказаться экономически це-
лесообразным увеличить массу взрываемых зарядов и интен-
сивность воздействия взрывов на охраняемые объекты, до-
пустив при этом их некоторые повреждения. Оценкой ожи-
даемых повреждений может служить сила сотрясения грун-
та, выраженная в баллах.
В шкале сейсмической интенсивности землетрясений име-
ется описательная часть, в которой рассмотрен характер ко-
лебаний и вызванные ими нарушения зданий и сооружений,
256
Таблица 4.8
Интенсивность сейсмических колебаний
при землетрясениях и взрывах
Интенсив- ность коле- баний, баллы Характеристика колебаний и вызванные ими нарушения Скорость колебаний, см/с
при землетря- сениях при взрывах на карьерах при взрывах на строй- площадках
I Колебания ощущаются только приборами Менее 0.125 Менее 0.2 Менее 0.5
и Колебания ощущаются отдельными людьми, находящи- мися в покое, при тишине. особенно на верхних этажах 0.125-0.25 0.2-0.4 0.5-1.0
III Колебания ощущаются некоторыми людьми или знаю- щими о взрыве. При землетрясениях наблюдатели заме- чают легкое раскачивание висячих предметов 0.25-0,5 0.4 0.8 1.0-2.0
IV Колебания отмечаются многими людьми, дребезжание посуды, стекол 0.5-1.0 0.8-1.5 2,0-4.0
V Осыпание побелки, повреждение штукатурки и отдельных ветхих здании. Землетрясение ощущается всеми людьми внутри помещений 1.0-2,0 1,5-3.0 4.0-8.0
VI Тонкие трещины по штукатурке, повреждение зданий, имеющих деформацию. Возможны повреждения элемен- тов здании 2.1—4,0 3.0-6.0 8.0-16.0
258
Окончание табл. 4.8
Интенсив- ность колебаний, баллы Характеристика колебаний и вызванные ими нарушения Скорость колебаний, см/с
при землетря- сениях при взрывах на карьерах при взрывах на строй- площадках
VII Повреждение зданий, находящихся в удовлетворительном состоянии; трещины в штукатурке: падение кусков штука- турки; тонкие трещины в сочленениях стенок и перекры- тий; трещины в печах, трубах. Нарушение стыков трубо- проводов 4.1-8,0 6,0-12,0 16.0 32,0
VIII Значительные повреждения зданий, трещины в несущих конструкциях и стенах, большие трещины в перегородках, падение печных труб, обвалы штукатурки. При землетря- сениях значительные повреждения во всех типах зданий, трещины в грунтах и небольшие оползни на откосах вы- емок и насыпях дорог. В отдельных случаях разрывы сты- ков трубопроводов 8,1-16,0 12.0-24,0 32.0 64.0
IX Разрушение зданий; большие трешины в стенах, расслое- ние кладки, падение некоторых участков стен. Разрывы части подземных трубопроводов 16,1-32.0 24,0-48,0 64,0-125,0
XXII Большие разрушения и обвалы зданий. Повреждения цдо- тин и дамб, мостов; искривление рельсовых путей; повре- ждение подземных трубопроводов Более 32,1 Болес 48.0 Более 125,0
а также приводятся условные характеристики колебаний (ус-
корение, скорость, амплитуда колебаний для периодов от
0,5 до 2 с) при землетрясениях различной силы.
♦ Как видно из описательной части шкалы (табл. 4.8), сейсми-
ческие колебания интенсивностью от 1 до V баллов нс причиняют
вреда зданиям и сооружениям, а колебания интенсивностью IX —
XII баллов недопустимы, так как приводят к их разрушению.
По аналогии с этой шкалой предложено несколько шкал
балльности для сейсмического эффекта взрывов (см. табл. 4.8).
Шкала сейсмической интенсивности для карьерных взры-
вов средней мощности используется, когда характерный пе-
риод колебаний грунта составляет 0,1...0,3 с, а общая про-
должительность колебаний достигает 5... 10 с. При взрывах на
строительных площадках, особенно в близкой зоне, харак-
терный период колебаний составляет 0,01...0,1 с, а общая
продолжительность колебаний, как правило, не превышает
3...5 с. В этих условиях характер повреждений, соответствую-
щий определенному уровню колебаний в баллах, наблюда-
ется при скоростях колебаний грунта, значительно боль-
ших, чем при землетрясениях или взрывах на карьерах.
Вопрос о допустимости и характере повреждений охра-
няемых объектов должен быть в обязательном порядке со-
гласован с организацией, ответственной за их сохранность
и безопасную эксплуатацию.
4.2.4. Особенности сейсмического эффекта взрывов
при дроблении фундаментов
Взрывное дробление фундаментов на действующих и ре-
конструируемых предприятиях — самый распространенный
вид взрывных работ. При дроблении фундаментов взрывные
работы ведутся в непосредственной близости от различных
охраняемых объектов производственного назначения (фун-
даменты и колонны зданий цехов, трубопроводы, действу-
ющее оборудование и т.д.), а иногда и непосредственно на
контакте с ними. Опыт выполнения подобных работ пока-
зал, изо наиболее сложное во всей взрывной технологии —
это обеспечение безопасности охраняемых объектов от
259
вредного воздействия взрывов, в первую очередь — от их
сейсмического воздействия.
В случае взрывного дробления фундаментов заряд В В,
в отличие от взрывов в грунте, чаше всего существенно
приподнят над поверхностью земли (пола в цехе и т.п.). Это
обусловливает существование двух типов волн, связанных с
наличием двух источников излучения.
Первым источником является заряд ВВ, при взрыве кото-
рого излучается и распространяется по фундаменту до его
основания волна напряжения (продольная волна). Скорость
колебаний, вызванная этим источником, зависит от разме-
ров сейсмического излучателя и физико-механических свойств
взрываемой среды.
Вторым источником является так называемый «штампо-
вый эффект», при котором сейсмические колебания связа-
ны с движением самого фундамента. Этот источник служит
излучателем поверхностных волн. При «штамповом источни-
ке» скорость смещения грунта определяется выражением
, (4.18)
где — начальная вертикальная скорость смещения низа
фундамента, м/с, равная
’ <419>
2М
гп — половина характерного размера фундамента, м; —
расстояние от фундамента до рассматриваемой точки, м; v
— показатель степени затухания (поскольку максимальная
волна от «штампа» будет поверхностной, варьирует в преде-
лах l...l,5); Q — масса взрываемых зарядов, кг; М — масса
фундамента ниже уровня расположения зарядов, кг; (/ —
энергия единицы массы заряда, Дж/кг.
♦ Средства снижения сейсмическою эффекта при взрывании
фундаментов — уменьшение массы заряда и использование корот-
козамедлепного взрывания. Однако иногда этого недостаточно. В
таком случае, как следует из формулы (4.19), необходимо увсли-
260
чить ту массу фундамента, которая лежит ниже уровня зарядов
(з .е. поднять заряды над основанием фундамента). Это снизит сейс-
мический эффект взрыва.
Результирующий сейсмический эффект будет определять-
ся суммарным действием волн от двух источников. Для оп-
ределения скорости смещения грунта в основании охраняе-
мых сооружений при взрывном дроблении фундаментов на
практике используют формулу (4.1) при К = 100 и v = 1,5.
Как показали инструментальные наблюдения за взрывами,
это ласт максимально возможное (часто завышенное) зна-
чение скорости смещения.
4.2.5. Расчет мощности защитного целика
Проблема опенки мощности защитного слоя (целика) воз-
никает в случае необходимости сохранения скального масси-
ва, части взрываемой конструкции или массива фундамента.
В этих случаях к качеству БВР предъявляют особые требова-
ния, связанные с исключением трещинообразования в за-
контурном массиве. Следовательно, при производстве взрыв-
ных работ необходимо оставлять защитный слой бетона, мощ-
ность которого определяется диаметром и конструкцией за-
ряда. Разборку защитного педика после взрыва прои зводят с
использованием строительных механизмов или вручную.
Предельное состояние массива определяется критичес-
кой скоростью Ир. Поэтому за основу расчета мощности за-
щитного целика берется формула (4.1). С помощью выра-
жений (4.4)—(4.12) получены формулы для расчета мощнос-
ти защитного слоя при взрывах зарядов с различной сим-
метрией (см. рис. 4.1):
• сосредоточенный
_КЛ
ар к
(4.20)
цилиндрический
1,4/СД
Л
(4.21)
261
• плоский
0,5 КД
«РКр
2.2КД
(4-22)
(4.23)
(4.24)
1,4/СЛ
«РКр
0,85К"Д
, apVKp
(4.25)
(4.26)
В формулах (4.20)—(4.26); у, — линейная плотность заря-
да, кг/м; уЛ. — поверхностная плотность заряда, кг/м2, опре-
деляемая как у7 = у,/о, где а — расстояние между цилинд-
рическими зарядами, м.
Формулы (4.20)—(4.26) справедливы при выполнении сле-
дующих условий (см. рис. 4.1). Для точки А: г< 0,65/(цилинд-
рический заряд) и г <0,65/ и r<0,65Z. (плоский заряд); для
точки В; г< 2,5/(цилиндрический заряд) и г< 2,5/ и г< О,65А
(плоский заряд).
В ближней зоне при замедлении 50 мс и больше сейсми-
ческие колебания от отдельных взрывов практически разде-
ляются. Формулы (4.20)—(4.26) относятся не только к слу-
чаю мгновенного взрывания, но применимы и к отдельной
группе при короткозамеллепном взрывании, где соответству-
ющим образом должна быть подсчитана плотность заряда.
Если заряд состоит из нескольких рядов скважин (шпуров),
взрываемых короткозамедленно порядно, то при расчете
262
мощности охранною целика следует учитывать только бли-
жайший к контуру заряд.
Величина коэффициента экранизации при использовании
сейсмического экрана в виде щели предварительного откола
на оптимальных расстояниях от заряда может быть принята
равной Р = 2.
При разборке железобетонных сооружений критичес-
кую скорость колебаний обычно принимают в пределах
100... 150 см/с. Для скальных грунтов критическую скорость
(см/с) можно определить по формуле
vKr = io; —
v
ы
т;
(4.27)
где v — коэффициент Пуассона; |ор] — временное сопротив-
ление породы на разрыв, Па; у — плотность породы, кг/м3;
С — скорость распространения продольных сейсмических
волн, м/с.
Для прочных известняков, гранитов и других скальных
пород величина критической скорости близка к 150 см/с.
При производстве взрывных работ на ремонте домен-
ных, мартеновских и иных печей также возникают вопросы
обеспечения сохранности огнеупорной кладки и иных кон-
струкций. Для оценки эффективности взрыва определяют
зоны дробления и трещинообразования. Величину зоны дроб-
ления находят по формуле
(4-28)
1ДС г1р — размер зоны трещинообразования, м; |ор|, [o.J —
временное сопротивление огнеупорной кладки соответствен-
но на растяжение и сжатие, кг/см3.
Для оценки размеров зоны трещинообразования при про-
изводстве взрывных работ по дроблению настылей и огне-
упорной кладки печей могут быть использованы формулы
(4.20)...(4.26) при [3=1. Коэффициент Л, характеризующий
263
плотность заряжания ВВ в зарядной выработке, в данном
случае определяется как квадрат отношения диаметра заря-
да к диаметру выработки.
Критическую скорость смешения (см/с) массива вблизи
стального элемента (например, для определения зоны тре-
шинообразования при взрывании огнеупорной кладки рядом
со стальным кожухом печи) устанавливают по формуле
(4.29)
где 5 — толщина металла, см.
4.2.6. Сейсмическое действие взрывов
на твердеющий бетон
На строительных площадках часто приходится совме-
щать работы по бетонированию со взрывными работами по
дроблению материала разбираемых конструкций или скаль-
ного грунта. Повышенное сейсмическое воздействие взрывов
на схватывающийся бетон может привести к потере им проч-
ности. Допустимые для взрывания массы зарядов при совме-
щении взрывных работ и работ по бетонированию опреде-
ляют исходя из обеспечения безопасного уровня сейсмичес-
кого воздействия на схватывающийся бетон.
Критерием опасности сейсмического воздействия взры-
вов на твердеющий бетон, как и в случае воздействия взры-
вов на строения и коммуникации, принята скорость коле-
баний грунта. Ожидаемую скорость колебаний грунта в их
основании при мгновенном взрывании можно определить
по формуле (4.1).
Для бетона, набравшего не менее 70 % проектной проч-
ности, допустимая скорость колебаний при многократных
взрывах составляет 50 см/с. Для бетона, набравшего меньше
70 % проектной прочности, допустимая скорость колебаний
V = 3,0о , (4.30)
где Июп — допустимая скорость колебаний, см/с; асж —
прочность бетона па сжатие в момент воздействия на него
264
взрыва, МПа (определяется по стандартным графикам твер-
дения).
Для приближенных расчетов прочность бетона в различ-
ном возрасте можно найти по формуле
о
сж
(4.31)
где [о]м — марочная прочность бетона, МПа; —
поправочный коэффициент на возраст бетона; зависит от
отношения фактического возраста бетона Т\ к номинально-
му возрасту набора марочной прочности 7'ч:
/ 7; Л^/Г) / Т» ЛТ,/Тц)
0,005 0,1 0,025 0,45
0,01 0,25 0,04 0,55
0,015 0,35 0,08 0,7
Прочность бетона (марка) на сжатие характеризуется
пределом прочности образцов при испытании их в возрасте
180 дней. При условии полного набора бетоном марочной
прочности в номинальном возрасте, равном 90 сут,, время
набора 70 % проектной прочности составляет 7 сут.
Прочность бетона осж рахтичного возраста, определен-
ная по формуле (4,31) для бетона марки 200, и принятые
значения допустимой скорост и колебаний для бетона этого
возраста приведены в табл, 4.9.
Таблица 4.9
Значения стсж и Роо для бетона М200 разного возраста
Возраст бетона, сут. Г//Гм fCT/Tj Прочность бетона асж. МПа Допустимая скорость колебаний И,о„. см/с
1 0,01 0,25 5.0 3,7
2 0,022 0,4 8,0 9,6
3 0,033 0.5 10.0 15,0
5 0.055 0,6 12,0 21,6
7 0.08 0,7 14,0 29,4
14 0,16 — — 50.0
265
Взрывание в непосредственной близости от свсжсуло-
жеппого бетона разрешается производить не ранее чем че-
рез 7 сут. после укладки, когда бетон наберет нс менее 70 %
проектной прочности. При необходимости производства
взрывных работ рядом с бетонируемым участком, еше не
набравшим достаточную прочность (в возрасте до 7 сут.),
допустимую скорость колебаний принимают согласно дан-
ным табл. 4.9, а допустимую для взрывания массу заряда
определяют из формулы (4.1).
4.2.7. Сейсмический эффект при взрывном
обрушении сооружений
При обрушении сооружения в его несущих конструкци-
ях с помощью взрыва зарядов образуют подбой и разрушают
основные связи между ними, в результате чего равновесие
нарушается и сооружение под действием силы тяжести об-
рушается, Потенциальная энергия сооружения при этом в
течение короткого периода времени резко уменьшается, при-
чем часто разность между начальной и конечной потенци-
альной энергией во много раз больше химической энергии,
содержащейся в использованном для образования подбоя
заряде ВВ.
В большинстве случаев взрывное обрушение сооружений
осуществляется в стесненных условиях, в окружении других
сооружений, зданий, строений, наземных и подземных ком-
муникаций, т.е. при таких условиях, когда весьма важное
значение имеет прогнозирование сейсмического воздействия
на охраняемые объекты.
Сейсмический эффект при взрывном обрушении связан
с двумя источниками: собственно взрыв зарядов подбоя и удар
о грунт больших масс сооружений, обрушенных с определенной
высоты. Сейсмический эффект, обусловленный соударени-
ем падающих масс с грунтом, во многих случаях оказывает-
ся существенно больше сейсмического эффекта собственно
взрыва зарядов ВВ.
В случае взрыва зарядов подбоя скорость колебаний
грунта в основании охраняемого объекта можно опреде-
лить по формуле (4.1) при v = 1,5 и значении коэффицисн-
266
та сейсмичности К= ЗО-е-100. Низкий уровень сейсмичности
обьясняется тем, что заряды подбоя при обрушении со-
оружений обычно располагают достаточно высоко от по-
верхности земли. Кроме того, удельный расход ВВ при взры-
вах в степах существенно выше, чем при взрывании заглуб-
ленных зарядов, рассчитанных на дробление. Это также при-
водит к снижению сейсмического эффекта взрыва.
Улар жесткого тела о грунт в сейсмическом отношении
приравнивается к взрыву эквивалентного количества ВВ. При
палении па грунт сосредоточенного груза излучается такая
же сейсмическая волна, как и при взрыве сосредоточенного
заглубленного заряда, химическая энергия которого равна
энергии груза при ударе о грунт. При вертикальном перемеще-
нии груза эквивалентная масса заряда (кг)
С, =9.8Л////4.ЗЮ6, (4.32)
где М — масса падающего груза, кг; Н — вертикальное пере-
мещение центра тяжести масс <руза, м.
Дальнейший расчет связан с определением скорости сме-
щения в основании охраняемого объекта по формуле (4.1)
при К = 250 и v = 1,5.
Показатель затухания v равен 1,5, хотя, как правило,
сейсмический эффект в подобном случае рассматривается в
ближней зоне. Это связано с тем, что при обрушении наи-
большая энергия сейсмических волн приходится на поверх-
ностную волну.
В случае обрушения сооружений с большой площадью, на-
пример, посадка здания па свое основание, при расчете ско-
рости колебания грунта эквивалентная масса заряда (кг)
0' = 0,8 —г', (4.33)
глс 5— площадь обрушаемого сооружения, м?.
Часто приходится выполнять опенку сейсмического эф-
фекта при взрывном обрушении больших промышленных
тРУб. Скорость смешения грунта на земной поверхности око-
ло участка конической трубы может быть найдена по фор-
муле
267
X
Ось падения трубы
___________
Охраняемый
объект
Рис. 4.2. Схема к расчету сейсмического эффекта
при обрушении трубы
V = KD — Ja- — x + -^-x2
г N Н Н-
(4.34)
где х — расстояние от центра основания трубы но сс оси до
рассматриваемого участка, м (рис. 4.2); г — расстояние от
интересующей нас точки до ближайшего к ней участка тру-
бы после падения, м; Н — высота трубы, м.
В формуле (4.34)
д _ p7tpg 6а - 4/? + Зс
у и{Н 10а-7,5Ь + 6с ’
а - Иц Я| н <
b = 2(Я„(RH -RB)-Ryi(Л,о-/?^)};
С = (Rfl - RB)2 ~(RlH - RiB)2
р — плотность материала трубы, кг/м1; RH, RUI, RB,RiB —
размеры трубы (рис. 4.3).
Формула (4.34) справедлива только для точек грунта,
расположенных вблизи средней части упавшей трубы (здесь
сейсмический эффект наибольший), т.е. при выполнении
двух условий:
г < х
г <Н - х.
268
Рис. 4.3. Основные
параметры
обрубаемой трубы
Для определе-
ния уровня интен-
сивности сейсми-
ческих волн при об-
рушении сооруже-
ний необходимо
выполнять опенку
сейсмического эф-
фекта по каждому
из источников и
при выборе безо-
пасных режимов
взрывания следует
ориентироваться па
максимальное зна-
чение.
4.2.8. Сейсмобезопасные условия производства
взрывных работ вблизи подземных трубопроводов
и коммуникаций
Взрывы около заглубленных стальных труб (водопровод,
канализация, нефте- или газопровод), электрических и те-
лефонных кабелей и других подземных коммуникаций до-
вольно часто производятся на стройплощадках, при валке
зданий, при реконструкции и расширении промышленных
предприятий, а также при проходке траншей в скальных
или мерзлых грунтах под новые коммуникации рядом с ра-
нее проложенными.
Массу зарядов, допустимую для взрывания рядом с под-
земными коммуникациями, можно определить по форму-
ле (4.1) для известных критической скорости колебаний и
269
заданною расстояния. Для более точной опенки величин за-
рядов и безопасных расстояний можно воспользоваться ре-
зультатами проведенных исследований сейсмического дей-
ствия взрывов па трубопроводы и коммуникации.
Экспериментально установлено, что при взрывах вблизи
трубопроводов критерием опасности является удельная
энергия волны, пропорциональная толщине стенки трубы.
Для труб нефтяного сортамента энергия разрушения со-
ставляет Ер = 38, МДж/м3 (8 — толщина стенки трубы, см).
При выборе безопасных значений удельной энергии учи-
тываются условия работы трубопроводов и степень ответ-
ственности сооружения. Например, в случае псфтс- и газо-
проводов, как правило, исключаются остаточные дефор-
мации, а поэтому предельно допустимое значение удельной
энергии принимается равным ен = 60008 Дж/м?. Для менее
ответственных трубопроводов предельно допустимая удель-
ная энергия может быть принята на порядок большей, т.с.
Е, = 600008, Дж/м2.
В случае объемных волн полная удельная энергия сейс-
мовзрывных волн определяется выражением
e = O,8V2V0 ,
(4.35)
а скорость смещения грунта в ближней зоне — выражением
4Q
V = 400
(4.36)
С учетом формул (4.35) и (4.36) для предельно допусти-
мого значения удельной энергии, равного ер = 60008 Дж/м?,
получается зависимость для расчета радиуса опасной зоны
гб (м) при взрывании вблизи трубопроводов:
гб = 2,0001 б”0-35. (437)
Аналогичным образом получено выражение для рас-
чета радиуса опасной зоны в случае взрывов в дальней зоне.
В этом случае максимальная энергия будет приходиться па
поверхностные сейсмические волны и зависимость для рас-
чета радиуса опасной зоны будет иметь вид
270
r(i = 2.40 w 8 (4.38)
Подземные силовые кабели напряжением до 35 кВ обычно
имеют трех- или чстырсхж ильное исполнение, а кабели связи
— многожильные. При прокладке их укладывают на глубине
0.7... 1,0 м на постель из песка (мягкой земли) с нормальной
слабиной. Для зашиты ог механических повреждений и рас-
тягивающих усилий в период эксплуатации кабели имеют
металлическую (свиней, сталь, алюминий) или пластмас-
совую оболочку. Допустимая относительная деформация для
подземных кабелей может достигать 0,005. С учетом этого
взрывные работы по рыхлению прочных грунтов безопасны
для электрокабелей, если проводятся на расстоянии
R>RV = (2,5+ 6)^/0 , (4.39)
где /? — граница упругой зоны, м.
Для определения безопасных расстояний предложена за-
висимость
> (4.40)
где к — коэффициент, учитывающий грунтовые условия
(для скального и мерзлого плотного грунта равен 4,5; для
водопасышсппого мерзлого грунта — 6,4 и для весьма моно-
литного скального грунта — 3).
При короткозамедлеппом взрывании с оптимальным ин-
тервалом замедления под 0 в формуле (4.40) следует пони-
мать максимальную массу заряда в группе.
Согласно правилам технической эксплуатации кабель-
ных линий производство работ, связаппыхс рыхлением грун-
та, па расстоянии менее 1 м запрещено. В случае необходи-
мости производства взрывных работ рядом с подземными
кабелями на расстоянии меньше /?v минимально допусти-
мое расстояние до кабелей следует определять по формуле
[я].г1.0 + 0.7</е. (4.41)
При выполнении указанных работ необходимы уточне-
ние трассы кабельной линии и се выноска в натуре.
271
4.2.9. Способы снижения сейсмического
действия взрывов
Способы снижения сейсмического эффекта взрывов в
стесненных условиях могут быть разделены на две основные
труп пы.
К первой группе (технологические способы) относятся:
• короткозамедленнос взрывание;
• уменьшение массы заряда;
• изменение конструкции заряда и диаметра зарядной
выработки;
• оптимальная ориентация взрываемой группы зарядов
относительно охраняемого объекта;
• использование простейших типов ВВ.
Во вторую группу (защитные мероприятия) входят:
• использование сейсмических экранов;
• окопка фундаментов.
Рассмотрим некоторые из этих способов.
Короткозамедленнос взрывание. Сущность короткозамед-
ленного взрывания КЗВ заключается в том, что весь взрыва-
емый заряд делится на отдельные группы зарядов (ступени
замедления), взрываемые последовательно с определенным
интервалом замедления. На практике используются интерва-
лы замедления 15—50 мс, которые реализуются в случае при-
менения различных электродетонаторов короткозамелленного
типа, пиротехнических реле типа РП-8 или неэлектрических
систем инициирования типа «Нонель», «Элелин» или др.
Как известно, при короткозамедленном взрывании число
ступеней замедления не ограничивается, а масса зарядов в од-
ной группе определяется выражением
QKM = 0.65(2, (4-42)
где Q — масса заряда при мгновенном взрывании, кг; опре-
деляезся из формулы (4.1).
Формула (4.42) учитывает возможное наложение сейс-
мических волн от взрывов отдельных групп зарядов при ма-
лом интервале замедления. Теоретический анализ и опыт
показывают, что в случае короткозамедленного взрывания
число групп должно быть не менее п = 5, поскольку при
272
меньшем числе групп амплитуда колебания практически не
уменьшается. При числе групп больше пяти в случае корот-
козамелленного взрывания скорость колебания массива оп-
ределяется выражением
— (4.43)
\ /
Короткозамсдленнос взрывание широко используется при
производстве работ по дроблению фундаментов, при обру-
шении сооружений и др.
В табл. 4.10 приведены некоторые характеристики элскт-
ролетонаторов мгновенного и короткозамедленного дей-
ствия, используемых при производстве специальных взрыв-
ных работ. Пиротехнические реле двухстороннего действия
РП-8М и РП-Н имеют интервал замедления соответственно
20, 35 и 50 мс. Пиротехнические реле двухстороннего дей-
ствия РП-Д имеют интервал замедления 20, 30. 45, 60, 80 и
100 мс.
Неэлсктрические системы инициирования («Нонель»,
СИНВ, «Примадет», «Эделин») состоят из детонаторов, со-
единителей и волноводов.
Система «Нонель» — нсэлектрического типа и нечувстви-
тельна к электрическим импульсам. Основу системы состав-
ляет трубка Нонель, которая не обладает никаким взрывча-
тым эффектом. Ударная волна распространяется по внут-
ренней стороне трубки. Сердцевина трубки выполнена в виде
нанесенного на внутреннюю поверхность полимерной обо-
лочки тонкого слоя вторичного ВВ, тэна или порошкооб-
разного алюминия массой 0,005...0,5 г/м (в обычных ДШ —
12 г/м). Детонатор Нонель, закрепленный на конце трубки,
имеет 30 ступеней замедления: от 75 до 2000 мс. Капсюль-
детонатор нспрсдохранительного типа инициируется пла-
менем, которое возникает в момент, когда ударная волна
выходит из трубки Нонель в детонатор. При инициировании
взрывной сети Нонель используют стартовый пистолет с
капсюлями типа охотничьих жевело, зажигательную трубку
с КД либо ЭД.
273
Таблица 4.10
Характеристика электродетонаторов
Марки ЭД Размеры гильзы, мм Масса ВВ, Г Электри- ческое сопротив- ление, Ом Безо- пасный ток, А Число серий Интервал замедления, мс Примечания
диа- метр длина
ЭД-8-Э 7.2 50-60 1,5 2,0-4.2 0,18 Мгновенно
ЭД-8-Ж 7,2 50-60 2.5 1,8-3.0 0,18 То же
ЭД-1-8-Т ЭДКЗ-ОП 7,2 7,7 50-60 72 1,5 2.1 0,5-0,9 1,8-3,0 0.92 0,18 Защищенные от за- рядов статического электричества, блуж- дающих токов и т.п.
ЭД-КЗ 7,2 72 1,25 1,8-3,0 0,18 1-6 25; 50: 75; 100; 150; 250 Совместимы с ЭД-8-Ж, ЭД-ЗД
ЭД-З-Н 2,0-4,2 0.18 1-10 1-14 15-18 19-23 20-200 (через 20 мс) 225-300 (через 25 мс) 350-500 (через 50 мс) 600-1000 (через 100 мс)
эд-зд 7,2 72-85 .,6 2,0-4,2 0,18 1-9 0,5;0,75; 1,0; 1.5; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; Юс Совместимы с ЭД-8-Ж, ЭД-КЗ
ЭДКЗ-П 7,6 72 1,6 2,(М,2 0,18 1-5 25; 50; 75; 100; Повышенной
125 МОЩНОСТИ
эдкз-пм 7,6 72 1,6 1,8-3,0 0,18 1-7 15; 30; 45; 60; То же
80; 100; 120
ЭД-1-3-Т - - - 0,5-0,9 0,92 1-10 20-200 Защищенные от
(через 20 мс) зарядов статичес-
11-14 225-300 кого электричества.
(через 25 мс) блуждающих токов и т.п.
15-18 350-500 (через 50 мс)
19-23 600-1000 (через 100 мс)
Пезлектрическая система инициирования С ИН В — это оте-
чественная нсэлсктричсская система инициирования повы-
шенной безопасности па основе капсюля-детонатора, не
содержащего инициирующих (первичных) взрывчатых ве-
ществ и низкоэнсргстичсских проводников детонации —
ударно-волновой трубки УВТ. СИНВ обеспечивает как инди-
видуальное замедление взрывания каждого скважинного за-
ряда. так и внутрискважинное замедление, исключающее
подбой взрывной сети.
Устройство СИНВ-П (поверхностное) предназначено для
задержки передачи инициирующего импульса. Устройство
состоит из капсюля-детонатора с замедлением, УВТ и фик-
сатора, необходимого для соединения взрывных пеней. Де-
тонаторы СИНВ-П для монтажа наружных сетей обеспечи-
ваю! замедление отО (СИНВ-П-0) до 200 мс (СИПВ-П-200).
СИНВ-П инициируется от КД-ХС, ЭД-Х, ДШ-12, а также
от других аналогичных по мощности средств инициирова-
ния и обеспечивает подрыв до 12 волноводов. Длина волно-
водов составляет 4, 6, X или 12 м.
Устройство СИНВ-С (скважинное) предназначено для
внутрискважинного замедления инициирования боевиков.
Оно состоит из капсюля-детонатора с замедлением и УВТ,
соединенных между собой с помощью втулки. Детонаторы
СИНВ-С обеспечивают замедление от 100 (СИПВ-С-ЮО) до
500 мс (СИНВ-С-500) с интервалом 25—50 мс. СИНВ-С сра-
батывает от капсюля-детонатора СИНВ-П, КД-ХС, ЭД-Х,
ДШ-12, а также от других аналогичных по мощности средс тв
инициирования. Длина волноводов — от 7 до 30 м. Повышен-
ная мощность капсюлей-детонаторов устройств СИНВ-С обес-
печивает надежное инициирование тротиловых шашек в об-
водненных условиях.
Устройство СИНВ-Ш (шпуровое) предназначено для
замедления инициирования боевиков. Применяется в шпу-
ровых и скважинных зарядах. Состоит из капсюля-детона-
тора с замедлением и УВТ, соединенных между собой с
помощью втулки. Детонаторы СИНВ-Ш обеспечивают за-
медление в диапазоне от 0 (СИНВ-Ш-0) до 10 000 мс
(СИ11В-Ш-10000), интервал замедления 20—25—50—100—1000
мс. Длина волноводов составляет 2, 4, 7, 10 и 16 м.
276
Детонаторы для монтажа наружных сетей EZTL неэлек-
трической системы «Примадет» (сис тема предназначена win
ведения взрывных работ па дневной поверхности и в под-
земных рудниках и шахтах, нс опасных по тазу и пыли)
имеют семь номинальных времен срабатывания от 9 до 150 мс.
Скважинные детонаторы этой системы типа MS (предназ-
начены для инициирования зарядов при взрывных работах
на дневной поверхности и в подземных условиях в горно-
рудной и угольной промышленности, добыче нерудных ма-
териалов и строительстве) имеют 21 серию замедления в
диапазоне 0...750 мс, а скважинные детонаторы типа LP
(предназначены для инициирования зарядов в подземных ус-
ловиях, проходке тоннелей, при проведении специальных
взрывных работ) имеют 27 серий замедления в диапазоне
0...9000 мс. Масса взрывчатого вещества в детонаторах серий
MS и LP составляет 1,1 г, в детонаторах серии EZTL — 0,21 г.
Детонаторы имею ударные трубки длиной от 3,6 м до 30 м
с шагом, кратным 0,6 м. Детонаторы безотказно срабатыва-
ют от детонирующих шпуров с массой сердцевины не менее
3 г/м, электродстонатора и капсюля-детонатора, соединен-
ных внахлест с ударной трубкой детонаторов.
Неэлектрическая система инициирования «Эделин» пред-
назначена для инициирования боевиков промышленных ВВ
при производстве взрывных работ па поверхности и в под-
земных условиях, нс опасных но газу и ныли.
Система «Эделин» состоит из следующих основных эле-
ментов, входящих в комплект; детонаторов скважинных ДБИI
(2 шт,); детонаторов поверхностных ДБИ2 (1 шт.); раздели-
теля (I шт,).
Детонаторы ДБИ2 обеспечивают время замедления 0,
25, 40, 55 и 70 мс. детонаторы ДБИ I — 475 и 500 мс. Длина
встроенных волноводов у детонаторов ДИИ2 равна 4. 7, 9
и 12 м, у детонаторов ДБИ1 — 7, 9, 10, 16, 20 и 30 м.
Навеска ВВ в I м волновода — 0,015...0.035 г. Система имеет
инициирующую способность от любых промышленных
средств взрывания (ЭД, КД, ДШ) с массой сердцевины нс
мепсс 6 г/м.
Использование нсэлсктрических систем инициирования
позволяет снизить нс только сейсмический эффект взрыва
277
(это обусловлено, в первую очередь, возможностью обеспе-
чения индивидуального замедления при взрывании каждого
заряда), по и значительно уменьшить интенсивность удар-
ных воздушных волн УВВ взрывов за счет отказа от исполь-
зования ДШ. часто являющегося основным источником УВВ,
Изменение конструкции заряда и диаметра зарядной выра-
ботки. Изменение конструкции заряда обычно связано с рас-
срелоточкой сплошной колонки заряда в выработке с по-
мощью воздушных промежутков или инертных включений,
С чисто взрывной точки зрения подобное изменение конст-
рукции заряда во многих случаях приводит к более опти-
мальному распределению энергии взрыва, снижению степе-
ни переизмельчения среды и дальности разлета раздроблен-
ного материала.
Вместе с тем, использование инертных и воздушных про-
межутков приводит и к снижению уровня сейсмического
эффекта. Это объясняется тем, что плотность заряжания за-
рядных выработок при рассредоточивании заряда (или сте-
пень заполнения их взрывчатым веществом) уменьшается.
Соответственно начальные параметры продуктов взрыва (на-
пример, давление) в этих выработках оказываются занижен-
ными, что приводит к снижению интенсивности сейсми-
ческого излучения.
Степень снижения уровня сейсмического эффекта при
изменении конструкции заряда может быть оценена с по-
мощью эмпирического коэффициента /, определяемого вы-
ражением
f = 0,036(0/Г )1/2. (4.44)
где Q — масса заряда в выработке, кг; V — объем зарядной
выработки, м1.
Регулировать уровень сейсмического воздействия взры-
вов па охраняемые объекты можно также путем изменения
и конструкции заряда, и расположения зарядов во взрывае-
мом массиве.
Изменение диаметра выработки (скважины, шпура) в
условиях реконструкции промышленных предприятий, как
правило, связывается с необходимостью снижения размера
зоны дробления в сохраняемой части конструкции. Размер
278
зоны дробления (или трешинообразовапия) зависит от диа-
метра взрываемого заряда или от линейной плотности заря-
да. Это непосредственно вытекает из формул (4.20)—(4.26).
Оптимальная ориентация взрываемой группы зарядов отно-
сительно охраняемого объекта. Снижение сейсмического воз-
действия и увеличение предельно допустимой массы взры-
ваемого заряда может быть достигнуто путем особого распо-
ложения взрываемого заряда относительно охраняемого
объекта в комбинации с короткозамедленным взрыванием.
При взрывании по предлагаемой схеме (рис. 4.4) заряды
(шнуры, скважины) располагают рядами параллельно ох-
раняемому объекту. Все ноле зарядов разбивают па блоки (на
рис. 4.4 блоки обведены пунктиром и обозначены римскими
цифрами I—III), причем в блоках осуществляют поскважин-
ное замедление зарядов (цифрами I, 2, 3...36 на рис. 4.4 обо-
значена последовательность взрывания зарядов в блоке).
Соответствующие заряды в разных блоках (на рис. 4.4 эти
заряды обозначены одинаковыми цифрами) взрываются од-
новременно в одной ступени замедления. Расстояние между
одновременно взрываемыми зарядами в смежных блоках (или.
что то же, ширина блока) определяется из условия
а > тгп. (4.45)
где а — расстояние между одновременно взрываемыми заря-
дами; Г" — расстояние от охраняемого объекта до ближайше-
го заряда; т — коэффициент, зависящий от условий распо-
ложения охраняемого объекта относительно линии зарядов.
При т = 0,65 и одновременном взрыве десяти зарядов,
расположенных в ряду па расстоянии друг от друга а = 0,65гп,
скорость колебания у охраняемого объекта увеличится нс
более чем на К) % по сравнению со скоростью колебаний при
взрыве только одного, ближайшего, заряда. Такое увеличение
скорости колебаний можно не учитывать, т.е. сейсмическое
действие взрыва при а >0,65r(J будет определяться ближайшим
к охраняемому объекту зарядом. Для случая, когда охраняе-
мый объект расположен параллельно цепочке зарядов, ука-
занное условие будет выполняться при т > 1.5.
На практике ряды шпуровых (скважинных) зарядов це-
лесообразно располагать перпендикулярно охраняемому
279
036 032 028 024 020 016 012 08 О 4 111
035 031 027 023 019 015 ОН 07 03
034 030 026 022 018 014 О Ю Об 02
033 029 025 021 017 013 0 9 05 Ol
0 36 032 028 0 24 020 016 012 0 8 О 4 **
035 031 027 023 019 015 Oil 07 0 3
Ом 030 026 022 018 014 ОЮ 06 0 2
-033 029 025 021 017 013 09 05 Ol
0 36 032 028 0 24 020 016 012 0 8 04 * 1 *
Q 035 031 027 023 019 015 Oil 07 0 3
034 030 026 022 018 014 ОЮ Об 0 2
-033 029 025 021 017 013 09 05 Ol
Охраняемый
I объект I
Рис. 4.4. Схема расположения зарядов:
I, 2, 3...36 — очередность взрывания зарядов
объекту. В этом случае суммарная скорость колебаний нахо-
дится из выражения
(4.46)
где Qt — масса одиночного заряда, кг; г — расстояние до
/-го заряда, м;
280
>»о (1 + im)4
(4.47)
Если задана допустимая скорость колебания грунта, то
сейсмобезонасную массу единичного заряда можно найти
по формуле
Укр
*3
'о
(4.48)
где V — безопасная скорость колебания грунта в основа-
нии охраняемого объекта, см/с.
♦ Подобный способ взрывания открывает широкие возмож-
ности одновременного взрыва большого количества зарядов без
существенного увеличения уровня сейсмического эффекта. Он был
использован при производстве взрывных работ по дроблению фун-
даментов на целом ряде промышленных предприятий, при плани-
ровке поверхности и проходке котлованов вблизи охраняемых со-
оружений.
Использование простейших типов ВВ. Существенно изме-
нять интенсивность сейсмического эффекта можно путем
использования простейшего ВВ из аммиачной селитры и
дизельного топлива. Последнее достигается изменением про-
центного содержания по массе ВВ дизельного топлива. Удель-
ный коэффициент сейсмичности в зависимости от процен-
тного содержания дизельного топлива меняется следующим
образом:
К, = К(0,25а + 0,23),
(4.49)
где К — величина коэффициента сейсмичности в формуле
(4.1); а — процентное содержание дизельного топлива.
Указанная зависимость справедлива в диапазоне изме-
нения значения (1,25<а<3)%. При содержании дизельного
топлива меньше 1,25% отмечается неустойчивость детона-
ции ВВ, а при содержании свыше 3 % указанное ВВ по сей-
смической активности приближается к штатным ВВ, т.е. в
281
этом случае исключается возможность регулирования уров-
ня сейсмического эффекта.
Регулируя в известных пределах содержание дизельного
топлива и применяя заряды, обладающие пониженной сей-
смической активностью, можно добиться снижения сейс-
мического эффекта взрывов. Это позволяет приблизить мес-
то взрыва к охраняемому объекту и повысить эффективность
взрывных работ.
Преимущество использования предлагаемого заряда ВВ
в ссйсмоопасной зоне связано также с тем, что дальность
разлета осколков раздробленного материала уменьшается, а
ин тенсивность излучаемых ударных вощуншых ноли снижает-
ся. В этом случае появляется возможность использования более
дешевых легких укрытий (например, деревянных щитов).
Использование сейсмических экранов. Эффективным сред-
ством снижения сейсмического эффекта взрыва считается
использование разного рода экранов, т.с. применение разно-
го рода выемок или сред с отличными от взрываемого мас-
сива акустическими свойствами па пути распространения
сейсмических волн.
При взрывной разборке строительной конструкции час-
то возникает необходимость сохранения ее части, поэтому
используется особый тип экрана - щель предварительного
откола. В этом случае сейсмический экран образуется в ре-
зультате взрыва зарядов контурных шпуров (скважин), набу-
ренных с определенным шагом. После взрыва этих зарядов
образуется гак называемая шель предварительного откола,
чаше всего заполненная раздробленным взрывом материа-
лом (рис. 4.5).
Эффективность экранирования при использовании щели
предварительного откола, или степень экранизации, опре-
деляется выражением
г
где г — расстояние от рассматриваемой точки за экраном ло
взрываемого заряда, м (см. рис. 4.5); ц - коэффициен т, учи-
тывающий влияние величины отношения l/И па степень эк-
282
Рис. 4.5. Схема расположения заряда
и щели предварительного откола:
/ — заряд ВВ: 2 - щель предварительною откола
ранизапии (/— глубина скважины, Н — глубина экрана).
Значения коэффициента ц для некоторых величин от-
ношения 1/Н составляют:
1/Н И 1/Н И
0,3 1,3 1.2 0.9
0,6 1.2 1,4 0.8
0,8 1.1 1,6 0,7
В формуле (4.50) большее значение постоянного коэф-
фициента относится к взрывам в крепких скальных породах
или в высокопрочных бетонах, в слабых известняках и пес-
чаниках следует пользоваться меньшим значением постоян-
ного коэффициента.
283
Окопка фундаментов. Простейший способ экранирова-
ния — окопка фундаментов (рис, 4,6), В первом приближении
экранизация здесь связана с тем, что волна, распространя-
ясь к какой-либо точке за экраном, проходит больший путь,
чем в отсутствие экрана, В этом случае выражение для степе-
ни экранизации будет иметь следующий вид;
(г тЛг V5
(4-51)
где Лг — дополнительное расстояние, которое проходит са-
мый короткий сейсмический луч при огибании траншеи, м.
Применительно к условиям, изображенным на рис. 4,6,
эффективность экранизации определяется выражением
Рис. 4.6. Схема создания сейсмического экрана в виде траншеи,
отрытой вокруг разрушаемого взрывом фундамента:
/ — фундамент; 2 — дробимый взрывом слой фундамента; 3 — шну-
ровой заряд; 4 — охраняемый объект; 5 — луч распространяющейся
сейсмической волны в отсутствие экрана; 6 — луч распространяю-
щейся сейсмической волны при окопке фундамента; 7 — траншея
284
(4.52)
где h — глубина траншеи, м.
4.3. ДЕЙСТВИЕ УДАРНЫХ ВОЗДУШНЫХ
ВОЛН ВЗРЫВОВ
4.3.1. Источники УВВ при взрывных работах
Ударные воздушные волны УВВ — одно из проявлений
взрыва, представляют собой потенциальную опасность для
окружающих сооружений и людей. Степень повреждения за-
висит от интенсивности УВВ. Сильные УВВ. вызывающие раз-
рушение деревянных и кирпичных зданий и сооружений и
наносящие повреждения механизмам и оборудованию, реа-
лизуются, как правило, в близкой от заряда области. Слабые
УВВ (к ним относятся волны, избыточное давление на фронте
которых не превышает 10” Па), ответственные за разруше-
ние застекления и легкие повреждения конструктивных эле-
ментов сооружений, реализуются па больших расстояниях
от места взрыва.
Образование УВВ при взрывах происходит в результате
поршневого действия продуктов взрыва.
♦ При взрыве заряда в безграничной воздушной среде проис-
ходит быстрое выделение больших количеств энергии в ограни-
ченном пространстве. Это приводит к местному повышению тем-
пературы и давления газообразных продуктов взрыва I IB. которые
резким ударом сжимают прилегающий к заряду воздух. В результа-
те сжимаемости воздуха и ударного действия расширяющихся ПВ в
воздухе возникает ударная воздушная волна, которая в начальной
стадии образования движется с той же скоростью, что и ПВ; ско-
рость разлета последних в это время близка к скорости детонации
ВВ. Высокая скорость разлета ПВ обусловливает совместное дви-
жение с ними ударной волны. Ударная волна движется за счет
кинетической энергии, полученной от ПВ. При движении в вол-
не в силу необратимого характера сжатия происходят рассеяние
285
энергии (рост энтропии) и превращение механической энергии
в тепловую. Падение интенсивности УВВ происходит также в ре-
зультате увеличения массы воздуха, увлекаемой волной по мере
ее распространения. Благодаря этому ударная волна постепенно
затухает и вырождается в звуковую. На расстоянии 8... 15 радиу-
сов заряда давление на фронте УВВ Д/’= (10...20)106 Па. скорость
фронта £>у1 = 3100...1400 м/с. На расстоянии около 100 радиусов
заряда от центра взрыва скорость фронта приближается к скорости
звука.
При взрыве шпурового (скважинного) заряда без забойки про-
дукты взрыва, воздействуя на воздух, граничащий с зарядом в
свободной части шнура, вызывают образование первичной удар-
ной волны (предвестника), которая вырывается из шпура. Вслед за
ней происходит истечение ПВ и идет расширение их в атмосферу.
Благодаря высокой скорости истечения ПВ догоняют волну-пред-
вестника и сливаются с ней. По отношению к воздушной среде
расширяющиеся ПВ играют роль поршня, что и является причи-
ной образования УВВ.
При взрыве шпурового (скважинного) заряда с забойкой про-
цесс образования УВВ происходит несколько иначе. В начальной
стадии процесса происходит выброс забойки. Так как забойка вы-
летает с большой скоростью (до 100 м/с), то она сама является
причиной образования первичной волны-предвестника. Вслед за
забойкой вырываются ПВ, которые в процессе расширения наго-
няют забойку, скорость разлета которой падает быстрее, чем у ПВ.
Наличие забойки уменьшает скорость разлета ПВ и интенсивность
УВВ, причем при песчаной забойке на 15...20 %, при водяной
забойке — в 2...2,5 раза по сравнению со взрыванием без забойки.
При взрывах скважинных или заглубленных зарядов
ударная воздушная волна может вызываться разными ис-
точниками в зависимости от глубины заложения заряда. Пер-
вичная ударная волна взрыва вызывает движения грунта,
которые действуют на воздух как поршень, образуя при
этом «наведенную» ударную воздушную волну. Вслед за тем
происходит вылет забойки при малой ее длине или вспу-
чивание грунта и образование воронки. Оба эти явления
также вызывают образование ударных воздушных волн. За-
тем следует прорыв газов. При малых глубинах этот источ-
ник является основным при образовании УВВ, однако с
увеличением длины забойки его интенсивность уменьшает-
ся и определяющими являются другие источники УВВ. Так,
286
при взрывах заглубленных зарядов на глубинах, оптималь-
ных для образования воронок, имеет место как «наведен-
ная» УВВ, гак и УВВ, обусловленная прорывом газов. При
камуфлетных взрывах образуется только наведенная УВВ.
♦ Взрывные работы при реконструкции и строительстве пред-
приятий ведугся, как правило, методом шпуровых зарядов и лишь
в отдельных случаях используют методы накладных и скважинных
зарядов. При взрывах зарядов возникает УВВ, действие которой
может представлять собой опасность для конструктивных элемен-
тов окружающих охраняемых объектов, в первую очередь, для
застекления зданий цехов, диспетчерских пунктов, щитов автома-
тики и др.
Образование УВВ при взрывах происходит в результате
поршневого воздействия продуктов взрывов. В случае взрыва
шпуровых или скважинных зарядов ПВ прорываются через
устье выработки и через трещины в разрушаемом массиве.
Следовательно, регулируя массу заряда и длину забойки
можно управлять интенсивностью УВВ,
В случае взрыва шпуровых зарядов существенным источ-
ником УВВ является взрыв магистрали дстонируюше! о шну-
ра, При взрыве большого количества шпуров масса заряда ВВ
в сети ДШ может достигать нескольких сотен грамм. Самым
эффективным средством снижения уровня воздействия УВВ
при взрыве сети ДШ, как и при взрыве накладных зарядов,
является ее засыпка слоем песка.
4.3.2. УВВ при взрывах наружных зарядов
Максимальную величину избыточного давления на фрон-
те УВВ ДР (Па) при взрыве над землей сферического заряда
тротила можно определить по формуле М.А. Садовского, по-
лученной на основе обработки результатов опытных наблю-
дений:
О О2' О' '
ЛР= 6.5-Ц-+2,55^+ 0,75— I05 .
(4,53)
При взрывании заряда на поверхности земли можно восполь-
зоваться той же формулой (4,53), если в качестве величины Q
287
взять двойную массу заряда ВВ, Тогда для взрывов тротиловых
зарядов на границе упругого полупространства имеем:
ЛР =
О Сг ' О' ' 1
13-4 + 3,9-^- + 0,95— 10'
5, = 540(7?Л1 Д;
(4,54)
(4.55)
Tt = 1,1 (21/6 г|/? 10 (4,56)
где ДР — избыточное давление на фронте УВВ, Па; —
удельный импульс фазы сжатия, Па-с; т+ — время действия
положительной фазы УВВ, с; Q — масса заряда, кг; R —
расстояние, м.
Однако формулы (4.53)—(4,56) применимы в области
0,1 < 1,0, т.е. при ЛР> Ю4Па, На больших расстояни-
ях от места взрыва давление па фронте УВВ падает весьма
значительно. Здесь имеют место слабые ударные воздушные
волны. К ним относятся те волны, у которых давление на
фронте УВВ ДР < Ю4 Па,
На параметры и условия распространения слабых УВВ
влияют различные факторы, главнейшими из которых явля-
ются сложившиеся на момент взрыва метеоусловия (темпе-
ратурные градиенты по высоте, скорость и направление ветра
и др.), физико-механические свойства взрываемых пород и
материалов (крепость, трещиноватость, прострел и ваемость,
упругие свойства и т.д.), наличие преград на пути распрост-
ранения волны, положение зарядов относительно охраняе-
мых объектов, буровзрывные параметры и др. Поскольку раз-
личные факторы оказывают разное влияние на параметры
УВВ и трудно выявить степень влияния каждого из них, ос-
новным метолом установления количественных зависимос-
тей для УВВ являются прямые инструментальные измерения.
На основании обработки многочисленных эксперимен-
тальных данных получены, с обеспеченностью 84%, зави-
симости для расчета основных параметров слабых УВВ при
взрывах наружных (накладных) зарядов:
ДР = 4.7-1 О' KTKV
V-'
(4.57)
288
(4.58)
(4.59)
S, = l60tf, ;
r
Tr = 0,65(2 l/6r'/2IO
где AT — коэффициент, учитывающий влияние физико-ме-
ханических свойств взрываемых порол и материалов на ин-
тенсивность УВВ (его значения приведены в табл. 4.11); Kv —
коэффициент метеоусловий.
Таблица 4. / /
Классификация горных порол в зависимости
от фнзнко-мсхапнчсскнх свойств
1 рун- пы порол Наименование порол Котффи- НИСН1 крс 11ОС1И по шкале проф. М.М. Прото- пья конова Категория пород Котф фици ент К,
ПО СНиП по взрыва- емости
I Песчаники, сланцы, мел. доломит, извест- няк. выиетрелые сер- пентиниты и перидо- титы, мерзлые грунты До 8 До 6 III 0,5
II Крепкие известняки, гранодиориты, некрепкий гранит. ранито-гнейсы. серпентиниты, 8-12 6-8 П1 1,0
перидотит ы, талько- карбонатные поро- ды, стройматериалы (кирпич,бетон)
III Граниты, порфири- ты. кварциты, базальты, трахири- олиты, диориты, габбро плотные, серпе нтиз иро ванн ы й перидотит 12-20 9-11 IV V 1,6
289
Для предотвращения вредных эффектов УВВ необходи-
мо учитывать влияние метеоусловий. С этой нелыо в расчет-
ные формулы вводится коэффициент учитывающий воз-
можность появления неблагоприятных для производства
взрывных работ метеоусловий, когда Kv > I. Значения коэф-
фициента К зависят от сложившихся метеоусловий и рас-
стояния между местом взрыва и рассматриваемой точкой.
На малых расстояниях влияние метеоусловий сказывается
незначительно, так как уменьшается воздействие аномаль-
ных и фокусирующих профилей градиентов скорости звука,
приводящих к усилению УВВ.
В результате статистической обработки метеоланных для
летних месяцев (месяцы с положительной среднемесячной
температурой воздуха) получены следующие значения ко-
эффициента метеоусловий: Kt - 3 при расстоянии, равном
или больше 2000 м; Kv = 3(г/2000),/2 в диапазоне расстояний
от 200 м до 2000 м и = I при расстоянии меньше 200 м.
Зимой (месяцы с отрицательной среднемесячной темпера-
турой воздуха) значение коэффициента Kt следует увели-
чить в 1,7 раза, если расстояние между местом взрыва и
рассматриваемой точкой составляет более 200 м.
4.3.3. УВВ при взрывах скважинных зарядов
Для опенки давления в УВВ взрыва скважинного заряда
можно воспользоваться формулой (4.57). Для этого в данную
зависимость нужно ввести коэффициент Ке учитывающий
влияние забойки скважинного заряда на интенсивность УВВ
(при полном заполнении скважины зарядов ВВ до устья ко-
эффициент Kt = 1,0), а под Q понимать массу эквивалент-
ного заряда, т.е. массу наружного заряда, эквивалентную по
интенсивности излучения УВВ бесконечно/шинному цилин-
дрическому заряду, полностью (до устья) заполняющему
скважину.
Для данного диаметра скважины эквивалентную массу
одиночною скважинного заряда CJ можно выразить через
диаметр и линейную плотность заряда, т.е.:
Q' = Kpd , (4.60)
290
гдс d — диаметр скважины, м; р — линейная плотность
заряда, кг/м.
♦ Па основании инструментальных исследований установле-
но. что при ! /d<2G коэффициент К возрастает с увеличением
длины заряда, а при / /</>20 достигает значения К~ 12 и при
дальнейшем увеличении относительной длины заряда остается по-
стоянным. При малых длинах заряда (длина заряда / < I Id) массу
эквивалентного заряда с некоторым запасом можно принять рав-
ной фактической массе Q.
Таким образом, при взрыве цилиндрического заряда до-
статочной длины эффект УВВ зависит от диаметра заряда и
расстояния до свободной поверхности (длины забойки) и
не зависит от его длины. При инициировании скважинных
зарядов от магистральной сети ДШ, сама есть ДШ пред-
ставляет собой дополнительный наружный заряд. С учетом
энергетического сложения УВВ от отдельных скважинных
зарядов масса эквивалентного заряда группы скважинных
зарядов с забойкой определяется как
= \2pdKjn + Сши при /мр > 124 (4.61)
wljnd, (4.62)
где Q, — масса эквивалентного заряда, кг; р — линейная
плотность заряда, кг/м; d — диаметр заряда, м; АС, — коэф-
фициент забойки (его значения в зависимости от относи-
тельной длины забойки и материала забойки приведены в
табл. 4.12); т — число одновременно взрываемых скважин-
ных зарядов; 0лш — суммарная масса заряда ВВ в сети ДШ,
кг: ~ дли,,а заРя^а. м.
Таблица 4.12
Значения коэффициента забойки К,
Забойка Значение К, при отношении длины забойки к диаметру заряда /,/rf
0 5 10 15 20 25 и более
Грунтовая 1 0,15 0,02 0,003 0,002 0.001
воздушная 1 0,3 0,07 0.02 0,004 0.002
291
Подставляя значения Q , рассчитанные но формулам
(4.61) или (4.62), в формулы (4.57)—(4.59), можно получить
зависимости для расчета основных параметрон слабых УВВ
при взрывах скважинных зарядов.
4.3.4. УВВ при взрывах шпуровых зарядов
Взрывы шпуровых зарядов сравнительно широко исполь-
зуются при производстве различных видов специальных
взрывных работ.
В случае взрывов шнуровых зарядов для определения ве-
личины избыточного давления па фронте УВВ. как и в слу-
чае взрыва скважинных зарядов, можно пользоваться выра-
жением (4.57) при известной массе эквивалентного наруж-
ного заряда 0>П1. Па основании результатов прямой pciисгра-
ции давления в УВВ при взрывах шпуровых зарядов была
определена масса шнурового заряда, эквивалентная но ин-
тенсивности излучения УВВ взрыву наружного заряда:
^„ = 0.25^,. (4.63)
Масса эквивалентного заряда в случае взрыва шпуров с
забойкой и при их инициировании ДШ определяется выра-
жением
Q = 0,25(9 К л Q , (4.64)
где Kt — коэффициент забойки, значения которого приве-
дены в табл. 4.12.
Сопоставление данных, полученных при взрывах шпуров
в породах первой и второй групп, показывает, что, как и в
случае наружных зарядов (см. табл. 4.11), в более крепких породах
интенсивность УВВ будет выше при прочих равных условиях,
4.3.5. УВВ при взрывах зарядов выброса и сброса
Взрывы выброса и сброса осуществляют с использова-
нием сосредоточенных и удлиненных зарядов. Эквивалент-
ную массу сосредоточенного заряда выброса или сброса мож-
но определить по формуле
с,„ = * .2 • (4.65)
292
где Q — масса эквивалентного заряда, кг; Кт — коэффици-
ент заглубления; Q — масса сосредоточенного заряда, кг.
Коэффициент учитывает влияние глубины заложе-
ния заряда на интенсивность УВВ. Приведем его значения в
зависимости от приведенной глубины заложения сосрсдото-
( W
ценного заряда кю - f TV w 0 1 0.1 0 0,2 0 0.3 0 0,5 0 0,7 0 IV 0 6 4 25 1 04 ft > TV 1.0 0,015 1.2 0,01 1,5 0.009 1.7 О.ООХ 2.0 0.007
При расчете давления в УВВ в случае взрыва удлиненно-
го (линейно-протяженного) заряда в формуле (4.57) под Q
понимается масса сосредоточенного наружного заряда Q.t,
который в данной точке обусловливает то же давление в
УВВ, что и рассматриваемый удлиненный заряд. Масса эк-
вивалентного заряда зависит от его геометрии, а также от
координат точки, в которой рассматривается эффект УВВ.
Массу эквивалентного заряда в точках, в которых давление
на фронте УВВ принимает экстремальные значения (рис. 4.7),
можно определить но следующим формулам:
(4.66)
(4.67)
293
(4.68)
где / — длина линейно-протяженного заряда, м; у — линей-
ная плотность заряда, кг/м; г — расстояние от заряда до
рассматриваемой точки, м.
Если длина линейно-протяженного заряда существенно
превышает расстояние до рассматриваемой точки, т.е. I >> г,
то из выражений (4.66), (4.67) и (4.68) вытекает, что
С>2уг;
(4.69)
(4.70)
С,с=0,5уг .
(4.71)
Практически условия (4.69)—(4.71)
выполняются при длине заряда / =
= (2...5)г. Анализ показывает, что
учет влияния протяженности заря-
да по формулам (4.66), (4.67) и (4.68)
следует выполнять до расстояний
менее десяти длин заряда. На боль-
» В ших расстояниях заряд можно рас-
сматривать как сосредоточенный.
Влияние глубины заложения
удлиненного заряда на интенсив-
ность УВВ, аналогично взрыву со-
средоточенного заряда, учитываст-
°4 ся коэффициентом заглубления К^.
При определении значений коэф-
Рис. 4.7. Схема к расчету
эквивалентной массы удлиненного
заряда
294
фициспта заглубления К1п под С следует понимать массу эк-
вивалентного заряда Qt, рассчитанную по формуле (4.69), а
под г— величину ЛИС W-.
с
Ka=f w =
(4.72)
4.3.6. УВВ при подводных взрывах
Ударная воздушная волна при подводных взрывах обра-
зуется как вследствие преломления гидроударной волны на
границе «вода — воздух», так и в результате подъема водя-
ного купола со сверхзвуковой скоростью. Поршневое дей-
ствие движущегося вверх со сверхзвуковой скоростью водя-
ного купола обусловливает излучение другого типа ударной
волны. Преломленная волна будет характеризоваться нич-
тожной амплитудой. Уже на небольших расстояниях от эпи-
центра взрыва (около 20...30 /?0, где /?() — радиус сферичес-
кого заряда) преломленные волны по амплитуде давления
приближаются к акустическим. При взрывах в мелких водо-
емах поршневое действие движущегося водяного купола яв-
ляется определяющим источником излучения ударных волн.
Помимо указанных двух источников УВВ будет излучаться
также при прорыве продуктов детонации через слой воды.
Аналогичные источники излучения УВВ имеют место и
при взрывах в грунтах, причем наиболее существенным яв-
ляется прорыв продуктов детонации. Это обстоятельство ис-
пользовано при расчете безопасных параметров ударных воз-
душных волн при подводных взрывах накладных зарядов.
Как и в случае наземных взрывов, выражение для расче-
та давления в УВВ на больших расстояниях при подводных
взрывах может быть представлено в формуле (4.57), где под
Q следует понимать массу накладного подводного заряда,
кг- а под К — коэффициент, учитывающий влияние слоя
воды над зарядом на уровень снижения интенсивности дав-
ления в ударной волне.
При расчете давления в УВВ взрывов подводных зарядов
” формуле (4.57) принят повышенный показатель затухания
295
с расстоянием (ДР ~ г15), поскольку заведомо предполага-
ется. что ударные волны, инициируемые движущимся стол-
бом воды и характеризуемые малым коэффициентом затуха-
ния с расстоянием (ДР~г °'7'’), не будут иметь существен-
ного значения на больших расстояниях от взрыва. На боль-
ших расстояниях УВВ определяются прорвавшимися через
толщу воды продуктами детонации. Как и в случае наземных
взрывов, подводные взрывы вызывают ударные волны в воз-
духе, которые затухают с расстоянием с показателем зату-
хания, приближающимся к 1,5.
Коэффициент К, при взрывах накладных подводных за-
рядов можно определить но формуле
К, =310 2
н
(4.73)
где И — мощность слоя воды над зарядом, м.
Эта формула может быть использована в диапазоне глу-
бин 0,1 < 11 <2. При взрывах подводных скважинных или
шпуровых зарядов, а также накладных зарядов с забойкой
под Q следует понимать массу эквивалентного заряда Qv
определяемую по формулам (4.61)—(4.64).
4.3.7. Методы снижения интенсивности УВВ
Для уменьшения интенсивности УВВ при взрывах наруж-
ных зарядов возможно использование засыпки — материала,
имеющегося на месте производства работ. Применение за-
сыпки уменьшает долю энергии ВВ, идущую на образова-
ние ударной воздушной волны. Это происходит за счет уве-
личения времени действия ПВ на массив и, как следствие,
снижения их первоначального давления, а также за счет рас-
хода энергии ВВ на метание засыпки.
Влияние засыпки наружного заряда на величину избы-
точного давления учитывается коэффициентом Kiti. кото-
рый равен отношению давления на фронте УВВ при взрыве
наружного заряда с засыпкой к давлению при взрыве анало-
гичного заряда без засыпки.
296
♦ Экспериментально установлено, что при высоте слоя за-
сыпки h, равном высоте заряда h0, интенсивность УВВ снижается
на 30 %, чему соответствует коэффициент Kvi = 0,7. Чтобы при
данном слое засыпки получить такое же давление, как и при взрыве
заряда без засыпки, необходимо, согласно (4.57), увеличить массу
заряда в два раза. При высоте слоя засыпки, равном ht - 2he
нужно увеличить массу заряда в три раза.
В случае взрыва скважинных и шпуровых зарядов при
оптимальной длине забойки (при се длине более 15 диамет-
ров выработки) единственным существенным источником
УВВ является взрыв магистрали ДШ. При взрыве большого
количества зарядов масса ВВ в сети ДШ может достигать
нескольких сотен граммов.
Самое эффективное средство снижения уровня воздей-
ствия УВВ при взрывах детонирующего шнура — присыпка
его слоем песка. Слой песка толщиной 5...8 см обеспечивает
снижение давления в УВВ до трех раз. При слое песка нс
менее 10 см массу навески ВВ в магистрали ДШ при опреде-
лении массы эквивалентного заряда по формулам (4.61),
(4.62) и (4.64) можно нс учитывать.
При короткозамедленном взрывании образуется несколь-
ко следующих друг за другом импульсов УВВ. Характер взаи-
модействия воздушных волн определяется интервалом за-
медления и расстоянием между группами. При достаточном
интервале замедления число волн соответствует числу групп
зарядов. Давление на фронте УВВ можно определить по фор-
муле (4.57) для каждой группы КЗВ. Если интервалы замед-
ления между группами малы, а расстояние от каждой груп-
пы зарядов до точки наблюдения меняется незначительно,
то образуется одна волна, а взрыв можно рассматривать как
мгновенный, у которого масса заряда равна суммарной мас-
се зарядов всех групп.
♦ В случае короткозамедленного взрывания прямолинейной
серии зарядов (например, при взрывании вытянутого блока по
поперечной или диагональной схемам КЗВ), возможно усиление
УВВ в направлении распространения детонации по блоку за счет
догона или синхронного сложения УВВ оз отдельных ipynn заря-
дов. Степень увеличения интенсивности УВВ зависит от числа групп
297
зарядов и расстояний между зарядами и между пунктом регистра-
ции и ближайшим зарядом.
Для избежания явления наложения и направленного
действия УВВ при КЗВ интервал замедления между группами
прямолинейно расположенных зарядов должен выбираться
исходя из следующих условий:
• при инициировании со стороны охраняемого объекта
Г, = - 0,003/; (4.74)
• при инициировании со стороны, противоположной
охраняемому объекту
/, = !, + 0,003/, (4.75)
где tt — интервал замедления, с; т4 — продолжительность
положительной фазы УВВ в районе охраняемого объекта, с;
/ — расстояние между зарядами, м.
К снижению интенсивности УВВ приводит использова-
ние защитных укрытий мест взрыва. Применение укрытий
типа домиков, сплошных щитовых газонепроницаемых ме-
таллических или деревянных укрытий и других, обеспечи-
вающих безопасность по разлету кусков взорванной породы,
позволяет снизить давление в УВВ в два-три раза. При ис-
пользовании в качестве укрытия передвижного локализато-
ра санного тина давление в УВВ снижается в полтора-два
раза. Параметры защитных укрытий рассчитывают в соот-
ветствии с методикой, изложенной в разделе 4.4. Длина за-
бойки при этом должна составлять нс менее 10 диаметров
заряда.
Использование газопроницаемых укрытий (металличес-
кой сетки типа Рабица, решеток и др.) нс приводит к суще-
ственному снижению интенсивности УВВ.
При обрушении сооружений в случае необходимости су-
щественного снижения интенсивности УВВ между деревян-
ными щитами укрытий и обрушаемым сооружением устраи-
вается засыпка из инертного материала. В случае взрывов на-
ружных зарядов достаточен слой песка толщиной 0,5 м. При
укрытии магистрами ДШ хороший результат (практически
полную локализацию УВВ) обеспечивает слой мокрых опи-
лок толщиной 0,5 м или слой песка толщиной 0,3 м.
298
4.3.8. Действие УВВ на людей, сооружения
и конструкции
Действие сильных УВВ (к ним, как уже указывалось,
относятся волны, избыточное давление па фронте которых
превышает I04 Па) может вызвать возникновение баротравм
у людей, включая смертельные, и привести к повреждению
в различной степени окружающих место взрыва зданий и
сооружений.
Согласно имеющимся данным, безопасное давление в УВВ
для человека равно 10 кПа. При давлении 13 кПа вероятность
поражения людей (получение баротравм) составляет 5 %. Ве-
роятность поражения людей достигает 50 % при давлении на
фронте УВВ, равном 65 кПа, и 100 % — при давлении 400 кПа.
Действие УВВ на сооружения зависит не только от ин-
тенсивности волны, но и от вида прикладываемой нагруз-
ки, величины допустимых напряжений, возникающих в кон-
струкции при приложении нагрузки, размеров самой конст-
рукции и др. В табл. 4.13 приведены разрушающие нагрузки
для некоторых конструкций и их элементов, в табл. 4.14 —
данные о возможном характере повреждений охраняемых
объектов от воздействия УВВ.
Расчет давления на фронте УВВ и другие параметры УВВ
при воздействии сильных УВВ следует выполнять по форму-
лам (4.54)—(4.56).
Наиболее слабым конструктивным элементом сооруже-
ний является застекление. При обеспечении сохранности за-
стекления, как правило, гарантируется сохранность и всех
других конструкций зданий и сооружений, если речь идет о
действии ударной воздушной волны взрыва.
Повреждение застекления происходит уже под воздей-
ствием слабых УВВ. Расчет основных параметров слабых УВВ
производят по формулам (4.57)—(4.59). Согласно существую-
щим в настоящее время представлениям, повреждение зас-
текления сооружений под воздействием УВВ происходит при
достижении на се фронте критического уровня давления или
Удельного импульса в фазе сжатия.
При определении критерия опасности определяющий
параметр ударной волны и характер нагрузки зависят от
299
Таблица 4.13
Величины разрушающих нагрузок
для некоторых типов конструкций и их элементов
Конструкции Разрушающее избыточное давление УПН. Па Характер разрушения
Железобетонная 300 000 Сильная деформация с обра-
стенка лопанием больших трещин
Кирпичная стенка 45 000 То же
Обшивка из деревян- ных панелей в домах 14 000 Срыв панелей
Электросети 40 000 Обрыв
Остекление промыт- 1 500 Повреждение застекления
лепных и жилых зла- 3 500 Выбивание стекол, разруше-
НИЙ ние рам
Остекление из арми- 5 000 Полное разрушение
рованного стекла 2 000 Повреждение стекол
Жилые здания 20 000 Срыв крыш, дверей, рам
соотношения времени действия положительной фазы УВВ
т+ и собственного периода колебаний конструкции Ти. При
т^<0,25'Г реакция на нагрузку пропорциональна удельному
импульсу фазы сжатия В этом случае критерием опаснос-
ти является удельный импульс. При т+> ЮГ механическое
действие ударной воздушной волны определяется величи-
ной максимального избыточного давления АР на фронте
УВВ, а повреждение застекления происходит при превыше-
нии критического значения избыточного давления.
Период собственных колебаний стекла, обычно применя-
емого при застеклении зданий предприятий, диспетчерских
пунктов цехов, жилых зданий и других построек составляет
Го = 20+40 мс. Следовательно, для застекления импульсный
характер нагрузки будет наблюдаться при < 10 мс, а ста-
тическое действие — при т+ >200 мс.
Взрывные работ на строительстве и реконструкции
предприятий ведутся, как правило, вблизи охраняемых
объектов. Время действия положительной фазы УВВ мало и
300
Таблица 4.14
Характер повреждения объектов от воздействия УВВ
с различным избыточным давлением
Избыточное давление УВВ, Па Характер повреждения объектов
1500 2000 Частичное разрушение застекления
3500-7000 Полное разрушение застекления, повреждение штукатурки, оконных рам
12 000 Разрушение рам, дверей, перегородок, среднее повреждение домов с деревянным каркасом
14 000 Легкие повреждения фабричных труб, радио и телемачт, кирпичных зданий
17 000 Средние повреждения кирпичных промышленных зданий, сильные повреждения домов с деревянным каркасом
22 000 Легкие повреждения автотранспорта, разрушение шлакоблочных стен
28 000 Средние повреждения кирпичных домов, разрушение домов с деревянным каркасом, повреждение линий связи и элскпросети
38 000 Средние повреждения зданий и сооружений с железобетонным каркасом, воздушных линий связи, сильные повреждения кирпичных домов
53 000 Сильные повреждения зданий и сооружений с железобетонным каркасом, разрушение кирпичных стен толщиной в 1,5 кирпича
70 000 Средние повреждения зданий с массивными стенами и автотранспорта. Сильные повреждения заполненных резервуаров жидкого топлива, разрушение воздушных линий связи
100 000 Разрушение всех зданий. Повреждение металлических конструкций мостов
200 000 Сильные повреждения металлических мостов
300 000 Сильные повреждения подземных линий водопровода и газопровода, шоссейных дорог с асфальтовым и бетонным покрытием
составляет обычно несколько миллисекунд. Следовательно,
повреждение застекления охраняемых объектов в близкой
зоне происходит при превышении критического значения
удельного импульса фазы сжатия в УВВ.
При взрывании вне помещений, а также при обруше-
нии сооружений в зону действия УВВ взрыва могут попасть
объекты, расположенные на расстоянии нескольких сотен
метров. Здесь (на расстоянии от места взрыва 200 м и более)
критерием опасности для застекления принято избыточное
давление на фронте УВВ.
Экспериментально установлено, что в ближней зоне
взрыва повреждение застекления происходит при воздей-
ствии удельного импульса фазы сжатия УВВ свыше 4,5 Па с.
В качестве предельно допустимого принимается значение
удельного импульса = 2,5 Па с. В средней (расстояние бо-
лее 200 м) и дальней зонах взрыва повреждение застекления
происходит при избыточном давлении на фронте УВВ, рав-
ном 1000...2000 Па. В качестве предельно допустимого для
застекления из обычных стекол принято значение избыточ-
ного давления АР = 500 Па.
Предельно допустимые значения избыточного давления
и удельного импульса устанавливаются исходя из принятой
степени безопасности.
♦ В «Единых правилах безопасности при взрывных работах»
при расчете расстояний, безопасных по действию ударной воздуш-
ной волны взрыва, предусмотрено шесть степеней безопасности в
зависимости от вила возможных повреждений. Применительно к
действию УВВ на застекление при производстве работ на строи-
тельстве и реконструкции речь может идти о первых трех степенях
безопасности, причем вторая (случайные повреждения застекле-
ния) и третья (полное разрушение застекления; частичное повреж-
дение рам, дверей, нарушение штукатурки и внутренних легких
перегородок) степени безопасности, когда возможно повреждение
застекления, допустимы лишь в отдельных исключительных слу-
чаях. При регулярных взрывных работах допускается лишь первая
степень безопасности — отсутствие повреждений. Каждой степени
безопасности соответствуют определенные предельно допустимые
величины нагрузок на застекление, при превышении которых воз-
можно повреждение застекления, соответствующее более низкой
степени безопасности.
302
Таблица 4.15
Предельно допустимые значения избыточного давления
и удельного импульса для застекления
Степени безопас- ности Возможные повреждения застекления Избыточное давление ДР. На Удельный импульс фазы сжатия S., Па-с
1 Отсутствие повреждений 500 2,5
2 Случайные повреждения 1500 4.5
3 Полное разрушение 5000 20,0
Предельно допустимые значения избыточного давления
и удельного импульса фазы сжатия в зависимости от степе-
ни безопасности и виды повреждения застекления приведе-
ны в табл. 4.15.
4.3.9. Расчет радиуса опасной зоны по действию
УВВ на застекление
При проведении промышленных взрывов требования бе-
зопасности. как правило, таковы, что должна обеспечи-
ваться полная сохранность застекления окружающих зданий
и сооружений.
♦ Как уже указывалось нами, в средней и дальней зонах взрыва
критерием опасности для застекления является избыточное дг<вле-
ние на фронте УВВ, а в ближней зоне взрыва (на расстоянии 200
м и ближе) — удельный импульс фазы сжатия. При принятых для
первой степени безопасности предельно допустимых значениях
избыточного давления ДР = 500 Па и удельного импульса 5 =
= 2,5 Па с следует, что критерий избыточного давления применим
в средней и дальней зонах (расстояния 200 м и более от места
взрыва) при расчете радиуса опасной зоны взрыва зарядов массой
Q,> 2,0 кг. Критерий удельного импульса можно использовать при
расчете радиуса опасной зоны в близкой зоне (расстояние менее
200 м от места взрыва) взрыва малых масс зарядов (Q<2,0 кг).
Формулы для расчета радиуса опасной зоны должны учи-
тывать зависимость коэффициента метеоусловий от сезона
проведения взрывных работ и расстояния. Тогда из формул
(4.57) и (4.58) при APoii = 500 Па и 5Члоп = 2,5 Па с для летне-
го сезона получим следующие выражения для определения
303
радиуса опасной зоны по действию УВВ на застекление (пер-
вая степень безопасности — отсутствие повреждений):
г = 200/Г/3 Сэ|/3 при £ > I 000 кг ; (4.76)
г = f>5KmQ^ при (2<0Э<1ООО) кг; (4.77)
г = 63KmQ^ при Qt <2 кг. (4.78)
Зимой безопасные расстояния, рассчитанные по фор-
мулам (4.76)—(4.78), должны быть увеличены в 1.5 раза, если
> 2,0 кг.
В зависимости от метода производства взрывных работ
масса эквивалентного заряда рассчитывается по следую-
щим формулам:
• при взрывах наружных зарядов
Q, = QKH , (4.79)
где Q — фактическая масса наружного заряда, кг; Кц — ко-
эффициент засыпки наружного заряда, кг.
Значение Кп зависит от отношения высоты слоя засып-
ки h} к высоте заряда Ло (при использовании в качестве за-
сыпки песка):
Л, Д1о к» Л, /й„ К„
0 1.0 2.5 0.2
0.5 0,75 3.0 0.1
1.0 0.5 3.5 0.07
1.5 0.4 4.0 0.03
2.0 0,3 5.0 0.02
• при взрывах шпуровых зарядов
Q, = 0.25QmK,+ 0ЛШ, (4.80)
где — фактическая масса шпурового заряда, кг; т —
число одновременно взрываемых зарядов; — масса ВВ в
сети ДШ, кг; — коэффициент забойки, зависит от отно-
шения длины забойки /1 к диаметру заряда J; принимают
по табл. 4.12;
304
• при взрывах скважинных зарядов
Q, = \1pdKm 0JU, при /jp> I2J; (4.81)
Q, = Q^m + С,П1| при /ир < \ 2d, (4.82)
где С, — фактическая масса скважинного заряда, кг; р —
линейная плотность заряда, кг/м; d - диаметр заряда, м;
К — коэффициент забойки (его значения приведены в табл.
4.12); т — число одновременно взрываемых скважинных заря-
дов; Сдш — суммарная масса заряда ВВ в сети ДШ, кг; / —
длина заряда, м.
• при взрывах зарядов выброса и сброса
Q, = KmQ , (4.83)
где Q — масса сосредоточенного заряда, кг; Кш — коэффи-
циент заглубления (его значения в зависимости от приве-
денной глубины заложения сосредоточенного заряда приве-
дены на стр. 293).
• при взрывах подводных зарядов
Q = Q К т О...... (4.84)
где 0|>в — масса эквивалентного заряда подводного взрыва,
кг; при взрывании подводного наружного заряда, размещен-
ного на дне водоема, ее величина равна его фактической
массе [при взрывании подводного наружного заряда с за-
сыпкой — определяется по формуле (4.79); при взрывании
подводных шнуровых зарядов — по формуле (4.80); при взры-
вании подводных скважинных зарядов — по формулам (4.81)
и (4.82)]; Кш — коэффициент, учитывающий влияние слоя
воды над зарядом; находится по формуле
Н — высота слоя воды над зарядом, м; QJUI — суммарная
масса заряда ВВ в сети ДШ, размешенной на дневной повер-
хности, кг.
При короткозамедленном взрывании под Q, следует пони-
мать массу эквивалентного заряда одной группы. Учитывая,
305
что взрывные работы в строительстве и при реконструкции
производят главным образом в близкой зоне, где продол-
жительность положительной фазы УВВ не превышает 10—
15 мс, можно считать, что при замедлении 25 мс и более УВВ
от отдельных групп зарядов полностью разделяются. В этом
случае взрыв одной группы зарядов по действию УВВ можно
рассматривать как мгновенный и расчет радиуса опасной
зоны вести по формуле (4,78). При интервале замедления
между группами 10... 15 мс радиус опасной зоны должен быть
увеличен в 1,3 раза по сравнению с рассчитанным по фор-
муле (4.8).
В средней и дальней зонах взрыва при Q3 > 2 кг, когда
расчет радиуса опасной зоны ведется по формулам (4.76) и
(4.77), при интервале замедления между группами 10... 15 мс
радиус опасной зоны должен быть увеличен в 1,5 раза, а
при интервале замедления 20...25 мс — в 1,3 раза. При интер-
вале замедления 50 мс радиус опасной зоны можно не уве-
личивать.
Размеры зоны, безопасной по действию УВВ на челове-
ка, устанавливаются в соответствии с требованиями «Еди-
ных правил безопасности при взрывных работах»:
^,п= |5С'/5- (4.86)
Массу эквивалентного заряда Qj в этом случае опреде-
ляют в соответствии с указаниями данного раздела.
4.3.10. Взрывной шум
Одним из отрицательных факторов, сопутствующих взры-
вам, является шум, оказывающий неблагоприятное раздра-
жающее действие на человека и животных (в том числе и
птиц). Взрывной шум — следствие распространения в возду-
хе постепенно затухающей ударной воздушной волны взры-
ва. Здесь речь идет об УВВ достаточно малой интенсивности,
при которой, как правило, не могут появляться поврежде-
ния сооружений (например, застекления зданий). Однако
воздействия взрывного шума следует учитывать при произ-
водстве взрывных работ в населенных пунктах, рядом с за-
поведниками, птицефермами и другими объектами.
306
Шум вообще как один из видов звука характеризуется
давлением, развиваемым в этом волнообразном процессе.
Обычно при количественной оценке определяется уровень
звукового давления в нем:
L = 20 Ig(P/Pn) , (4,87)
где L — уровень звукового давления, дБ; Р — среднеквадра-
тичное за конечное (довольно большое) время звуковое дав-
ление, Па; Рп = 2'10 5 — звуковое давление, принятое меж-
дународными стандартами в качестве порогового, Па,
♦ Ударная воздушная волна качественно отличается от стаци-
онарного шума, особенно по временным характеристикам. По ос-
новным параметрам (пиковое давление ДР, время действия поло-
жительной фазы т*, общая продолжительность УВВ /) ударную
воздушную волну взрыва можно отнести к импульсным шумам. К
таким шумам относится и звуковой удар от пролета сверхзвуково-
го самолез~а СЗС. Звуковой удар — это как бы аналог взрывного
шума, хотя, конечно, имеется ряд отличий как по физическим
параметрам ударных волн, так и по характеру их воздействия. Для
случаев, аналогичных взрывному шуму (звуковой удар от пролета
СЗС, УВВ), в качестве критерия опасности выбирается не средне-
квадратичный уровень звукового давленая, а пиковое избыточное
давление на фронте волны.
Уровень взрывного шума при треугольной эпюре давле-
ния УВВ можно найти по формуле
L = 89 + 20 Ig(AP) , (4,88)
♦ Современные СЗС в крейсерском режиме полета возбужда-
ют звуковой удар с пиковым значением избыточного давления не
выше 100 Па. Проведенными исследованиями действия таких зву-
ковых ударов на человека и животных установлено, что указан-
ный уровень шума не оказывает заметного влияния на поведение
животных и является допустимым по раздражающему действию на
человека.
Согласно ГОСТ 2355—79 «Самолеты гражданской авиации»,
применительно к звуковому удару от СЗС нормируемым парамет-
ром является «номинальная максимальная величина избыточного
давления на местности». Для крейсерского режима полета она не
должна превышать 90 Па, а на участке подъема самолета с разго-
ном — [ Ю Па. Критическое его значение при звуковом ударе при-
нимается равным 100 Па.
307
В силу ряда причин (большая продолжительность поло-
жительной фазы т,, широкая полоса территории и большое
количество объектов, на которые воздействует звуковой улар
и др,) раздражающий эффект звуковых ударов от СЗС ока-
зывается больше, чем от взрывного шума при равных мак-
симальных избыточных давлениях. Поэтому в случае взрыв-
ного шума, вызванного УВВ, критическое избыточное дав-
ление может превышать 100 Па,
В практике взрывных работ довольно обычными и не
встречающими особых жалоб со стороны населения являют-
ся УВВ с АР = 200 Па, Это значение принято в качестве
предельно допустимого пикового избыточного давления при
отсутствии в данном районе медицинских и детских учреж-
дений, Если же такие учреждения имеются, то критическое
давление должно быть снижено в два раза и принято рав-
ным 100 Па,
Для расчета радиуса зоны действия шума можно ис-
пользовать формулу (4.57), Подставив в (4,57) значение допу-
стимого давления АР = 200 Па и коэффициент Kv (см. раз-
дел 4.3.2), получим выражения для определения радиуса
зоны действия взрывного шума для случая взрывания пород
II группы (см, табл, 4,11):
гн| = 200С./1 при Q, > 125 кг; (4,89)
rui = 100С./2 при (II < (9 < 125) кг; (4,90)
гш = 15О£Г/3 при Qs < II кг, (4,91)
Для пород III группы расчетный радиус зоны действия
шума следует увеличить в 1,5 раза по сравнению с формула-
ми (4.89)—(4.91).
При наличии около места проведения взрывов детских
и медицинских учреждений, а также животных, находящих-
ся в заповедных местах и на фермах, радиус зоны шума
увеличивается в 1,5 раза. Кроме того, зимой для животных,
находящихся в тех же условиях, радиус увеличивается еще в
1,5 раза.
308
4 4 РАЗЛЕТ КУСКОВ ПРИ ВЗРЫВАХ
И МЕТОДЫ ЕГО ЛОКАЛИЗАЦИИ
4.4.1. Факторы, определяющие дальность разлета
кусков раздробленного материала при взрывах
При взрывном дроблении фундаментов, перебивании
конструкций, обрушении сооружений, проходке траншей
под коммуникации необходимо принимать специальные
меры к недопущению повреждения различных объектов,
находящихся вблизи места взрыва, разлетающимися куска-
ми бетона, кирпича или скального грунта.
Дальность разлета кусков раздробленного материала при
взрыве определяется многими факторами. К наиболее важ-
ным из них относятся; параметры расположения зарядов во
взрываемом массиве (ЛНС, длина забойки, диаметр скважины
или шпура и др.) и их масса, физико-механические свойства
взрываемого материала (крепость, трещиноватость и др.), ре-
льеф местности и ряд других факторов. Уменьшение дально-
сти разлета кусков можно обеспечить соответствующим из-
менением технологических параметров БВР (например, пу-
тем увеличения длины забойки за счет увеличения перебура
при сохранении массы взрываемого заряда).
Однако при производстве взрывных работ в стесненных
условиях изменение параметров зарядов не всегда возможно
и допустимо. Например, при дроблении фундаментов длина
шпура регламентируется мощностью взрываемого слоя, а
уменьшение массы заряда может привести к недостаточно-
му дроблению массива и необходимости повторного взрыва-
ния.
Дальность разлета кусков определяется скоростью выле-
та кусков, их размером и углом вылета. Максимальную ско-
рость вылета кусков можно установить по формуле
Vm„=40^, (4.92)
Qc
где дс=—у — удельный расход ВВ в приустьевой ворон-
Wc.
ке, кг/м1; Qc — масса заряда, образующая приустьевую
309
воронку, кг; И/. — линия наименьшего сопротивления этого
заряда, м,
♦ Очевидно, что максимальной скоростью обладают куски,
вылетающие вертикально. Куски, вылетающие пол другим углом,
имеют скорость
И = 40У^Г cos'5 <р , (4,93)
где <р -- угол между вертикалью и направлением разлета кусков,
градусы.
Угол вылета куска, при котором достигается максималь-
ная дальность разлета, составляет ф = 26° (т.с. угол от гори-
зонтали а = 90° - ф = 54°). Тогда максимальная дальность
разлета кусков породы, м,
/?пич = 160^ со.ч’ф sin2a. (4.94)
В стесненных условиях наиболее эффективной мерой,
используемой для исключения или максимального сниже-
ния разлета кусков, считается использование укрытий. С по-
мощью киносъемки большого числа взрывов удалось зафик-
сировать начальные скорости полета кусков раздробленного
материала, вылетевших из-под укрытия. По многочислен-
ным данным значение начальной скорости вылета отдель-
ных кусков не превышало 25 м/с (без укрытий достигает
50... 100 м/с). Поскольку начальные скорости вылета кусков
относительно небольшие, то при вычислении дальности
разлета с использованием укрытий можно использовать сле-
дующую формулу;
V; sin 20^ ! L ! 2hq
2q у Vjsin'a
(4.95)
где г — радиус разлета кусков, м; — начальная скорость
вылета кусков, м/с; а — угол между начальным направлени-
ем полета и горизонтальной плоскостью, градусы; h — высо-
та над уровнем земли места вылета куска из-под укрытия, м.
♦ Для снижения дальности разлета кусков используют защит-
ные укрытия мест взрыва. Защитные укрытия применяются при
производстве взрывных работ в стесненных условиях в случае на-
310
хождения в пределах опасной золы ио разлету кусков и действию
УВВ различных зданий и сооружений, линий электропередач и
связи, инженерных коммуникаций и других охраняемых объектов.
Роль укрытий заключается в том, что помешенные над
поверхностью (или частью се) взрываемого объекта они пе-
рехватывают разлетающиеся при взрыве куски, снижая ра-
диус (дальность) их разлета и, следовательно, уменьшая
опасность как для людей, так и для сооружений. Однако
даже в случае применения укрытий мест взрыва возможен
разлет кусков до 20 м. Поэтому в особо стесненных условиях
защите и укрытию подлежат также сами охраняемые объек-
ты или их наиболее ответственные участки,
4.4.2. Радиус опасной зоны но разлету кусков
при взрывах зарядов выброса и сброса
В соответствии с «Едиными правилами безопасности при
взрывных работах», величина радиуса опасной зоны по раз-
лету отдельных кусков породы для людей и механизмов (со-
оружений) при взрывании одиночного заряда определяется
по табл. 4.16 (табл, 6 Приложения I ЕПБВР) в зависимости
от показателя действия взрыва заряда п и величины ЛНС W.
При производстве взрывов па косогорах, а также в усло-
виях превышения верхней отметки взрываемого участка над
участками границы опасной зоны более чем па 30 м разме-
ры опасной зоны по разлету кусков в направлении вниз по
склону должны быть увеличены. В этом случае, как и при
взрывании скважинных зарядов, радиус опасной зоны оп-
ределяется по формуле
R = R К , (4.93)
где ^рах, — опасное расстояние по разлету отдельных кусков
породы в сторону уклона косогора или местности, располо-
женной ниже 30 м, считая от верхней отметки взрываемого
участка, м; /? — опасное расстояние по разлету отдельных
кусков, определенное по табл, 4,16, м; К? — коэффициент,
учитывающий особенности рельефа местности.
Методика расчета коэффициента К приведена в разде-
ле 4.4,3. г
311
Таблица 4.16
Расстояния, безопасные по разлету отдельных кусков породы
при взрывах на выброс и сброс
Линии наименьшего сопротивления IV. м Радиус опасной зоны, м, для людей при значении показателя действия взрыва л
1.0 1.5 2.0 2.5...3.0
1.5 200 300 350 400
О 200 400 500 600
4 300 500 700 800
6 300 600 800 1000
8 400 600 800 1000
10 500 700 900 1000
12 500 700 900 1200
15 600 800 1000 1200
20 700 800 1200 1500
25 800 1000 1500 1800
30 800 1000 1700 2000
Аналогично следует поступать и при определении ради-
уса опасной зоны при одновременном взрывании серии (груп-
пы) зарядов, расстояния между которыми соответствуют
формуле (3.97), а также серии зарядов с различными вели-
чинами ЛНС, но с одинаковыми показателями п. При этом
исходной для определения радиуса опасной зоны является
наибольшая по величине ЛИС для данной серии зарядов.
При одновременном взрывании серии зарядов с различ-
ными по величине ЛНС и показателями п величина радиуса
опасной зоны определяется расчетом. Для этого выбирается
заряд с максимальной ЛНС и соответствующим ей макси-
мальным значением п. По этим параметрам по табл. 4,16 оп-
ределяется величина радиуса опасной зоны по разлету для
людей. Затем по той же таблице находят радиусы опасных
зон при запроектированном максимальном значении п и со-
ответствующей ему максимальной ЛНС (если максимальное
значение п принято для расчета нескольких зарядов с раз-
личными ЛНС).
312
Наибольшие значения радиусов, полученные в резуль-
тате таких предварительных расчетов, принимаются как окон-
чательные.
♦ Если взрывание на выброс предстоит провести на трассе
значительной протяженности (от 0,5 км и больше), причем в раз-
личных местах трассы будут запроектированы заряды с резко раз-
личными значениями ЛНС W и п. то целесообразно всю трассу
разбить условно на несколько участков с более или менее одина-
ковыми величинами ЛНС. Для каждого такого участка следует
определить свой радиус опасной зоны по разлету кусков породы.
Если проектом взрыва на выброс (сброс) в силу тех или
иных причин производственного или экономического по-
рядка предусмотрено и соответствующими органами утвер-
ждено производство взрыва с укороченной забойкой, то ве-
личины радиусов опасных зон по разлету кусков, рассчи-
танные по табл. 4.16, должны быть увеличены на 20 %.
4.4.3. Радиус опасной зоны по разлету кусков
при взрывании скважинных зарядов
Расстояние, опасное для людей по разлету отдельных
кусков породы при взрывании скважинных зарядов, рассчи-
танных на разрыхляющее (дробящее) действие, определяют
в соответствии с указаниями «Елиных правил безопасности
при взрывных работах».
Радиус опасной зоны но разлету кусков (минимально
безопасное расстояние) при взрыве скважинных зарядов рас-
считывают по формуле
/?/, = 1250г| / fd , (4.94)
\°(1+Лх.б)
где т|з — коэффициент заполнения выработки (скважины,
шпура) взрывчатым веществом (равен отношению длины за-
ряда в выработке к длине выработки т|) = L^/L, — длина
заряда в выработке, м; L — длина выработки, м);/— коэф-
фициент крепости пород по шкале М.М. Протодьяконова; d
— диаметр взрываемой выработки, м; а — расстояние между
313
выработками; т|м6 — коэффициент заполнения выработки
забойкой.
Коэффициент заполнения т|ий равен отношению длины
грунтовой части забойки к длине верхней свободной от заряда
части выработки, т.с.;
т| = /. , (4.95)
haft ши' U ' ' '
где Liiift — длина грунтовой части забойки, м; /,„ — длина
свободной от заряда верхней части шпура (скважина), м.
При полном заполнении грунтовой забойкой свободной
от заряда верхней части скважины (шпура) = 1; при
взрывании без забойки (воздушная забойка) т|здй = 0.
Коэффициент крепости грунтов по шкале М.М. Прото-
дьякопова (при отсутствии указанных данных) может быть
вычислен по формуле
/= осж/100 , (4.96)
где осж — предел прочности пород на одноосное сжатие
при стандартном испытании образцов правильной формы,
кгс/см2 (I кгс/см2 = 98 066,5 Па).
При ведении взрывных работ по рыхлению горных по-
рол, классификация которых осуществляется по строитель-
ным нормам (СНиП), коэффициент крепости f находят по
формуле
/=(/72,5)2, (4.97)
где F — номер группы грунтов по классификации СНиП.
При взрывании серии скважинных зарядов одинакового
диаметра с переменными параметрами а, т], и расчет
безопасного расстояния по формуле (4.94) должен произво-
диться для наихудших условий: минимальные значения рас-
стояния между зарядами а и коэффициента заполнения вы-
работки забойкой т|и1, и наибольшее значение коэффициен-
та заполнения выработки зарядом ВВ т|1 из всех имеющихся в
данной серии.
Если взрываемый участок массива представлен порода-
ми с различной крепостью, то при определении радиуса
опасной зоны по разлету кусков принимают максимальное
значение коэффициента крепости грунтов/ При взрывании
314
параллельно сближенных (кустов, пучков) скважинных за-
рядов под диаметром d следует понимать их эквивалентный
диаметр, величину которого определяют но формуле
<=<Л/а^ , (4.98)
где — эквивалентный диаметр сближенных скважинных
зарядов, м; d — диаметр скважинных зарядов, м; /V — чис-
ло параллельно сближенных скважин в кусте.
При взрывании па косогорах радиус опасной зоны оп-
ределяют по формуле (4.93). Коэффициент Кр определяют
по формуле
/Г = I + tgp, (4.99)
где р — угол наклона косогора к горизонту, градусы.
Если вместо угла р известно превышение места взрыва
над границей опасной зоны, то коэффициент К? вычисля-
ют следующим образом:
Л‘р = 0’5 l + Jl + V“ , (4.Ю0)
I V р )
где Н — превышение верхней отметки взрываемого участка
нал участком границы опасной зоны, м.
Если в каком-либо направлении граница опасной зоны
проходит по склону или имеет уклон, то необходимо учи-
тывать возможное скатывание отдельных кусков породы и
увеличить в этом направлении безопасное расстояние.
♦ Необходимо также учитывать влияние силы ветра на воз-
можное увеличение дальности разлета кусков породы при произ-
водстве взрывных работ в конкретных условиях.
Расчетное значение опасного расстояния округляется в
большую сторону до значения, кратного 50 м. Окончательно
принимаемое безопасное расстояние должно быть нс мень-
ше минимального расстояния для конкретного вида взрыв-
ных работ, указанного в приложении I табл. 4 «Единых пра-
вил безопасности при взрывных работах» (см. табл. 4.1 насто-
ящего издания).
315
4.4.4. Безопасные расстояния по разлету кусков
для механизмов, зданий и сооружений
Безопасное расстояние от места взрыва до механизмов,
зданий и сооружений и необходимость применения защит-
ных укрытий мест взрыва и охраняемых объектов определя-
ются в проекте производства взрывных работ с учетом конк-
ретных условий.
Размеры опасных зон по разлету, в пределах которых
возможны повреждения расположенных в них зданий и со-
оружений. а также механического оборудования вследствие
разлета кусков породы или фрагментов разрушаемых взры-
вами объектов, могут быть определены по формуле
Rp = l7°S^ (4.Ю1)
V *ТЯП
где /?р — радиус опасной зоны по разлету для механизмов и
сооружений, м; /С — коэффициент условий взрывания (при
многорядпом короткозамедленном взрывании равен 1,0; в
случае одновременного или короткозамедленпого взрывания
зарядов и их одно- и двухрядном расположении — 0,9; при
использовании поскважинной схемы КЗВ — 0,75); q — удель-
ный расход В В, кг/м’; Н — высота уступа, м; /мб — длина
забойки, м.
Минимальная длина забойки в шпурах должна состав-
лять W> 0,1 м, а в случае применения скважинных зарядов
/1иб > 15 J.K|( (JK|1 — диаметр скважин, м). Если величина
выражения qH/1ае составляет < 0,4 кг/м’, то радиус опасной
зоны, рассчитанный по формуле (2.1), может быть умень-
шен в два раза, а при взрывании уступов высотой менее 20
диаметров заряда — должен быть увеличен па 15 %.
При расположении в границах зоны по разлету железо-
бетонных сооружений без окон, выходящих в сторону учас-
тков взрыва, величину радиуса опасной зоны определяют
по формуле
<’=-^-(/?[1-30)>0,2/?р, (4,102)
'*жб
316
где R*e — радиус опасной зоны для железобетонных со-
оружений, м; Ажб — толщина железобетонного перекрытия
сооружений, мм [минимальная толщина перекрытия при
расчетах по формуле (2.2) должна составлять > 50 мм].
Величину /?р определяют по формуле (2.1). Минималь-
ная величина /?ржЬ при использовании формулы (2.2) должна
составлять нс менее 0,2/?р, см. формулу (2.1).
Регулирование принимаемого в проектной документации
радиуса опасной зоны по разлету для механизмов и сооруже-
ний R может быть обеспечено благодаря изменению дли-
ны забойки и соответственно величины выражения qH//u(i
в формуле (2.1) при постоянных значениях q и Н. Граничные
значения /ий при этом следует принимать исходя из соотно-
шения 15с(</11(. < 1,2И< где W — сопротивление по подошве
уступа, м.
При малых длинах забойки (в скважинах — менее 15 ди-
аметров заряда, в шпурах — менее 0,1 м) возможен ее преж-
девременный прорыв газами взрыва, что, в свою очередь,
может привести к росту дальности разлета. В случае /16 > 1,2 И<
как свидетельствует опыт производства взрывных работ, про-
исходит значительное ухудшение качества дробления верх-
них участков уступов (так называемые зоны нерегулируемого
дробления, в основном определяющие выход негабарита).
При увеличении, по сравнению с проектной, величи-
ны /аб для сохранения постоянного удельного расхода ВВ
сетка расположения зарядов должна быть сужена ло следу-
ющих размеров:
N дн
(4.103)
где а и b — соответственно расстояние между зарядами в
ряду и между рядами зарядов при увеличенной длине за-
бойки, м; р — вместимость 1 м шпуров (скважин), м; L —
глубина заряжаемых выработок (шпуров или скважин), м;
— длина забойки, скорректированная в связи с необ-
ходимостью изменения величины, м.
♦ Регулирование дальности разлета может также осуществ-
ляться за счет изменения величины коэффициента Ку (наиболее
317
эффективно применение схем разновременного инициирования всех
зарядов с помощью средств пеэлектричсского взрывания типа
СИНВ, пиротехнических реле). Расчетные значения остальных па-
раметров в этом случае не изменяются.
Если дальность разлета (после корректировки) не обес-
печивает’ исключения повреждений охраняемых объектов,
то должно быть предусмотрено использование защитных ук-
рытий, гарантирующих уменьшение размеров /?р или пол-
ное исключение разлета кусков породы (фрагментов объек-
тов) в результате взрывов.
♦ Средние относительные отклонения расчетных и фактичес-
ких значений Яр составляют нс менее +10 %, что связано как с
исходной точностью формул (2.1) -(2.3), гак и с методикой опре-
деления фактической дальности разлета. По указанной причине с
целью гарантированного прогнозирования размеров опасных зон
по разлету для зданий и сооружений, а также механического обо-
рудования расчетную величину Яр следует дополнительно увели-
чивать еще на 10 %.
4.4.5. Дальность разлета при использовании
кумулятивных зарядов на резке металла
Согласно «Единым правилам безопасности при взрыв-
ных работах», при проведении взрывных работ но дробле-
нию металла опасная зона устанавливается но проекту (ра-
нее опа принималась радиусом по менее 1,5 км). Опасную
зону па строй площадке при выполнении взрывных работ по
обрушению или резке металлоконструкций можно сократить.
Для этого используют различные защитные укрытия мест
взрыва и применяют кумулятивные заряды.
При взрыве кумулятивных зарядов типа УКЗ, UIK3 или
ЗКЛБ разлет осколков происходит только в одну сторону —
по направлению движения кумулятивной струи. Поэтому при
взрывании кумулятивных зарядов дальность разлета осколков
значительно меньше, чем в случае взрыва наружных зарядов.
Дальность разлета осколков при взрывании кумулятив-
ных зарядов можно установить по формуле
/?р = lO'flf, (4.104)
318
Таблица 4.17
Дальность разлета осколков при взрывании зарядов III КЗ
Марки заряда Го.нцина разрезаемой iipcipa.'tM (Ст. 3). мм Масса навески ВВ u 1 м заряда. к< I о:нимна заряда, м Дальность разлета осколков.м
IJIK3-I 4 0,08 0,01 100
ШКЗ-2 7 0,12 0,012 120
IIJK3-3 11 0,2 0,015 150
I1IK3-4 15 0,3 0.02 200
IIIK3-5 19 0.5 0.025 250
П1КЗ-6 25 0.71 0.03 300
Таблица 4 18
Дальность разлета осколков при изрывании зарядов ЗКЛБ
Марки заряда Толщина разрезаемой пре- грады (Ст. 3), мм Масса навески ВВ в 1 м заряда, кг Толщина заряда, м Дальность разлета OCKOJIKOD, м
ЗКЛБ-10 6-7 0.074 0.01 100
ЗКЛБ-15 9-11 0.19 0,015 150
ЗКЛБ-20 13- 15 0.36 0.02 200
ЗКЛБ-30 20 22 0.82 0.03 300
ЗКЛБ-40 27-29 1.17 0.04 400
ЗКЛБ-50 зз-зб 1.83 0,05 500
ЗКЛБ-60 40-43 2.63 0.06 600
ЗКЛБ-70 47-50 3,58 0.07 700
ЗКЛБ-80 54-57 4,67 0,08 800
ЗКЛБ-90 61-64 5.92 0.09 900
ЗКЛБ-100 68-71 7,32 0.1 1000
где /?р — радиус опасной зоны, м; d — толщина кумулятив-
ного заряда, м.
♦ Масса навески ВВ зарядов III КЗ-4 составляет 0,3 кг (см.
'абд. 3.5), его толщина 0,02 м. Тогда из формулы (4.101) сле-
319
дуст, что радиус опасной зоны по разлету осколков может соста-
вить 200 м. Экспериментально установлено, что фактическая даль-
ность разлета отдельных осколков при взрыве зарядов ШКЗ-З нс
превышает 160 м, а ШКЗ-4 — 200 м. При взрывании зарядов
ЗКЛБ дальность разлета осколков в направлении за прс|радой со-
ставляет 200—300 м.
Расчетные величины дальности разлета осколков при
взрывании зарядов ШКЗ, определенные по формуле (4.104),
приведены в табл, 4.17, а зарядов ЗКЛБ — в табл. 4.18.
4.4.6. Характеристика укрытий мест взрыва
Защитные укрытия подразделяют на сплошные и газо-
проницаемые, которые конструктивно могут выполняться в
виде различных щитов, локализаторов, арок, домиков, се-
ток, матов и др. Укрытия изготавливают из различных ме-
таллических и железобетонных конструкций, досок, бре-
вен, из мешков с песком, капроновых сетей и др. Тип при-
меняемых укрытий при производстве взрывных работ в стес-
ненных условиях определяется содержанием этих работ и
условиями их осуществления. Классификация укрытий
приведена в табл. 2.7.
Опыт производства взрывных работ показывает, что наи-
большее применение имеют щитовые (металлические и де-
ревянные) укрытия, укрытия коробчатого типа, а также
укрытия из мешков с песком или насыпного материала.
При производстве взрывных работ по дроблению фун-
даментов в цехах промышленных предприятий наибольшее
распространение получили сплошные щитовые укрытия из
металлических листов или деревянные шиты из досок и бре-
вен с пригрузом. Высота установки укрытий нал взрывае-
мым фундаментом должна быть не менее 0,25 м. При мон-
таже сплошных укрытий из отдельных элементов (листов,
полос, щитов и т.д.) последние укладывают внакладку с
шириной перекрытия не менее 0.2 м. Листы скрепляют между
собой тросом, проволокой или с помощью болтовых со-
единений.
Металлические и деревянные щитовые укрытия исполь-
зуют и для укрытия места взрыва при проходке котлованов
320
и траншей. В этих же условиях применяют укрытия из мелко-
дисперсного материала (мешки с песком или отсыпка сверху
слоя грунта), укрытия коробчатого типа (домики), локали-
заторы, сетки и др.
Металлические газопроницаемые укрытия коробчатого
типа (с сетчатым покрытием или изготовленные из швелле-
ров и уголков) должны иметь высоту не менее 1,8 м. С целью
исключения разлета кусков взорванной породы укрытие дол-
жно полностью перекрывать воронку рыхления.
Коробчатое укрытие должно иметь такую массу, кото-
рая исключает возможность опрокидывания укрытия при
принятых параметрах буровзрывных работ.
При использовании сетчатых укрытий (панцирные сет-
ки. сетки «Рабица», сетки из синтетических материалов и
т.д.) их располагают непосредственно на взрываемой повер-
хности. Концы таких укрытий (за пределами расчетных гра-
ниц разрушения взрываемого массива) должны быть при-
гружены или закреплены в грунте.
Укрытия из транспортерных лепт и других нетканных
материалов применяют в основном при укрытии мест взры-
ва шпуровых зарядов, а также в труднодоступных местах и
на вертикальных участках при обрушении зданий, дробле-
нии фундаментов и т.д.
♦ В большинстве случаев ранет раздробленного материала связан
с воздействием продуктов детонации, давление которых в ограни-
ченном объеме достигает 10’ 10“ МПа. При прочности на разрыв
нетканого материала порядка 100 кг на 5 см укрытие из него, если
оно находится в напряженном состоянии, нс обладает даже при-
ближенно достаточным для таких нагрузок сопротивлением. Сле-
довательно, если укрытие прилегает непосредственно к разрушае-
мому взрывом объекту и при этом находится в туго натянутом
состоянии, то эффект зашиты не достигается. Он проявляется лишь
в случае, когда обеспечивается способность укрытия расширяться.
Правильной является такая укладка укрытия, когда его по-
верхность примерно па 1/3 больше поверхности, подлежащей пе-
рекрытию, причем укрытие должно находиться в ненатянутом со-
стоянии или собираться в складки. Для сохранения полной функ-
циональной способности материала необходимо, чтобы два рядом
укладываемых укрытия перекрывали бы друг друга не менее чем
на I м (рис. 4.8).
321
Рис. 4.8. Укрытие из петкапного материала:
/ — деревянные подкладки; 2 — истканный материал;
3—шпуровые заряды; 4- пригруз; 5- опорные стойки
Целесообразно выдерживать между защитным нетканым
укрытием и поверхностью взрываемого объекта определенное
расстояние. Абсолютно надежный защитный эффект дости-
гается. когда укрытие устанавливается в виде палатки или
когда его подвешивают на расстоянии 2 м от взрываемого
объекта (см. рис. 4.8). Чтобы избежать отбрасывания укры-
тия, необходимо закреплять его края с помощью пригруза.
Категорически запрещается укладывать пригруз поверх ук-
рытия над взрываемым массивом.
Сущность метода укрытия взрываемой поверхности на-
сыпным грунтом состоит в том, чтобы с помощью дополни-
322
тельной массы грунта приблизить действие заряда рыхления
к действию камуфлетного заряда. При этом скорость переме-
щаемых кусков взрываемых материалов будет погашена в тол-
ще укрытия.
♦ Укладка грунта па поверхность взрываемого участка произ-
водится строительным экскаватором или бульдозером, что значи-
тельно облегчает выполнение работ по укрытию мест взрыва. Од-
нако взрывание зарядов под укрытием производится только с по-
мощью ДШ. При этом сама се ть ДШ сначала укрывается досками
или оргалитом (плотной бумагой) и присыпается вручную слоем
грунта толщиной не менее 0,1 м, а уже затем производится укры-
тие взрываемой площади с использованием строительных меха-
низмов. Для предотвращения разлета кусков грунта, используемо-
го для укрытия, при необходимости на укрытие сверху укладыва-
ют металлическую или капроновую сетку.
При использовании грунтовых укрытий, исключающих
разлет кусков при взрыве, радиус опасной зоны для людей,
находящихся на открытой поверхности, должен быть не
менее 50 м.
Метод рыхления мерзлого и скального грунта скважин-
ными или шпуровыми зарядами под укрытием-локализато-
ром взрыва применяется при разработке котлованов, тран-
шей и других выемок в стесненных условиях городского или
промышленного строительства.
Укрытие места взрыва производится локализатором взры-
ва санного, колесного, навесного или шатрового (камерно-
го) типа. Применение той или иной конструкции локализа-
тора зависит от конкретных условий производства взрывных
работ (длины шпура или скважины, массы заряда, катего-
рии грунта, условия стесненности строительной площадки
и т.д.). Конструкция локализатора может быть сплошной
жесткой или содержать эластичные элементы, но в любых
случаях она должна полностью предотвращать разлет кусков
взорванного грунта. Размеры локализатора должны быть при-
няты такими, чтобы не менее чем на 0,5 м превышали ради-
ус воронки взрыва.
Установка локализатора нал взрываемой выработкой после
се заряжания производится бульдозером, тягачом или авто-
краном соответствующей грузоподъемности. При установке
323
(надвижке) локализатора на скважины (шпуры) нс должно
быть натяжения ДШ или проводов взрывной электромагис-
трали. Локализатор устанавливают так, чтобы отклонение от
расчетного положения устья скважины или шпура не пре-
вышало 20 см. За один прием допускается взрывание нс бо-
лее двух зарядов.
В связи с тем, что при применении передвижного лока-
лизатора практически отсутствуют разлет кусков взрываемых
пород и ударная воздушная волна, а расчетная ссйсмоопас-
ная зона на окружающие здания и сооружения при взрывании
зарядов максимальной массы не превышает 15 м, опасная зона
при взрыве для людей и механизмов устанавливается проек-
том, но может быть принята равной не менее 15 м при взры-
вании зарядов высоковольтными электродетонаторами типа
ЭДВ и 50 м при бескапсюльном способе инициирования.
При производстве взрывных работ по обрушению зда-
ний и сооружений в качестве укрытий используют деревян-
ные щиты, устанавливаемые с наружной стороны сооруже-
ний и перекрывающие подбиваемый участок стены. Щиты
устанавливают наклонно к стене таким образом, чтобы ниж-
няя часть щита отстояла от стены на 0,5 м, а верхняя опира-
лась о стену выше границы подбоя. Для локализации зоны
разлета осколков достаточно, чтобы щиты перекрывали гра-
ницу подбоя со всех сторон не менее чем на 0,5 м. Толщина
деревянных щитов должна быть не менее 50 мм. Возможно
использование щитов из досок меньшей толщины, устанав-
ливаемых в два-три ряда. Щиты должны быть связаны меж-
ду собой проволокой.
При производстве работ в зоне густой застройки, когда
требуется полностью исключить разлет кусков за пределы
укрытия, пространство между щитами укрытия и стеной
обрушаемого сооружения заполняют инертным материалом
(песком, мокрыми опилками и т.д.).
4.4.7. Расчет параметров защитных укрытий
К основным параметрам защитных укрытий относится мас-
са укрытия, его размеры, ширина перекрытия зоны взрыва и
др. Наибольшее применение имеют сплошные щитовые ук-
324
рытия, размещаемые нал взрываемым массивом. Схема уста-
новки сплошного щитового укрытия при взрывании фунда-
мента приведена на рис. 4.9.
Массу сплошного щитового укрытия, устанавливаемого
над зарядом (с учетом ширины перекрытия взрываемого уча-
стка), определяют по формуле
М =10'
W н(.
(4.105)
где М — масса укрытия, т; W = Q',yd/l^h\ d — диаметр
заряда, м; /111б — длина забойки, м; Q — масса заряда ВВ, кг;
W — линия наименьшего сопротивления заряда, м, равная
^=^ + 0,5/^; (4.106)
/ — длина заряда, м; // — высота фактической установки
укрытия, м; Н. — эффективная высота установки укрытия, м,
// = 0.22К7/, (4.107)
К — расчетный удельный расход ВВ для зарядов рыхления,
кг/м1; И — мощность взрываемого слоя, м.
Рис. 4.9. Установка сплошного щитового укрытия на фундаменте:
I — шпуровые заряды; 2 — горизонтальное шитовос укрытие;
7 — деревянные бруски; 4 — пригруз; 5 — боковое укрытие
325
Предельно допустимая величина высоты установки ук-
рытия // при использовании щитовых укрытий должна со-
ставлять не менее 0,25 м. Высоту установки укрытия целесо-
образно принимать // > /7 .
Дальность разлета в районе действия крайних зарядов
регулируется за счет перекрытия укрытиями возможных на-
правлений вылета кусков. Ширину перекрытия (расстояние,
па которое должна перекрываться поверхность взрываемого
массива от крайних зарядов до края устанавливаемого укры-
тия), принимают равной
где /7 — ширина перекрытия, м; а — коэффициент, зави-
сящий от схемы КЗВ (а = 2,05 при поскважинном замедле-
нии; а = 2,25 при врубовой схеме и а = 2,35 при порядном и
мгновенном взрывании); гр — допустимый радиус разлета
кусков при взрывании с укрытием, м; Лр — радиус разлета
кусков при взрывании без укрытия, м; его величину опреде-
ляют по формуле (4.94).
При использовании скважинных зарядов для обеспече-
ния необходимой безопасности взрывных работ по факто-
ру разлета вычисленные по формуле (4.108) значения ши-
рины зоны перекрытия должны быть не меньше приведен-
ных минимально допустимых величин И .
Глубина Минимально Глубина Минимально
скважины, м допустимая скважины. допустимая
величина Z/,,^. л« величина /7иср.
I.0 1,2 3,5 2,3
I.5 I.5 4.0 2,4
2.0 I.7 4.5 2.5
2.5 1,9 5.0 2.7
3.0 2.I
Для промежуточных значений глубин скважин в приве-
денном диапазоне изменения величины Н определяются
интерполяцией.
326
Массу сплошного укрытия из мешков с песком или из
насыпного грунта, располагаемых непосредственно на взры-
ваемой поверхности, определяют по формуле
М =0,33^7, (4.109)
где д/ _ масса 1 м? укрытия, кг; W — линия наименьшего
сопротивления, м; у — плотность взрываемого грунта, кг/м3.
Мощность слоя укрытия в этом случае должна состав-
лять
А . (4.110)
' т,
где Л, — мощность слоя укрытия, м; W — расчетная глубина
рыхления, м; К — коэффициент разрыхления грунта, ис-
пользуемого для укрытия: yv — плотность материала укры-
тия, кг/м3.
Плотность грунтов, используемых обычно для укрытия
мест взрыва, составляет, кг/м3: песок — 1,60...1,96; глина —
1,2...2,1; растительный слой — 0,9...1,2.
Коэффициент разрыхления для этих грунтов: песок —
1,05...1,2; глина 1,2...1,25; супеси — 1,1...1,2.
Ширину (длину) слоя грунтового укрытия по верху рас-
считывают по формуле
В“ = BW, (4.111)
где 5" — ширина (длина) слоя грунтового укрытия по вер-
ху, м; Вк — ширина котлована (траншеи) по верху, м; W —
расчетная глубина рыхления, м.
Схема укрытия из насыпного грунта приведена на рис. 4.10.
Расчетную ширину (/шину) укрытия по низу находят из
выражения
Я" = 5“ + W + 2Actga , (4.112)
где Д" — ширина (/пина) слоя грунтового укрытия по низу,
м; А — мощность слоя укрытия, м; a — угол естественного
откоса насыпного грунта, градусы.
Значения углов естественного откоса для грунтов, при-
меняемых для укрытия, составляют, градусы:
327
песок:
сухой
влажный
суглинок:
сухой
влажный
глина:
28. .35 сухая 50
32. .35 влажная 40
земля:
45. .50 сухая 40
35. .40 влажная 35
С достаточной для практики точностью линейные раз-
меры слоя укрытия из насыпного грунта можно принять
равными
5" = BK + 2W. (4.113)
Металлические газопроницаемые укрытия коробчатого
типа (с сетчатым покрытием или изготовленные из швелле-
ров и уголков) должны иметь высоту нс менее 1,8 м. С целью
исключения разлета кусков взорванной породы укрытие дол-
жно полностью перекрывать воронку рыхления. Размеры ук-
рытия должны составлять:
A > а(т - 1) + 2г; (4.114)
B>b(n - 1) 4 2г, (4.115)
где Ly — длина укрытия, м; В — ширина укрытия, м; а —
расстояние между шпурами (скважинами) в ряду, м; b —
Рис. 4.10. Расчетная схема укрытия из насыпного материала
328
расстояние между рядами шпуров (скважин), м; т — число
шпуров (скважин) в ряду; п — число рядов шпуров (сква-
жин); г — радиус раскрытия воронки рыхления, м,
г = 2,4 - 0,491/1,, (4.116)
L — длина скважины (шпура), м; Л, — длина заряда, м.
Коробчатое укрытие должно иметь такую массу, кото-
рая исключает возможность опрокидывания укрытия при
принятых параметрах буровзрывных работ,
М = KNQ/L^W, (4.117)
где М — масса укрытия, т; К — комплексный показатель
(К> 0,2 при короткозамедленном взрывании зарядов под ук-
рытием и АГ>0,55 при мгновенном взрывании); TV — число
взрываемых зарядов;Q — масса заряда в шпуре (скважине),
кг; W — ЛНС заряда, м; определяется по формуле (4.83).
При взрывании шпуровых зарядов массу укрытия также
можно определить:
My=KWy, (4.118)
где Л/у — масса 1 м2 укрытия, кг; Ку — коэффициент, зави-
сящий от типа укрытия; W — расчетная глубина рыхления,
м; у — плотность взрываемого материала, кг/м3.
Приведем значения коэффициента К* для различных
типов укрытий.
Укрытия Коэффициент
к>
Щитовые сплошные:
при укладке непосредственно на взрываемый 0,33
участок
при установке над взрываемым участком 0.25
Цепные и сетчатые 0.07
Арочные и коробчатые сплошные 0.25
Арочные и коробчатые перфорированные 0,07
Присыпка грунтом 0.33
Масса укрытия, рассчитанная по формуле (4.118), прак-
тически исключает разлет кусков при взрыве и локализует
329
его в зоне радиусом 10... 15 м от места взрыва. При снижении
массы укрытий в 2...3 раза возможен раздет кусков при взры-
ве и не обеспечивается сохранность сооружений в пределах
до 100 м от места взрыва. При использовании укрытий, ис-
ключающих разлет кусков при проведении взрывов, радиус
опасной зоны для людей должен быть не менее 50 м.
Масса укрытия-локализатора рассчитывается по формуле
М =____________ (4.Н9)
я /Л(гр + 1.6)
где Л/л — общая масса укрытия-локализатора, г; Q — общая
масса взрываемых зарядов, кг; / — длина скважины (шпура),
м; h — величина воздушного промежутка между укрытием и
поверхностью взрываемого массива, м; гр — заданный ради-
ус разлета, м.
При необходимости масса локализатора может быть уве-
личена при помощи пригрузов, в качестве которых исполь-
зуют металлические отливки, железобетонные плиты или
блоки и др.
4.4.8. Испытания и приемка защитных укрытий
Обязательным испытаниям перед использованием при
производстве взрывных работ подлежат укрытия арочного и
коробчатого типов, все вилы локализаторов, а также плос-
кие укрытия (сплошные и газопроницаемые), имеющие свар-
ные соединения. Испытания могут проводиться как на спе-
циальном полигоне, так и па месте производства взрывных
работ (по согласованию с органами Ростехнадзора).
Испытание укрытий ведется путем трехкратного взры-
вания зарядов максимально допустимой массы при мини-
мальной глубине их заложения для конкретных условий взры-
вания. При испытаниях к укрытиям предъявляют следую-
щие требования;
• сохранение целостности конструкции укрытия после
выполнения взрывов;
• исключение опрокидывания укрытия;
330
• соблюдение предусмотренных в проекте радиусов опас-
ных зон по разлету и действию ударных воздушных
волн.
При испытании укрытий типа домиков, арочного и ко-
робчатого типа проверяется также отсутствие разлета грунта
за пределы укрытия. После испытания предохранительного
укрытия составляется акт, в котором указываются условия
испытания и делается вывод о пригодности укрытия для
использования в условиях, предусмотренных проектом. Ис-
пытания должны проводиться и после капитального ремон-
та укрытий.
Если в процессе испытания или эксплуатации наруша-
ется целостность конструктивных элементов предохранитель-
ного укрытия, то взрывные работы прекращаются, укрытие
ремонтируется и вновь испытывается.
Перед началом взрывных работ на объекте и в процессе
их производства (после каждого взрыва) укрытия подлежат
осмотру руководителем взрывных работ. В случае обнаруже-
ния неисправностей укрытия (или их части) подлежат за-
мене или ремонту.
Каждый вновь изготовленный локализатор должен быть
осмотрен и принят спенкомиссией. Во время осмотра прове-
ряются качество сварных (болтовых) соединений, соответ-
ствие элементов конструкции чертежам и сертификату, на-
дежность прицепных устройств и т.п. По результатам осмот-
ра составляется акт.
Каждый локализатор проходит испытание путем пяти-
кратного взрывания под ним расчетной массы заряда для
наибольшей глубины скважины или шпура. При этом испы-
тания начинают с заниженной массы заряда при расчетном
удельном расходе ВВ, равном К= 0,4 кг/м3, с постепенным
увеличением массы заряда до 0,8 кг/м3.
Расчетная масса заряда находится по формуле (3.2)
Q=KW'. (4.120)
При производстве испытаний необходимо соблюдать сле-
дующие условия:
• опасная зона по разлету кусков для людей должна
быть не менее 50 м;
331
• изрывание следует проводить из специального укры-
тия (блиндажа);
• тягач (кран) должен быть отцеплен от локализатора
и удален на безопасное расстояние.
♦ Перед началом смены и в процессе работы локализатор дол-
жен подвергаться наружному осмотру. При нарушении целостнос-
ти элементов конструкции локализатора взрывные работы с его
использованием должны быть немедленно прекращены, а локали-
затор подлежит ремонту. После ремонта локализатор вновь подвер-
гают испытанию.
Локализатор должен иметь инвентарный помер и паспорт, в
котором отражаются результаты приемочных испытаний и техничес-
ких осмотров после проведения текущих и капитальных ремонтов.
4.4.9. Укрытие мест взрыва при резке
металлоконструкций
Многие разбираемые сооружения имеют металлический
каркас или элементы. При обрушении сооружений металли-
ческие колонны и другие опорные конструкции перебива-
ют, как правило, наружными накладными зарядами, раз-
мещаемыми полиции реза.
♦ Масса взрываемого заряда зависит от длины реза и формы
перебиваемой конструкции. Для се уменьшения и снижения вред-
ных эффектов взрыва перед проведением взрывных работ часть
сечения колонн вырезается автогеном. Площадь вырезаемой части
может достигать 40 % плошали сечения колонны без потери ее
несущей способности.
Заряд по линии реза располагают так, чтобы куски металла
разлетались в наиболее безопасном направлении (например, внутрь
обрушаемого сооружения, в сторону расположенного вблизи объек-
та, который может рассматриваться в качестве своеобразного за-
щитного устройства, и т.д.).
С целью повышения безопасности взрывных работ, сни-
жения дальности разлета кусков металла разрезаемых конст-
рукций и уменьшения интенсивности ударных воздушных
волн УВВ наружные контактные заряды взрывают под ук-
рытием, в качестве которого чаще всего используют дере-
вянные щиты, а также засыпку зарядов песком. Толщина
332
деревянных щитов должна быть не менее 0,15 м. Устанавли-
вают их со всех сторон вокруг перерезаемой металлоконст-
рукции на расстоянии от заряда, определяемом по следую-
щей формуле:
г =
(4.121)
где г — расстояние от заряда до щита, м; Q — масса заряда
ВВ, кг; h — толщина деревянного щита, м.
Отдельные щиты сбивают друг с другом, а затем обвя-
зывают тросом, проволокой или металлической сеткой. Вок-
руг заряда для уменьшения действия взрыва па укрытие
делают песчаную засыпку мощностью не менее 0,3 м. Для
засыпки песка вокруг заряда устраивают короб из досок,
фанеры или другого материала. Такие укрытия позволяют
уменьшить радиус опасной зоны при взрывных работах до
500 м.
Радиус опасной зоны по действию ударной воздушной
волны при взрыве наружных зарядов для образования реза в
металлоконструкциях можно вычислить по формулам (4.77)
и (4.78). При этом в расчетные формулы вводится коэффици-
ент укрытия К. (при взрыве заряда без укрытия К* = 1,0).
При засыпке заряда слоем песка толщиной 0,3 м ра-
диус опасной зоны по действию УВВ может быть уменьшен
в два раза (К = 0,5) а при слое песка толщиной 0.5 м — в
пять раз (К = 0,2) по сравнению со взрывом открытого за-
ряда. При этом песок должен со всех сторон равномерно
закрывать заряд. При использовании щитовых укрытий без
засыпки песком коэффициент Ку = 0,8.
♦ В качестве укрытий можно использовать куски транспортер-
ной ленты толщиной 0,01...0,012 м и шириной 0,8... 1,2 м, кото-
рую укладывают на землю, образуя вокруг заряда сплошной ко-
роб. Пространство между зарядом и лентой засыпают песком. Слой
песка вокруг заряда должен быть не менее 0,5 м. При таком укры-
тии радиус опасной зоны для людей по разлету осколков может
быть принят 500 м.
Заряды, устанавливаемые па высоте более 1.5 м, ук-
рывают фартуками из транспортерной лепты. Их крепят к
333
колоннам проволокой, они должны на 0,4...0,6 м перекры-
вать заряд. При использовании таких укрытий радиус опас-
ной зоны можно принять равным 1000 м. Такой же радиус
может быть принят при укрытии зарядов на высоте дере-
вянными щитами. При расчете радиуса опасной зоны по
действию УВВ для укрытий из деревянных щитов и фарту-
ков из транспортерной ленты принимают = 0,8.
♦ Хороший эффект по локализации разлета кусков металла и
снижению действия УВВ дают укрытия из плит минеральной ваты
толщиной 0.1...0,2 м, обвязанных сверху металлической сеткой.
Укрытие укладывают сверху непосредственно на заряд. При ис-
пользовании такого укрытия радиус опасной зоны по разлету мо-
жет быть принят равным 500 м; Ку = 0,7.
Для перебивания металлоконструкций применяют также ку-
мулятивные заряды, изготавливаемые на месте из патронов аммо-
нита, детонирующего шнура, пластитов или других ВВ. Их ис-
пользование позволяет в два раза уменьшить необходимую массу
зарядов ВВ и соответственно вредное воздействие взрывов на охра-
няемые объекты. Радиус опасной зоны в этом случае устанавливают
в зависимости от вида применяемого укрытия с учетом изложен-
ных ранее рекомендаций.
Хорошие результаты при перерезании металлоконструкций лает
использование кумулятивных зарядов фабричного изготовления
(ШКЗ, УКЗ). Расход ВВ в этом случае значительно меньше, чем
при использовании промышленных ВВ. Соответственно резко умень-
шается и вредное воздействие взрыва, прежде всего УВВ, на охра-
няемые объекты.
Применение кумулятивных зарядов (ШКЗ и УКЗ) для
резки металлоконструкций позволяет достаточно эффек-
тивно локализовать разлет кусков перерезаемого металла,
так как он происходит только в направлении действия ку-
мулятивной струи заряда. Для локализации разлета доста-
точно использовать простейшие укрытия из деревянных
щитов толщиной 50 мм. Применение зарядов ШКЗ, УКЗ и
укрытий при их взрывании позволяют значительно (до 100—
200 м) уменьшить радиус опасной зоны при производстве
взрывных работ.
334
4.5. ДЕЙСТВИЕ ГИДРОУДАРНЫХ
ВОЛН ВЗРЫВОВ
4.5.1. ГУВ при подводных взрывах
Подводные взрывные работы, выполняемые при дноуг-
лублении водоемов, разработке подводных траншей и вые-
мок, дроблении валунов и скал, подводной добыче полезных
ископаемых, дроблении льда, разделке затонувших судов и
др. могут представлять собой опасность для различных соору-
жений и ихтиофауны. Вредные эффекты подводных взрывов
связаны с воздействием сейсмических, гидроударных и воз-
душных волн и разлетом кусков. Наиболее опасным вредным
проявлением подводного взрыва для окружающей среды (осо-
бенно ихтиофауны) является гидроударная волна взрыва ГУВ.
♦ ГУВ, образующиеся при взрывах промышленных ВВ, ха-
рактеризуются большим давлением и сравнительно малой продол-
жительностью периода сжатия. Этим и определяется опасность взры-
вов для живых организмов. Вместе с тем. наряду с высокой опас-
ностью для ихтиофауны, ГУВ при достаточно глубоком размеще-
нии зарядов не представляют собой существенной опасности для
людей и животных, находящихся на берегу даже вблизи воды, так
как ГУВ из-за высокой акустической жесткости воды (она в 3400
раз больше акустической жесткости воздуха) практически нс пе-
реходит в ударную воздушную волну.
Распространение ГУВ в воде — достаточно сложная волновая
картина. Инициирование зарядов (накладных или скважинных)
при подводных взрывных работах осуществляется, как правило, с
поверхности водоема с помощью детонирующего шнура. В этом
случае в водоеме распространяются основная (или прямая) ГУВ,
ГУВ от взрыва ДШ и волны сейсмического происхождения. Наиболее
мощная — прямая гидроударная волна. Ес интенсивность зависит
от массы взрываемого заряда и расстояния от места взрыва до
рассматриваемой точки. Волна, вызнанная взрывом ДШ, не связа-
на с массой заряда, а определяется глубиной водоема.
К основным параметрам, характеризующим действие
ГУВ, относятся удельная энергия в максимальной фазе Е и
максимальное давление Р. При взрывах сосредоточенных на-
кладных или свободно подвешенных в воде зарядов макси-
мальное давление можно определить по формуле
335
р=к'
(4.122)
где Р — максимальное давление, МПа; Q — масса заряда,
кг; К? — коэффициент, зависящий от типа ВВ; и — показа-
тель степени, зависящий от типа ВВ; г — расстояние, м.
При взрывах накладных зарядов из тротила = 53,3;
и = 1,13 (формула Р. Коула); при взрывах зарядов из аммо-
нита 6ЖВ Кр = 35,0; и= 1,05,
Величина удельной энергии ГУВ в максимальной фазе
£=кД • (4.123)
Г'
где Е — удельная энергия, Дж/м?; — коэффициент, зави-
сящий от типа ВВ (для тротила = 7,3-104; для аммонита
6ЖВ = 5104).
При взрывании удлиненного (цилиндрического) на-
кладного заряда в близкой зоне взрыва следует учитывать
геометрическое положение рассматриваемой точки отно-
сительно заряда. Здесь в формулах (4.122) и (4.123) под Q
следует понимать эквивалентную массу заряда, которая для
цилиндрического накладного заряда длиной L, м, равна.
= ауг, (4.124)
где С, — масса эквивалентного заряда, кг; у — линейная
плотность заряда, кг/м; а — коэффициент, зависящий от
угла между осью заряда и направлением на точку, для ко-
торой определяются параметры ГУВ; а = 1 для точек в
направлении от торца заряда вдоль оси (для расстояний г < Л);
а = 1,6 для точек в направлении от заряда перпендикулярно
оси (для расстояний г < 0,65Л); а = 3,2 для точек в направле-
нии от центра заряда перпендикулярно оси (для расстояний
г < 0,3 Л); г — расстояние от заряда до рассматриваемой точ-
ки, м.
♦ При взрыве подводных скважинных или шпуровых зарядов
ГУВ состоит: из преломленной в воду сейсмической волны; из вол-
ны, вызванной действием поднимающегося купола породы и про-
336
рыпающихся в воду продуктов детонации: из волны от взрыва
детонирующего шнура. Наиболее слабой является волна сейсмичес-
кого происхождения. Ее роль возрастает в случае локализации ГУ В
пузырьковой завесой, которая снижает давление волн, распрост-
раняющихся в воле, но на волны сейсмического происхождения
оказывает слабое локализующее действие.
Для удобства выделения областей преимущественного
действия различных составляющих ГУВ вводится понятие
граничной глубины:
//* = 0,013£гу у С,1'1 , (4.125)
где Н* — граничная глубина водоема, м; /?б — безопасная
удельная энергия ГУВ, Дж/м3; С, — масса одиночного сква-
жинного или шпурового заряда, кг.
При глубине водоема //<//* расчет радиуса безопас-
ной зоны следует вести по сейсмической составляющей ГУВ,
а при Н > Н* — по ГУВ от взрыва ДШ.
Взрывание скважинных или шпуровых зарядов произво-
дят, как правило, с забойкой. При длине забойки более 10
диаметров расчет параметров ГУВ следует осуществлять толь-
ко по действию сейсмической составляющей и от взрыва
ДШ.
Основные зависимости для расчета параметров сейсми-
ческой составляющей ГУВ имеют следующий вил:
Р( =20
(4.126)
(4.127)
где Pl — максимальное давление в сейсмической составляю-
щей ГУВ, МПа; Zf — удельная энергия в максимальной
фазе сейсмической составляющей ГУВ, Дж/м3; Q— суммар-
ная масса скважинных или шпуровых зарядов, кг; Н — глу-
бина водоема, м.
В случае взрыва цепочки одинаковых скважинных или
шпуровых зарядов для сейсмической составляющей ГУВ
337
Е =2-1О4Р— Д-
а г
(4.128)
где С, — масса одиночного скважинного или шпурового за-
ряда. кг. а — расстояние между скважинами (шпурами), м;
Р — коэффициент, зависящий от угла между осью цепочки
зарядов и направлением на точку, для которой определяет-
ся удельная энергия; р = 1 для точек в направлении от тор-
ца цепочки вдоль оси (для расстояний г < 2,6а/и); р = 2,4
для точек в направлении от торна цепочки перпендикуляр-
но оси (для расстояний г < \3ат)-, р = 4,8 для точек в на-
правлении от центра цепочки перпендикулярно оси (для
расстояний г < 0,б5а/и); т — число скважинных или шпуро-
вых зарядов.
Как уже указывалось, волна, вызванная взрывом ДШ,
не связана с массой заряда, а определяется глубиной водо-
ема. Основные зависимости для расчета параметров ГУВ от
взрыва ДШ имеют вид:
ДШ J'JIU >,|6
(4.129)
(4.130)
где РД111 — максимальное давление в ГУВ при взрыве ДШ.
МПа; Ёлш — удельная энергия ГУВ от взрыва ДШ, Дж/м2.
4.5.2. Действие ГУВ па охраняемые объекты
и ихтиофауну
При подводных взрывных работах от воздействия ГУВ
рыба, получившая механические повреждения, погибает.
Основная масса рыбы, подвергшаяся удару меньшей силы,
всплывает, однако только небольшая ее часть оживает через
некоторое время. На дне обычно остается около 30 % оглу-
шенной рыбы.
338
Мощные ГУВ могут также представлять собой опасность
для сохранности подводных сооружений, причальных стенок,
плавсредств и других охраняемых объектов, расположенных
вблизи места производства подводных взрывных работ.
Расчет безопасного расстояния по действию ГУВ под-
водного взрыва имеет в виду определение расстояний, вне
пределов которых ГУВ безопасны для сооружений и ихтио-
фауны, а для рыб также и безвредны для способности се к
воспроизводству потомства.
ГУВ от накладных и особенно скважинных зарядов со-
стоят из колебаний сложной формы. На основе выполнен-
ных в тресте «Союзвзрывпром» сравнений действия на рыбу
ГУВ различной силы, длительности и видов эпюр измене-
ния давления во времени сделано предположение об одина-
ковом воздействии на ихтиофауну равного удельного потока
энергии волн. Вместе с тем, сравнение ГУВ по другим па-
раметрам, в частности, по максимальному давлению или
импульсу, показало существенное различие поражающего
действия источников с различными эпюрами ГУВ.
С учетом этого сделан вывод о возможности в качестве
критерия опасности для ихтиофауны и подводных сооруже-
ний принять величину удельной энергии в максимальной
фазе ГУВ.
Приведем предельно допустимые (безопасные) значе-
ния удельной энергии в ГУВ для различных охраняемых
объектов.
Объекты Предельно допустимая удельная
энергия ГУВ Дж/if
Железобетонные подводные 4000
сооружения (бетон М200)
Металлические трубы и листовые 60005
конструкции толщиной 5, см
Суда с обшивкой до 3 мм 350
Человек в водолазном костюме П)
Человек 5
В табл 4.19 даны параметры Еь для некоторых видов рыб.
339
Таблица 4.19
Предельно допустимые значения
удельной энергии в I'YB для ихтиофауны
Названия рыб Класс чувствитель- ности рыб Предельно допустимая удельная энергия ГУН Е(.. Дж/м"
Атерипа, кефаль, хамса, тюлька Высоко- 30
Чехонь, синец, уклейка, мел- кий еудак чувствительные 50
Карась, окунь, судак, щука, густера, лещ, плотва, тарань, горбыль, язь, карп Средне- 150
Линь, сазан, севрюга, морс- кой окунь, морской судак, угорь, камбала, морской ерш чувствительные 250
Бычок, терпуг, рачки, креве тки, кормовые организмы Мало- чувствительные 2500
Если в водоеме находятся охраняемые объекты или виды
рыб, не представленные в разработанных инструкциях, то
величина предельно безопасной удельной энергии в ГУВ вы-
бирается по согласованию со службой эксплуатации объек-
тов и представителями рыбнадзора. При наличии в водоеме
различных видов рыб в расчетах следует ориентироваться на
наиболее высокочувствительные к взрыву виды рыб.
Окончательное разрешение на ведение подводных взрыв-
ных работ, в том числе и выбор времени их производства,
дают органы Госгортехнадзора и Рыбнадзора.
4.5.3. Определение безопасных расстояний
по действию ГУВ подводных взрывов
При мгновенных взрывах подводных накладных зарядов
расстояние, безопасное по действию ГУВ на подводные со-
оружения и ихтиофауну, определяется по формуле
(4.131)
340
гдс r _ радиус опасной зоны по дейс твию ГУВ, м; К — коэф-
фициент, зависящий от свойств ВВ (для тротила К = 270,
для аммонита 6ЖВ К = 220); Е(> — предельно допустимая
(безопасная) удельная энергия ГУВ, Дж/м2; принимается
по данным на стр, 339 и табл. 4,19; Вг — коэффициент сниже-
ния удельной энергии ГУВ при локализации места взрыва
или охраняемого объекта демпфирующим экраном: Q.t — эк-
вивалентная масса накладных зарядов, кг; находится по фор-
муле (4.124).
При мгновенных взрывах подводных скважинных или
шпуровых зарядов с забойкой длиной более 10 диаметров,
проводимых в водоемах, глубина которых меньше гранич-
ной — вычисляется по формуле (4.125), радиус опасной зоны
по действию ГУВ устанавливают по формуле
(4.132)
где Я — глубина водоема у охраняемого объекта или сред-
няя глубина водоема при расчете воздействия взрывов на
ихтиофауну, м; Q — суммарная масса скважинных или шпу-
ровых зарядов, кг.
При инициировании скважинных (шпуровых) зарядов
с поверхности с помощью ДШ расчет безопасного расстоя-
ния ведется в две стадии. Сначала рассчитывается безопас-
ное расстояние по формуле (4.132), а затем — безопасное
расстояние от взрыва ДШ по формуле (4.131), где принима-
ется, что
(? = 0.015ЯМя, (4.133)
где N — число ниток ДШ, идущих в скважину или шпур;
т — число скважинных или шпуровых зарядов.
Из двух величин выбирают максимальное значение, ко-
торое и определяет размер опасной зоны.
При глубине водоема больше граничной безопасное рас-
стояние по действию ГУВ составляет:
Нт
Hz
чО.4Ъ
(4.134)
341
Радиус опасной зоны от взрывов на карьерах, находя-
щихся в непосредственной близости от водоемов и имею-
щих прямой выход в водоем, производится по формулам
(4.132) и (4.1.34).
Для снижения воздействия ГУВ па ихтиофауну и охраняе-
мые объекты необходимо применять короткозамедлспиое взры-
вание с интервалом замедления не менее 15 мс. При этом для
накладных зарядов радиус опасной зоны определяется по фор-
муле (4.128), если под (2 понимать массу зарядов одной группы.
Для скважинных или шпуровых зарядов радиус опасной
зоны при КЗВ находится по формулам (4.132) и (4.134) с
умножением па коэффициент 1,2. При этом под (? и т также
принимаю! соответственно суммарную массу и число сква-
жинных зарядов одной группы.
4.5.4. Мероприятия по снижению интенсивности
и защите от действия ГУВ
Практика ведения подводных взрывных работ позволи-
ла выработать ряд практических мер защиты ихтиофауны и
охраняемых объектов от вредного действия ГУВ. К ним от-
носятся: производство взрывных работ за отгороженными
от воды перемычками; взрывание при минимальном уровне
воды начиная с наиболее мелких мест; использование ко-
роткозамедленпого взрывания; применение средств для от-
пугивания рыб из зон веления взрывных работ (предвари-
тельное взрывание отпугивающих зарядов малой мощности,
использование приборов, излучающих акустические колеба-
ния в диапазоне частот биологического происхождения и
сигналов типа «угрозы», «бедствия», «агрессии»).
Ледяной покров усиливает распространение ГУВ, осо-
бенно при отсутствии закраин и небольшой глубине воды.
Поэтому ледокольные взрывные работы нужно выполнять
при возможно более высоком уровне воды и при закраинах.
Это даст возможность нс только уменьшить вред ихтиофау-
не от взрывных работ, но и значительно увеличить эффек-
тивность раскалывания льда.
Для защиты охраняемых объектов и снижения ущерба
ихтиофауне от воздействия ГУВ подводных взрывов паклад-
342
пых зарядов весьма эффективно применение различных дем-
пфирующих экранов:
• пузырьковой завесы (при массе накладного заряда до
100 кг);
• динамического газового экрана ДГЭ, образуемого взры-
вом сети вертикальных линейных зарядов (при массе
накладного заряда более 100 кг);
• экрана из пористых материалов (пенопласт, полиуре-
тан и т.п.).
Наиболее простым и эффективным способом управле-
ния ГУВ подводного взрыва является пузырьковая завеса ПЗ,
устанавливаемая между зарядами и охраняемым объектом.
Снижение интенсивности ГУВ обусловлено затратами энер-
гии па сжатие и разрушение пузырьков воздуха при прохож-
дении ГУВ пузырьковой завесы.
Для устройства пузырьковой завесы па дне водоема вок-
руг заряда укладывается воздухораспределитель, состоящий
из перфорированных труб с проходным отверстием не ме-
нее 50 мм и толщиной стенок 1...3 мм. Применяются сталь-
ные, дюралевые, полиэтиленовые трубы или пневматичес-
кий шланг. Перфорация стенок выполняется путем сверле-
ния в трубе двух рядов отверстий в шахматном порядке. Рас-
стояние между рядами отверстий — 25 мм. При диаметре
отверстия 1 мм шаг в ряду составляет 25...30 мм, при диа-
метре 2 мм — 40...60 мм.
При неровном дне водоема воздухораспределитель мо-
жет выполняться в виде отдельных горизонтально располо-
женных секций. К каждой секции приваривается воздухо-
нодволящая трубка диаметром не менее 25 мм. При глубине
водоема до 5 м воздухоподводящис трубки выводятся на по-
верхность. При большей глубине водоема воздух полается пол
волу. К свободным концам возлухо подводя тих трубок под-
соединяются пневматические шланги, которые, в свою оче-
редь, подключаются к компрессору или к воздушной магис-
трали.
Общий расход воздуха, необходимый для создания пу-
зырьковой завесы, определяется но формуле
<7 = <7,А. (4.135)
343
глс q — общий расход воздуха, м’/мин; q{ — расход воздуха
на 1 м трубы ПЗ, обеспечивающий заданную степень сни-
жения энергии в ГУВ, м’/мин-м; L — длина завесы, м.
Для предохранения воздухораспределителя ПЗ от заи-
ливания в месте укладки труб следует удалить наносы или
приподнять трубы над наносами. С целью эффективного
снижения ГУВ необходимо обеспечить равномерную работу
пузырьковой завесы. Для этого отдельные секции воздухо-
распределителя следует устанавливать горизонтально.
При многократном использовании воздухораспределителя
расстояние от него до ближайшего заряда находят но формуле
(4.136)
глс г|П — расстояние от заряда, м; 8 — толщина металлической
трубы, м; Q, — эквивалентная масса накладных зарядов, кг.
При однократном взрыве расстояние может составить
^ = 1-^ •
(4.137)
Эффективность пузырьковой завесы определяется коэф-
фициентом Z?r. Под степенью снижения удельной энергии
ГУВ понимается отношение удельной энергии в данной точ-
ке в отсутствие ПЗ к удельной энергии при таком же взрыве,
но когда между зарядом и данной точкой помещена ПЗ. Рас-
четные значения коэффициента — степени снижения
удельной энергии ГУВ в зависимости от расхода воздуха в
ПЗ и массы взрываемого накладного заряда приведены в
табл. 4.20. Конструктивно ПЗ может выполняться стационар-
ной или передвижной.
Стационарная ПЗ устанавливается по периметру предпола-
гаемого района ведения подводных взрывных работ. Применяет-
ся при небольшом объеме работ (обычно до 50 м' дробимой
породы). Стационарная ПЗ может также использоваться для
защиты охраняемого объекта при многократных взрывах. При
этом ПЗ располагают вокруг охраняемого объекта так, чтобы
между завесой и объектом оставался зазор шириной 0,5... 1,0 м.
Передвижные ПЗ используют для локализации взрыва от-
дельного конкретного участка. Передвижные ПЗ рекомендует-
344
Таблица 4.20
Эффективность пузырьковой завесы
по снижению интенсивности ГУВ
Расход воздуха на I м трубы воздухораенре- делителя qt. м /мни м Значение коэффициента lij. снижения удельной энергии 1"УВ при массе накладного заряда, кг
0,1..,1.0 1,0..ДО 10...100
0,2 30 14 8
0,3 70 30 19
0,4 130 60 35
0,5 210 95 60
0.6 320 140 85
0.7 450 190 120
0,8 600 250 160
ся использовать при строительстве протяженных профильных
выемок, дноуглубительных работах на значительной плошали
при относительно пологом лис водоема без валунов и камней.
Динамический газовый экран ДГЭ выполняется в виде
сети вертикальных линейных зарядов, располагаемых по пе-
риметру вокруг основного заряда. В качестве линейных заря-
дов обычно используется детонирующий шнур. В этом случае
расстояние между линейными зарядами из нитей ДШ с ли-
нейной плотностью 0,012 кг/м составляет 1,5 м.
Расстояние от вертикальных линейных зарядов до ос-
новного заряда должно составлять:
1+0,Ш
(4.138)
где г1ГЭ — расстояние от основного заряда до зарядов ДГЭ,
м; увв — линейная плотность заряда ДГЭ, кг/м; Н — глубина
водоема в месте производства взрывных работ, м.
Эффект снижения интенсивности ГУВ при использова-
нии ДГЭ основан на том, что взрыв вертикальных линейных
зарядов, располагаемых вокруг основного заряда, обеспе-
чивает полное перекрытие волной среды воздушным экра-
ном в момент подхода ГУВ от взрыва основного заряда. ДГЭ
имеет конусообразную форму и является идеальным волно-
345
нолом для преломленной в него ГУВ. Волновод па момент
подхода ГУВ взрыва основного заряда будет находиться в
стадии сильного разряжения (наибольшего развития), что
делает его почти идеальным препятствием.
Расстояние от основного заряда до ДГЭ и соответственно
затраты на изготовление ДГЭ могут быть уменьшены до 5 м,
если взрывание зарядов осуществлять короткозамедденно:
взрыв зарядов ДГЭ производить с опережением па 10 мс по
отношению к взрыву основного заряда. Последнее может быть
выполнено пиротехническими реле типа РП-8.
При устройстве ДГЭ заранее подготовленную есть изДП1
вместе с вертикальными отрезками укрепляют па поплавках
на поверхности воды вокруг основного заряда. Для придания
большей жесткости системе контур экрана может выпол-
няться из троса или проволоки, к которым уже закрепляет-
ся сеть ДШ. К копнам вертикальных отрезков прикрепляют
грузы массой порядка 0,5 кг. что позволяет исключить от-
клонение отрезков ДШ от вертикали. Использование ДГЭ
наиболее эффективно при однократных взрывах наружных
зарядов большой массы.
4,5.5. Действие ГУВ при взрывах па берегу
При производстве взрывных работ на берегу водоема об-
разование ГУВ происходит под действием преломленной в
воду сейсмической волны взрыва. Давление в этой ГУВ взры-
ва можно найти но выражению
Р = 10 ^рСКг . (4.139)
где Р — давление на фронте ГУВ. кг/см?; V — скорость коле-
баний грунта, см/с; с учетом обводненности взрываемых
грунтов она равна:
'J О
V = 400
(4.140)
р — платность взрываемых грунтов, г/см1; С — скорость распро-
странения продольной сейсмической волны в скальпом масеи-
346
вс, м/с; Q — масса взрываемого заряда ВВ, кг; г — расстоя-
ние от воды до места взрыва, м; Кц(1 — коэффициент пре-
ломления сейсмической волны из взрываемого массива в воду
_ 2р„С„
"Р РС + Р„СО ’
(4.141)
р _ плотность воды (равна 1,0 г/см5); С — скорость распро-
странения звука в воде (равна 1500 м/с).
Значения коэффициента преломления из массива в воду
при взрывании некоторых скальных грунтов и бетона приве-
дены в табл. 4.21.
Таблица 4.21
Значения коэффициента преломления
Порола Плотное II. изрыва- емых 1'руитов, г/см’ Скорость распростра- нения сейс- мической волны, м/с Коэф- фициент прелом- ления К„р Коэф- фици- ент Кг ун
Гранито-гнейс 2.71 6410 0,16 3.3
Гранит розовый 2,59 4650 0,22 3,2
Доломил 3,09 3100 0,27 3,2
Железобетон 2,2 30(30 0,37 3,1
Известняк 2,42 3430 0.3 [ 3.2
Известняк:
доломитиэированный 2,54 2760 0,35 3.1
массивный 2,65 3470 0.28 3.2
окремненный 2,65 3320 0,29 3.2
окварнованный 2,72 3200 0.29 3,2
Мрамор:
белый 2.72 4300 0.23 3.3
красный 2,73 5470 0,18 3.3
черный 2.82 5900 0.17 3.4
Песчаник 2.54 3160 0.31 3.1
Порфирит 2,93 6410 0,15 3.3
347
Объединив формулы (4.136)—(4.138), получаем выраже-
ние для определения давления на фронте ГУВ, образован-
ной преломленной в воду сейсмической волной взрыва:
Р = 0,04рСХ',т
кг/см3.
(4.142)
Органы рыбоохраны в качестве допустимого для рыб при-
нимают давление па фронте ГУВ, не превышающее 10 кг/см3.
С учетом этого из формулы (4.139) может быть получено,
например, выражение для определения безопасного расстояния
по действию ГУВ на ихтиофауну при взрыве на 6epeiy водоема:
Г1УВ _ ’ М’
(4.143)
где ^iyil — коэффициент, который определяется по следую-
щей формуле:
К1УН=0М\]рСК„р . (4.144)
Значения коэффициента К}Ув при взрывании некоторых
грунтов и железобетона даны в табл. 4.21.
4.6. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПЫЛЕГАЗОВОГО
ОБЛАКА ВЗРЫВА
4.6.1. Определение расстояний, безопасных
по действию ядовитых газов взрыва
Согласно существующим в настоящее время требованиям,
расчет безопасного расстояния но действию ядовитых газов
производится при взрывании зарядов выброса общей массой
более 100...200 г. При производстве взрывных работ на карьерах
в проект па взрыв должен вводиться раздел, определяющий
порядок допуска людей в район взрыва. При этом в соответ-
ствие с требованиями ЕПБВР «допуск людей в карьер разре-
шается только после получения ответственным руководителем
взрыва сообщения ВГСЧ о снижении концентрации ядовитых
продуктов взрыва в воздухе до установленных норм, но нс ра-
348
нее чем через 30 мин после взрыва, рассеивания пылевого
облака и полного восстановления видимости в карьере, а так-
же после осмотра мест взрыва соответствующим липом техни-
ческого надзора (согласно распорядку массового взрыва)».
Специальные взрывные работы производятся, как прави-
ло, в стесненных условиях, котла охраняемые объекта (в кото-
рых могут находиться на момент взрыва люди) располагаются в
зоне возможного поражения людей от действия ядовитых га-
зов взрыва. В этих условиях необходимо определять безопасные
расстояния по действию ядовитых газов и при взрывании заря-
дов массой менее 100 т, а также при разрушении различных
бетонных, железобетонных или кирпичных конструкций.
В рассматриваемых условиях безопасное расстояние но
действию ядовитых газов, образующихся при взрывах, со-
ставляет:
гг
(4.145)
где г — радиус газоопасной зоны, м; С — количество ядо-
витых газов в пересчете на СО, выделяющихся при взрыве,
л/кг (С= 200 л/кг); Q — максимальное количество взрывае-
мого ВВ, кг.
По формуле (4.145) определяют безопасное расстояние
по действию ядовитых газов в условиях отсутствия ветра, а
также в направлении, перпендикулярном направлению вет-
ра и в направлении, противоположном его направлению.
При наличии ветра безопасное расстояние в подветрен-
ную сторону должно быть увеличено. Радиус газоопаспой
зоны в направлении ветра равен:
rt = 1,5</С0 (1+ 0.5И), (4.146)
где И — скорость ветра перед взрывом, м/с.
Общее количество ядовитых газообразных продуктов, вы-
деляющихся при взрыве, составляет, как известно, не более
10 % общего объема газов, что соответствует 100 л на каждый
килограмм взорванного промышленного ВВ. В нродукпах дето-
нации. образующихся при взрыве, ядовитыми являются: оксид
углерода СО, оксиды азота — NO, NO, и N,O. и сернистые
соединения — сернистый ангидрид SO, и сероводород H,S.
349
ПДК (по массе и объему) для указанных газообразных
продуктов взрыва приведены в табл. 4.22. Количество выде-
лившихся оксидов углерода и азота в расчете на 1 кг взор-
ванного ВВ в грунтах различной крепости дано в табл. 4.23.
Объем расширившихся газообразных продуктов взрыва,
которые на поверхности будут занимать полусферу, составит:
Г=2/Зпг\ (4.147)
где К — объем полусферы, занимаемый газообразными про-
дуктами взрыва на расстоянии г, м3; г — расстояние, на
котором определяется содержание ядовитых газов взрыва, м.
Расчеты фактического содержания ядовитых газов, вы-
деляющихся при взрыве, ведутся на основе объемных
концентраций, так как в этом случае не требуется вычисле-
ния выхода каждого из газов (% масс.) в зависимости от их
атомных масс. Кроме того, данные по содержанию каждого
из приведенных в табл. 4.22 веществ в расчете на 1 кг различ-
ных промышленных ВВ в справочных материалах не приво-
дятся.
Объемная концентрация каждого из ядовитых газов мо-
жет быть рассчитана по формуле
^ = £^-100, (4.148)
где W — объемная концентрация ядовитого газа, %; С —
количество выделившихся газов в расчете на 1 кг взрываемо-
го ВВ, л; Q1)U — расход ВВ в серии, кг; V— объем полусфе-
ры, занимаемый газами взрыва на расстоянии г, л:
Г=Г10\ (4.149)
И — объем полусферы, рассчитываемый по формуле
(4.147), м3.
Рассчитанные по формулам (4.147)—(4.149) значения N
сопоставляются с данными по допустимым концентрациям
ядовитых газов (см. табл. 4.22). и таким образом оценивается
газовая опасность выполняемых взрывов. Определение ПДК
газов по подобной методике может производиться (в случае
необходимости) для находящихся в районе взрывных работ
населенных пунктов, заводов, сооружений государствен1Ю1,о
350
Таблица 4.22
Концентрация ядовитых газов взрыва
Газообразные продукгы взрыва Концентрация
максимальная. мг/л минимальная, мг/л предельно-допустимая ПДК
Слабые симптомы при длительном воздействии Вдыхание в течение 1 ч Опасные при действии в течении 0.5-1 ч Смертельные при очень коротком воздействии мг/л Объем- ные, %
Оксид углерода СО 0.1... 0.2 0.6...1.5 1,6...2,3 5.0 0.02 0,0016
Оксиды азота - NO, NO?, N2O5 0,007...0,2 0.2...0.4 0.2...1,0 0,5 0,005 0,00025
Сернистый ангидрид SO2 0,015...0,025 0.06...0,26 1,0...1,25 - 0,02 0,00035
Сероводород H2S 0,01...0,2 0.25...0.4 0,5...1.0 1.2 0.016 0.00066
Таблица 4.23
Количество оксидов углерода и азота при взрыве
Группы грунтов по СНиП Состояние грунтов Количество оксидов углерода, л/кг Количество оксидов азота, л/кг
5 Обводненные 10,5 5,0
5 Сухие 7,0 5.5
6 —zz— 19.0 1.5
7 —zz— 30,0 1.5
8...9 Сухие сильно трещиноватые 20,5 4,5
8.„9 Сухие трещиноватые 34,0 1,2
9 Обводиенные 33.5 2,0
Примечания'. 1. Для грунтов других групп крепости и обводненности количество выделившихся оксидов углерода и азота может быть определено методом интерполяции 2. Количество ядовитых газов приведено для ВВ с близким к нулевому
кислородным балансом.
значения и т.п. со согласованию с заинтересованными орга-
низациями и органами Ростехнадзора.
4.6.2. Расчет размеров зон, загрязняемых пылью,
выпадающей из пылегазового облака,
образующегося при взрыве
Загрязнение территории в результате взрывов происхо-
дит в основном вследствие выпадения из распространяюще-
гося пылегазового облака мелкодисперсной пыли (крупность
частиц менее 200 мк), дальность распространения которой
значительно (в 2...3 раза и более) превосходит расстояние,
где фиксируется выпадение более крупных фракций.
Массу выпадающих мелкодисперсных частиц можно най-
ти по формуле
Л/= 2.39рОГЛ,;п?>'2’ (4.150)
где М — масса мелкодисперсных частиц, выпадающих па
площади 1 м2, кг; р — плотность взрываемых пород, т/м1;
Q — максимальная масса зарядов ВВ в серии, т; И — ско-
рость ветра, м/с; КТ1 — коэффициент турбулентной диффу-
зии, м2/с; г — расстояние, на котором устанавливается Л/, м.
При определении М по формуле (4.150) на первом этапе
вес вычисления ведутся для К = 1м/с. Величина коэффици-
ента турбулентной диффузии фактически не зависит от кре-
пости пород и может быть принята равной 10 м2/с. Масса
частиц крупностью менее 200 мк составляет 30 кг на 1 т
взорванного ВВ.
Размер зоны, в которой выпадет вся мелкодисперсная пыль,
может быть определен исходя из следующего соотношения:
j 2nr2,39pQKr^'21 г ’dr = 12лг 12,39р0^;ло 2\/г =
/. L
= 2п2,39р(2/Гт^27/п
(4.151)
где г — размер зоны, в которой выпадает вся мелкодисперсная
пыль, м; 1. — размер условного источника образования пыли, м.
352
Необходимо отметить, что на расстояниях Л. ранных
В + 0.6Я, мелкодисперсные частицы пыли не удерживаются
на поверхности изорванной породы и перемешаются газами
в направлении движения пылегазового облака. Расстояния А
учитывают как суммарную ширину взрываемых блоков 5,
так и длину развала от забоя отбиваемых уступов ло зоны,
имеющей наибольшую высоту и равную 0.6Я, где Н — высо-
та уступа.
Исходя из формулы (4.151) и с учетом сокращений при
КГ1 = 10 м2/с получим выражение для определения размеров
зоны выпадания пыли:
Приведем пой плотности ги = Асхр значения выра Р- ( 3,72 ' Ы жения ехр '3,72 . Р (4.152) при различ-
Плотность Значения Плотность Значения
пород, т/м' 1.8 1.9 2,0 2,1 2,2 2.3 2,4 2.5 2,6 выражения <3.72 3 схр 1 р ; 7.89 7,08 6.42 5.88 5,42 5.04 4.71 4.43 4.18 пород, т/м 2.7 2.8 2.9 3,0 3,1 3.2 3.3 3.4 3.5 выражения f 3,72 ) ехр 1 Р ) 3.97 3.78 3.61 3.46 3.32 3.20 3,09 2.99 2.89
Выпадение мелкодисперсной пыли происходит в про-
цессе движения пылегазового облака, образованного при
взрыве всех зарядов серии, а величина ги определяется про-
порционально (Q— суммарная масса всех зарядов). При
расчете гп по методике расчета радиуса опасной зоны по рас-
пространению газов должно быть учтено влияние расхода
353
ВВ па результаты взрыва. Для этого в формулу (4.152) вводит-
ся коэффициент К,, значения которого учитывают расход
ВВ и принимаются в зависимости от массы зарядов, взор-
ванных в серии:
• при Q < 1 т ВВ: К\= 1,0 ;
• при Q > 1 т ВВ: К, = •
Окончательно выражение для определения размеров зоны
выпадания пыли будет иметь следующий вид:
, Г3.72^
ru = .
I Р J
(4.153)
Влияние скорости ветра на величину ги оценивается по
такой же методике, как и при прогнозировании размеров
газоопасной зоны (см. формулу 4.146). Время рассеивания
пылегазового облака после взрыва обычно составляет до 15—
20 мин.
Выражение (4.153) может быть использовано для опре-
деления размеров зоны выпадания пыли не только при ус-
тупной отбойке горных пород, но и при обрушении зданий
и сооружений. Здесь источником образования пыли являют-
ся как взрыв зарядов подбоя, так и сами упавшие конструк-
ции, разрушающиеся при ударе о грунт. Во втором случае
размеры условного источника зоны образования пыли и раз-
меры зоны выпадания пыли будут значительно превосхо-
дить размеры от взрыва зарядов подбоя.
При производстве взрывных работ по обрушению зданий
и сооружений необходимо установить максимальные разме-
ры зоны, загрязняемой выпадающей пылью. С учетом этого
при определении размеров зоны выпадания ныли при обру-
шении здания и сооружений на свое основание в выражении
L = (В +0,6//) под В следует понимать высоту перемещения
центра тяжести обрушаемого сооружения, а под Н — шири-
ну развала обрушенных конструкций (обычно составляет от
1/3 до 2/3 высоты сооружения в зависимости от принятого
способа обеспечения направленности развала его конструк-
ций).
354
опыт
ПРОИЗВОДСТВА
СПЕЦИАЛЬНЫХ
ВЗРЫВНЫХ
РАБОТ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
И НА
РЕКОНСТРУКЦИИ
ПРЕДПРИЯТИЙ
ГЛАВА 5
5.1. БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РАЗБОРКЕ
ФУНДАМЕНТОВ И МОНОЛИТНЫХ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1.1. Сплошное дробление фундаментов
шпуровыми и скважинными зарядами
Дробление железобетонного фундамента
шпуровыми зарядами
♦ Взрыиные работы на цементном заводе проводили с целью
дробления бетона монолитного железобетонною фундамента под
редуктор обжиговой печи для его дальнейшей разборки. Армирова-
ние фундамента (поверхностное и объемное) было выполнено ме-
таллическими сетками, диаметр прутков арматуры 12...16 мм, шаг
армирования 200 мм. Основание фундамента находилось на 2,2 м
ниже уровня ipyirra. Фундамент подлежал разборке до уровня грунта
(отм. 0,0). Часть фундамента под опору подшипника не разбиралась
и должна была быть сохранена. Размеры разбираемой части фунда-
мента — 9,5x7,0 м, максимальная высота нал уровнем грунта —
2.32 м. Объем разбираемого железобетона - около 130 м’.
Фундамент был расположен на открытой площадке в окруже-
нии различных строений и оборудования производственного на-
значения: действующая обжиговая печь (расстояние 15 м), склад
клинкера (25 м). компрессорная (27 м). редукторы действующих
печей (40 м). производственные здания (55 м и далее).
Для дробления бетона верхней части фундамента ис-
пользовали вертикальные шпуровые заряды, а нижней час-
ти — горизонтальные шпуровые заряды.
Массу шпуровых зарядов определяли по формуле (3.1)
Q=KWj\V (5.1)
Расчетная линия сопротивления принята равной W =
= 0,5 м, расчетный удельный расход ВВ — К= 0,6 кг/м3.
357
Горизонтальные шнуры и нижней части фундамента бу-
рили в один ряд. Бурение шпуров производили с трех сторон
фундамента па 0,4 м выше уровня грунта. Длина шпуров, про-
буренных с двух сторон фундамента перпендикулярно его
длинной оси, составляла 2,8 м, пробуренных с одной сто-
роны (перпендикулярно его короткой оси) — 2,8 м и 1,0 м.
Вертикальные шпуры бурили по квадратной сетке. Фак-
тическое расстояние между шпурами в ряду и между рядами
шпуров составляло 0,5...0,6 м. Расположение шнуров — мно-
горялпос. Длина вертикальных шпуров зависела от толщины
взрываемого слоя и составляла от 0,8 м до 2,1 м.
В качестве ВВ шпуровых зарядов использовали натрени-
рованный аммонит 6ЖВ, диаметр патронов — 32 мм. Заряд в
шнурах длиной 2,8 м рассредоточивали па четыре части,
масса одной рассрсдоточки составляла 0,2 кг, общая масса
заряда в шпуре — 0,8 кг. Расстояние между торнами рассрс-
доточек в шпуре было принято равным 0,5 м, длина забой-
ки — 0,5 м. В шпурах длиной 2,1 ми 1,7 м заряд рассредото-
чивали на три части, масса одной рассрсдоточки составляла
соответственно 0,2 кг и 0.15 кг. В горизонтальных шпурах дли-
ной 1,0 м заряд рассредоточивали на две части, масса одной
рассрсдоточки составляла 0,15 кг. В вертикальных шпурах дли-
ной 1,0 м размешали по одному заряду массой 0,2 кг.
Для предохранения остающейся части фундамента от
трешипообразовапия при взрывах зарядов дробления и обес-
печения сохранения несущей способности этой части фун-
дамента применяли контурное взрывание по методу предвари-
тельного щелеобразования (щель предварительного откола).
Величину защитного целика между щелью предваритель-
ного откола и сохраняемой частью фундамента находили по
формуле (4.24)
В формуле (5.2) коэффициент сейсмичности /(был при-
нят равным 400.
Для контурных зарядов использовании шпуры диамет-
ром 0,04 м, вместимость которых составляет 1,1 кг/м. Ли-
358
псйпая плотность зарядов контурных шнуров из четырех
нитей ДШ равна 0,048 кг/м. а коэффициент плотности за-
ряжания уЛ = 0.044. При расстоянии между контурными шпу-
рами 0,2 м поверхностная плотность заряда уЛ. = 0,19 кг/м2.
С учетом требований к обеспечению несущей способности
сохраняемой части фундамента н качестве расчетной крити-
ческой скорости колебаний была принята скорость колеба-
ний V = 50 см/с. В этом случае мощность защитного целика
должна быть нс менее 0,1 м. При производстве взрывных
работ защитный целик был принят равным 0,2 м. Контур-
ные шпуры бурили по границе защитного целика в один
ряд. При толщине разбираемой части фундамента 2,32 м длина
контурных шнуров составляла 2,8 м. Схемы расположения
шпуров при дроблении фундамента приведены на рис. 5.1.
Взрывание зарядов производили с укрытием мест взры-
ва. В качестве укрытий использовали транспортерную ленту
(ширина лепты — 2,0 м) и мешки с опилками. Мешками с
опилками укрывали нижнюю часть фундамента в зоне взры-
ва горизонтальных шпуровых зарядов. Использование указан-
ного укрытия снижало также интенсивность УВВ при взры-
вах. Для предотвращения разлета кусков бетона куски транс-
портерной ленты размешали на деревянные подкладки тол-
щиной 0,25 м, уложенные на поверхность фундамента. Ши-
рина перекрытия отдельных кусков лепты друг другом со-
ставляла 0,2 м, а ширина зоны перекрытия места взрыва па
фундаменте — 0.5 м.
♦ С одной стороны фундамента дополнительным укрытием от
разлета кусков бетона служила сохраняемая часть фундамента, с
другой — остановленная перед демонтажем печь № 2. Для обеспе-
чения дополнительной зашиты от разлета кусков взорванного бе-
тона со стороны склада клинкера и компрессорной была выложена
защитная стенка из железобетонных блоков. Стенку разместили на
расстоянии 3,5 м от фундамента с таким расчетом, чтобы она не
мешала выполнению работ по заряжанию горизонтальных шпуров.
Рядом с местом взрыва находились различные строе-
ния производственного назначения. Ближайший охраняе-
мый объект был расположен па расстоянии г = 15 м от
разбираемого фундамента. Допустимую для взрывания массу
359
a
9500
Рис. 5.1. Фундамент под редуктор.
Схемы расположения шпуров; а план: б — разрез I- I;
/ - разбираемая часть фундамента; 2 — шпуры дробления;
3 — контурные шпуры: 4 — граница разборки фундамента:
5 — сохраняемая часть фундамента: 6 — горизонтальные шпуры
заряда по сейсмическому действию взрыва определяли по
формуле
360
Г
(5-3)
В качестве допустимой для охраняемых объектов про-
изводственного назначения при взрывах по дроблению бе-
тона фундамента была принята скорость колебаний грунта
И =5 см/с. Максимальная допустимая масса мгновенно взры-
ваемых зарядов, согласно (5.3), составила (?дип = 8,4 кг. При
короткозамедленном взрывании масса зарядов в группе при-
нимается равной 2/3 массы заряда, безопасной при мгно-
венном взрывании. Масса зарядов одной группы была при-
нята равной 5,6 кг.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при принятых режимах взрывания составил 20 м. В пределах
указанной зоны объекгы с застеклением отсутствовали. Взры-
вание зарядов контурных шпуров производили отдельно пе-
ред взрывом зарядов дробления бетона.
Взрывание шпуровых зарядов дробления бетона фунда-
мента выполняли короткозамедленно. В одной серии взрыва-
ли заряды горизонтальных шпуров (в первых группах) и рас-
положенные над ними заряды вертикальных шпуров. Заряды
в серии разделяли на восемь групп. Интервал замедления
между группами составлял 20 мс.
Взрывание зарядов начинали с части фундамента меж-
ду технологическим проходом в фундаменте и сохраняемой
частью фундамента. В этом случае торцевая часть фундамен-
та, взрываемая в последнюю очередь, служила дополнитель-
ным укрытием от разлета кусков бетона.
Всего для дробления бетона разбираемой части фунда-
мента потребовалось проведение четырех взрывов: один взрыв
зарядов контурных шпуров и три серии взрывов зарядов по
дроблению бетона. Общий расход ВМ и бурения на весь объем
работ: ВВ — 111,2 кг (фактический удельный расход ВВ —
0,85 кг/м3); ДШ — 900 м, в том числе на заряды контурных
шпуров — 258 м; электролетонаторы короткозамедленного
действия — 50 шт. Расход бурения — 417,1 м, в том числе
контурные шпуры — 61,6 м, шпуры дробления — 355,5 м (удель-
ный расход 27,3 м/м3).
361
Дробление фундаментов при реконструкции
цехов металлургического комбината
♦ При реконструкции цехов металлургического комбината на
выполнение всего объема работ по каждому объекту (демонтаж
оборудования, дробление фундаментов, уборка раздробленного мате-
риала, сооружение нового фундамента, монтаж оборудования) от-
водились крайне сжатые сроки, определяемые несколькими днями.
Взрывные работы при разборке фундаментов произво-
дились метолом шнуровых зарядов. Тонкостенные фундаменты
коробчатой и лотковой форм взрывами разделяли на отдель-
ные блоки массой до Юте последующей уборкой этих бло-
ков козловыми кранами. Массивные фундаменты толщиной
в несколько метров дробили горизонтальными слоями мощ-
ностью до 1,6 м.
Массу шпуровых зарядов рассчитывали исходя из усло-
вий рыхления бетонного наполнителя фундамента с после-
дующей резкой оголившейся арматуры по формуле (3.1)
e = . (5.4)
К — расчетный удельный расход ВВ принимали равным
0,45 кг/м ’. Линию наименьшего сопротивления РУопределя-
ли как расстояние от оси шпура до края фундамента или
между рядами шпуров при их мпогорядном расположении.
В качестве ВВ использовали натренированный аммонит
6ЖВ. Заряды взрывали с помощью ДШ. Учитывая возмож-
ность появления в цехах блуждающих токов, инициирова-
ние ДШ осуществляли огневым способом.
Взрывные работы выполнялись в очень стесненных ус-
ловиях действующего производства, в непосредственной бли-
зости от охраняемых объектов (фундаменты эксплуатируе-
мых агрегатов и несущих колонн цехов, диспетчерские пун-
кты и др. (рис. 5.2). В этих условиях предельно допустимая
масса зарядов определялась по формуле (4.1) при значениях
коэффициента сейсмичности К = 400 и показателе затуха-
ния v = 2. Расчетная зависимость для оценки массы предель-
но допустимого заряда имела следующий вид:
Vap Y
400
г
(5.5)
362
Рис. 5.2. Схема расположения фундамента в цехе:
/ — мостовой кран; 2 — колонна здания цеха;
3 — разрушаемый фундамент: 4 — сейсмический экран;
5 — фундамент колонны; 6 — подстилаю тис грунты (супесь)
В качестве допустимой при производстве взрывов, в за-
висимости от характера ближайших охраняемых объектов,
была принята скорость колебаний грунта 20...50 см/с. Для
максимального снижения сейсмического эффекта приме-
няли сейсмические экраны в виде окопки фундамента на
всю глубину (см. рис. 5.2). В результате охраняемые несущие
363
колоппы каркаса здания и соседние фундаменты отделяла
щель шириной не менее 10... 15 см. Степень экранизации при
этом принимали раиной р = 3.
Для увеличения суммарной массы изрываемых зарядов и
ускорения дробления фундаментов применяли схемы корот-
козамедленного взрывания, при которых охраняемые объек-
ты располагали со стороны торца ряда зарядов. Это давало
возможность одновременно взрывать большое количество
шпуровых зарядов.
В случае взрыва ряда шпуров выражение для расчета мас-
сы эквивалентного заряда имеет следующий вид:
= (5.6)
где Q, — масса заряда ВВ одного шпура, кг; т — коэффици-
ент для расчета Q, по массе одного шпурового заряда.
Величина коэффициента т зависит от расстояния меж-
ду зарядами в ряду, а также между охраняемым объектом и
ближайшим зарядом (см. раздел 4.2.9). Приведем значения
коэффициента т в зависимости от расстояний г между ох-
раняемым объектом и ближайшим зарядом (для расстояния
между шпурами в ряду 0,5...0,7 м):
г, .if т г, я т
0,5...1.0 1 1,75...2,0 2,0
1.0...1.25 1.5 2,0...3,0 2,5
1,25... 1.75 1.85
При расстоянии до охраняемого объекта более 3 м под
(?э, рассчитанной по формуле (5.5), понимается суммарная
масса шпуровых зарядов.
Реконструируемые цеха имеют большую площадь зас-
текления, Поэтому во избежание его повреждения нормиро-
вали число одновременно взрываемых шпуров в зависимос-
ти от массы заряда и длины забойки. Применительно к рас-
сматриваемым условиям число одновременно взрываемых
шпуров W определяли по формуле
У = 0,475г' \ (5.7)
где г — расстояние от места взрыва до застекления, м.
364
Масса заряда в группе принималась минимальной из рас-
четных по сейсмическому действию взрыва [определялась
по формуле (5.5)| и действию ударных воздушных волн на
застекление [определялась из формулы (4.78)].
Для предотвращения разлета кусков бетона и снижения
интенсивности УВВ взрывание шпуровых зарядов осуществ-
ляли под укрытием из металлических листов, которые укла-
дываются нал фундаментом па деревянных подкладках вы-
сотой 0,5 м с перекрытием раствором воронки выброса не
менее чем на 0,5 м. Массу укрытия устанавливали по форму-
ле (4.118) при Ку = 0,25 (см. данные на стр. 329). Фактическая
масса укрытия в зависимости от мощности взрываемого слоя
и массы зарядов составляла 300...600 кг/м’. Необходимая масса
укрытия обеспечивалась путем пригруза листов слябами, а
сами отдельные листы скреплялись между собой проволокой.
♦ Принятая технология сплошного дробления массивных фун-
даментов и разделения на крупные блоки фундаментов лотковой и
коробчатой форм позволила обеспечить разборку фундаментов в
короткие сроки. Проектные параметры зарядов и схемы взрывания
были эффективны и безопасны. Сплошные металлические щито-
вые укрытия в рассматриваемых условиях также показали себя
эффективными и обеспечили надежную защиту конструктивных
элементов цехов и оборудования от разлета кусков бетона. Они
также способствовали снижению интенсивности ударной воздуш-
ной волны.
Дробление железобетонного фундамента
скважинными зарядами
♦ Разбираемый монолитный железобетонный фундамент де-
монтированного компрессора располагался па открытой площадке
на территории завода железобетонных изделий. Размеры фундамента
в плане составляли 6,0x5,0 м, максимальная толщина — 3,5 м. Верх
фундамента находился на уровне грунта. Фундамент с трех сторон
был окопан на всю его высоту. Объемное армирование фундамента
было выполнено несколькими рядами арматурных сеток. Общий
объем фундамента 105 м1. Бетон марки М300. С учетом крепости
бетона, насыщенности арматурой и опыта выполнения аналогич-
ных работ разбираемые железобетонные конструкции фундамента
по прочности были приравнены к 11 группе грунтов по классифи-
кации СНиП.
365
В районе производства взрывных работ находились: здание элек-
троцеха (минимальное расстояние от фундамента до стены цеха
составляло 1,0 м); здание производственного корпуса (12 м); ме-
таллическая силосная емкость для хранения цемента (4 м); здание
склада сыпучих материалов с металлическим навесом (20 м); же-
лезнодорожные пути (6 м); подземная канализация (4 м); подзем-
ная теплотрасса (22 м). Между зданием склада сыпучих материалов
и цементным силосом на высоге 3 м были проложены две трубы
цементопровода. Ближайшая опора цеменгопровода находилась на
расстоянии 8 м от фундамента.
Стена каркасного здания производственного корпуса со сто-
роны разбираемого фундамента имела большую площадь застекле-
ния; по наружной стороне стены был проложен электрический
кабель. На время взрывных работ оконные проемы в производ-
ственном корпусе в районе фундамента и электрокабель (на участке
длиной по 15 м в обе стороны от оси фундамента) были закрыты
деревянными шитами и кусками транспортерной ленты. Кусками
транспортерной ленты были также укрыты грубы цементопровода.
Участок одноэтажного кирпичного здания элсктроцеха дли-
ной 10 м со стороны фундамента в дальнейшем подлежал разборке.
Для дробления бетона фундамента использовали метод
скважинных зарядов, взрываемых под укрытием. Бурение
скважин производили станком пневмоуларного бурения типа
БМК-4, диаметр скважин — 105 мм. Работа станка обеспечи-
валась от передвижного компрессора типа ПР-10 и заводс-
кой сети переменного трехфазного тока напряжением 380 В.
Массу заряда в скважине определяли по формуле (3.2)
Q=KW\ (5.8)
К— расчетный удельный расход ВВ был принят равным
0,6 кг/м3. В основании фундамента находились не скальные
грунты. С учетом этого скважины бурили с недобуром, рав-
ным четырем диаметрам заряда. При толщине фундамента
3,5 м длина скважин составила 3,1 м.
Величину ЛНС принимали равной половине длины сква-
жины. Заряд в скважине рассредоточивали на две части,
рассчитывая каждую часть заряда на свою Л НС. При 1,5 м
и К = 0,6 кг/м5 масса заряда каждой рассредоточки состав-
ляла 2,0 кг, а ее длина — 0,25 м. Общая масса заряда в сква-
жине — 4,0 кг, длина заряда — 0,5 м. Расстояние между цен-
366
трами зарядов в скважине принимали равным расстоянию
между скважинами в ряду (1,5 м). Промежутки между заряда-
ми и верхнюю свободную от заряда часть скважины длиной
1,2 м заполняли забоечным материалом.
Расстояние между зарядами в ряду принимали равным
величине ЛНС (1,5 м), а между рядами зарядов — 0,8 от
величины ЛНС (1,2 м). Расположение скважин многорядпос
по прямоугольной сетке (рис. 5.3). Всего пробурено девять
Рис. 5.3. Схема расположения скважин при дроблении фундамента:
/ — фундамент; 2 — скважины; 3 — окопка фундамента
367
скважин. Объем бурения составил — 7,9 м. Расход ВВ (нат-
ренированный аммонит 6ЖВ, диаметр патронов 32 мм) —
36 кг.
Взрывание зарядов осуществляли короткозамедленно (ин-
тервал замедления между группами — 20 мс). Допустимую
массу скважинных зарядов одной группы определяли, исхо-
дя из обеспечения сейсмобсзопаспых условий относительно
охраняемых объектов, расположенных в районе работ.
Взрывные работы по дроблению фундамента компрес-
сора производили в близкой зоне, на расстоянии менее 25 м
от ближайших охраняемых объектов (электроцех, производ-
ственный корпус, склад сыпучих материалов, цементный
силос). С учетом этого предельно допустимую для взрывания
массу шпуровых зарядов находили по формуле (4.17), при
этом учи тывалось наличие окопки фундамента:
О=0,3рг'5. (5.9)
Разбираемый фундамент был окопан на всю высоту взры-
ваемого слоя. Для таких условий коэффициент р = 2.
С учетом расположения охраняемых объектов в близкой
зоне при короткозамедленном взрывании с замедлением не
менее 20 мс масса заряда в группе была принята равной
массе заряда, безопасной при мгновенном взрывании. При-
ведем допустимые для взрывания массы зарядов в одной
группе при короткозамедленном взрывании по дроблению
фундамента, рассчитанные по формуле (5.9).
Расстояние. Масса заряда. Расстояние, Масса заряда,
.и кг Л/ кг
1.5-2.0 1,0 3.5-4.0 3,9
2.O-2.5 1,5 4.0 4,5 4.5
2.5-3.0 2,5 4,5 и более 5.5
3,0-3,5 3.0
Фундамент был расположен на расстоянии 1,0 м от зда-
ния электроцеха, причем расстояние от зарядов до сохраня-
емой части здания электроцеха составляло 10 м. Масса заря-
да в одной скважине — 4,0 кг. Была принята поскважинная
368
схема короткозамедлсппого взрывания. Заряд в одной груп-
пе была ограничен массой 4,0 кг.
Для оценки уровня сейсмического воздействия взрывов
при принятых режимах взрывания были определены значе-
ния скорости колебаний грунта в основании охраняемых объек-
тов. расположенных в районе производства взрывных работ.
Скорость колебаний определяли по формуле (4.1)
V =—
ар г
(5.10)
где под Q понималась масса взрываемых зарядов одной груп-
пы, кг.
♦ В табл. 5.1 приведены значения допустимых и ожидаемых
скоростей колебаний грунта в основании охраняемых объектов при
взрыве в одной группе зарядов массой 4,0 кг. Видно, что в сейсми-
ческом отношении взрывы зарядов по дроблению фундамента нс
представляют собой опасности для всех охраняемых объектов. Что
касается разбираемой стены здания электроцеха, то здесь ожидаемая
скорость колебаний грунта должна была составить около 30 см/с.
При такой скорости колебаний в степе было возможно появление
трещин по штукатурке и кладке стены. Однако самопроизвольного
обрушения стены здания при этом произойти не могло.
Для укрытия мест взрыва при дроблении бетона фунда-
мента скважинными зарядами использовали засыпку пес-
ком (толщина слоя засыпки составляла 0,4 м) и сплошное
щитовое укрытие из железобетонных плит с пригрузом их
бетонными блоками. Массу 1 м3 сплошного щитового укры-
тия определяли но формуле (4.118)
4/v = 0,25H^y. (5.11)
При взрывании фундамента скважинными зарядами
W = 1,5 м, у= 2200 кг/м3 и масса укрытия = 820 кг/м3.
Учитывая близкое расположение охраняемых объектов к
месту взрыва, для подпою предотвращения разлета кусков
взрываемого бетона масса защитного укрытия была увели-
чена в 1,7 раза против расчетной и принята равной 1400 кг/м3.
Ширина зоны перекрытия от края укрытия до скважинных
зарядов составляла 1,5 м.
369
Таблица 5.1
Сейсмическое действие взрывов скважинных зарядов
па разборке фундамента
Охраняемые объекты Расстояние, м Скорость колебаний । рунта, см/с
допустимая ожидаемая
Железнодорожные пути 6 30.0 7.2
Мегалличсский цементный силос 4.5 15.0 11.1
Опоры цемептопронола 8 10.0 9.4
Подземная канализация 4 7.0 6.6
Подземная теплотрасса 22 10.0 1.0
Производственный корпус 12 10.0 5.1
Склад сыпучих материалов 20 10.0 1.2
Электрический кабель 12 .30.0 5.1
Элсктроцех 10 7.0 3.4
I 7.0 30.0
♦ При укрытии фундамента после заряжания скважин, монта-
жа сети ДШ и предварительной засыпки магистрали ДШ слоем
песка толщиной 5 см на взрываемый участок поверхности фунда-
мента укладывали подкладки высотой 0,5 м, а пространство между
ними на взрываемом участке фундамента засыпали слоем песка толщи-
ной 0,4 м, Подкладки устанавливают на расстоянии 0.5 м друг от
друга, На подкладки с помощью подъемного крана укладывали щиты
укрытия (железобетонные плиты толщиной 12 см), После установки
укрытия сверху его пригружали бетонными блоками, которые равно-
мерно распределяли по площади укрытия, Железобетонными плитами
укрывали также боковую поверхность фундамента в зоне окопки.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при короткозамедленпом взрывании скважинных зарядов
определяли по формуле (4.78)
гп=63К,Ку^ , (5.12)
а массу эквивалентного заряда — по формуле (4.80)
370
Qu= QKt + Qmi. (5.13)
Коэффициент укрытия К* был принят равным 0,5. Рас-
четная масса эквивалентного заряда одной группы при при-
нятых режимах взрывания скважинных зарядов составила
0,1 кг, а радиус опасной зоны по действию УВВ на застекле-
ние — 9 м. В пределах указанной зоны объектов с застекле-
нием не было.
При производстве взрывных работ по дроблению фун-
дамента была принята опасная зона для людей на открытом
пространстве радиусом 50 м и по капитальным наружным
стенам окружающих строений на расстоянии 30 м. На время
взрыва все люди из строений и помещений зданий в преде-
лах опасной зоны были выведены.
С учетом имеющихся в наличии укрытий мест взрыва и
электродетонаторов короткозамедленного действия шести
ступеней замедления всего было проведено две серии взры-
вов скважинных зарядов. Сначала были взорваны скважин-
ные заряды со стороны металлической силосной емкости
для хранения цемента, а затем — со стороны здания элек-
троцеха. При взрывах повреждения разбираемой стены зда-
ния электроцеха не отмечено.
♦ Дальнейшая разборка раздробленного бетона фундамента про-
изводилась с помощью езроительных экскаваторов, а для уборки
крупных кусков использовался автомобильный кран.
5.1.2. Разделение фундаментов на блоки
♦ Разбираемый монолитный железобетонный фундамент
турбогенератора рамного типа, расположенный в машинном зале
главного корпуса ГРЭС, состоял из полушки, четырнадцати опор,
связанных сборными железобетонными ригелями и балками, плиты
под возбудитель и набстонок по ригелям. Размеры фундаментной
подушки составляли 34,2x8,6 м, толщина 1,5 м. Низ подушки
находился на отм. -1,8 м (за отм. 0,0 принята отметка пола в
здании). Верхняя часть фундамента имела длину 34,62 м, ширину
6,6—8,6 м. Высота фундамента над уровнем пола 10,02 м. Сече-
ние каждой изопор фундамента 1,Ох 1,0 м. Высота опор — 8,4 м.
В верхней части опоры имели уширение до 2.0 м. Сечение ригелей
1,5x1,5 м. Все сборные элементы фундамента были замоноличсны.
371
Бетон марки M300. Армирование всех конструкций фундамента объем-
ное. диаметр прутков арматуры 8,..32 мм. шаг горизонтальных се-
ток 0,2x0.2 м, расстояние между сетками переменное. В верхней
части фундамента размещались металлические закладные элемечпы.
Фундамент необходимо было разобрать до отм 0.0 м. Общий
обз>ем железобетонных конструкций разбираемой части фундамен-
та составлял 364 м’. Разборке подлежали также 34 железобетонные
колонны сечением 0,4x0.4 м и высотой 3.6 м (общий объем 20 м').
которые являлись опорами балок пола 2-го этажа в здании,
Фундамент был расположен ближе к одной из торцевых степ
здания. Расстояние от его колонн до наружных стен здания состав-
ляло от 4 до 15 м. На время взрывных работ оконные проемы в
районе фундамента были закрыты металлическими и деревянны-
ми щитами. 11а степах здания были проложены технологические
трубопроводы различного назначения (топлива, воды, воздуха,
теплопроводы высокого и среднего давления, трубопроводы водя-
ного отопления и др.). На время взрывов трубопроводы отключа-
ли, давление в них снижалось до 1 агм.
Расстояние от разбираемого фундамента до ближайшего фун-
дамента действующего турбогенератора в цехе составляло 18 м, Тур-
богенераторы па время проведения взрывов останавливали.
Для дробления бетона фундамента использовали метод
шпуровых зарядов, взрываемых под укрытием. Монолитные
участки верхней железобетонной плиты фундамента подле-
жали сплошному дроблению. Ригели и опоры разделяли па
блоки объемом до 2 м' и массой до 5 т.
Массу заряда в шпуре определяли по формуле (3.1)
Q = Kwjw. (5.14)
Расчетный удельный расход ВВ для бетона марки М300
составлял 0,5 кг/м’. При дроблении монолитной плиты и
при подбое колонн величину ЛИС принимали ранной поло-
вине толщины взрываемой конструкции, а для зарядов в
опорах и ригелях — равной 0,3 м.
Длину шпура при сплошном дроблении верхней плиты
фундамента и при подбое колонн опор пола 2-го этажа рас-
считывали таким образом, чтобы заряд совпадал с середи-
ной взрываемой конструкции. При подбое опор фундамента
и образовании резов в опорах и ригелях длину шпура прини-
мали такой, чтобы заряд находился вблизи арматуры.
372
Заряды в шпурах при подбое и образовании резов в опо-
рах и ригелях рассредоточивали, рассчитывая каждую часть
заряда па свою ЛИС. Промежутки между зарядами и верх-
нюю свободную часть шпура заполняли песком. Основные
параметры шпуровых зарядов для дробления бе гопа при раз-
борке фундамента турбогенератора приведены в табл, 5.2.
Для обеспечения сохранности охраняемых объектов при
воздействии сейсмических и ударных воздушных волн, ис-
пользовали короткозамедлсннос взрывание шпуровых заря-
дов. Интервал замедления между группами составлял 25 мс.
Взрывание производили в близкой зоне. С учетом этого
при короткозамелленном взрывании с замедлением 25 мс
массу зарядов в группе принимали равной массе заряда, бе-
зопасной при мгновенном взрывании, Г:с величину устанав-
ливали из выражения
' J
где Qt — допустимая масса зарядов одной группы, кг; И —
допустимая скорость колебаний грунта, см/с.
Коэффициент сейсмичности К в формуле (5,15) был
принят равным 70 при взрывании зарядов для подбоя опор
и колонн и 50 при взрывании зарядов по дроблению моно-
литной части верхней плиты и образованию резон в ригелях
и обрушенных опорах.
При расчетах массы зарядов одной группы были приня-
ты следующие допустимые значения скорости колебаний грун-
та для различных охраняемых объектов, расположенных в
районе производства взрывных работ, см/с:
производственное каркасное здание машинного
зала (с учетом расположения объекта в близкой
зоне взрыва) ................................ 10,0
фундаменты турбогенераторов рамного типа........ 5
стальные напорные трубопроводы................. 10
чугунные, железобетонные и керамические
трубопроводы.....................................7
элекгрические высоковольтные кабели............ 30
373
Таблица 5.2
Параметры шпуровых зарядов при разборке фундамента турбогенератора
Параметры Подбой колонн 2-го этажа Подбой и разделение на блоки опор фундамента Образование резов в ригелях Дробление монолитной плиты
поперечных продольных
Размер в плане, м х м 0,4x0,4 1,0 х1,0 1.0 х2.0 1.5 х 1,5 1,5 х 1,5 3.6 хЗ,7
Толщина, м 0.4 1.0 1.0 1.5 1,5 0,66
ЛНС, м 0,2 0.3 0.3 0.3 0.3 0,33
Длина шпура, м 0,25 0,84 0,84 1.2 1.2 0,38
Расстояние между шпурами 0,2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4
в ряду, м
Расстояние между рядами 0,2 0.2 0.2 0,2 0.2 0,4
шпуров, м
Общая масса зарядов в шпуре, кг 0,1 0.3 0.3 0.4 0.4 0.1
Длина заряда, м 0.1 0.3 0,3 0,4 0.4 0.1
Число рассредоточен - 3 3 4 4 -
Масса нижних рассредоточен, кг - 0.1 0.1 0.1 0.1 -
Число нижних рассредоточен - 2 2 3 3 -
Масса верхней рассредоточки, кг - 0,1 0,1 0,1 0.1 -
Расстояние между торцами рас- - 0.18 0,18 0,2 0,2 -
средоточек, м
Длина забойки, м 0,15 0.18 0,18 0.2 0.2 0,28
Число шпуров в ряду 2 3 5 4 4 8
Число рядов шпуров 2 2 2 2 2 9
Число шпуров на элемент 4 6 10 8 8 72
низковольтные электрические кабели............ 50
газопроводы низкого и среднего давления....... 20
оборудование и аппаратура управления............5
опоры и колонны............................... 10
Наибольшие ограничения на массу взрываемых зарядов на-
кладывало требование обеспечения сохранности стен ма-
шинного зала. Минимальное расстояние от места взрыва па
фундаменте ло несущих колонн цеха составляло 4 м. Из фор-
мулы (5.15) следует, что при подбое колонн (К - 70) масса
взрываемых зарядов одной группы должна быть не более
1,2 кг. При взрывании верхней плиты и образовании резов в
обрушенных ригелях и опорах (К = 50) масса зарядов одной
группы не должна была превышать 2,5 кг. При взрывании
более удаленных конструкций фундамента масса зарядов
могла быть увеличена.
Для подбоя одной опоры в ее нижней части необходи-
мо было взорвать заряды массой 1,8 кг (см. табл. 5.2). Поэто-
му при подбое двух ближайших к стене опор взрываемые
заряды были разделены на две группы (масса зарядов одной
группы составляла 0,9 кг), а при подбое остальных опор
(здесь расстояние до ближайшей стены здания составляло
не менее 8 м, а допустимая для взрывания масса зарядов
одной группы — 10 кг) взрывание зарядов подбоя одной
опоры осуществляли одновременно.
Аналогично, при взрывании ригелей между двумя
ближайшими к стене опорами заряды одного реза разде-
ляли на две группы (здесь масса зарядов одной группы со-
ставила 1,6 кг), а при взрывании более удаленных ригелей
в одной группе взрывали заряды одного реза общей массой
3,2 кг.
При дроблении монолитной плиты заряды одной груп-
пы были ограничены массой 2,5 кг, а при подбое колонн
пола 2-го этажа — 0,4 кг (заряды подбоя одной колонны).
При принятых режимах в сейсмическом отношении взрывы
шпуровых зарядов по дроблению фундамента не представ-
ляли собой опасности для всех охраняемых объектов.
Для укрытия мест взрыва при дроблении верхней моно-
литной плиты фундамента и при образовании резов в ригелях
375
использовали сплошные щитовые укрытия из металлических
листов толщиной 10 мм с пригрузом их бетонными блоками.
Массу 1 м2 такого укрытия определяли по формуле (4.118)
Л/у = 0,25И7. (5.16)
При W - 0,33 м и у - 2200 кг/м3 расчетная масса укры-
тия составляла Л/ = 182 кг/м2. Для полного предотвращения
разлета кусков взрываемого бетона массу укрытия, рассчи-
танную по формуле (5.16), увеличивали в 2,5...3 раза. Факти-
ческая масса укрытия составляла нс менее 450 кг/м2. Необхо-
димая масса укрытия обеспечивалась укладкой поверх ме-
таллических листов бетонных блоков. Установку щитов ук-
рытий мест взрыва и пригруза производили с помощью име-
ющегося в цехе мостового крана.
Вертикальную поверхность плит закрывали кусками
транспортерной ленты. Края вертикальных укрытий опуска-
ли на 0,5 м ниже плиты. Для укрытия зоны подбоя опор и
колонн использовали мешки с песком. Толщина слоя засып-
ки песка составляла 0,4 м. Высота слоя засыпки на 0,5 м
перекрывала верхний уровень расположения зарядов под-
боя.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при короткозамедленном взрывании шпуровых зарядов на-
ходили по формуле (4.78)
г,=63К,К^. (5.17)
Коэффициент Kt, учитывающий интервал замедления
при короткозамедленном взрывании с замедлением 25 мс,
был принят равным 1,3. Коэффициент укрытия Ку, учиты-
вающий степень снижения интенсивности УВВ при исполь-
зовании защитных укрытий, был принят ранным 0,5 для
щитовых укрытий (образование резов в ригелях и дробление
монолитной плиты) и 0,3 для грунтового укрытия (подбой
колони и опор, разделение упавших опор на блоки).
Максимальный радиус опасной зоны по действию УВВ
на застекление при принятых режимах взрывания составил
14 м. В пределах указанной опасной зоны по действию УВВ
находилось застекление в стенах машинного зала.
376
♦ Перед началом взрывных работ эти стекла были демонтиро-
ваны, а оконные проемы в стенах (на расстоянии до 15 м в обе
стороны от фундамента) — закрыты деревянными щитами. Перед
окнами, застекление которых было выполнено из стеклоблоков,
установили защитные шиты без демонтажа стекол. Щиты служили
также для предотвращения случайного вылета кусков взорванного
бетона за пределы машинного зала. Трубопроводы в районе разби-
раемого фундамента также были закрыты деревянными щитами.
При производстве взрывных работ по разборке фунда-
ментов опасная зона для людей была установлена по капи-
тальным наружным степам машинного зала и на расстоя-
нии 10 м от наружных стен здания в зоне нахождения взры-
ваемого фундамента.
Взрывание конструкций фундамента осуществляли пос-
ледовательно. сначала дробили бетон верхней плиты фунда-
мента и ригелей, обрезали оголенную арматуру, демонти-
ровали ригели и отделяли опоры; затем подбивали опоры и
обрушали их на пол.
♦ Для разборки фундамента потребовалось выполнить 35 се-
рий взрывов шпуровых зарядов, в том числе один взрыв по дроб-
лению верхней плиты фундамента, 14 взрывов по образованию
резов в ригелях, 6 взрывов по подбою колонн опор 2-го этажа и
14 взрывов по подбою опор фундамента.
В смену выполняли до 3...5 серий взрывов. При этом проводи-
ли последовательное взрывание за один прием нескольких серий
зарядов, расположенных на удалении друг от друга, от отдельных
взрывных машинок. Очередность взрывания принималась с таким
расчетом, чтобы исключить полбой зарядов или сброс укрытий
следующей серии от взрыва зарядов предыдущей серии. Все буров-
зрывные работы на разборке фундамента, с учетом перерывов на
демонтаж его отдельных частей, были выполнены за два месяца.
5.1.3. Гидровзрывание при дроблении фундаментов
Гидровзрывной способ дробления фундаментов, несмот-
ря на все свои преимущества (малый расход ВВ и связанное
с этим значительное снижение вредных эффектов, сопро-
вождающих взрывы), используется редко. Поэтому описание
его практического использования представляет собой несом-
ненный интерес.
377
♦ Гидровзрывной способ был использован для дробления фун-
даментов мощностью до 2,5 м, выполненных из бетона марки М200
и насыщенных различной арматурой диаметром 8...25 мм. Фунда-
менты имели сложную конфигурацию, с большим числом обна-
женных плоскостей, что крайне затрудняло работы по укрытию
мест взрыва. При взрывании без укрытий радиус опасной зоны
должен был составить 200 м, и в пределы этой зоны попадали не
только производственные корпуса предприятия, но и жилые дома,
железная и автомобильные дороги.
Площадку работ с трех сторон окружали производственные
цеха и административно-бытовые здания предприятия с большой
площадью застекления. Расстояние от места взрывных работ до
этих строений составляло 25...50 м.
С учетом указанных факторов для разрушения бетона
фундаментов применяли гидровзрывной способ. При этом спо-
собе используется эффект гидравлического удара, возникаю-
щего в заполненном водой шпуре при взрыве небольшого заряда
ВВ или детонирующего шнура и приводящего к раскалыванию
монолита. Разлет осколков при этом намного меньше, чем
при других методах взрывных работ. Поэтому в данном слу-
чае при взрывании без укрытий радиус опасной зоны для лю-
дей был принят равным 50 м.
При производстве работ в фундаменте бурили шпуры
длиной 0,8...1,8 м. Расстояние между шпурами составляло
0,4...0,7 м. В каждый шпур вводили по 4...5 ниток ДШ, соеди-
ненных в один жгут, Одна из ниток ДШ была длиннее дру-
гих па 0,5 м и выводилась из шпура для монтажа к магистра-
ли ДШ. Длина остальных нитей была па 0,2 м меньше длины
шпура. В забоях некоторых длинных шпуров помешался за-
ряд ВВ, массу которого определяли по формуле (3.1); при
расчетном удельном расходе ВВ К= 0,1 кг/м’ она составляла
0,1 ...0,15 кг. Сверху заряд засыпался забойкой длиной 0,05...0,1
м. Затем шпур заливали водой, не доливая до верха на 0,2 м.
Устье шпура закрывали бумажными пыжами. Магистраль ДШ
присыпали слоем песка толщиной 5...10 см.
♦ Всего было взорвано около 120 м1 железобетона, для чего
потребовалось проведение трех серий взрывов. Было пробурено 170
шпуров. Общий расход ДШ составил 900 м, патронированпого
аммонита 6ЖВ — 4 кг.
378
Разлет кусков бетона при взрывах не превысил 20 м. Повреж-
дения застекления не отмечено. Разборка разрушенных взрывом
фундаментов производилась гидравлическим экскаватором с ков-
шом емкостью 0,6 м’ и не представляла собой трудностей.
5.1.4. Создание проемов в стенах
♦ При реконструкции предприя тия потребовалось пробить про-
емы в стенах и перекрытии подвальной части здания. Железобетон-
ные конструкции были выполнены из бетона марки М200-300,
армирование — металлическим прутком диаметром 18...30 мм, шаг
армирования 200 мм, арматура поверхностная с двух сторон, тол-
щина защитного слоя бетона 30...40 мм. Толщина степ 1,0...2,2 м,
перекрытий — 0,8...2,3 м. Стены подвала служили фундаментом
вышерасположенного кирпичного здания, в котором находились
различная аппаратура и оборудование.
При производстве взрывных работ требовалось макси-
мально раздробить бетон в пределах проектного контура про-
емов и обеспечить полную сохранность несущих конструк-
ций здания и размещенного в нем оборудования. Допускался
перебор за проектный кон тур до 200 мм.
При пробивке проемов использовали взрыв зарядов кон-
турных (для образования контура проемов) и врубовых (для
дробления бетона в контуре проемов) шпуров. В качестве ВВ
зарядов контурных шпуров использовали ДШ, прокладыва-
емый в каждом шпуре в четыре нити. Плотность заряжания
составляла 0,048 кг/м. Шнуры бурили по контуру проема в
один ряд. Расстояние между шпурами в зависимости от раз-
меров проема составляло 0,17...0,2 м. Длину контурных шпу-
ров принимали на 0,1 м меньше толщины пробиваемой стен-
ки, Взрывание всех контурных шпуров одной выработки про-
изводили мгновенно, инициирование зарядов осуществля-
ли с помощью магистрали ДШ.
Массу зарядов во врубовых шпурах определяли по фор-
мулам (3.1) и (3.2):
C = KW>/VV при W< I м; (5.18)
Q = KW* при W> 1 м. (5.19)
379
Расчетный удельный расход ВВ принимали равным
0,6кг/м\ а величину ЛИС — ранной половине толщины про-
биваемой стены или перекрытия.
Шпуры во врубе располагали рядами по квадратной сет-
ке. Расстояние между рядами шпуров и между шпурами в
ряду принимали в пределах (0,5...1,1) Ж Длина врубового
шпура была на 0,2 м меньше толщины пробиваемой конст-
рукции. При длине шпура более 2 Ж заряд в шпуре рассре-
доточивали. Расстояние между центрами зарядов, распола-
гаемых в одном шпуре, принимали в пределах (0,5...0,8) Ж.
Промежутки между зарядами и верхнюю свободную от за-
ряда часть шпура заполняли забоечным материалом (для
повышения эффективности действия заряда применяли
глиняные пыжи). Параметры шпуровых зарядов в зависи-
мости от толщины пробиваемой конструкции приведены в
табл. 5.3.
При оценке сейсмического воздействия взрывов в каче-
стве допустимой для стен здания была принята скорость
колебаний 3 см/с, для щитовой и машинного зала с учетом
требований к обеспечению работоспособности оборудова-
ния и механизмов — 2 см/с при максимальном ускорении
ударной нагрузки 0,5 м/с3.
Взрывные работы проводились вблизи от охраняемых
объектов, где сейсмическое действие взрыва носит локаль-
ный характер. Кроме того, взрывание врубовых шпуров осу-
ществляли после взрыва контурных шпуров и образования
щели предварительного откола, что обеспечивало сниже-
ние сейсмического эффекта не менее чем в два раза.
С учетом это1\э, а также принимая во внимание приня-
тые значения допустимых скоростей колебаний грунта, пре-
дельно допустимую массу мгновенно взрываемого заряда оп-
ределяли по формулам:
• относительно щитовой и машинного зала
С = 0,1г15; (5.20)
• относительно стен здания
0 = О,2г15. (5.21)
380
Параметры врубовых шпуровых зарядов
при пробивке проемов
Таблица 5.3
Тол- щина конс- трук- ции, м ЛНС, м Длина шпура, м Расстояние, м, между Масса заряда в шпуре. КГ Число рас- срсло- точек Масса заряда в рассредоточках, кг Расстояние между рассредо- точками, м Длина забой- ки, м
шпурами в ряду рядами шпуров нижних верхней
1.0 0.5 0,7 0,5 0.5 0.2 1 - - - 0,5
1.5 0,75 1,3 0,5 0,5 0.5 2 0.3 0.2 0,4 0,4
1.65 0.82 1.45 0,6 0,6 0.5 3 0,2 0,1 0,3 0,35
2,0 1,0 1.8 0.7 0,7 0.6 3 0.2 0,2 0.4 0.4
2,2 1.1 2,0 0,7 0,7 0,8 3 0,3 0.2 0,4 0.4
2,3 1.15 2,1 0,7 0,7 0,8 4 0,2 0,2 0,3 0,3
При короткозамедленном взрывании с замедлением
25 мс массу зарядов в группе принимали равной массе заря-
да, допустимой при мгновенном взрывании, а при замедле-
нии 15 мс — равной 0,65 массы заряда, допустимой при
мгновенном взрывании. Число групп зарядов и суммарную
массу заряда не ограничивали (практически в одной серии
взрывали до шести групп зарядов).
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при короткозамедленном взрывании шпуровых зарядов на-
ходили по формуле (4.78)
ги=63К,^ .
(5.22)
а массу эквивалентного заряда — по формуле (4.80)
Q, = 0,250,^. + Qul„ (5.23)
где С, — фактическая масса зарядов одной группы, кг.
При взрывании с замедлением 15 мс коэффициент К:
принимали равным 1,3. а при замедлении 25 мс — равным
1,0. Опасность по действию УВВ представляло собой взрыва-
ние проемов в стенах, выходящих на улицу и в помещения
с оборудованием, а также проемов в перекрытиях. При взры-
вании этих проемов максимальная масса зарядов врубовых
шпуров одной группы, исходя из обеспечения сейсмобезо-
пасных условий взрывания, составляла 0,8 кг, длина забой-
ки шпуров — 0,4 м, масса навески ВВ в наружной сети ДШ
— 0,01 кг. При короткозамедленпом взрывании с замедлени-
ем 15 мс (К: = 1,3) радиус опасной зоны по действию УВВ
на застекление составлял нс более 10 м.
Для предотвращения разлета кусков бетона взрывание
шпуровых зарядов осуществляли пол укрытием (деревянные
шиты из досок толщиной 50 мм и металлические листы тол-
щиной 10... 12 мм). Массу I м3 щитового укрытия проема оп-
ределяли по формуле
= 0,35W/yyV/1 , (5.24)
где у — плотность бетона, кг/м1; N = 0,33 — относительная
масса заряда.
Фактическая масса укрытий при взрывании проемов в
перекрытиях составляла от 270 кг/м3 (при взрывании про-
382
емои толщиной 1,0 м) до 370 кг/м? (при изрывании проемов
толщиной 1,4 м).
♦ Над проемами в перекрытии укрытия укладывали сверху па
деревянные подкладки и пригружали бетонными блоками или меш-
ками с песком. При укрытии проемов в стенах шиты устанавлива-
ли наклонно к стене и снаружи приваливали бетонными блоками
в два ряда по высоте.
Взрывные работы по пробивке проемов в степах и пере-
крытии выполняли методом шпуровых зарядов. Взрывание
осуществляли внутри помещения с капитальными стенами
(в подвале). Закрывали также проемы в перекрытиях и про-
емы, выходящие на улицу. С учетом этого, при производстве
взрывов граница опасной зоны была установлена по наруж-
ным степам здания и радиусом 50 м от наружной степы, в
которой пробитый проемы, в сторону открытого простран-
ства.
♦ Всего было образовано 16 проемов различного размера. Об-
щий объем раздробленного железобетона составил около 100 м\
Был пробурен 781 шпур, в том числе 608 контурных и 173 врубо-
вых шпуров при общем объеме бурения 1468 м. Расход ВВ составил
84,7 кг, ДШ — 5300 м, в том числе па заряды контурных шпу-
ров 5000 м. Все работы были выполнены за пять рабочих недель.
5.1.5. Разборка железобетонных конструкций
автодорожного моста
В связи с проводимой реконструкцией потребовалось вы-
полнить разборку пролетных конструкций старого автодорож-
ного моста, расположенного рядом с вновь построенным.
♦ Разбираемый мост монолитный железобетонный балочный.
Три главные балки опирались на четыре железобетонные опоры
(две береговые опоры / и 4 и две промежуточные опоры 2 и 3). Две
второстепенные балки были проложены под монолитным железо-
бетонным дорожным полотном проезжей части между главными
балками и соединены поперечными балками. Общая длина моста
составляла 78,6 м, ширина проезжей части — 13,9 м.
В процессе работ по реконструкции моста механизированным
способом была предварительно разобрана часть его пролетных кон-
орукций между промежуточной опорой 2 и береговой опорой 4, а
383
также полностью асфальтобетонное покрытие проезжей части и
тротуарные консоли. С использованием буровзрывных работ необ-
ходимо было демонтировать три главные балки между опорами / и
2, второстепенные и поперечные балки и мембраны дорожного
полотна проезжей части.
Главная балка между опорами / и 2 имела длину 32,35 м, се
ширина составляла 0,6 м, высота от 1,7 м в центральной части
пролета до 2.4 м над опорами. Расстояние между главными балками
в осях — 5,0 м. Над опорой 2 главные балки нависали консолью
длиной 4,8 м от оси опоры. Между главными балками проходили
две второстепенные балки. Размеры второстепенных балок: шири-
на — 0,25 м, высота — 0,85 м. Главные балки были связаны между
собой пятью поперечными балками (рис. 5.4), расстояние между
которыми составляло 5,2 м: три балки в пролете (длина балок между
главными балками — 4,4 м, ширина — 0,3 м. высота — 0,75 м) и две
балки над опорами (длина балок — 4,4 м, ширина — 0,5 м, высота
от 1,7 м в средней части до 2,4 м у главных балок). Монолитное
железобетонное полотно проезжей части (диафрагма мостового по-
лотна) имело толшину 0,15 м.
Опоры моста монолитные железобетонные. Высота береговой
опоры / нал уровнем грунта составляла 4 м, промежуточной опо-
ры 2— 9,5 м. Расстояние между опорами в осях — 20,8 м. Опора 2
являлась шарнирной, а опора /— неподвижной. Армирование кон-
струкций моста было выполнено прутками диаметром 10—40 мм. В
балках расстояние между прутками арматуры верхнего слоя со-
ставляло 2—5 см.
Обший объем разбираемых конструкций пролеза моста со-
ставлял 237 и1. в том числе объем железобетона трех главных ба-
лок — 154,5 м\
При производстве работ необходимо было демонтируе-
мые конструкции моста разделить па блоки массой до 15 т
для их последующей уборки с помощью автокрана. Онора 2
моста подлежала сохранению для использования при новом
строительстве, поэтому при проведении работ по демонта-
жу главных балок моста необходимо было исключить удар
главной балки по опоре.
Рядом с разбираемым старым мостом был построен но-
вый автодорожный мост. Расстояние между проезжей час-
тью старого и нового мостов в свету составляло 0,3 м, рас-
стояние между их ближайшими главными балками (между
их фасадами) — 3,0 м.
384
♦ Вблизи места производства взрывных работ на разборке мо-
ста находились различные охраняемые обз>скты: новый автодорож-
ный мост, садовые участки и строения на них (минимальное рас-
стояние оз моста до садовых ломиков составляло 35 м), электроли-
ния наружного освещения, подземные высоковольтные электри-
ческие кабели, подземные кабели линий связи и др.
Рис. 5.4. Разделение конструкций моста па блоки:
/ — левая консоль; 2 — главная балка; 3 — мостовое полотно;
4— второстепенная балка; 5— линии резов; 6 — поперечная балка
нал опорой; 7— правая консоль
385
С учетом требований к обеспечению сохранности про-
межуточной опоры 2 и других объектов было принято реше-
ние с помощью взрыва шпуровых зарядов разделить второ-
степенные балки, поперечные балки в пролете моста и по-
перечную балку над береговой опорой па блоки массой до
15 г. Главные балки и поперечная балка над русловой опо-
рой также разделяли резами (см. рис. 5.4). После демонтажа
бетон их конструкций подлежал сплошному дроблению. Для
разделения на блоки монолитной плиты проезжей части ис-
пользовали удлиненные накладные заряды.
Для обеспечения безопасных условий разборки конст-
рукций моста была принята определенная последователь-
ность выполнения взрывных работ и работ по демонтажу
конструкций:
• взрывание накладных зарядов по дроблению бетона и
выбиванию его из арматуры для образования резов
при разделении на блоки диафрагмы мостового по-
лотна; резка арматуры с трех сторон каждого блока
при оставлении арматуры со стороны главных балок;
• взрывание шпуровых зарядов по образованию резов в
двух второстепенных и двух поперечных балках (кро-
ме поперечной балки над опорой 2 и одной попереч-
ной балки) на расстоянии 5,2 м от оси опоры 1 в
сторону опоры 2; резка арматуры и демонтаж выре-
занных конструкций;
• взрывание зарядов по дроблению бетона консольных
частей главных балок, выступающих над опорой 2 в
сторону опоры 3; резка арматуры и удаление этой
части балок и частей мостового полотна;
• взрывание зарядов по дроблению бетона поперечной
балки над опорой 2; резка арматуры и удаление этой
конструкции;
• взрывание зарядов по дроблению бетона средней глав-
ной балки на расстоянии 5.2 м от оси опоры / в сто-
рону опоры 2; резка арматуры и удаление этой части
балки и частей мостового полотна;
• выполнение аналогичных работ по разборке главной
балки у нового моста, а затем третьей главной балки
моста со стороны садовых участков;
386
• взрывание зарядов по образованию рсзов в оставших-
ся конструкциях моста в районе опоры Г. главных,
второстепенных и поперечных балках; резка армату-
ры и демонтаж вырезанных конструкций;
• взрывание зарядов для сплошного дробления бетона
демонтированных конструкций главных и попереч-
ной балок.
При разборке мостового полотна с помощью взрыва на-
кладных зарядов необходимо было выбить бетон для оголе-
ния арматуры по линиям резов между главными, второсте-
пенными и поперечными балками. Всего мостовое полотно
демонтируемой части моста следовало разделить на 30 бло-
ков. Размер одного блока составлял 5,0x4,2 м, длина линии
резов по одному блоку (с учетом наличия обшей стороны у
смежных блоков) — 14,2 м.
Выбивание бетона из арматуры по линии реза выполня-
ли с помощью линейного накладного заряда, взрываемого с
забивкой (засыпкой песком) и под укрытием. Необходимую
массу заряда определяли по формуле (3.11)
Q=0,5ABR2l. (5.25)
При А = 5,0 (дробление бетона без перебивания армату-
ры — см. табл. 3.3), В = 6,0 (взрывание накладного заряда с
забивкой толщиной не менее толщины разрушаемой конст-
рукции) и R = 0,15 м расчетная масса накладного заряда
длиной 1 м составила Q = 0,35 кг.
Накладной заряд монтировали из отдельных патронов
аммонита 6ЖВ массой 0,2 кг, которые подвязывали к маги-
страли ДШ, прокладываемой в две нити. Длина одного пат-
рона составляла 0,23 м. Расстояние между торцами патро-
нов также было принято равным 0,23 м (схема «патрон че-
рез патрон»). Линейная плотность такого заряда составляла
0,43 кг/м. Заряд сверху и с обоих боков засыпали слоем песка
толщиной не менее 0,2 м. Кроме того, заряд сверху укрыва-
ли металлической сеткой для предотвращения разлета круп-
ных комков, которые могли оказаться в песке.
Взрывание накладных зарядов осуществляли короткоза-
медленно, Интервал замедления между группами составлял
387
25 мс. Для исключения отказа из-за сбрасывания зарядов под
действием УВВ расстояние между зарядами соседних групп
должно составлять не менее 3 м. Поэтому в одной группе
взрывали заряд по образованию реза с одной стороны блока
(расстояние между зарядами составляло 4 или 5 м). Масса
зарядов одной группы была не более 2,2 кг (при длине реза
5 м). В одной серии взрывали по шесть зарядов для образова-
ния нс смежных друг с другом резов. Всего для разделения
мостового полотна потребовалось выполнить 15 взрывов.
После взрыва оголенную арматуру по трем линиям ре-
зов перерезали, а с четвертой стороны (со стороны главных
балок) — оставляли. Блок загибался вниз, держался на ос-
тавшейся арматуре и служил надежным укрытием боковой
части места взрыва в главной балке, обеспечивая локализа-
цию разлета бетона. Главные, второстепенные и попереч-
ные балки разделяли па блоки резами. Шпуры по линиям
резов бурили в два ряда.
Для дробления бетона главных балок и поперечной бал-
ки после их вырезания и демонтажа шпуры бурили по всей
плошали разбираемых конструкций. Бурение шпуров диамет-
ром 38 мм производили ручными перфораторами. Арматуру
верхнего слоя армирования балок при невозможности про-
бурить шпуры между прутками вырезали газорезкой.
Массу заряда в шпурах определяли по формуле (3.1)
Q = K\vJw . (5.26)
Расчетный удельный расход ВВ (К) был принят равным
1,6 кг/м1 при образовании резов и 1,0 кг/м1 при сплошном
дроблении балок. Линия наименьшего сопротивления Wпри-
нималась равной половине толщины балки при образова-
нии резов или расстоянию между шпурами при сплошном
дроблении балок.
Учитывая высокую насыщенность конструкций моста ар-
матурой, длину шпуров принимали такой, чтобы обеспе-
чить дробление бетона и оголение арматуры. Поэтому заряд
размешали вблизи арматуры. Заряды в шпурах при дробле-
нии главных и поперечной балок и образовании резов в по-
перечных и второстепенных балках рассредоточивали на пе-
388
сколько частей. Расстояние между зарядами в шпуре прини-
мали ранным величине ЛИС. Промежутки между зарядами и
верхнюю свободную часть шпура заполняли песком.
По линиям резов шпуры располагали в два ряда, рас-
стояние между рядами шпуров составляло 0,15 м, между
шпурами в ряду, в зависимости от толщины конструкции,
— в пределах 0,15...0.2 м (рис. 5.5).
Шпуры в главных и поперечной балках при их сплош-
ном дроблении бурили по всей их площади в два ряда в
шахматном порядке. Сетка расположения шпуров была при-
нята равной 0.3x0,3 м. Бурение шпуров производили на зем-
ле после демонтажа этих конструкций. Параметры шпуровых
зарядов для дробления бетона при разборке железобетон-
ных конструкций моста приведены в табл. 5.4.
Для разделения разбираемых конструкций моста па га-
баритные блоки во второстепенных и поперечных балках
было образовано 32 реза. а в главных балках — 9 резов. Взры-
вание шпуровых зарядов производили короткозамедлеппо.
Заряды в серии разделяли на 4—6 групп. Максимальная мас-
са зарядов одной группы составила 5.5 кг (при образовании
резов в поперечных и второстепенных балках). Интервал за-
медления между группами равнялся 25 мс.
Для локализации разлета кусков и зашиты охраняемых
объектов от разлета кусков бетона взрывание шпуровых за-
рядов проводили с укрытием.
Для укрытия горизонтальных участков мест взрыва при
дроблении бетона главных и поперечной балок моста и при
образовании резов в его конструкциях использовали сплош-
ные щитовые укрытия из железобетонных плит с пригрузом
их бетонными блоками. Массу 1 м2 сплошного щитового ук-
рытия определяли по формуле (4.118)
Л/=0,251Иу. (5.27)
При дроблении бетона главных балок расчетная масса
укрытия М,, = 165 кг/м2 (И/= 0,3 м, у = 2200 кг/м2). Из-за
близкого расположения охраняемых объектов к месту взры-
ва (35 м) фактическая масса укрытия для полного предотв-
ращения разлета кусков взрываемого бетона была увеличена
в два раза — до 350 кг/м2.
389
Рис. 5.5. Расположение шпуров по линиям резов
в конструкциях моста:
/ - шнуры; 2 - поперечная балка пал опорой; .? — главная балка; 4 --
мостовое полото; 5 - второстепенная балка; 6 — поперечная балка
Таб.шиа 5.4
Параметры шпуровых зарядов
при разборке конструкций автодорожного моста
Параметры Резы в балках Дробление бетона балок
главных поперечных
Толщина, ,м 0,75 0,85 1.7 2.4 1.7 1,9 2.1 2.3 2.4 1.7 1.9 2.1 2.3
Ширина, м 0.3 0.25 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5
ЛНС, м 0,15 0.13 0.3 0.3 0.3 0,3 0.3 0.3 0.3 0.25 0.25 0.25 0.25
Длина шпура, ,м 0,6 0.65 1.55 2,25 1,5 1.7 1.9 2.1 2.25 1.-5 1.7 1.9 2.1
Расстояние меж- ду шпурами в ря- ду, м 0.15 0.2 0.2 0.2 0,3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Расстояние меж- ду рядами шпу- ров, м 0.2 0.15 0.2 0,2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
Общая масса за- рядов в шпуре, кг 0,15 0.15 0.6 0.8 0.45 0.45 0.6 0.6 0.6 0.4 0.4 0.45 0.6
Длина заряда, м 0,15 0.15 0.6 0.8 0.5 0,5 0.6 0.6 0.6 0.4 0,4 0.5 0.6
Число рассредо- точек 2 2 3 4 3 3 3 4 4 3 3 3 4
Окончание табл. 5.4
Параметры Резы в балках Дробление бетона балок
главных поперечных
Масса нижних рассредоточен, кг 0,075 0.075 0.2 0.2 0.15 0.15 0,2 0.15 0,15 0.13 0.13 0.15 0.13
Число нижних рассрсдоточек 1 1 2 3 2 2 2 3 3 2 2 2 3
Масса верхней рассредоточки, кг 0.075 0,075 0.2 0,2 0,15 0.15 0.2 0.2 0.2 0.13 0,13 0.15 0.13
Расстояние меж- ду торцами рас- средоточен, м 0,2 0,25 0.35 0,4 0,35 0,45 0.5 0,4 0,45 0,4 0.5 0.55 0.4
Длина забойки, м 0,25 0.25 0.25 0.25 0.35 0,35 0,3 0.3 0,3 0.3 0.3 0.3 0,3
Число шпуров в РЯДУ э 2 3 3 53 4 4 4 3 7 2 2 2
Число рядов шпуров 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Число шпуров на элемент 4 4 6 6 106 8 8 8 6 14 4 4 4
Необходимая масса укрытия обеспечивается укладкой
поверх железобетонных плит толщиной 12 см (масса 1 м2
такой железобетонной плиты 270 кг) нригруза из бетонных
блоков.
При взрывах по образованию резов в мостовом полотне,
в поперечных и второстепенных балках (здесь ЛНС составля-
ла 0,08...0,15 м и укрытие должно было иметь массу не менее
250 кг/м2) укрытие выполнялось из железобетонных плит
бсздополнительно1'о пригруза. Установку укрытий мест взры-
ва производили с помощью автомобильного крана грузоподъ-
емностью Ют.
Вертикальные поверхности взрываемых конструкций
моста закрывали кусками металлической сетки, края кото-
рых были опушены на 0,5...0,7 м ниже нижней границы взры-
ваемых конструкций. Укрытием боковой поверхности линий
резов главных балок служили железобетонные мембраны
дорожного полотна. Дополнительным укрытием от разлета
бетона в боковые стороны служили конструкции моста, де-
монтаж которых производился в указанной ранее последо-
вательности.
Использование укрытий указанной конструкции и при-
нятая последовательность работ позволили обеспечить пре-
дотвращение разлета кусков, практически их локализацию.
Фактическая дальность разлета кусков при взрывах шпуро-
вых зарядов не превысила 20 м. Разлет кусков в боковые сто-
роны при взрывах накладных зарядов не наблюдался.
На стадии проектирования была проведена оценка воз-
действия сейсмических и ударных воздушных волн на охра-
няемые объекты. Ожидаемую скорость колебаний грунта в
основании охраняемых объектов при мгновенном взрыва-
нии определяли по формуле (4.1)
v = £ W
а г
(5.28)
Заряды по дроблению бетона конструкций моста рас-
полагались выше уровня грунта, а передача сейсмических
колебаний в грунт происходила через монолитные опоры
393
моста. Для таких условий коэффициент сейсмичности в фор-
муле (5.28) был принят равным 50.
Допустимые скорости колебаний грунта для охраняе-
мых объектов, расположенных в районе производства ра-
бот, составляли, см/с:
жилые здания, находящиеся в удовлетворительном
состоянии, при наличии в их основании влажных
рыхлых грунтов.............................. 3.0
телефонные кабели............................ 30
электрические высоковольтные кабели.......... 30
электрические низковольтные кабели........... 50
опоры и колонны........................... 15—20
При производстве взрывных работ максимальная масса
зарядов одной группы составляла 5,5 кг. При принятых ре-
жимах взрывания скорость колебаний грунта, согласно (5.28),
в районе опор нового моста (расстояние 4 м) составляла не
более 14,7 см/с, у ближайших строений на садовых участках
(расстояние 35 м) — 0,6 см/см, в районе подземных кабе-
лей связи (расстояние 20 м) — 0,7 см/с, у подземных элек-
трических кабелей напряжением 10 кВ (расстояние 8 м) —
2,6 см/с. Таким образом, при производстве взрывных ра-
бот обеспечивалась ссйсмобезопасность всех охраняемых
объектов.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при короткозамедленном взрывании зарядов находили по
формуле (4.78)
гв=63^лЖ- (5-29)
При короткозамедленном взрывании с замедлением меж-
ду группами 25 мс Kt = 1.3. Коэффициент укрытия К* при
взрывании шпуровых зарядов был принят равным 0,5 (с уче-
том обязательной засыпки наружной сети ДШ слоем пес-
ка). При взрывании накладных зарядов Kv = 1,0 (песчаное
укрытие выполняло роль засыпки заряда и учитывалось со-
ответствующим коэффициентом засыпки Ки).
Массу эквивалентного заряда при взрыве шпуровых за-
рядов определяли по формуле (4.80)
394
Q„ = 0,25Q^4 0J1U, (5.30)
а при взрывании накладных зарядов — по формуле (4.79)
0» = 0^ + 0ли, • (5.31)
При взрывании накладных зарядов радиус опасной зоны
по действию УВВ на застекление составил 15 м, а при взры-
вах шпуровых зарядов — 10 м (фактическое расстояние от
места взрыва на мосту до ближайших садовых домиков с
застеклением составляло 35 м).
♦ На время заряжания шпуров до подсоединения ЭД к ДШ
устанавливали запретную зону на расстоянии 5 м от места работ на
мосту. Подходы к этой зоне отмечают красными флажками или
оцепляют веревкой. Перед началом взрывных работ электрические
кабели напряжением 10 кВ и провода электрического освещения
были отключены.
Обращенные в сторону моста оконные проемы в строениях,
находящихся на расстоянии до 60 м от моста, были закрыты дере-
вянными щитами.
При производстве взрывных работ на мосту радиус опас-
ной зоны для людей был принят равным 100 м.
♦ Перед началом работ на краях пролетных конструкций мос-
та были установлены защитные ограждения. Рабочая площадка была
ограждена от движущегося транспорта забором согласно требова-
ниям проекта организации движения. После завершения работ по
образованию резов в дорожном полотне и частичной обрезки ар-
матуры все работы на оставшихся конструкциях моста выполня-
лись с использованием монтажных поясов и с привязью.
Производство взрывных работ было связано с перекрытием
движения автотранспорта по дороге. Поэтому оцепление опасной
зоны вели после заряжания шпуров или укладки накладных заря-
дов и их укрытия, перед подсоединением элекзродетонаторов к
магистрали ДШ. Время перекрытия движения составляло до 20—
30 мин на каждый взрыв. На это время был организован объезд
для автотранспорта по безопасному маршруту. Перекрытие движе-
ния осуществлялось силами ГАИ.
Для разборки конструкций моста было проведено 19 серий
взрывов шпуровых зарядов и 15 взрывов накладных зарядов. В сме-
ну проводили no 2...3 серии взрывов. Все буровзрывные работы на
разборке моста, включая работы по обрезке арматуры и демонта-
жу конструкций, были выполнены за два месяца.
395
5.1.6. Дробление кладки русловой опоры моста
шнуровыми и скважинными зарядами
♦ Русловая опора железнодорожного моста была расположена в
русле реки в черзе города и открыта со всех сторон. Расстояние от
опоры до правого берега реки составляло 115 м, до левого берега —
58 м. Размеры верхней части опоры в плане — 9,4x3,45 м, нижней
части — 14,0x3,45 м, подводной (кессонной) части — 15,0x5,45 м
(рис. 5.6). Высота надводной части опоры — 9 м. В верхней части
опоры имелась ледорезная часть.
На верху опоры была устроена монолитная железобетонная
плита с металлическими закладными элементами для крепления
пролетов моста, Размеры плиты — 2,4х6,0 м. Толщина — 1,5 м.
Арматура была выполнена из прутков диаметром 28...40 мм, зак-
ладные элементы — из металлических листов и металлического
профиля двутаврового сечения.
Гранитная облиновка опоры имела толщину 0,3...0,5 м. Буро-
вая кладка тела опоры была выполнена из песчаника на известко-
вом растворе.
Русловая опора подлежала разборке до уровня дна в реке, т.е.
на высоту 14 м. Общий объем разбираемых конструкций составлял
700 м\ в том числе верхняя надводная часть — 425 м3 (железобе-
тонная плита — 22 м'. гранитная облицовка — 15м3, бутовая
кладка — 388 м’’).
по А
Рис. 5.6. Русловая опора железнодорожного моста:
а — общий вил; б - план; в — разрез 1-1;
/ — ледорезная часть; 2 — тело опоры; 3 — подводная часть
396
В районе производства работ по разборке русловой опоры рас-
полагались опоры и пролетные конструкции действующего желез-
нодорожного моста (на мосту расположены светофоры для обеспе-
чения навигации судов по реке, по .мосту проложены телефонные
и электрические кабели), а также другие охраняемые объекты (ука-
заны в табл. 5.6).
Уборку раздробленных конструкций русловой опоры в воде
предусматривалось осуществлять с помощью плавучего грейфер-
ного крана (максимальный размер габаритного куска — до 0.5 м)
с погрузкой раздробленных кусков па баржу. При взрывании ос-
новных конструкций опоры необходимо было обеспечить компак-
тный развал при минимально возможной дальности разлета кус-
кон. Дробление железобетонной плиты для обеспечения возможно-
сти резки и уборки металлических закладных элементов должно
было быть выполнено до взрывания основной части опоры.
При разборке русловой опоры для дробления бетона же-
лезобетонной плиты и оголения закладных металлоконст-
рукций в верхней части опоры использовали шпуровые заря-
ды. а для дробления бутовой кладки и гранитной облицов-
ки опоры — скважинные (вертикальные для дробления ос-
новной части тела опоры и наклонные для дробления ее
ледорезной части). Взрывание осуществлялось с укрытием
мест взрыва.
Бурение шпуров велось ручными перфораторами. Диа-
метр шпуров — 40 мм. Бурение скважин диаметром 105 мм на
опоре осуществляли станком пневмоударного бурения БМК-4.
♦ Компрессор и передвижную электростанцию для электро-
снабжения станка напряжением 380 В размещали на барже рядом с
русловой опорой.
Буровзрывные работы выполнялись в определенной пос-
ледовательности.
1. Бурение скважин в верхней части русловой опоры до
отметки на 1 м выше уровня воды в реке.
2. Бурение шпуров в первой части железобетонной пли-
ты опоры.
3. Производство взрывных работ по дроблению первой
части опоры (взрывание шпуровых зарядов для дроб-
ления половины железобетонной плиты и оголения
397
закладных металлоконструкций и двух скважин для
рыхления части конструкций опоры).
4. Разборка раздробленных конструкций железобетонной
плиты и опоры, резка и уборка закладных металло-
конструкций.
5. Бурение шпуров во второй части железобетонной пли-
ты опоры.
6. Взрывание шпуров во второй части железобетонной
плиты для оголения оставшихся металлоконструкций.
7. Разборка железобетонной плиты, резка и уборка зак-
ладных металлоконструкций.
8. Взрывание скважин для рыхления второй части верха
опоры и их уборка.
9. Бурение скважин в нижней части опоры и их взрыва-
ние. Уборка взорванных конструкций нижней части
русловой опоры.
♦ После проведения работ по взрыванию каждой части опоры
производили уборку раздробленных кусков и контрольное трале-
ние судового хода.
Массу шпуровых зарядов определяли по формуле (3.1)
Q = KWy/w . (5.32)
Длину шпуров принимали, исходя из фактической воз-
можности их бурения при наличии металлических заклад-
ных конструкций и такой, чтобы обеспечить максимальное
дробление бетона у закладных. ЛНС (IV) была принята рав-
ной расстоянию между шпурами. Расчетный удельный рас-
ход ВВ (К) принят равным 0,2 кг/м3 с учетом необходимости
обеспечения минимального разлета кусков. При длине шпу-
ра 1,1 м заряд был рассредоточен на две части. Для исключе-
ния заколов в железобетонной плите и потери скважин в
результате взрывания первой части опоры в середине плиты
при первом взрыве образовали контурную шель по методу
предварительного откола. Для этого шпуры в крайнем ряду
располагали по сгущенной сетке.
Заряды в шпурах формировали из натренированного ам-
монала-200, диаметр патронов 32 мм. Концевые отрезки ДШ
в шпуре прокладывали в одну нить. Основные параметры
398
Параметры шпуровых и скважинных зарядов
при разборке русловой опоры моста
Таблица 5.5
Параметры Дробление железобетонной плиты шпуровыми зарядами Дробление опоры скважинными зарядами
Надводная часть Подводная часть
Толщина, м 1,5 1.5 1,5 7,0 7.0 6,0 6.3 7.0 7.0 7.0 3,0
ЛНС, м 0,25 0,5 0,5 2,0 2,0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1,5
Длина выработки, м 1.1 1.1 0,6 7,0 7.0 6,5 6.8 7.5 7,8 8,0 3,5
Расстояние между выработками в ряду, м 0,25 0.5 0,5 - - 1.5 1.5 1.5 1,5 1,5 1.5
Расстояние между рядами выработок, м 0,5 0,5 0,5 2,0 2.0 1.5 1,5 1.5 1,5 1.5 1,5
Общая масса зарядов в выработке, кг 0.1 0.12 0,067 7,0 4,0 15.6 15.6 16,0 16.0 18,0 3.0
Длина заряда, м 0.12 0.15 0.08 1,4 0,8 3.1 3.1 3,2 3,2 3.6 0,6
Число рассредоточек 2 2 - 3 2 2 2 2 2 2 3
\о
SO
400
Окончание таб.1. 5.5
Параметры Дробление железобетонной плиты шпуровыми зарядами Дробление опоры скважинными зарядами
Надводная часть Подводная часть
Масса рассредоточки, кг:
нижней 0,05 0.07 - 2.0 2.0 15,0 15.0 15,0 15.0 17.0 1,0
средней - - - 3,0 - - - - - - 1,0
верхней 0,05 0,05 - 2,0 2,0 0.6 0,6 1,0 1,0 1,0 1,0
Расстояние между тор- цами рассредоточек, м 0.55 0,55 - 1.8 1,5 1.8 1.8 2,5 2,6 2.6 0.8
Длина забойки, м 0,43 0.4 0.52 2,0 5.7 1,5 1.5 1.8 2,0 1.8 1,3
Число выработок в ряду 9 5 5 1 1 2 2 2 2 2 1
Число рядов выработок 1 10 4 4 1 2 1 3 1 1 1
Общее число выработок на опору 9 40 24 4 1 4 2 6 2 2 1
шпуровых зарядов по дроблению железобетонной плиты рус-
ловой опоры приведены в табл. 5.5. Схема расположения шпу-
ров дана па рис. 5.7, а.
Дробление тела опоры скважинными зарядами произ-
водили при наличии двух и более обнаженных поверхностей
(фактически — пять). Использование скважин диаметром
105 мм (в этом случае вместимость заряда в скважине состав-
ляет 7,8 кг/м) позволяло производить взрывание массива
при большой величине ЛНС, вычисляемой по формуле
W =
(5.33)
Рис. 5.7. Схема расположения шпуров и скважин
при взрывании русловой опоры:
а — верхняя часть опоры; б нижняя часть опоры;
/— шнуры; 2 - шпуры контурной шили; 5— вертикальные
скважины; 4 - наклонные скважины. 10° - направление
и утл бурения скважин
401
где W — линия наименьшего сопротивления, м; р — вмес-
тимость 1 м скважины, кг; q — фактический удельный рас-
ход ВВ, кг/м’; при дроблении опор из бутовой кладки с
учетом требований к максимальному размеру габаритных
кусков <7 = 0,6 кг/м’.
♦ Однако взрывание при больших значениях ЛИС (2,5...3,5 м)
не гарантирует качественного дробления материала опор, не
увязывается с их геометрическими размерами. Взрывание сква-
жинных зарядов большой массы приводит к возникновению по-
вышенного сейсмического эффекта и увеличенному разлету кус-
ков. Поэтому при дроблении тела опоры скважинными зарядами
предусматривалось их взрывание при ограниченной величине ЛНС
(в пределах до 2 м) и других взаимосвязанных с ЛНС параметрах
размещения скважин в опоре.
Параметры скважинных зарядов рассчитывали по сле-
дующей методике;
• определялось расстояние между скважинами в ряду и
между рядами скважин:
а = b = W, м; (5.34)
• относительное расстояние т между скважинами в ряду
принималось равным 0,9— 1,4, между рядами скважин
-0,9-1,0;
• рассчитывалась масса заряда в скважине:
Q = qWaH , кг; (5.35)
• вычислялась длина забойки скважины в пределах
/заП = (0,6—0,8) м. (5.36)
Параметры скважинных зарядов при дроблении верхней
части русловой опоры и се нижней подводной части приве-
дены в табл. 5.5. Схема расположения скважин дана па рис.
5.7. Высота верхнего слоя была принята равной 7,0 м. Сква-
жины бурили в один ряд по оси опоры. Расстояние между
скважинами в ряду — 2,0 м. Четыре скважины — верзикаль-
ные, одна (для дробления ледорезной части опоры) — на-
клонная.
Для обеспечения компактного развала и минимальной
дальности разлета кусков при дроблении верхней части опоры
402
масса скважинных зарядов была рассчитана как для заряда
наибольшего камуфлета. Расчетный удельный расход ВВ был
принят равным 0,17 кг/м'. Заряд в скважине рассредоточи-
вали на три части. Для дробления ледорезной части опоры
бурили наклонную скважину. Заряд в этой скважине рас-
средоточивали на две части. В качестве ВВ использовали нат-
ренированный аммонал-200, диаметр патронов 32 мм. Связку
патронов массой 2,0 кг в полиэтиленовом пакете подвязы-
вали к концевым отрезка ДШ (прокладывали в две нити)
вплотную друг к другу. Линейная плотность заряда состав-
ляла 5,0 кг/м.
Высота нижнего слоя опоры — 7,0 м. Скважины бурили
в два ряда. Скважины — вертикальные, а в носовой и ледо-
резной части опоры — наклонные. Расстояние между сква-
жинами в ряду и между рядами скважин — 1,5x1,5 м. Сква-
жины бурили с перебуром: длину скважин принимали на
0,5 м больше высоты опоры в месте расположения скважи-
ны. Схема расположения скважин при взрывании нижнего
слоя опоры приведена па рис. 5.7, б.
Заряд в вертикальных и наклонных скважинах, пробу-
ренных в нижнем слое опоры, рассредоточивали на две
части, а в скважине, пробуренной в ледорезной части опо-
ры, — на три части. Заряд формировали из патронов аммо-
нала-200 диаметром 32 мм. Линейная плотность заряда в сква-
жинах, пробуренных в теле опоры, составляла 5,0 кг/м, в
скважине в ледорезной части — 2,5 кг/м.
Взрывание шпуровых и скважинных зарядов осуществ-
ляли короткозамедленно. Интервал замедления между груп-
пами — 20 мс. Подсоединение электродетонаторов к магист-
ральным участкам ДШ производили после установки укры-
тий мест взрыва.
Взрывание шпуровых и скважинных зарядов при дроб-
лении конструкций верхней надводной части опоры выпол-
няли за два приема. В первой серии взрывали два скважин-
ных заряда и прилегающие к ним шпуровые заряды по дроб-
лению железобетонной плиты, а во второй серии — остав-
шуюся верхнюю часть опоры. В каждой серии заряды делили
на шесть групп. Взрывание скважинных зарядов при дробле-
нии нижней подводной части опоры производили за один
403
прием. Заряды делили на 11 групп. Максимальная масса за-
рядов одной группы составила 36 кг.
Оценка величин ожидаемой скорости колебаний грунта
в основании охраняемых объектов при короткозамелленном
взрывании зарядов по дроблению русловой опоры осуще-
ствлялась по формуле (4.1)
при значении коэффициента сейсмичности К = 400 (взры-
вание подводной части опоры). Допустимые и ожидаемые
значения скоростей колебаний грунта при короткозамед-
ленном взрывании зарядов массой 36 кг в группе приведе-
ны в табл. 5.6. Ожидаемые скорости колебаний были меньше
допустимых для всех охраняемых объектов. Сейсмическое дей-
ствие взрывов зарядов по дроблению русловой опоры моста
пс представляло собой опасности для охраняемых объектов.
Опора моста была расположена в водоеме (в русле реки).
Поэтому опасность для охраняемых объектов могло иметь
также действие гидроударной волны ГУВ взрыва. Взрывание
зарядов производили в теле опоры. В этом случае образова-
ние ГУВ происходит под действием преломленной в воду
сейсмической волны взрыва. Тогда давление в этой ГУВ взрыва
можно найти по формуле (4.139)
р= ю-4рсклр.
(5.38)
Скорость колебаний грунта V (см/с) определяли по вы-
ражению (4.140)
(5.39)
г
\ 7
Коэффициент преломления сейсмической волны из
взрываемого массива в воду вычисляли по формуле (4.141)
= _2рЛ
РС + Р„СВ '
(5.40)
404
Таблица 5.6
Сейсмическое действие взрывов
при дроблении русловой опоры железнодорожного моста
Охраняемые объекты Допустимая скорость колебаний, см/с Расстоя- ние, м Ожидаемая скорость колебаний, см/с
Вагончнки-бытовки 15.0 100 2.4
Водопровод 10,0 200 0.4
Водосток 7.0 200 0.4
Газопровод низкою давления 20,0 200 0.4
Газопровод среднего давления (6 атм.) 20.0 1 10 1.0
Жилые дома 3.0 200 0.8
Канализация 7,0 200 0,4
Канализационный ж/б коллектор 10.0 80 1.7
Опоры действующего ж/д моста 20,0 35 1.6
Опоры строящегося моста 20.0 50 16.8
Телефонные кабели 30.0 130 0.8
Шпунтовая металлическая стенка 50,0 25 19.2
Электрические кабели 0,4 кВ 0.0 150 0.7
Электрические кабели 110 кВ 30,0 90 1,4
При плотности взрываемых грунтов р = 2,2 г/см3, ско-
рости распространения продольной сейсмической волны в
грунте С = 3000 м/с, плотности воды рп = 1,0 r/см3 и
скорости звука в воде Св = 1500 м/с коэффициент пре-
ломления К = 0,37.
_ ”р
В рассматриваемом случае формула для определения дав-
ления на фронте ГУВ, образованной преломленной в воду
сейсмической волной взрыва, имела следующий вид:
Р=Ю0
кг/см2.
(5.41)
405
Органы рыбнадзора в качестве допустимого для рыб при-
нимают давление па фронте ГУВ, пс превышающее 10 кг/см-’,
С учетом этого из формулы (5.41) следует выражение для
определения безопасного расстояния по действию ГУВ на
ихтиофауну при взрыве русловых опор моста:
— 3,, м.
(5.42)
При взрыве скважинных зарядов но дроблению русло-
вых опор моста максимальная масса зарядов одной группы
составляла 36 кг. Следовательно, радиус опасной зоны по
действию ГУВ на ихтиофауну, согласно (5.42), не превышал
11 м от русловой опоры.
♦ Очевидно, что ГУВ взрыва не могли представлять собой
опасность для опор железнодорожного моста, расположенных на
расстоянии 35 м от взрываемой русловых опоры, и для металли-
ческой шпунтовой стенки, установленной со стороны левого бере-
га реки на расстоянии 25 м оз взрываемой опоры.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при принятых режимах взрывания, рассчитанный но фор-
мулам (4.78), (4.80)—(4.82), составил 40 м при взрывании шпу-
ровых зарядов и 30 м при взрывании скважинных зарядов.
Объектов с застеклением в пределах этих зон не было.
Взрывание скважинных и шнуровых зарядов осуществля-
ли с укрытием меез взрыва. Вертикальные и горизонтальные
поверхности взрываемых конструкций моста при взрывании
как шпуровых, так и скважинных зарядов закрывали метал-
лической сеткой. Края вертикальных укрытий были опущены
на 0,5 м ниже нижней границы взрываемого слоя опоры.
Радиус опасной зоны для людей, находящихся на откры-
том пространстве, при производстве взрывных работ по раз-
борке русловой опоры был принят равным 100 м.
♦ Перекрытие движения по реке осуществляли силами речной
милиции. Судовой ход на время взрыва был закрыт для движения
судов. В соответствии с «Правилами плавания на внутренних вод-
ных путях» суда, идущие снизу вверх по течению, останавливали
пс менее чем за 1,8 км оз' места взрывания, а суда, идущие
сверху вниз, — за 1.0...1,5 км в месте, удобном для разворота и
стоянки.
406
В результате проведенных взрывов кладка опоры была полно-
стью раздроблена. Дальность отброса отдельных кусков составила
до 20 м. Компактный развал раздробленных конструкций позво-
лил быстро выполнить работы по их уборке.
5.1.7. Гидровзрывное разрушение емкостей
Гидровзрывной способ находит большое применение при
разрушении различных железобетонных резервуаров, свай-
оболочек, силосных конструкций различного типа и других
объектов, конструкция которых позволяез' заполнить их во-
дой. Часто эти работы производятся в стесненных условиях,
в непосредственной близости от охраняемых объектов.
Гидровзрывной способ был использован при разруше-
нии опор моста из свай-оболочек.
♦ Опоры моста состояли из шести свай-оболочек каждая,
заглубленных в дно реки на 6 м. Наружный диаметр оболочек —
1,6 м, толщина стенок — 0,2 м. Вертикальная арматура была вы-
полнена из прутков диаметром 25 мм с шагом армирования 88
мм, горизонтальная - из прутков диаметром 20 мм.
Верхняя часть свай-оболочек демонтировалась механизирован-
ным способом, а оставшуюся часть сваи необходимо было обрезать
на уровне дна. Высота столба волы над уровнем дна составляла 3 м,
а внутри сваи-оболочки высота волы нал i-рунтом — 2,5 м.
Массу заряда для разрушения железобетонной сваи-обо-
лочки методом гидровзрывания определяли но формуле (3.28)
q = 1О‘“С2f^-+D.[5 •
Л a N h
(5.43)
Расчетная масса сосредоточенного заряда составила 3 кг.
Учитывая расположение разрушаемой конструкции в воде
(наличие бокового сопротивления воды с внешней стороны
оболочки) масса сосредоточенного заряда принималась рав-
ной 6 кг. Заряд располагали по оси на высоте 0,5 м над грун-
зом в свае-оболочке (рис. 5.8). В результате взрывов сваи-обо-
лочки опор моста были разрушены. Оголившуюся арматуру
перерезали газорезкой под водой и извлекали оболочки.
407
Рис. 5.8. Размещение заряда при гидровзрывакии сваи-оболочки:
/ - элскдролетопатор; 2 - деревянная исрсклгщипа: .? канат;
4 детонирующий шпур; 5 — свая-оболочка; 6 заряд ВВ; 7 — груз
Гидровзрывной способ использовали также при разру-
шении различных железобетонных резервуаров. Взрывные
работы производили в стесненных условиях, в непосред-
ственной близости от охраняемых объектов.
При использовании сосредоточенных зарядов их массу
рассчитывали по формуле (5.43), Инициирование зарядов про-
изводилось бескансюльным способом при помощи ДШ. В ка-
честве ВВ использовали шашки ТГ-400 и натренированный
аммонит 6ЖВ (диаметр патронов 32 мм). С учетом фактичес-
ких размеров резервуаров и требований к сохранности окру-
жающих объектов (стен, крыш, колонн зданий, в которых
408
располагались резервуары) варьировались расположение за-
ряда и уровень воды в резервуаре.
В табл. 5.7 приведены параметры зарядов при гидровзрыв-
ном разрушении железобетонных емкостей круглого и пря-
моугольного сечения. При взрывании прямоугольных резер-
вуаров для расчета массы заряда в качестве диаметра в фор-
муле (5.43) принималась длина емкости. Имеющиеся в сте-
нах резервуаров задраенные выпускные люки создавали ос-
лабления в конструкциях, и развал обломков происходил в
большей степени в направлении этих люков.
Для защиты от повреждений стен и колонн, располо-
женных рядом с разрушаемыми резервуарами, заряды раз-
мещали со смещением от оси и защищаемой конструкции
на 0.3...0,5 м. Эго обеспечивало направленность развала кон-
струкций резервуара. Чем больше смещение заряда от оси
резервуара, тем более выражена направленность развала.
Когда требовалось защитить от воздействия взрыва кры-
шу здания, то применялся один из следующих способов:
1) вода в резервуаре нс доливалась до верха на 1,5...2,0 м,
а заряд помещался по оси резервуара на половине
глубины воды. При взрыве такого заряда незаполнен-
ная водой часть резервуара, растрескиваясь, оседала
на свое основание;
2) вода в резервуар заливалась с недоливом на 0,5...0,8 м,
а заряд ставился на дно. При взрыве такого заряда
резервуар разрушался or верха до низа, но крышка и
незаполненная водой часть емкости оседали на дно.
Степень дробления стенок была тем сильнее, чем
ближе заряд располагался ко дну.
Когда требовалось защитить стену и колонну здания, то
заряд смешался от оси резервуара. При взрыве с таким сме-
щением заряда верхняя часть емкости падала с наклоном от
защищаемой конструкции.
♦ При производстве работ каждый раз решался вопрос об
отводе ноды после взрыва и предусматривались меры по защите or
затопления окружающей территории. С этой целью вокруг резер-
вуаров устраивались валы из песка, а также водоспуски в техни-
ческую канализацию.
409
Таблица 5.7
Параметры зарядов при гидровзрывном разрушении резервуаров
Параметры резервуара, м Глубина погру- жения заряда, м Не- до- лив воды, м Марка бетона Расстояние между прутьями арматуры, VI Тол- шина стен, м Масса заряда. кг Примечан не
ОСНОВ- НОГО до- пол- ни- тель- ного
диа- метр (шири- на) вы- со- та
2 5 2.5: 1.5 0.5 150 Цилиндри 0.2 ческие раз 0.17 ервуары 0.4 0.4
2.7 4.5 2.7 1.0 200 0.2 0,85 0.4 - Защищалась крыша помещения
2.7 4.0 2.4 0.5 150 0.2 0.15 0.4 - -
4.0 4.0 2.5 0.8 200 0.15 0.2 2.8 - Заряд уменьшен ввиду близости
4.5 5.0 2.7 1.0 150 0.2 0,15 1.2 — несущих колонн и стен Недолив воды для защиты крыши
4.5 6.0 4.0 0.5 200 0.2 0,18 1.2 0.4 Дополнительный заряд для более
4.5 5.0 3.0 0.5 150 0.2 0,15 0.8 полного дробления по высоте
4.2 5.0 1.0 2.0 100 0,2 0.15 0.8 - Недолив воды для защиты крыши
4.2 5.0 4.2 0.5 100 0.2 0.15 0.4 - Заряд на дне для зашиты крыши
4.2 5.0 2.1 0,5 100 0.2 0.15 0.8 помещения Заряд уменьшен из-за ветхости
5.2 5.0 3.4; 1,6 0,8 200 0.2 0.15 1.2 0.8 стенок резервуара
8.2 4.0 3.0 0.5 150 0.2 0.15 3.2;4.0 - Заряд разделен на четыре части
3.25 5.0 1051 200 Прямоуг ™ олъные ел °-55 мости 2.4 - (для защиты крыши) -
Гидровзрывной метод с успехом использовали и при раз-
рушении железобетонных дотов. При производстве работ доз
заполняли водой, в коюрую помещали предварительно гер-
метизированный заряд В В. При значительной высоте объек-
та заряд рассредоточивали но высоте. Если толщина стен была
одинаковая, то заряд располагали в центре, в противном
случае его смещали в сторону стен большей толщины.
Массу заряда рассчитывали по формуле
0,075’(а а + fi а У rJr
\0"4Ha'h'
(5-44)
где Q — масса заряда, кг; 5 — толщина стенок резервуара,
м; а — расстояние между вертикальными стержнями арма-
туры, м; й — расстояние между горизонтальными стержня-
ми арматуры, м; о.к — временное сопротивление бетона на
скалывание, кг/см3; ор — временное сопротивление бетона
на растяжение, кг/см3 (см. табл. 3.4); R — расстояние от цен-
тра заряда до стенок резервуара, м; Н — глубина погружения
заряда, м.
В табл. 5.8 приведены сведения по разрушению некото-
рых объектов. Результаты взрывов во всех случаях были хоро-
шие. Дробление равномерное, разлет кусков нс превышал
20...30 м. Сейсмическое действие взрывов незначительное. Так,
при взрыве железобетонного дога чугунный водопровод,
проходивший на расстоянии 1 м от стены дога, нс был
поврежден.
5.2. ОБРУШЕНИЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
5.2.1. Направленное обрушение кирпичной
дымовой трубы
♦ В связи с проводимой па заводе реконструкцией возникла
необходимость в сносе обслужившей свой срок кирпичной дымовой
трубы высотой 65 м. Наружный диаметр трубы у основания составлял
6.5 м. внутренний - 4,ОК м. Наружный диамезр трубы па срезе -
2,8 м, внузренпий -- 2,3 м. Масса обрушаемой части зрубы - 1160 г.
411
Таблица 5.8
Параметры зарядов при гидровзрывании сооружений
Взрыва- ем не объекты Размеры объекта, м Мас- са заря- да, кг Место расположения заряда
дли- на ши- ри- на вы- со- та толщина стен
Железо- бетонный дот 6,0 6,75 5.0 2,0 - лобовая 1,5 - боковая 1.25 - задняя 80 В центре, глубина погружения - 1,5 м
4,3 3.6 4.0 1.5 - лобовая 1.25 - боковая 1.25 - задняя 50 1,2 м от лобовой стены; 1.5 м от задней стены
6,0 4,9 5.0 1,8 - лобовая 1.7 - боковая 1,6 - задняя 60 1,25 м от лобовой степы; 1,35 м от боковой стены; глубина погружения - 1,5 м
7.0 6,5 3,0 2.1 - лобовая 2,1 - боковая 1.0 - задняя 86 1.5 м от ло- бовой стены: 1.5 м от бо - ковой степы; глубина по- |-ружения - 1,5 м
Силосные желсзо- бегопные башни - 16 шт. Внешние банки 1,65 0,2 В одной баш- не 8- 10 кг В башне по центру расположена гирлянда из четырех за- рядов через 3,5 м; по- следний за- ряд - нс бли- же 4.5 м от уровня воды
412
Грунт в основании трубы насыпной, представлен суг-
линком.
В непосредственной близости от обрушаемой трубы рас-
полагались здания цехов и две новые трубы. Поэтому обру-
шение трубы можно было выполнить только направленно,
возможный сектор валки трубы составлял 30°. При направ-
ленном обрушении основная сложность состояла в том, что
по оси падения трубы в секторе валки находились различ-
ные подземные коммуникации (электрокабсли, трубопро-
воды, железобетонные коллекторы), отключение которых
на время взрыва было невозможно, а какое-либо поврежде-
ние исключалось.
Валка трубы в заданном направлении производилась пу-
тем образования взрывным способом подбоя (вруба) со стороны
направления валки методом шпуровых зарядов.
♦ Перед началом работы с помощью теодолита на поверхность
была вынесена ось падения трубы, проведен контроль вертикаль-
ности всей трубы по оси, осуществлена разбивка точек заложения
шпуров в зоне подбоя.
Для образования вруба было пробурено три горизон-
тальных ряда шпуров диаметром 42 мм и длиной 0,8 м. В
каждом ряду пробурили по 19 шпуров, которые располага-
лись по прямоугольной сетке. Расстояние между шпурами в
ряду составляло 0,63 м, между рядами — 0,75 м. Для гаран-
тии обеспечения направленности валки в трубе были про-
биты два сквозных проема высотой 1.5 м и шириной 0,9 м.
Горизонтальный угол сектора вруба, включая проемы, со-
ставлял 235°; длина вруба по наружному обмеру трубы, вклю-
чая проемы, — 13,34 м, длина целика — 7,06 м.
В качестве ВВ использовался натренированный аммонит
6ЖВ. Массу заряда рассчитывали по формуле (3.1). Величину
ЛНС принимали равной половине толщины стенки ствола трубы
(И/= 0,6 м), К — расчетный удельный расход ВВ был принят
равным 0,65 кг/м’. Масса заряда ВВ в одном шпуре составляла
0,3 кг, общий расход — 17,1 кг. Инициирование шпуровых
зарядов осуществлялось с помощью ДШ и двух электродетона-
торов мгновенного действия, соединенных в общую цепь пос-
ледовательно, Зона подбоя укрывалась деревянными щитами.
413
Для охраняемых объектов опасность представляли два
сейсмических эффекта, сопровождающих взрыв: от взрыва
зарядов подбоя и от падения трубы на грунт. Анализ показал,
что для наземных охраняемых объектов эти эффекты нс опас-
ны. С целью защиты подземных коммуникаций от сейсми-
ческого действия взрыва зарядов подбоя и от падения трубы
на грунт было принято решение снизить давление среды в
трубопроводах и насыпать земляной вал по оси падения ды-
мовой трубы.
Расчет дополнительного давления, возникающего в трубопро-
водах в результате сейсмического воздействия взрыва и при па-
дении конструкций трубы на грунт (именно па эту величину
необходимо было снизить давление в трубопроводах, чтобы ис-
ключить их повреждение), производили следующим образом.
Определяли скорость колебаний грунта в глубине мас-
сива при взрыве зарядов подбоя по формуле
К = 150
м
(5.45)
где V — скорость колебаний грунта в волне сжатия, см/с;
— эквивалентная масса заряда, кг; г — расстояние от
заряда до точки в глубине массива, м.
Заряд подбоя рассматривали как линейный рассредото-
ченный, а массу эквивалентного заряда определяли по фор-
муле
= 0,бу/, (5.46)
где у — линейная плотность цепочки зарядов, кг/м.
Дополнительное давление в трубопроводе, возникающее
под действием напряжения, создаваемого сейсмической вол-
ной, рассчитывали по формуле
р = ИрС10 4,
(5.47)
где р — дополнительное давление в трубопроводе, кг/см?;
р — плотность грунта, г/см’, С — скорость распростране-
ния сейсмической волны, м/с.
При расчете для суглинков принималось р = 1,5 г/см’ и
С = 1000 м/с. Согласно (5.45)—(5.47), на расстоянии 2 м от
414
цепочки зарядов до точки в груп ге скорость колебаний грунта
составляла 101 см/с, а дополнительное давление — 1,5 МПа.
для расстояния 3 м — соответственно 59 см/с и 0,9 МПа и т.д.
Был также выполнен расчет сейсмического эффекта от
падения трубы на грунт. Расчеты показали, что на глубине
1 м и на расстоянии 10 м по оси паления трубы скорость
колебаний грунта составит 63,4 см/с, давление — 0,95 МПа,
а на расстоянии 50 м по оси падания трубы соответственно
238 см/с и 3,6 МПа. На глубине 2 м и на расстоянии 10 м имели
25 см/с и 0,4 МПа, а па расстоянии 50 м — 94 см/с и 1,5 МПа.
С учетом этих данных, а также технических характеристик
охраняемых трубопроводов и глубины их заложения было
рекомендовано но оси валки трубы насыпать земляной вал
мощностью 1...1.5 м в зависимости от расстояния по оси
паления трубы.
После выполнения охранительных мероприятий (отсыпка
земляного вала и снижение давления в трубопроводах на
заданную величину) был проведен взрыв по направленному
обрушению дымовой трубы. В результате взрыва произошло
полное обрушение 65-метровой трубы, причем направление
валки трубы в точности совпало с проектным. Никаких по-
вреждений подземных коммуникаций и окружающих охра-
няемых объектов не произошло.
5.2.2. Направленное обрушение железобетонной
трубы
♦ Подлежащая разборке дымовая железобетонная труба имела
высоту 90,0 м. Внутренний радиус ствола трубы на уровне грунта
(отм. 0,0 м) — 3,42 м, верха трубы — 1,96 м. Ствол трубы коничес-
кой формы был выполнен из бетона марки 300. Толщина железо-
бетонных стенок нижней части ствола трубы составляла 0,35 м.
Выше отметки +3,75 м ствол до верха трубы футерован кислото-
упорным кирпичом. В нижней части с двух противоположных сто-
рон ствола грубы были устроены проемы для производства работ.
Размеры проемов: высота — 2.5 м. ширина — 1.8 м.
Армирование трубы двухслойное, было выполнено с наруж-
ной (по всей высоте трубы) и внутренней (от отм. 0,0 м до отм.
+50.0 м) стороны ствола. Шаг армирования в нижней части трубы
(с отм. 0,0 м до отм. +15,0 м) с наружной стороны: вертикальной
415
арматуры диаметром 18 мм AIII — 167 мм, горизонтальной арма-
туры диаметром 14 мм AIII — 200 мм. Шаг армирования с внут-
ренней стороны ствола трубы: вертикальной арматуры диаметром
12 мм AIII — 300 мм, горизонтальной арматуры диаметром 12 мм
AIII — 200 мм. Ствол трубы в районе проемов для производства
работ в нижней части трубы был усилен дополнительными прут-
ками наружной вертикальной и горизонтальной арматуры (по во-
семь прутков диаметром 18 мм AIII у вертикальной арматуры и
диаметром 14 мм AIII у горизонтальной арматуры). Защитный слой
бетона — 50 мм.
Объем обрушаемых конструкций трубы составлял: железобетон-
ных — 386 м’, футеровки — 192 м\ минераловатных плит — 99 м’.
Общая масса обрушаемых конструкций трубы — около 1300 г.
Фундамент трубы — монолитный железобетонный, глубина
заложения фундамента — 3,0 м. Вертикальная арматура фундамен-
та имела выпуски из фундаменза в нижней части ствола грубы.
Выпуски с наружной стороны располагались по окружности ство-
ла с шагом 0,167 м, с внутренней стороны — с шагом 0,3 м.
Диаметр арматурных выпусков с наружной стороны — 18 мм,
длина от 0,9 м до 4,65 м. Диаметр арматурных выпусков с внутренней
стороны — 12 мм. длина выпусков от 0,6 до 3,1 м. В основании трубы
и окружающих зданий и сооружений находились насыпные грунты.
В районе производства работ по обрушению дымовой трубы
располагались различные охраняемые объекты, ближайшими из
которых были трансформаторная подстанция (минимальное рас-
стояние от ствола трубы до здания ТП составляло 8 м) и здание
котельной (8 м).
Производственные здания предприятия были расположены на
расстоянии 70 м и далее от трубы. Ближайшие подземные комму-
никации (электрические кабели 6 кВ и низкого напряжения в рай-
оне ТП) находились на расстоянии 25 м, подземная ливневая ка-
нализация — на расстоянии 28 м.
Обрушение трубы выполняли направленно на свобод-
ную площадку между трубой и производственными здания-
ми предприятия (длина площадки в секторе валки трубы
составляла 150 м). Возможный сектор валки трубы составлял
60°. Направленная валка трубы производилась за счет обра-
зования вруба в стволе трубы со стороны направления валки
при сохранении опорной части (целика) с противополож-
ной стороны. Дробление бетона ствола трубы в зоне вруба
осуществлялось с помощью взрыва шпуровых зарядов.
416
Длина зоны подбоя трубы была принята соответствую-
щей сектору, равному 220° окружности ствола трубы, секто-
ра нелика — 140°.
При определении параметров вруба и возможности обес-
печения направленности валки трубы рассчитывали:
• длину окружности трубы на уровне подбоя £
£тр = nD„ = 23’68 м> (5.48)
где Д, — наружный диаметр ствола трубы, м;
• площадь сечения кольца ствола трубы на уровне под-
боя 5:
S =^(Д2-Д2) = 7,90 м2, (5.49)
где Dn — внутренний диаметр ствола трубы, м;
• площадь сечения целика
5 =^- = 2.44 м~’. (5.50)
“ 360
где у — угол дуги целика, градусы;
• напряжение сжатия в целике в момент образования
вруба, когда все давление массы трубы передается на
целик осж:
осж = P/Su = 53,3 кг/см2, (5.51)
где Р — масса обрушаемых конструкций трубы, кг (для
бетона марки 300 допустимое напряжение при одноосном
сжатии составляет 135 кг/см2, что больше ожидаемого при
обрушении трубы даже без закладки проема в целике; сле-
довательно, в первоначальный момент раздавливания це-
лика не произойдет, направленность валки трубы обеспе-
чивается);
• центр тяжести обрушасмой части трубы, принимая
форму трубы в виде усеченного конуса Z\
417
где // — высота обрушасмой части грубы, м; R — наружный
радиус ствола грубы на уровне подбоя, м; г — то же, на ее
срезе, м;
• глубину вруба (расстояние от оси условного шарнира
до наружной поверхности трубы по перпендикуляру
к оси грубы) Лир:
Г) ( у \
Л„р = -у- 1 + cosy =5,1 м; (5.53)
• расстояние между осями условного шарнира и трубы Ь:
Ь = ^Р-у = 1.33 м; (5.54)
• минимально необходимый угол наклона грубы, при
котором проекция центра тяжести грубы выйдет за
контур горизонтального сечения в месте вруба:
а - а, - а, ; (5.55)
tgex, =ZJb\ (5.56)
cosa2 =L„p/(Z3-6?)'/2. (5.57)
У гол a = 6°. Угол вруба обычно принимают в пределах
Р = (2—3)а; в нашем случае было принято, что Р = 3,5a =
= 21,5°;
• высоту вруба Л :
= ЛЛР = 2’° м (5.58)
Для железобетонной трубы определяли также, доста-
точно ли будет опрокидывающего момента М от силы тя-
жести трубы Р для изгиба арматуры во врубе (арматура во
врубе взрывом зарядов ВВ не перебивается). Расчеты прово-
дили по формулам (3.19)—(3.25). Методика соответс твующих
расчетов рассмотрена в разделе 3.3.
Опрокидывающий момент от силы тяжести трубы при
обрушении трубы составил:
Л/р = Pb = 1 300 000-1.33 = 1 729 000 кг-м . (5.59)
где Р — масса трубы, т; b — расстояние между осями услов-
ного шарнира и трубы, м.
418
Суммарный момент сопротивления арматуры изгибу для
обрушасмой трубы был рассчитан но формулам (3.22)—(3.24)
с учетом предварительного перерезания всех вертикальных прут-
ков наружной арматуры ио врубе и составил Л/ = 45 245 кгм.
Опрокидывающий момент от силы тяжести грубы Л/гр был
больше сопротивления арматуры изгибу М .
Опрокидывающий момент трубы равен:
М = М М =
О 1|1 кр
- 1 729 000 - 45 245 = 1 683 755 кгм, (5.60)
а усилие растяжения арматуры в целике Ри
м-м,„
р _ ГР_
1683 755
2.44
-690 064 кг.
(5.61)
где г, — расстояние от условного шарнира до арматуры, м.
Труба потеряет устойчивость и обрушится в направле-
нии валки при условии о > овр. Разрушающее напряжение на
разрыв для армазуры периодического профиля марки 25Г2С
класса AIII — 4000 кг/см2. Таким образом, необходимое
условие обрушения трубы выполнялось при условии пере-
резания всех прутков наружной армазуры во врубе (всего 75
прутков арматуры диаметром 18 мм) и половины прутков
наружной арматуры (через один) на участке длиной 4 м в
целике (всего 12 прутков арматуры диаметром 18 мм). В этом
случае площадь сечения остающихся iipyixoa армазуры в це-
лике составляла 118,7 см-, а напряжение арматуры па разрыв
о11р =5 814 кг/см2. Запас надежности разрыва арматуры — 1,45.
Обычно для лучшей направленности валки железобе-
тонных труб первоначальный опрокидывающий момент тру-
бы Мп увеличивают в 1,5 раза пугсм применения троса и
натяжной лебедки (см. раздел 3.3). В данном случае их ис-
пользование по ряду причин оказалось невозможным. По-
этому с учетом результатов приведенных расчетов для обес-
печения возможности направленного обрушения дымовой
железобетон пой трубы в заданном секторе валки с использо-
ванием взрывного способа для образования вруба (подбоя)
были выполнены следующие мероприятия:
419
• пробиты сквозные проемы в стволе трубы на границе
вруба и целика; ширина проемов — 0,5 м, высота —
1,0 м;
• увеличена высота вруба до 2,0 м; форма вруба — пря-
моугольная в нижней части и трапециевидная в верх-
ней части вруба;
• до взрыва перерезана вся наружная арматура в зоне
вруба, в том числе выпуски арматуры из фундамен-
та, на двух уровнях; на нижней отметке вруба +0,5 м
и на уровне верха проемов, ограничивающих вруб, на
отм. +1,3 м; в проеме для производства работ, нахо-
дящемся в зоне вруба, также перерезаны вертикаль-
ные прутки арматурного обрамления проема и изнут-
ри трубы;
• частично перерезана наружная арматура в целике;
перерезаны прутки наружной арматуры через один
пруток на участке длиной 4,0 м, начиная от проема
для производства работ, расположенного в целике,
всего 12 прутков; арматуру обрамления проема не пе-
ререзали; перерезание прутков арматуры в целике
производили на разных уровнях по высоте.
Для образования вруба использовали метод шпуровых
зарядов. Шпуры бурили с наружной стороны ствола трубы
со стороны направления валки.
Массу заряда в шпуре определяли по формуле (3.1)
Q = KWjw (5.62)
При определении массы шпурового заряда учитывалось,
что в случае железобетонных труб взрыв зарядов должен не
только раздробить бетон, но и выбить сю из арматуры, по-
этому принимали повышенный удельный расход ВВ, рав-
ный К= 1,4 кг/м3. Масса заряда в шпуре составила 0,1 кг.
ЛНС (ИО принималась равной половине толщины ство-
ла трубы. При толщине ствола трубы 0,35 м величина ЛНС
составила 0,18 м.
Длину шпура принимали с таким расчетом, чтобы за-
ряд располагался по центру разрушаемой конструкции, т.е.;
420
С + 1
= ’ (5 63)
где /jiiu — длина шпура, м; С — толщина конструкции, м; / —
длина заряда, м.
При длине заряда 0,1 м и толщине стенки ствола трубы
0,35 м длина шпура составила 0,23 м.
Длина зоны подбоя в стволе равнялась 14.5 м, высота
вруба 2,0 м. Шпуры бурили в девять рядов по сетке 0,25x0.25 м.
В четырех нижних рядах шпуры располагали по всей плоша-
ди зоны подбоя, а выше был принят вруб трапециевидной
формы с учетом принятого угла вруба. Отметка расположе-
ния шпуров в нижнем ряду была принята, исходя из удоб-
ства бурения, на 0,5 м выше уровня грунта. На краях вруба
пробили два сквозных проема треугольной формы шириной
по низу по 0.5 м и высотой 1,0 м (на высоту четырех нижних
рядов шпуров). Крайние шпуры в стволе трубы бурили на
расстоянии 0,12 м от проема в стволе и от проемов, проби-
тых на границе вруба и целика.
♦ Для образования вруба в стволе грубы потребовалось пробу-
рить 347 шпуров. Объем бурения шпуров составил 79,7 м. Расход
ВВ — 34,7 кг. Расход ДШ — 300 м.
Объем железобетона в границах вруба принятой формы
составил 6,8 м3 (учтено наличие проема, попадающего в зону
вруба). Фактический удельный расход ВВ при взрывании желе-
зобетона во врубе —5,1 кг/м3. Этот удельный расход соответ-
ствует удельному расходу, обычно имеющему место при про-
изводстве взрывных работ по направленному обрушению же-
лезобетонных труб с помощью взрыва шпуровых зарядов (по
многочисленным данным успешно проведенных взрывов он
составлял 4,5—6,0 кг/м3).
Магистраль из ДШЭ-12 прокладывали по каждому ряду
шпуров в одну нить, сводя концы магистральных участков в
один узел. К концу магистрали подсоединяли два последова-
тельно соединенных электродетонатора мгновенного дей-
ствия.
При производстве взрывных работ по обрушению трубы
опасность для людей и охраняемых объектов заключалась в
421
разлете кусков бетона из зоны подбоя при взрыве, разлете
кусков бетона и кирпича футеровки при ударе упавшей тру-
бы о грунт, в ударной воздушной волне взрыва и сейсмичес-
ких колебаниях от взрыва зарядов подбоя и при падении
трубы на грунт.
Для локализации разлета кусков бетона из зоны подбоя
взрывание производили с укрытием мест взрыва. В качестве
укрытия использовали деревянные шиты из досок толщи-
ной 50 мм и засыпку из опилок. После монтажа сети ДШ и
укрытия ее кусками пергамина на расстоянии 0,5,..0,7 м от
стенки грубы были установлены деревянные стойки высо-
той 2,5 м, на которые набивали доски, наращивая шиты по
мерс возведения укрытия. Пространство между щитами и
трубой заполняли опилками, которые засыпали с помощью
погрузчика (при укрытии нижней части зоны подбоя тру-
бы) и вручную метками с опилками.
♦ Площадь укрытия составила 55 ,м2. Расход досок толщиной
50 мм на щиты укрытия — 3,0 м1, объем опилок — 30 м'.
Кроме того, перед началом заряжания щитами был зак-
рыт проем в нижней части трубы со стороны направления
валки и заложен мешками с песком аналогичный проем со
стороны пслика.
Была также выполнена оценка сейсмического воздействия
на окружающие охраняемые объекты от взрыва зарядов под-
боя и паления трубы на грунт. Поскольку перед взрывом
трансформаторная подстанция отключалась, то для нее, как
и для здания котельной, в качестве допустимой была при-
нята скорость колебаний 10 см/с.
Скорость колебаний грунта в основании охраняемых объек-
тов при взрыве зарядов подбоя определяли по формуле (4.1)
ioof i/q У’
V=— (5.64)
а г
Проведенные расчеты интенсивности сейсмических ко-
лебаний грунта в основании охраняемых объектов при взры-
ве зарядов подбоя показали, что они не несут опасности
для всех охраняемых объектов.
422
В случае направленного обрушения удар трубы о грунт
рассматривается как взрыв удлиненного заряда с линейной
плотностью у. Скорость колебаний |рунта в основании охра-
няемых объектов при направленном обрушении трубы на
грунт обычно превышает скорость колебаний от взрыва за-
рядов подбоя. Ес определяли по формуле
а г
\ 7
(5.65)
глс Р — коэффициент, учитывающий геометрию располо-
жения охраняемых объектов относительно оси падения тру-
бы; равен 0,33...1,6 (см. раздел 4.2.1); г — расстояние от оси
падения трубы до рассматриваемой точки, м; у — линейная
плотность заряда, кг/м,
У= £?„///„. (5-66)
Н — длина обрушасмой части трубы, м; Qit — масса эквива-
лентного заряда, кг.
9^
" 4.3106
(5.67)
Р — масса обрупгаемой части трубы, кг; Zu — высота центра
тяжести масс обрушасмой части трубы, м.
В пашем случае: Р = 1 300 000 кг, Z = 36,6 м и масса
эквивалентного заряда Qn = 108,4 кг. Длина обрушаемой части
трубы //0 = 95 м и линейная плотность заряда у = 1,21 кг/м.
Наземные охраняемые объекты были расположены со
стороны торца линейного заряда-трубы (полстанция, стро-
ения предприятия, электрические кабели у ТП, ливневая
канализация, для них [3 = 0,33) и на перпендикуляре к его
оси (здание котельной, подземные коммуникации водопро-
вода и канализации и др., для них [3 = 1,6).
При падении подбитых конструкций трубы на грунт ожи-
даемые скорости колебаний в основании ТП и недостроен-
ного здания котельной могли превысить допустимые значе-
ния (составят соответственно 12,6 см/с и 18,6 см/с против
принятой в качестве допустимой величины 10,0 см/с).
423
Для снижения сейсмического воздействия в секторе валки
трубы были отсыпаны амортизирующие валы из песка. Валы
отсыпали в центральной части сектора валки. Всего было от-
сыпано семь валов длиной 20 м. но 10 м в обе стороны от оси
валки трубы. Расстояние между осями валов составляло 10...15 м.
Высота налов возрастала от 1 м для вала, ближайшего к
трубе, до 3 м у наиболее удаленного вала.
В случае использования амортизирующего устройства в
виде грунтовых валов высотой 1...3 м скорость колебаний
фунта снижается нс менее чем в два раза. Таким образом,
при отсыпке грунтовых амортизирующих валов в секторе вал-
ки трубы ее обрушение могло быть выполнено в заданном
направлении без повреждения всех охраняемых объектов.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при взрывании шпуровых зарядов определяли по формуле (4.78)
г = 63 К ilo1
в у \
(5.68)
а массу эквивалентного заряда — по формуле (4.80)
Сн = 0,25(2^, + <2Л„, • (5.69)
При длине забойки 0,13 м коэффициент забойки К ра-
вен 0,25. Коэффициент укрытия Кк был принят равным 0,3.
При расчетах по приведенной методике радиус опасной
зоны по действию УВВ на застекление при взывании зарядов
подбоя по обрушению трубы составил 30 м. В пределах ука-
занной зоны объекты с застеклением отсутствовали.
При производстве взрывных работ по обрушению дымо-
вой железобетонной трубы высотой 90 м была установлена
опасная зона для людей радиусом 150 м в направлении валки
и 100 м в остальных направлениях.
♦ Работы по отсыпке амортизирующих валов были выполне-
ны за 10 рабочих дней. Работы по бурению шпуров и пробивке
проемов заняли четыре рабочих дня. Кроме того, за это время
были пробиты две штробы в стволе трубы для оголения наружного
слоя арматуры во врубе па двух уровнях (ширина штробы — 0.2 м.
глубина — 0.1 м, высота нал уровнем грунта нижней штробы —
0,5 м, верхней штробы — 1,3 м). В целике, где также было намече-
но перерезание арматуры (через один пруток), арматуру оголили
424
участками, на разных уровнях таким образом, чтобы не образовать
сплошную штробу.
Работы по заряжанию, укрытию и взрыванию вели в выход-
ные дни (субботу и воскресенье). Это время обеспечивало мини-
мальное скопление посторонних людей в районе работ.
Перед началом работ по заряжанию шпуров были пере-
резаны все прутки наружной арматуры в зоне подбоя. Вдень
взрыва после завершения всех работ по укрытию мест взры-
ва были перерезаны прутки арматуры и целике,
В результате взрыва зарядов подбоя труба обрушилась в
заданном направлении. Отклонение оси паления трубы от
проектной составило около 12° (по опыту для железобетон-
ных труб отклонение составляет до 15—17°). Труба упала на
амортизирующие валы, отсыпанные в секторе падения тру-
бы, В направлении валки разлет кирпича футеровки составил
до 20 м, В боковые стороны разлета не наблюдалось. Верхняя
часть трубы длиной около 60—70 м сплющилась и полностью
разрушилась, в нижней части трубы бетон растрескался.
♦ Разборку нижней части трубы проводили после дополни-
тельного дробления бетона с помошью шар-бабы.
Защитные укрытия зоны подбоя полностью локализовали раз-
лет кусков бетона. Использование амортизирующих валов позво-
лило снизить интенсивность сейсмического воздействия при паде-
нии трубы до допустимого уровня. Никаких повреждений охраня-
емых объектов нс отмечено,
5.2.3. Обрушение верхней части трубы
На нефтеперерабатывающем заводе в результате аварии
произошел рахзом ствола железобетонной дымовой трубы
высотой 150 м на отм, 120,., 124 м. Обломок трубы просел па
3,5,..4 м, с одной стороны вошел внутрь ес ствола, а с про-
тивоположной стороны навис на наружной поверхности тру-
бы, Ось обломка отклонилась от оси трубы на 5°, Отклонение
центра тяжести отколовшейся части трубы от оси составило
1,12 м, а верха трубы — 2,25 м,
♦ Железобетонный ствол трубы (бетон М300) имел коничес-
кую форму с наружным диаметром основания 14,8 м и верха трубы
425
7,3 м, Толщина железобетонной стенки трубы находилась в преде-
лах от 0,65 м внизу до 0,2 м вверху. Ствол был армирован и на всю
высоту футерован шамотным кирпичом на жароупорном шамот-
но-цементном растворе. Между о гм. 115 ми 130 м вертикальная
арматура была из стержней диаметром 14 мм класса А-Ш с шагом
200 мм, горизонтальная — диаметром 12 мм класса А-Ш с шагом
200 мм. Теплоизоляция трубы выполнена из минсраловагных ма-
гов и диатомового кирпича. Конструкция трубы рассчитана на сей-
смичность 7 баллов.
Размеры отколовшейся части трубы: длина 32.9, наружный
диаметр верха 7,3, низа К.2 м, внутренний диаметр верха и низа
6,8 м. Масса обломка составляла около 700 г. В результате обруше-
ния части ствола все арматурные связи были порваны или вытяну-
ты. Отколовшаяся часть трубы своей нижней частью защемлена па
отм. 122,6 м.
Для обрушения зависшего обломка трубы было решено
образовать взрывом вруб со стороны направления валки. От-
метка подбоя была принята 116 м, па 2 м выше светофор-
ной площадки.
В месте расположения зарядов подбоя наружный диа-
метр ствола трубы был равен 8,25 м, толщина стенки —
0,2 м, толщина теплоизоляции из мипераловатных матов —
0,16 м, толщина футеровки из шамотного кирпича — 0,24 м.
Общая толщина стенки трубы составляла 0,6 м. Фактические
размеры стенки ствола трубы уточняли контрольным свер-
лением, по результатам которого определяли положение за-
рядов.
Длина вруба была принята равной 2/3 длины окружно-
сти трубы па уровне подбоя, т.е. 16 м. Графически устано-
вили необходимый угол поворота центра тяжести отколов-
шейся части трубы, который составил около 10°. С учетом
запаса угол вруба приняли равным 15°. Высота вруба соста-
вила 3,5 м, форма вруба трапециевидная с основанием тра-
пеции в верхней части вруба. Осуществить бурение шпуров
на аварийном участке трубы нс представлялось возможным,
и для образования вруба использовали взрыв накладных
удлиненных зарядов. Линейную плотность заряда находили
по формуле (3.11)
Q = 0.5ABR Ч . (5.70)
426
Для выбивания бетона из арматуры при А = 5, В = 9 (в
случае взрывания без забивки) и при R = 0,2 м масса заряда
составляла 1 кг/м. Для пробивания бетона и выбивания фу-
теровки при А = 3, В= 9 и R = 0,5 м масса заряда — 3,4 кг/м.
Конструктивно накладной заряд подбоя представлял
собой группу удлиненных зарядов, равномерно распреде-
ленных по плошади вруба. Вертикальные нити зарядов фор-
мировали из накладных зарядов массой 2 кг/м. Длина верти-
кальных участков зарядов составляла 0.8...3,4 м. Число заря-
дов — 22, расстояние между ними — 0.6 м. По контуру вруба
в его нижней и боковых частях укладывали оконтуриваю-
щий заряд массой 4 кг/м. Для выбивания футеровки в местах
сочленения вертикальных нитей основных удлиненных за-
рядов с оконтуривающим зарядом в центральной части вру-
ба установили десять сосредоточенных тротиловых зарядов
по 2,4 кг каждый. Общая масса зарядов во врубе составила
345 кг. Схема установки заряда показана на рис. 5.9.
Инициирование зарядов осуществляли четырьмя элект-
родстонаторами мгновенного действия. Заряды крепили к
веревкам, предварительно натянутым но плошали вруба. Для
уменьшения интенсивности воздушной ударной волны и
снижения дальности разлета кусков бетона заряды сверху
по всей площади вруба укрывали матами из минераловат-
ных плит толщиной 0,16 м. Маты скрепляли между собой и
обвязывали сверху веревками.
Рис. 5.9. Схема установки накладных зарядов па стволе трубы:
1 — основные заряды; 2 — окоптуриваютий заряды;
3 — сосрелоточниые заряды
427
♦ Вокруг трубы располагались многочисленные объекты про-
мышленного комплекса, повреждение которых было недопустимо.
Это относилось не только к соседним сооружениям (фундаменты
ближайших из них находились на расстоянии 13 м от фундамента
трубы), эстакадам трубопроводов, но и к фундаменту самой грубы.
С целью снижения сейсмического действия, вызванного
падением обрушасмой части грубы на грунт, у основания
грубы по направлению оси валки отсыпали амортизирую-
щую подушку из грунта, опилок и бревен. Высота слоя по-
душки составляла 2...6 м с увеличением се высоты при при-
ближении к трубе, а ее размер в плане был равен 30x50 м.
Сейсмическое воздействие па охраняемые объекты при
падении подбитой част и трубы па амортизирующий вал оп-
ределяли по формуле
50 dQ
V
а г
(5.71)
где ()ц — масса эквивалентного заряда, кг; определяли по
формуле (4.32).
Амплитуду смещения вычисляли по формуле
А = VT/2n , (5.72)
где А — амплитуда смещения, см; 7’— период колебаний, с
(был принят равным 0,15 с).
Оценочные расчетные данные уровня сейсмического
воздействия упавшего куска грубы приведены в табл. 5.9.
С учетом подсыпки амортизационного вала сейсмичес-
кие колебания, вызванные падением части трубы на грунт,
не представляли собой опасности для охраняемых объектов.
Радиус опасной зоны по действию ударной воздушной
волны на застекление определяли по формуле (4.77)
гн=6540 . (5.73)
При массе взрываемых накладных зарядов 345 кг расчет-
ный радиус опасной зоны составил 1208 м.
♦ Перед взрывом в ближайших к месту взрыва зданиях удали-
ли рамы со стеклами. а в зданиях, расположенных па расстоянии
428
Таблица 5.9
Сейсмическое воздействие
при падении верхней части трубы
1 |оказат ели 1’НСС1ОЯНИС. м
5 10 15 20 25 30
/ кпемиые объекты
Скорость колебаний, см/с 66 23 13 8 6 4,4
Амплитуда колебаний, мм 16 5.6 3.2 2 1.4 1
Подземные объекты
Скорость колебаний, см/с 33 11.5 6.5 4 3 0 7
Амплитуда колебаний, мм 8 2.8 1.6 1 0.7 0,5
свыше 200 м. окна были открыты, рамы повернуты в сторону
взрыва и закреплены.
Радиус опасной зоны по разлету кусков взорванного бе-
тона был принят ранным 500 м со стороны направления
валки и 400 м с противоположной стороны. Подрывная стан-
ция располагалась в укрытии па расстоянии 300 м от грубы.
♦ Были разработаны и выполнены организационно-техничес-
кие мероприятия по подготовке и проведению взрыва. В пределах
опасной зоны отключили электроэнергию (кроме кабелей, пита-
ющих пожарные насосы), привели в состояние готовности газо-
спасательные и пожарные части. ГАИ, медицинскую службу и др.
Перед всеми службами, в том числе и техническими службами
комбината, поставили конкретные задачи на случай возникнове-
ния аварийной ситуации в результате взрыва. Па время взрыва па
всех установках в пределах опасной зоны прекратили работы, лю-
дей из зоны вывели.
В результате взрыва зарядов подбоя бетон ствола трубы
был раздроблен и образован вруб со стороны направления
валки, обрушаемая частьтрубы вышла из защемления со ство-
лом сохраняемой части трубы и упала вниз па подготовлен-
ную подсыпку ла расстоянии 10...25 м от грубы. Под действи-
ем собственной тяжести обрушасмой част и грубы произошло
разрушение ствола трубы до уровня консоли (утолщенной
429
части ствола трубы) на отметке + 115 м. Обрушаемый участок
трубы упал на заранее подготовленную песчаную подушку в
соответствии с расчетом. Обломки бетона и футеровки тру-
бы, упавшие внутрь трубы, разрушили железобетонное пере-
крытие на отметке +30 м. Разлет кусков бетона наблюдался на
расстоянии до 300 м в направлении валки и до 150 м в другие
стороны. Повреждение застекления отмечали на расстоянии
до 800 м от места взрыва. Повреждений охраняемых объектов
и технологического оборудования пе произошло.
5.2.4. Обрушение кирпичных и железобетонных
зданий
Обрушение производственного корпуса
♦ Подлежащий разборке производственный корпус №2 пред-
ставлял собой 5-этажное кирпичное здание с неполным карка-
сом и несущими наружными стенами переменной толщины (рис.
5.10). Размеры здания в плане 82.4x20,8 м, высота 27.2 м. Колон-
ны каркаса были установлены с шагом 2850 мм по ряду Ф, не
совпадающему о осью симметрии здания. Армирование колонн
осуществляюсь по углам гладким прутком диаметром 20...25 мм.
Ригели рамного сечения располагались в продольном направле-
нии вдоль оси Ф. Межэтажные перекрытия из монолитного бето-
на толщиной 250 мм опирались на систему металлических балок
из двутавра № 50. установленных в поперечном направлении с
шагом 1425 мм. Балки опирались на наружные степы и на ригели
по оси Ф. В центральной части здания имелось ядро жесткости,
образованное лестнично-лифтовым узлом. Стены шахт лифтов
толщиной 640 мм выполнены из монолитного железобетона. Об-
щий объем кирпичных конструкций корпуса составлял 5 313 м\
железобетонных — 3 569 м’.
Корпус № 2 примыкал к корпусам № 1 (разбираемый)
и № 3 (сохраняемый), образуя с ними единое строение
П-образной формы в плане.
♦ Вблизи обрушаемого корпуса располагались многочислен-
ные охраняемые объекты (рис. 5.11, табл. 5.10). В здании новой
водостанции находится станция автоматического управления (для
этой станции при ее нормальном режиме работы допустимые уровни
вибрации составляют: амплитуда до 0,25 мм в диапазоне частот
0...I4 Гн, ускорение до 0,5g в диапазоне частот 10... 18 Гц). При
430
27,2
Рис. 5.10. Схема обрушаемого здания
производствешюго корпуса № 2
производстве взрывных работ должны были исключить поврежде-
ние охраняемых объектов и обеспечить автоматическое управление
на водостаннии.
Кирпичные здания, у которых отношение высоты здания
к его ширине на уровне подбоя меньше двух (у корпуса № 2
431
Рижский проспект
Рис. 5.11. План Mecia работ.
Цифры в кружках: I - корпус № 2; 2 — корпус № I;
3 — корпус № 3; 4 — котельная; 5 — мастерская; 6 — ТП;
7 — школа; 8 — старая водостаппия; 9 — СКБ; 10 —
производственные здания; II — новая водостаппия
составляло 27,2:20,8 = 1,3), обычно обрушают на свое основа-
ние, В этом случае ширина развала обрушенных конструкций
составляет 2/3 высоты здания, т.с, в таком случае ширина
432
Таблииа 5,10
Сейсмическое действие при обрушении здания
Охраняемые объекты Допусти- мая скорость колебаний, см/с Взрыв зарядов подбоя Паление сооружения на трут-
рассто- яние. м скорость коле- баний, см/с, при взрыве зарядов подбоя рассто- яние. м скорость колебаний, см/с
при падении сооружения на грунт при использовании амортизирующих валов
Водопровод и 10 35 1.8 10 12.9 4.0
канализация
Водопровод 20 3 14.3 3 23.5 6,0
Г азопровод 20 40 2,2 40 13.0 4.0
Здание фабрики 5 55 1,0 55 11,0 2.5
Корпус № 3 10 7 10.0 7 35.0 7.0
Котельная 3 13 4.6* 13 22.6 5.0
Новая водостанция 2.2 75 1,5 60 10.0 2.2
СКВ 5 45 2,8 20 18.2 4,0
ТП 10 10 6,1 10 25.6 5.5
Труба котельной 5 32 2,0 32 14,4 3.0
Школа 3 35 2,5 35 13.8 3.0
Шлифовальная 5 26 2.4 26 16,0 4,0
мастерская
Электрокабель 50 1 30.3 1 40.5 10.0
Электрокабели 50 35 1.8 10 12.9 4.0
* При использовании сейсмического экрана скорость колебаний составила 2,3 см/с.
развала составила бы 18...20 м в обе стороны от наружных
стен здания. В зону развала попадали охраняемые здания ТП
и котельной, что допустить было нельзя.
Поэтому было принято решение провести обрушение
корпуса № 2 на свое основание с приданием направления
падению подбитых конструкций здания в сторону Дерите-
кого переулка (т.е. от защищаемых зданий ТП и котельной —
см. рис. 5.11). Для этого предусматривалось:
• отделение обрушаемого корпуса №2 от примыкания
к корпусам № 1 и 3 с образованием разделительных
штроб по наружным стенам и перекрытиям на всю
высоту здания;
• подбой наружных стен со стороны направления вал-
ки па I—3-м этажах и с противоположной стороны
только на 1-м этаже;
• подбой колонн и ядра жесткости (лестничный про-
лет и стены лифтов) па 1—3-м этажах;
• дробление продольных балок (ригелей) по оси Фив
перекрытиях 1-го и 2-го этажей;
• разрушение связей стен и металлических балок пере-
крытий на 1-м и 2-м этажах;
• короткозамедленное взрывание зарядов с образованием
вруба со стороны направления валки.
Для образования подбоя в конструкциях здания исполь-
зовали шпуровые заряды. Масса шпурового заряда рассчиты-
валась по формуле (3.1)
Q=KWjw . (5.74)
Линию наименьшего сопротивления ^принимали рав-
ной половине толщины стены, колонны или балки. При
взрывании железобетонных колонн массу шпурового заря-
да рассчитывали на полное выбивание бетона из армату-
ры, а при взрывании кирпичных стен, железобетонных ба-
лок и стенок лифтов — на дробление кирпича и бетона.
Расчетный удельный расход ВВ (К) при подбое колонн
принимали равным 1.0... 1,2 кг/м3; при взрывании балок и
стен лифтов — 0,8...1,0 кг/м3; при взрывании кирпичной
кладки — 0,5...0,6 кг/м3.
434
Расстояние между рядами шнуров и шпурами в ряду при-
нимали и пределах (0,8— 1.3) Ж При подбое колонн крайние
шнуры располагали на расстоянии 0,5 И'от края колонн. Дли-
ну шпура принимали с таким расчетом, чтобы центр заряда
совпадал с серединой подбиваемой конструкции. В наруж-
ных стенах шпуры располагали в простенках между оконны-
ми проемами. В колоннах и стенах шпуры бурили на двух
уровнях. В балках бурили по три шпура, располагая один
шпур но центру пролета балки и по одному шпуру с обеих
сторон от центрального на расстоянии 0,5 м. В стенах лифтов
шпуры располагали на двух уровнях в три ряда, во внутрен-
них несущих стенах — на одном уровне в два ряда. Располо-
жение шпуров в стенах и колоннах приведено на рис. 5.12.
Обший расход ВВ составил 658 кг, расход бурения —
1649 м. Взрывание зарядов осуществлялось короткозамедлен-
но, интервал замедления между группами 25 мс. Все заряды
были разделены на четыре группы, максимальная масса за-
ряда одной группы составила 212 кг.
При обрушении здания опасность для охраняемых объек-
тов представляло собой действие сейсмических и ударных
воздушных воли и разлет взорванных конструкций при взрыве
и палении сооружения на грунт. Как уже отмечалось, при
обрушении зданий сейсмический эффект обусловлен как соб-
ственно взрывом зарядов подбоя, так и падением сооруже-
ний на грунт.
Вблизи места производства взрывных работ располага-
лись различные охраняемые объекты — гражданские и про-
изводственные здания, подземные коммуникации, пульт
автоматики и др.
В табл. 5.10 приведены принятые значения предельно до-
пустимых скоростей колебаний грунта в основании охраня-
емых объектов с учетом их конструктивных особенностей,
степени сохранности, диапазона расстояний от места взры-
ва и ряда других факторов. В близкой зоне взрыва была учтена
возможность увеличения допустимой скорости колебаний, так
как здесь действие взрыва носит локальный характер.
Для водостанции допустимая скорость колебаний грун-
та была определена с учетом обеспечения работоспособно-
сти пульта автоматики по формуле
435
Рис. 5.12. Расположение шпуров в подбиваемых
Г~ппп
а — наружные стены; б — колонны; / — оконные проемы; 2 — металлические балки;
3 — перекрытия; 4 — шпуры; 5— наружные стены; 6 — колонны
V= 2-nAf, (5.75)
где И — скорость колебаний груша, см/с; А — допустимая
амплитуда колебаний, см; f — частота колебаний, Гн.
Для станции автоматического управления допустимые
значения А = 0,025 см при /= 14 Гн. Допустимая скорос ть
колебаний составляет 2,2 см/с, ускорение при этом не пре-
вышает 0,3g,
Скорость сейсмических колебаний грунта в основании
охраняемых объектов определяли по формуле (4.1)
(5.76)
В расчетах принимали следующие значения коэффици-
ента сейсмичности К:
• при взрыве зарядов подбоя — 100;
• при падении сооружения на грунт — 250;
• при использовании амортизирующих устройств — 50.
Кроме того, принималось:
• для заглубленных объектов (подземные коммуника-
ции) а = 2; для наземных объектов а = 1;
• при использовании сейсмического экрана (траншеи)
Р = 2, без экрана р = Г.
• при взрыве зарядов подбоя в зависимости от гео-
метрии зарядов и их расположения относительно
охраняемых объектов масса эквивалентного заряда
Qy = 1,бут при расположении объекта против фрон-
та зарядов (у — линейная плотность заряда, кг/м)
и Qt = 0,33yr при расположении объекта на фланге
цепочки зарядов;
• при падении сооружения на грунт (4.32)
9.8Л///
4.3106 ’
(5.77)
• при обрушении сооружения большой плошали (4.33)
0'=О.8^г. (5.78)
5
437
где г — расстояние от границы компактного обрушения зда-
ния до охраняемого объекта, м.
При короткозамелленном взрывании зарядов подбоя в
расчетах учитывалась только часть массы заряда одной груп-
пы, которая оказывала максимальный сейсмический эффект
на охраняемые объекты.
Максимальная масса заряда одной группы составила 212 кг.
Однако при расчете сейсмического эффекта была учтена
только масса зарядов, расположенных на нижнем уровне в
стене 1-го этажа по ряду X (она составляла 67,2 кг, длина
подбоя 71 м. плотность заряда 0,95 кг/м) и по ряду Р (масса
заряда 16,2 кг, длина подбоя 71 м, плотность заряда 0,23 кг/м).
Остальные заряды группы были распределены по объему
здания и существенно не влияли на сейсмический эффект
взрыва зарядов подбоя.
Результаты расчета скоростей колебаний грунта в осно-
вании охраняемых объектов при взрыве зарядов подбоя при-
ведены в табл. 5.10. Расчеты показывали, что взрыв зарядов
подбоя был опасен для здания котельной. Для его защиты
был образован сейсмический экран в виде траншеи, прорытой
на расстоянии 2 м от стены корпуса № 2. Глубина траншеи
2 м (рис. 5.13). При использовании сейсмического экрана ско-
рость колебаний грунта в основании котельной была сниже-
на до допустимого уровня (см. табл. 5.10).
Масса обрушаемых конструкций здания — 17,5-106 кг. Об-
рушение проводили направленно в сторону Дерптского пе-
реулка. Площадь обрушения — 3 900 м2. Высота центра тяже-
сти обрушаемых конструкций —13 м. Ожидаемые скорости
колебаний грунта в основании охраняемых объектов при на-
правленном обрушении здания на грунт даны в табл. 5.10.
При падении конструкций корпуса на грунт колеба-
ния в основании большинства охраняемых объектов пре-
высили бы допустимый уровень. Поэтому были использо-
ваны амортизирующие устройства в виде грунтовых валов,
которые позволяли снизить скорость колебаний в 4...5 раз.
Для амортизации падавших конструкций между бывшей
волостанцией и корпусом № 2 отсыпали два вала (см. рис.
5.13). Длину валов принимали равной длине обрушаемого
корпуса.
438
27,2
Рис. 5.13. Комплекс защитных мероприятий при обрушении
производственного корпуса № 2:
Г- подземные коммуникации: 2— фунтовые амортизирующие
валы; 3 — шиты укрытия зоны подбоя: 4 — обрушасмос здание;
5 — котельная; 6 — ТП; 7 - защитный железобетонный забор;
8 — сейсмический экран (траншея)
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
определяли по формуле (4.77)
гн = 65 К, ,
(5.79)
а массу эквивалентного заряда — по формуле (4.80)
Q= 0,250^+ Qi|n. (5.80)
В близкой зоне при короткозамелленном взрывании с
замедлением между группами 25 мс отдельные импульсы
УВВ разделяются и под понимают массу эквивалентного
заряда (максимальную) одной группы.
439
Использование укрытий уменьшает интенсивность УВВ,
что учитывается коэффициентом укрытия К.. При использо-
вании укрытий мест взрыва, закрытии оконных проемов щи-
тами, а также с учетом расположения зарядов внутри обру-
шасмого корпуса принимали АГ = 0.35. Кроме того, при оп-
ределении массы эквивалентного заряда учитывали рассре-
доточение зарядов по большому объему здания, уменьшив
ее расчетную величину в два раза.
При взрыве по обрушению корпуса № 2 радиус опас-
ной зоны по действию УВВ на застекление составил 50 м.
Для уменьшения повреждения застекления зданий, нахо-
дящихся в опасной зоне, рамы перед взрывом открывали и
закрепляли в открытом состоянии.
Для предотвращения разлета кусков кирпича из зоны
подбоя и снижения интенсивности УВВ взрывание шпуро-
вых зарядов проводили с укрытием мест взрыва. Укрывали
наружные стены здания и оконные проемы на этажах, где
размещали заряды. В качестве укрытий зоны подбоя использо-
вали деревянные щиты из досок толщиной 50 мм. Оконные
проемы закрывали листами кровельного железа в два слоя.
Для защиты котельной и пристроек от развала кусков перед
ними был установлен защитный железобетонный забор.
Принятые мероприятия по снижению вредного воздей-
ствия взрыва гарантировали сохранность охраняемых объек-
тов. При производстве взрывных работ была установлена опас-
ная зона радиусом 50 м.
Работы по подготовке здания к взрыву (бурение шпу-
ров, пробивка штроб. укрытие зоны подбоя и др.) и по
защите охраняемых объектов (отсыпка валов) заняли три
месяца. Заряжание было выполнено за три дня. Вдень взрыва
был осуществлен монтаж взрывной сети,
В результате взрыва зарядов подбоя здание обрушилось
на свое основание, при этом развал конструкций произо-
шел большей частью в сторону принятого направления вал-
ки. В этом направлении ширина основного развала составила
около 15 м, конструкции упали на заранее подготовленные
валы. Разлет отдельных кусков из развала в эту сторону был
офаничен стеной здания старой водостаннии. Со стороны,
противоположной направлению валки, ширина развала от-
440
дельных кусков составила около 10 м, причем здесь были
отмечены, главным образом, крупногабаритные куски.
В результате взрыва обрушилась вся часть здания, выде-
ленная штробами. Разлет досок щитов укрытий отмечен на
расстоянии до 30 м от места взрыва. Щитовые укрытия лока-
лизовали разлет кусков кирпича из зоны подбоя и эффек-
тивно защитили охраняемые объекты. От взрыва и падения
конструкций поднялось пылегазовос облако, которое рассе-
ялось через 15 мин. В результате воздействия УВВ взрыва были
разбиты несколько стекол в ближайших зданиях, находя-
щихся в опасной зоне (все эти окна перед взрывом не от-
крывали). Окна в корпусе № 3, заложенные стеклоблоками,
не были повреждены. Никаких нарушений в охраняемых
объектах после взрыва не отмечено.
♦ Выполненная работа подтвердила возможность взрывного
обрушения кирпичных зданий с отношением высоты к ширине
сооружения на уровне подбоя меньше двух на свое основание с
приданием заданного направления падению конструкций. Эго по-
зволяет регулировать направление и ширину развала обрушенных
частей сооружений и лает возможность производства взрывных
работ для обрушения зданий даже, когда в зону возможного раз-
вала (при обрушении только па свое основание) попадают охра-
няемые объекты.
Взрывные работы при разборке здания
механического цеха
♦ Механический цех представлял собой 5-этажное кирпичное
здание с подвалом и чердачным помещением. Размеры здания в
плане 31x15 м, высота от уровня грунта 22 м. Здание с неполным
каркасом и несущими наружными стенами переменной толщины
(от 940 мм до 710 мм). Колонны были установлены в один ряд по
центру здания с шагом 6,6 м. Колонны, балки и ригели — из
металлического профиля (швеллер, двутавр). Ригели и балки опи-
рались на наружные стены, колонны и стены лестничных площа-
док. Межэтажныс перекрытия — монолитные железобетонные тол-
щиной 0,15...0,25 по металлическим бапкам. Перегородки — кир-
пичные толщиной 130 мм и гипсокартонные. В подвале кирпичные
подколонные части сечением 1,5x1,5 м были связаны кирпичной
стеной толщиной 0,7 м. Поперечные внутренние стены в подвале
имели толщину 0,6...0,8 м. В районе двух лестничных клеток.
441
разметенных в крыльях здания, имелись ядра жесткости, образо-
ванные наружными стенами здания, стенами лестничных маршей
и подъемника (рис. 5.14).
Объем кирпичных конструкций здания составлял около 1950 м!,
железобетонных - около 600 м*. масса металлоконструкций — 50 з.
Вокруг обрушасмого здания располагались различные охраня-
емые объекты — жилые дома (ближайший находился на расстоя-
нии 17 м от обрушаемого здания механического цеха), здание
школы, производственные строения и др., а также многочислен-
ные подземные коммуникации (газо-. водо-, теплопроводы, элек-
трические и телефонные кабели), причем действующий телефон-
ный кабель был проложен на расстоянии 5 м от здания.
Особая сложность производства взрывных работ по об-
рушению здания определялась его конструкцией (наличие
несущих металлических колонн, балок и ригелей) и близ-
ким расположением многочисленных охраняемых объектов
с большой площадью застекления. Поэтому обрушение цеха
проводили на свое основание с приданием направления вал-
ки в сторону свободной площадки (т.е. в направлении, про-
тивоположном ближайшим жилым домам).
Валку здания осуществляли путем подбоя несущих на-
ружных и внутренних стен и подколенников в подвале и на
первом этаже, а также за счет образования вруба большей
высоты со стороны направления валки.
Для образования подбоя в стенах использовали взрыв
шпуровых зарядов. Массу шпурового заряда рассчитывали но
формуле (3.1)
Q = KW4W. (5.81)
Расчетный удельный расход ВВ был принят равным
0,45 кг/м3. Длину шпуров принимали с таким расчетом,
чтобы центр заряда совпадал с серединой подбиваемой
конструкции. Сетка расположения шнуров в среднем со-
ставляла 0,4x0,4 м. Схема расположения шпуров в подбива-
емых конструкциях здания приведена на рис. 5.15.
В наружной стене со стороны направления валки (ряд А —
см. рис. 5.14) шпуры бурили в простенках оконных проемов
подвальной части и под оконными проемами, а также в
простенках окон на 1-м этаже. Во внутренних стенах шпуры
442
Подвал
1 этаж
»
Рис. 5.14. Здание механического цеха
(план подвала и 1-го этажа).
Последовательность взрывания зарядов: / — 1-я группа;
2 — 2-я группа, интервал замедления 80 мс; 3 — 3-я группа,
интервал замедления 120 мс; цифры в кружках 1 -6 — оси
Рис. 5.15. Расположение шпуров
в зоне подбоя стен здания механического цеха
бурили в три ряда, в подколенниках в подвале — в пять
рядов, В наружных поперечных стенах (оси 1 и 6) шпуры
бурили в 1—3 ряда с уменьшением числа шпуров к задней
стене (но ряду В). Стену подвала со стороны, противопо-
ложной направлению валки, не забуривали, оставляя ее в
качестве целика, а на 1-м этаже шпуры в этой стене бурили
в один ряд по расширенной сетке (расстояние между шпу-
рами в ряду составляло 0,5..,0,6 м) и заряжали зарядом ВВ
уменьшенной массы (2/3 расчетной массы заряда). В углах
стен (угловые шпуры) число рядов шпуров принимали па
один больше, чем в соседних стенах. На весь объем работ
расход бурения составил 570 м. Общий расход ВВ — 167 кг.
Взрывание шпуровых зарядов производили с укрытием
мест взрыва. Вокруг здания по всему периметру его наруж-
ных стен был устроен забор из деревянных и металлических
щитов. Забор устанавливали на расстоянии 0,5 м от стен зда-
ния. Высота забора составляла 2,5...3,0 м и не менее чем на
0,5 м перекрывала зону подбоя. Пространство между щитами
и стеной засыпали грунтом. Кроме того, деревянными щи-
тами были закрыты все оконные проемы на 1 и 2-м этажах и
перекрыты лестничные марши, по которым было возможно
направленное распространение УВВ.
При подготовке здания к взрыву в зоне падения его конст-
рукций были отсыпаны амортизирующие валы высотой 1...2 м
444
на расстоянии до 15 м от наружной степы здания со сторо-
ны направления валки. Кроме того, был отсыпан защитный
грунтовый вал высотой 1,5 м нал трассой телефонного кабе-
ля, проходящей в 5 м от торцевой стены здания.
Были выполнены также работы по защите ближайших
охраняемых объектов: укрыты щитами окна спортивного зала
школы и окна квартир на первом этаже ближайшего к месту
взрыва жилого дома. Строительный забор вокруг площадки
со стороны жилых домов был наращен до 3 м.
Выполненные па стадии проектирования расчеты пока-
зали, что из всех вредных эффектов, сопровождающих взрыв
(сейсмические колебания при взрыве зарядов подбоя и при
падении подбитых конструкций на грунт, действие ударных
воздушных волн и разлет кусков кирпича), наибольшую опас-
ность представляет собой действие ударных воздушных волн
взрыва на застекление.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
определяли по формуле (4.77)
(5.82)
а массу эквивалентного заряда — но формуле (4.80)
0,=O,250K3 + 0JU1. (5.83)
При короткозамедленном взрывании с интервалом за-
медления 50 мс и более коэффициент замедления Кг - 1,0.
Заряды располагали внутри здания, зона подбоя была
укрыта, оконные проемы закрыты щитами. Все это умень-
шало интенсивность УВВ, что учитывалось коэффициентом
укрытия К. Его значение было принято равным 0,35 для
зарядов на 1-м этаже и 0,1 для зарядов в подвале. Кроме
того, учитывалось рассредоточение зарядов по объему зда-
ния (расстояние от крайних зарядов одной группы достига-
ло 30 м) путем уменьшения расчетной массы эквивалентно-
го заряда в два раза.
Ближайшие объекты с застеклением находились на рас-
стоянии 17 м от обрушаемого здания. Расчетный радиус опас-
ной зоны по действию УВВ на застекление был принят рав-
ным 15 м. Исходя из этого была определена допустимая для
445
взрывания масса шпуровых зарядов и разработана схема мон-
тажа взрывной сети. Все заряды были разделены на три груп-
пы. В первой группе взрывали заряды обшей массой 143 ki и
проводили подбой всех основных несущих элементов зда-
ния, обеспечивающих направленность валки. Во второй груп-
пе, с замедлением 80 мс, взрывали заряды подбоя внутрен-
них стен в подвале, а в третьей, с замедлением 120 мс, —
заряды подбоя стены здания, противоположной направле-
нию валки (см. рис. 5.14).
Скорость колебаний грунта при взрыве зарядов подбоя и
палении конструкций на грунт определяли но формуле (4.1)
(5.84)
Коэффициент сейсмичности в формуле (5.84) был при-
нят равным 100 при определении скорости колебаний для взрыва
зарядов подбоя и 60 при обрушении подбитых конструкций с
учетом их паления на амортизирующие валы. При определе-
нии массы эквивалентного заряда и скорости колебаний от
взрыва зарядов подбоя учитывалась геометрия расположения
зарядов относительно рассматриваемого охраняемого объекта.
При короткозамедленном взрывании зарядов подбоя в
расчетах учитывалась только масса зарядов одной группы в
подвале, так как взрыв именно этих зарядов оказывал мак-
симальное сейсмическое воздействие на охраняемые объек-
ты. Зона обрушения подбитых конструкций здания имела
большую площадь, поэтому расчетную массу эквивалентно-
го заряда определяли по формулам (4.32) и (4.33)
2, =0.8
9,8МЯ ,
4,3 Ю6$ Г
(5.85)
Проведенные расчеты сейсмического действия взрыва
зарядов подбоя при принятой схеме монтажа взрывной сети
и от паления конструкций здания на грунт с использовани-
ем амортизирующих валов показали, что оно не представля-
ло собой опасности для наземных и подземных охраняемых
объектов.
446
Радиус опасной зоны для людей при производстве взрыв-
ных работ с учетом разработанных мер безопасности был
принят равным 50 м на открытом пространстве и по наруж-
ным капитальным стенам окружающих строений.
Непосредственно перед взрывом были частично обреза-
ны металлические колонны на 2 и 3-м этажах здания.
♦ Взрыв был проведен во второй половине субботнего дня,
так как это время обеспечивало минимальное скопление посто-
ронних людей в районе работ.
В результате взрыва зарядов подбоя здание обрушилось
на свое основание, при этом основной развал конструкций
произошел в сторону направления валки. В этом направле-
нии ширина компактного развала конструкций составила
10... 15 м. Обрушенные конструкции упали на заранее подго-
товленные грунтовые амортизирующие валы. Со стороны,
противоположной направлению валки, ширина развала круп-
ных кусков была в среднем 5 м (до 10 м для отдельных кусков).
В боковые стороны ширина развала не превысила 5 м,
Защитные укрытия в виде забора и грунтовой засыпки
надежно локализовали разлет кусков кирпича из зоны под-
боя и снизили интенсивность УВВ до безопасного уровня —
при взрыве не было повреждено ни одно стекло в многочис-
ленных окружающих зданиях. В результате взрыва и от паде-
ния конструкций поднялось пылегазовое облако, которое
распространилось от места взрыва на расстояние до 100 м и
рассеялось через 15 мин.
♦ Все работы по подготовке к взрыву (бурение шпуров, их
заряжание и монтаж взрывной сети) были выполнены бригадой
рабочих из восьми человек за 18 рабочих дней. В это же время
строителями были проведены работы по отсыпке амортизирующих
валов, устройству защитных укрытий зоны подбоя стен здания,
защите охраняемых объектов и другие мероприятия, обеспечиваю-
щие безопасные условия взрывания.
Разборка обрушенных конструкций проводилась двумя гид-
равлическими экскаваторами, емкость ковша 1,2 м1. Никаких зат-
руднений при разборке не возникло, дополнительного дробления
крупных кусков не потребовалось. Все работ по расчистке площад-
ки от обрушенных конструкций здания механического цеха были
выполнены за 8 дней.
447
Обрушение каркасного производственного
здания
♦ Производственное каркасное 4-этажное здание имело раз-
меры в плане 36.8x24,8 м, высоту — 25.0 м. Толщина наружных
кирпичных стен составляла 0,38 м, внутренних стен и перегородок
— 0,12. 0,25 и 0.38 м. Сечение несущих железобетонных колонн —
0,5x0,4 м. Всего в здании 32 колонны, по 5...7 колонн в каждом из
пяти рядов. Шаг колонн — 6,0 м. Межэтажныс перекрытия из
сборных железобетонных плит лотковой формы толщиной 0.12 м
были уложены по балкам и ригелям сечением 0.6x0.4 м. Кровля
здания выполнена из сборных железобетонных плит. В крыльях
здания имелись две лестничные клетки. Толщина кирпичной сте-
ны лестничной клетки составляла 0,38 .м. Лестничные марши желе-
зобетонные, уложены по .металлическим косоурам.
Общий объем обрушаемых конструкций здания составлял около
2500 м1. в том числе кирпичных 1700 м1 и железобетонных 800 м1.
Все оборудование в здании перед взрывом было демонтировано,
все коммуникации, подходившие к нему, отключены.
В районе производства работ по обрушению корпуса на терри-
тории предприятия были расположены различные охраняемые со-
оружения и коммуникации (указаны в табл. 5.11). Окружающие
здания были застеклены.
Учитывая размеры и конструкцию разбираемого здания
и расположение окружающих охраняемых объектов, обру-
шение здания производили путем подбоя колонн, наруж-
ных и внутренних стен с помощью взрыва шпуровых зарядов
па свое основание с приданием направления падению его
конструкций на свободную площадку со стороны продоль-
ной стены здания.
Для обрушения здания в колоннах, в наружных и внут-
ренних стенах толщиной 0,25...0,38 м на 1-м этаже здания с
помощью взрыва шпуровых зарядов образовали вруб клино-
вой формы. Перегородки толщиной 0,12 м были разобраны
механическим способом до начала взрывных работ. Для обес-
печения обрушения здания было принято следующее распо-
ложение шпуров в подбиваемых конструкциях:
1) в колоннах первого ряда со стороны принятого на-
правления валки шпуры бурили в пять рядов на двух уров-
нях: на высоте 0,5 м выше уровня пола бурили три ряда
шпуров, на высоте 3,5 м выше уровня пола — два ряда шпу-
448
рои. В колоннах второго ряда со стороны направления валки
шпуры бурили в пять рядов: три ряда шпуров располагали
на высоте 0,5 м от уровня пола и два ряда — на высоте 2,8 м.
В колоннах третьего ряда шпуры бурили также в пять ря-
дов: три ряда шпуров располагали па высоте 0,5 м от уров-
ня пола и два ряда — на высоте 2,0 м. В колоннах четвертого
ряда шпуры бурили в четыре ряда, располагая нижний
шпур на высоте 0,5 м от пола. В колоннах пятого ряда шпуры
бурили в один ряд;
2) в кирпичной стене со стороны направления валки
шпуры бурили на уровне оконных проемов в три ряда — два
ряда шпуров располагали в нижней части проема и один —
в верхней;
3) в наружных торцевых кирпичных стенах шпуры бури-
ли в три ряда: два нижних ряда располагали на высоте 1,0 м
от уровня пола, а верхний ряд бурили по наклонной, начи-
ная от отметки 3,5 м от пола и до отметки 1,6 м выше уров-
ня пола у внутренней стены лестничной клетки;
4) во внутренних кирпичных стенах шнуры также бури-
ли в три ряда: два ряда шпуров в нижней части стены на
высоте 0,5 м от пола и один ряд — по наклонной, начиная с
отметки 3,5 м от пола у наружной стены со стороны направ-
ления валки и до отметки 1,5 м па расстоянии 1,5 м от сте-
ны лестничной клетки;
5) во внутренних продольных стенах шпуры бурили в
три ряда на высоте 0,5 м выше уровня пола;
6) в поперечных стенах лестничной клетки шпуры бу-
рили на клип, от двух до четырех рядов шпуров с увеличе-
нием их в сторону направления валки здания. В продольных
внутренних стенах лестничной клетки шпуры бурили в че-
тыре ряда. В стыках стен бурили угловые шпуры;
7) в кирпичной степс со стороны, противоположной
направлению валки здания, шпуры бурили в один ряд на
уровне низа оконных проемов (подкольныс шпуры), в кото-
рых размешали заряды уменьшенной массы.
♦ Бурение шпуров производили изнутри здания. Направление
бурения шпуров в стенах и колоннах принимали таким, чтобы
исключить возможность подбоя взрывной сети от взрыва зарядов
предыдущей серии при короткозамедлепном взрывании зарядов.
449
Массу зарядов в шпурах определяли по формуле (3.1).
Линию наименьшего сопротивления W принимали равной
половине толщины степы или колонны. Массу шпуровых за-
рядов в колоннах рассчитывали на дробление бетона и его
выбивание из арматуры [расчетный удельный расход ВВ в
формуле (3.1) принимали равным 1.2 кг/м\ масса заряда в
шпуре составила 0,1 кг|, а массу шпуровых зарядов в стенах
рассчитывали исходя из обеспечения дробления кирпичной
кладки (при подбое кирпичных стен расчетный удельный
расход ВВ принимали равным 0,5...0.6 кг/м’; в стенах толщи-
ной 0,38 м масса шпурового заряда составила 0,05 кг. а в
стенах толщиной 0,25 м — 0,04 кг; в угловых шпурах масса
заряда составила соответственно 0,067 кг и 0,05 кг). Массу
зарядов в шпурах подкола принимали равной 0,8 массы за-
ряда, рассчитанной по формуле (3.1) для соответствующего
значения ЛНС (она составила 0,04 кг).
Длину шпура в колоннах и стенах принимали с таким
расчетом, чтобы заряд располагался по центру разрушаемой
конструкции. Расстояние между шпурами в ряду и между
рядами шпуров принимали в пределах (1,5...2,0)И< В кирпич-
ных стенах толщиной 0,38 м это расстояние составило 0,3 м
(1,6И/), в стенах толщиной 0,25 м — 0,25 м (2,0И'), а в ко-
лоннах толщиной 0,4 м — 0,3 м (1,5 И').
В стенах шнуры бурили по квадратной сетке. В колоннах
— в один ряд но оси колонн. Общий объем бурения шпуров
составил 409,3 м (в том числе по железобетону — 41.1 м, по
кирпичу — 368,2 м). Расход ВВ (натренированный аммонит
6ЖВ) — 104,5 кг.
Взрывание шпуровых зарядов производили бсскапсюль-
ным способом с помощью ДШ. Концевые отрезки ДШ под-
соединяли к магистрали ДШ, проложенной в одну нить.
К одной магистрали ДШ подсоединяли все концевые от-
резки ДШ шпуровых зарядов па одной колонне или одном
участке степы. Инициирование магистрали ДШ осуществля-
ли электродстонаторами короткозамедленного действия, ко-
торые подсоединяли к магистрали ДШ. К каждому магист-
ральному участку ДШ подсоединяли по два электродстона-
тора. Соединение электродетонаторов в электро взрывную сеть
последовательное. Общий расход средств инициирования
450
составил: ДШ — 1900 м; электродетонаторы короткозамед-
ленного действия — 158 шт.
Для снижения вредных эффектов взрыва и обеспечения
направленности обрушения подбитых конструкций здания
использовали короткозамедленное взрывание зарядов подбоя. Все
заряды были разделены на шесть групп, интервал замедле-
ния между группами составлял 20 мс. Последовательность
взрывания зарядов была принята с таким расчетом, чтобы
обеспечить первоначальный подбой стены и колонн со сто-
роны направления валки здания. Затем последовательно вели
подбой колонн и стен внутри здания, наружных и торцевых
стен и стен лестничной клетки. В последнюю очередь произ-
водили подбой колонн и наружной стены со стороны, про-
тивоположной направлению валки здания.
Масса зарядов в первых пяти группах составила от 9,9 до
30,7 кг, а в шестой группе (заряды подкола в конструкциях
со стороны, противоположной принятому направлению вал-
ки) — 1,8 кг.
Для снижения дальности разлета кусков бетона и кир-
пича из зоны подбоя колонн и стен здания взрывание шпу-
ровых зарядов производили с укрытием места взрыва. Для
укрытия зоны подбоя наружных стен здания использовали
деревянные шиты из досок толщиной 50 мм. Высота шитов
укрытия с учетом отметки уровня грунта у здания составля-
ла до 6 м. Укрытием зоны подбоя одной наружной торцевой
стены служила двухэтажная часть здания, а части другой
торцевой стены здания — его одноэтажная часть (эти конст-
рукции здания разбирали без взрыва после обрушения вы-
сокой части здания).
Все оконные и дверные проемы в наружных стенах зда-
ния на 1-м этаже, а также оконные проемы по лестничным
клеткам на 2-м этаже были закрыты деревянными щитами
из досок толщиной 50 мм. Установка всех укрытий с наруж-
ной стороны стен и закрытие оконных и дверных проемов
были выполнены в полном объеме до начала работ по заря-
жанию шпуров.
Для исключения подбоя магистрали ДШ последующих
групп зарядов от разлета кусков при взрыве зарядов преды-
дущих групп осуществляли также частичное укрытие зоны
451
подбоя колонн и стен внутри здания. Укрытием служили
деревянные шиты из досок толщиной 20 мм. Нижнюю часть
колонн и стен дополнительно укрывали мешками с опилка-
ми. Укрытие проводили после заряжания шнуров и монтажа
сети ДШ, до подсоединения электролетонаторов к магист-
рали ДШ.
Для дополнительной защиты здания производственного
корпуса, расположенного рядом с обрушасмым зданием,
перед ним был установлен защитный забор из металличес-
кой сетки, который служил для улавливания кусков дере-
вянных щитов укрытия стены обрушаемого здания и кусков
кирпича и бетона. Забор был установлен на расстоянии 3 м
от защищаемого здания. Участки стены с застеклением из
стеклоблоков дополнительно были защищены деревянными
щитами из досок толщиной 20 мм.
Радиус опасной зоны по действию ударных воздушных
волн УВВ взрыва па застекление определяли по формуле (4.77)
rB=65KyK,jQ .
(5.86)
Коэффициент укрытия Kv с учетом расположения маги-
страли ДШ внутри здания, распределения зарядов по объе-
му здания и использования защитных укрытий мест взрыва
принимали равным 0,3. Коэффициент замедления К, был
принят равным 1.3 (интервал замедления — 20 мс).
Массу эквивалентного заряда при взрыве шпуровых за-
рядов находили по формуле (4.80). Максимальная масса эк-
вивалентного заряда одной группы составила Qit = 3,5 кг.
Радиус опасной зоны по действию УВВ па застекление из
обычных стекол при Ку = 0,3 и К, = 1,3 был равен 50 м. Для
застекления из стеклоблоков радиус опасной зоны по дей-
ствию УВВ составил 20 м.
Скорость колебаний грунта в основании охраняемых
объектов при короткозамедлепном взрывании зарядов под-
боя определяли по формуле (4.1)
(5.87)
452
Заряды в зоне подбоя колонн и стен здания были рас-
положены выше поверхности грунта и распределены по пло-
щади зоны подбоя и объему здания. Сейсмический эффект
при взрыве этих зарядов меньше, чем при взрыве зарядов
такой же массы, заглубленных в грунт. С учетом этого коэф-
фициент сейсмичности К в формуле (5.87) был принят рав-
ным 50.
Результаты расчета ожидаемых скоростей колебаний грун-
та в основании охраняемых объектов при взрыве зарядов
подбоя колонн и стен здания максимальной массой в груп-
пе 30.7 кг приведены в табл. 5.11.
♦ Расчеты показали, что взрыв зарядов подбоя в сейсмичес-
ком отношении не представлял собой опасности для всех охраняе-
мых объектов, расположенных в районе работ.
Полбой стен здания производился короткозамедленно.
Соответственно и падение его отдельных конструкций про-
исходило с замедлением, при этом упавшие ранее конструк-
ции выполняли роль амортизирующего вала. С учетом этого для
определения скорости колебаний грунта при падении под-
битых конструкций здания на грунт использовали формулу
а г
\ /
(5.88)
Массу эквивалентного заряда рассчитывали по форму-
лам (4.32) и (4.33)
С, =0.8
9.8Л//У
4,3 1065
г‘ .
(5.89)
Обший объем обрушаемых конструкций здания состав-
лял около 2500 м\ их масса М = 4,5 106 кг. Н = 12,5 м и =
= 128,2 кг. Площадь обрушения конструкций здания 5 с уче-
том ширины их развала была не менее 1300 м2.
Результаты расчета ожидаемых скоростей колебаний грун-
та в основании охраняемых объектов при палении подбитых
конструкций здания на грунт приведены в табл. 5.11. Видно,
что при падении подбитых конструкций здания на грунт
453
Таблица 5. И
454
Сейсмический э< кфект при обрушении здания
Охраняемые объекты Допусти- мая скорость колебаний, см/с Взрыв зарядов подбоя Падение сооружений па грунт
расстоя- ние, м скорость колебаний, см/с расстоя- ние. м скорость колебаний. см/с
Здание административного корпуса 5,0 90 0.3 90 1.3
Производственный корпус:
1 10.0 18 3.6 18 6.6
2 5.0 68 0,5 68 2.0
3 7.0 40 1.1 40 4.5
Подземная теплотрасса 10.0 15 2.4 15 3,6
Подземная канализация:
ливневая 7.0 II 3.8 5 6.3
фекальная 7,0 II 3.8 5 6.3
Подземный водопровод 10.0 13 3.0 7 5.3
Подземный телефонный кабель 20,0 9 5.1 3 8.1
Подземные электрические кабели:
высоко ВОЛ Ь ГН ы с 30.0 9 5.1 3 8.1
низковольтные 50.0 9 5.1 3 8.1
Подземные ком.чтупикацип, проложенные по улице 7.0 75 0.2 75 0.9
также обеспечивалась сейсмическая безопаснос ть всех охра-
няемых объектов.
При производстве взрывных работ но обрушению зда-
ния была принята опасная зона для людей, находящихся на
открытом пространстве, радиусом 100 м со стороны направ-
ления валки, радиусом 50 м — в боковую сторону, закрытую
двухэтажной пристройкой, и по наружным капитальным
степам окружающих зданий — па расстоянии от 50 до 100 м
от места взрыва. Эта зона была установлена перед началом
работ но монтажу взрывной сети ДШ и до окончания взрыв-
ных работ.
При подготовке здания к взрыву все работы по закры-
тию окопных проемов в степах 1-го этажа, по лестничным
клеткам па 2-м этаже и укрытию зоны подбоя стен с наруж-
ной стороны здания были выполнены в полном объеме до
начала работ по заряжанию шпуров, а работы по укрытию
зоны подбоя колопп и степ внутри здания выполняли после
заряжания шпуров и монтажа сети ДШ (до подсоединения
эл с ктроу (сто I ьаторо в).
Металлоконструкции внутри здания (вертикальные уча-
стки труб, металлические связи), мешающие производству
буровзрывных работ, перед заряжанием шпуров были пере-
резаны па первом этаже здания.
♦ Работы по бурению шпуров и укрытию зоны подбоя заняли
две педели. Работы по заряжанию шпуров, монтажу сети ДШ и
окон чизельном у укрытию зоны подбоя стен и колонн внутри зда
ния были выполнены за полтора дня. Взрыв был проведен во вто-
рой половине субботнею дня, в нерабочее время предприятия.
В результате взрыва зарядов подбоя, размешенных в ко-
лоннах и несущих стенах, здание обрушилось на свое осно-
вание, при этом основной развал конструкций произошел
в сторону принятого направления валки. В этом направле-
нии ширина компактного развала конструкций пс превы-
сила 15 м (разлет отдельных крупных кусков составил до
30 м). Со стороны, противоположной направлению валки,
было отмечено падение отдельных крупных кусков кирпич-
ной кладки. В боковые стороны ширина развала пс превыси-
ла К) м.
455
Защитные укрытия зоны подбоя наружных стен обеспе-
чили предотвращение разлета кусков за пределы установ-
ленной границы опасной зоны (дальность разлета отдельных
мелких кусков в направлении валки не превысила 50...60 м).
Защитный забор из металлической сетки, установленный
перед зданием охраняемого производственного корпуса, пол-
ностью перекрыл разлет деревянных кусков укрытия. По-
вреждений застекления также нс произошло.
5.2.5. Обрушение цементных силосных
и водонапорных башен накладными зарядами
Обрушение железобетонной водонапорной
башни
♦ Для расчистки площадки под повое строительство при ре-
конструкции предприятия потребовалось выполнить направленное
обрушение отслужившей свой срок железобетонной водонапор-
ной башни с помощью взрыва. Высота башни 58 м. наружный
диаметр основания 8 м. толщина стенки ствола 0.15 м. В верхней
части башни имелся резервуар для воды диаметром 7,1 ми высо-
той 5.6 м. Общий объем железобетона 420 м1, масса башни 1050 т.
Башня располагалась среди многочисленных производствен-
ных объектов и зданий, ближайшее из которых находилось на
расстоянии 38 м от нее. Сектор валки башни был ограничен 30°. В
его пределах па глубине 1.5 м находился паропровод.
Для обрушения башни со стороны направления валки
предусматривалось образование вруба. Так как центр тяжес-
ти обрушасмой части банши находился па высоте 32 м, то
угол вруба был принят равным II0 с тем, чтобы при пово-
роте башни проекция центра тяжести вышла за контур го-
ризонтального сечения в месте вруба. Этому углу соответ-
ствовала высота вруба I м. Целик принимался равным 140°, а
вруб на уровне нижнего ряда зарядов — 220°. Наружная дли-
на вруба составила 15,35 м, целика — 9,77 м. Форма вруба была
принята трапециевидной с длиной верхнего основания 2,75 м.
Угол в основании трапеции выбран таким, чтобы обеспе-
чивалась точная выдержка направления валки башни в про-
цессе поворота вокруг своей оси. Для уменьшении действия
взрыва зарядов на целик между ним и зоной подбоя были
456
сделаны два проема размером 0,5x0,5 м. Отметка нижнего
ряда зарядов принималась на уровне +0,1 м от поверхности
земли.
Для образования вруба чаше всего используют метод
шнуровых зарядов. В данном случае ввиду малой толщины
стенок башни в зоне подбоя (0,15 м) он малоэффективен.
Поэтому приняли решение использовать удлиненные наклад-
ные заряды.
Масса накладного заряда принималась с таким расче-
том, чтобы обеспечить полное выбивание бетона из армату-
ры в пределах вруба. Расчет массы удлиненного накладного
заряда проводился по формуле (3.11)
(9 = 45/? 7.. (5.90)
При толщине стены Л -= 0,15 м расчетная масса заряда
длиной L = I м составила I кг. Для образования вруба трапе-
циевидной формы удлиненные наружные заряды размеша-
лись до площади вруба в шесть горизонтальных рядов. Рас-
стояние между рядами было принято равным 0,2 м.
Удлиненный наружный заряд в ряду формировался в
виде группы отдельных удлиненных зарядов, каждый из ко-
торых представлял собой патрон аммонита 6ЖВ диаметром
32 мм, длиной 0,2 м и массой 0,2 кг. Патроны в ряду распо-
лагались на расстоянии 0,2 м друг от друга, а заряды в со-
седних рядах — в шахма тном порядке относительно друг друга
(см. рис. 3.11).
Для крепления зарядов по линиям расположения ря-
дов были пробурены шпуры, в которые вставлялись дере-
вянные штыри для поддержания зарядов. Гирлянды заря-
дов крепились к штырям с помощью шпагата и вплотную
прижимались к поверхности стены башни. Общая масса уд-
линенных наружных зарядов составила 29,2 кг. Объем желе-
зобетона во врубе — 1,3 м\ Фактический удельный расход
ВВ - 22,5 кг/м’.
Для снижения дальности разлеза осколков и уменьшения
интенсивности ударной воздушной волны па застекление
окружающих зданий — на расстоянии 0,7 м от степы башни
было установлено укрытие из металлических щитов высотой
1>7 м. Укрытие на 0,5 м перекрывало контур вруба. После
457
установки зарядов пространство между щитами и стеной
башни было засыпано песком.
Для обеспечения направленного обрушения башни и уве-
личения первоначального опрокидывающего момента при-
меняли натяжной трос. Непосредственно перед взрывом трос
натягивался электролебедкой с расстояния 100 м.
В секторе валки на расстоянии 27 м отобрушаемой баш-
ни находился паропровод. Для паропровода представлял
опасность сейсмический эффект при палении башни на
грунт. Для предотвращения повреждения паропровода над
ним была отсыпана амортизационная подушка из грунта тол-
щиной 2 м, а также снижено давление в паропроводе па
время взрыва до 0,1 МПа. Все электроустановки, подзем-
ные электрокабсли, воздухопроводы и трубопроводы, на-
ходившиеся в пределах опасной зоны (100 м), были отклю-
чены с начала монтажа взрывной сети. При производстве
взрыва был принят радиус опасной зоны по разлету оскол-
ков, равный 200 м для людей и 100 м для сооружений и меха-
низмов.
В результате взрыва башня наклонилась в заданном на-
правлении приблизительно на 8... 10°, далее разрушился це-
лик на отметке +1,6 м, башня подсела, оказалась на уровне
земли и продолжала паление в заданном направлении. От
удара о грунт башня сплющилась. Фактическая ось валки
башни совпала с проектной. Реальный разлет осколков бе-
тона и щитов при взрыве пс превысил 30 м в стороны от оси
башни. Повреждений охраняемых объектов не произошло.
Взрывные работы при разборке силосов
склада цемента
♦ Склад цемента завода железобетонных изделий состоял из
четырех отдельно стоящих силосных банок, размешенных в один
ряд, здания аппаратной с помещением подъемников, навеса и
падсилосной галереи. Кирпичную аппаратную и навес разобрали
механизированным способом с помощью гидравлических экска-
ваторов. Учитывая высоту силосных банок и их конструкцию, для
окончательной разборки склада цемента приняли решение направ-
ленно обрушить силосные банки и надсилосную галерею и уже на
земле производить их разборку механизированным способом.
458
Высота силосной цементной банки составляла 15 м, внутрен-
ний диаметр 6 м, толщина стенки монолитного железобетонного
ствола 0.18 м. Бетон марки 200. Армирование ствола было выполне-
но вертикальными и горизонтальными прутками диаметром 12 и
24 мм с шагом 200 мм. Выпускной конус был замоноличен со
стенками ствола банки и в своей нижней части, на высоте 2 м от
уровня грунта, опирался на две опорные стены толщиной 0.4 м.
Сверху банки были перекрыты монолитной железобетонной пли-
той, на которой разметалась надсилоспая галерея высотой 2 м.
Нижняя часть банок между днищем выпускного конуса, стенками
банок и опорными степами была целиком заполнена песком. Внут-
ри подсилосной галереи имелись металлические опоры, служащие
для усиления конструкций силосов. Эти опоры необходимо было
перерезать одновременно с обрушением силосов. Сами силосные
банки были частично заполнены слежавшимся цементом.
Для обеспечения направленного обрушения сооружений
склада цемента необходимо было взрывным способом обра-
зовать подбой в стенках банок со стороны направления вал-
ки при оставлении целика с противоположной стороны. Учи-
тывая конструкцию силосных банок и наличие проемов нод-
силосной галереи на уровне подбоя, целик приняли рав-
ным 130°, а зону подбоя — 230° окружности банки. Исходя
из условий обеспечения направленности валки (рис. 5.16,
5.17) высота вруба была принята равной 2 м, глубина — 4,6 м,
угол вруба — 25°.
♦ На стадии проектирования были выполнены расчеты по
определению напряжения сжатия в целике при взрыве, величи-
ны опрокидывающего момента от силы тяжести силосной банки,
реакции прутков арматуры в зоне вруба, напряжения в арматуре
целика и др, (см. раздел 3.3). Расчеты показали возможность произ-
водства направленного обрушения железобетонных силосных ба-
нок склада цемента с использованием взрывных работ.
При образовании вруба применяли шпуровые заряды для
Дробления бетона опорных стен подсилоспой галереи и под-
боя остатков стен здания аппаратной и накладные заряды
лля дробления бетона стенок силосных банок и перебивания
металлических опор.
Массу шпурового заряда определяли по формуле (3.1)
Q = KWy/\V. (5.91)
459
Рис. 5.16. Условия направленной валки силосной банки
Рис. 5.17. Разрез по линии I-I силосной банки:
1 — зона подбоя; 2 — целик
Шпуры в зависимости от высоты вруба бурили в 2...6
рядов (рис. 5.18).
Рис. 5.18. Расположение зарядов в зоне подбоя силосов:
/ — шпуровые заряды; 2 — деревянный шит; 3 — деревянный
забор; 4 — накладные заряды; 5 — часть силосной банки,
освобожденная от засыпки песком; 6 — засыпка песком
Массу накладного заряда для дробления бетона стенок
силосов определяли по формуле (3.11)
О=23Л2£. (5.92)
461
При толщине стенки R = 0.18 м масса заряда длиной L =
— 2 м составила 1,4 кг (линейная плотность заряда 0,7 кг/м).
В процессе подготовки силосных банок к взрыву было
установлено, что толщина стенок на уровне подбоя меняется
от 0,16 м до 0,3 м, поэтому применяли накладные заряды с
линейной плотностью от 0,7 кг/м ло 2,8 кг/м — в зависимо-
сти от толщины стенки в месте установки заряда, причем
заряд усиливали в его нижней части, а верхнюю часть остав-
ляли без усиления с линейной плотностью 0,7 кг/м.
Накладной заряд представлял собой гирлянду патронов
(от одного до четырех рядом в одной связке) из аммонала-
200, прикрепленных к участковым линиям детонирующего
шнура на расстоянии 5 см друг от друга (рис. 5.19). Гирлянду
общей длиной 2 м крепили к деревянной планке, которую
прибивали к деревянным пробкам, предварительно закреп-
ленным в стенах силосных банок. Накладные заряды распре-
деляли по площади вруба на расстоянии 0,2 м друг от друга.
Для перебивания металлических опор в подсилосной га-
лерее использовали шнуровые кумулятивные заряды ШКЗ-5,
обеспечивающие перерезание металла толщиной до 19 мм.
Поскольку нижняя часть силосных банок склада цемента па
уровне размещения накладных зарядов подбоя была заполне-
на песком, были проведены опытные взрывы и определена
эффективность действия накладных зарядов в этих условиях.
При опытных взрывах на наружной стороне стенок си-
лосных банок размещали накладные заряды массой от 0,2 до
1 кг (расчетная масса заряда для обеспечения дробления
бетона стенки толщиной от 0,16 до 0,4 м), засыпали их сло-
ем песка толщиной 0,5...0.7 м и взрывали. Во всех случаях в
результате взрыва наблюдалось лишь трешинообразованис в
бетоне стенок, а выбивания бетона из арматуры не проис-
ходило. Песок, находившийся за стенками банок, нс давал
заряду возможности в достаточной степени раздробить бе-
тон и выбить его из арматуры.
С учетом результатов опытных взрывов в стенках банок
были пробиты по три отверстия со стороны направления
валки, через которые был выпущен песок из подбиваемой
накладными зарядами части силосных банок (см. рис. 5.18).
Из зоны целика песок не выпускали. После удаления песка
462
у = 0,7 кг/м
2,0 м
2 I
3
0,05 M . 0,25 м
w. '///М/W//. 7///.M77'7777777777777•
4
Рис. 5.19. Конструкция накладных зарядов:
/ — накладной заряд (патроны аммонала-200 диаметром 32 мм);
2 — детонирующий шнур; 3 — деревянная рейка; 4 — липкая лента
на стенках банок укрепили накладные заряды, при этом массу
накладного заряда определяли с учетом толщины стенки,
на которой этот заряд размещали.
Для локализации разлета кусков бетона из зоны под-
боя, снижения интенсивности ударных воздушных воли, а
также повышения эффективности действия накладного за-
ряда взрывание вели с укрытием мест взрыва. Зону подбоя
банок накладными зарядами засыпали песком. Толщина слоя
засыпки составляла от 3 м в нижней части до 1 м в верхней.
Засыпку проводили с использованием строительного экска-
ватора. Проемы в подсилосной галерее были закрыты дере-
вянными щитами.
Взрывание осуществляли короткозамедлеппо. В одной
группе взрывали накладные и шпуровые заряды по обеспе-
чению подбоя одной банки. При производстве взрывных ра-
бот по обрушению склада цемента установили опасную зону
радиусом 150м. Перед взрывом всех людей вывели за границы
этой зоны.
В результате взрыва накладных и шпуровых зарядов были
перерезаны металлические опоры и образован вруб в желе-
зобетонных конструкциях склада цемента. Силосные банки
наклонились в сторону подбоя и упали в заданном направле-
нии, увлекая за собой надсилосную галерею. При ударе о грунт
банки примерно па 2/3 своей высоты сплющились, бетон их
стенок был полностью раздроблен и частично выбит из ар-
матуры. Перед разборкой обрушенных конструкций склада
цемента выполнили дополнительное дробление оставшихся
неразрушенными стенок с помощью шар-бабы. При этом бе-
тон выбивался из арматуры, полностью оголяя последнюю.
Обрушение силосных корпусов элеватора
♦ При реконструкции элеватора были выполнены работы по
разборке аварийных силосных корпусов. Габаритные размеры каж-
дого силосного корпуса составляли 16x22,4 м, высота 28,2 м. Об-
щий объем железобетонных конструкций в трех силосных корпусах
7300 м'. В силосных корпусах № 2 и 3 имелось по 35 силосов (пять
рядов по семь емкостей в ряду) размерами в плане 3.2x3,2 м каж-
дый (рис. 5.20), в корпусе № 1—30 емкостей, зерносушилка и лест-
ничная клетка. Толщина стенок емкостей 0,15...0,3 м. В целом, кон-
464
Рис. 5.20. Силосный корпус №2. План и размещение зарядов;
/ — вертикальные линейные заряды резок; 2 -- зона разрушения
стен силосной ячейки
струкция сооружения была весьма прочной с многочисленными
несущими элементами, жестко связанными между собой арматурой.
Первоначальным проектом предусматривался механизи-
рованный способ разборки силосных корпусов элеватора с ис-
пользованием пневматических отбойных молотков. Однако,
в связи с повышенной опасностью дня людей, производящих
эти работы, а также учитывая необходимость выполнения
работ по разборке силосных корпусов и реконструкции эле-
ватора в сжатые сроки, было принято решение осуществить
направленное обрушение силосов с использованием взрыв-
ной технологии.
♦ Вблизи места работ па расстоянии 16 м от разбираемых
силосных корпусов находился склад готовой продукции, па рас-
стоянии 45 м — автодорога, па расстоянии 55 м — железнодорож-
ная ветка, в 100 м — нефтебаза.
Обычно направленному обрушению подлежат сооруже-
ния с отношением высоты к горизонтальному сечению на
уровне подбоя не менее четырех.
При использовании специальных технологий, например,
применения натяжных тросов, направленно можно обрушать
465
сооружения с соотношением высоты к сечению на уровне
подбоя нс менее двух. В данном случае это отношение состав-
ляло 1,7. Поэтому, учитывая конструктивные особенности и
габаритные размеры каркаса силосных корпусов, расположе-
ние близлежащих зданий и сооружений, направленное обру-
шение каждого корпуса осущес твлялось в два этана. Вначале
подлежащий обрушению корпус разделяли па две части пу-
тем образования сквозных щелей по наружным и внутренним
стенам (вертикальный рез) и подсилосному перекрытию (го-
ризонтальный рез). После разделения корпуса па две части
проводилось поочередное направленное обрушение каждой
из них. При этом со стороны направления валки с помощью
взрыва шпуровых зарядов был образован вруб по веем несу-
щим элементам корпуса с оставлением опорного целика по
последнему ряду колонн каждой части корпуса.
Для образования вертикальных и горизонтальных резов
использовались линейные контактные заряды, взрыв кото-
рых обеспечивал выбивание бетона из арматуры и ее оголе-
ние. Эту арматуру перерезали автогеном (в верхней части
корпуса и по его днищу) и вытягивали тросом с крюками (в
средней части).
Массу линейного контактного заряда рассчитывали по
формуле (3.11), Масса вертикального линейного заряда реза
степ составляла 3 кг/м, горизонтального, по резу подсилос-
пого перекрытия, — 5 кг/м. Вначале проводили взрывы го-
ризонтальных зарядов и резку оголенной арматуры. Затем
выполняли резку стен. При этом гирлянду заряда опускали
па 10 м ниже верха стен силосов и до днища силоса. Отдель-
ные пенроработаипые места добивали дополнительными за-
рядами, опускаемыми сверху.
При резке вертикальных степ заряды располагали впут-
ри силосов вплотную к внутренним стенам. При взрыве этих
зарядов происходило разрушение всех стенок силосной ячейки
(см. рис. 5.20).
Масса контактных зарядов реза была нормирована исхо-
дя из обеспечения безопасности застекления окружающих
объектов. В соответствии с формулой (4,77), с учетом раз-
мещения зарядов внутри силосов, мгновенно взрываемая масса
заряда составила 37 кг. Для увеличения массы заряда, взры-
466
наемой за один прием, применялось короткозамсдлеппос
взрывание с замедлением между группами 45.,,50 мс.
Па стадии проектирования был выполнен анализ сейс-
мического действия взрыва зарядов подбоя и при падении
частей сооружения па грунт но формулам (4.1), (4.32) и (4.33).
Расчеты показали, что в сейсмическом отношении выпол-
нение взрывных работ но направленному обрушению силос-
ных корпусов не представляет собой опасности для окружа-
ющих охраняемых объектов.
♦ Обрушенные конструкции силосных корпусов в дальней-
шем разбирали па земле с использованием грузозахватных и гру-
зоподъемных механизмов.
Применение буровзрывных работ для направленного обруше-
ния силосных корпусов элеватора позволило значительно повы-
сить безопасность работ по их разборке, обеспечило ускорение сро-
ков реконструкции и ввода элеватора в строй.
5.3. РЫХЛЕНИЕ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ
5.3.1. Проходка траншеи под коммуникации
♦ Рабочим проектом строительства кольцевого дренажа осуше-
ния здания предусматривалась проходка траншеи и прокладка в пей
асбоцементной трубы D ~ 200 мм для сброса воды в реку. Проектная
длина траншеи от колодца до выпуска - 153 м. Глубина траншеи —
1,79...2,45 м с понижением в сторону реки. Ширина ipaiinicu в ниж-
ней части — 1,1 м, максимальная ширина траншеи по верху — 3,0 м.
При разработке траншей для укладки выпускной трубы и кон-
трольным шурфлепием по трассе траншеи были вскрыты выходы
скального массива, представленного |рапито-гпейсами. Плотность
гранито-гнейсов составляет 2.40 т/м1, предел прочности на одно-
осное сжатие — 220 МПа. Скальные грунты слаба)решиповатые,
весьма крепкие. 10...11 группы пород по классификации СНиП.
Превышение отметок верха скального массива нал проектными
отметками лотка трубы в траншее составляло от 0.2 м ло 1.9 м.
Общий объем выявленного скального массива в контуре траншей
был около 140 м’.
Место работ находилось в черте городской застройки. Рядом с
участком производства взрывных работ были расположены много-
численные и разнообразные охраняемые сооружения и коммуни-
кации (указаны в табл. 5.15). ближайшим из которых являлось
467
двухэтажное кирпичное здание средней общеобразовательной шко-
лы (трасса траншеи дренажа проходила вдоль дворового фасада
здания школы на расстоянии от 3 м до 8 м). Все окружающие
здания были застеклены.
Для проходки траншеи до проектной отметки необхо-
димо было выполнить взрывные работы по дроблению скаль-
ного массива. Выходы скального массива в контуре траншеи
подлежали сплошному дроблению. Допускалась проработка
скального массива ниже отметки лотка трубы в траншее. Для
уборки раздробленного скального грунта предусматривалось
использование строительного экскаватора, емкость ковша —
0,5 м3. Максимальный размер габаритного куска 0,5 м.
С учетом мощности выходов скального массива в тран-
шее, используемой для разработки траншеи строительной
техники, расположения охраняемых объектов вблизи места
взрыва и требований к производству работ для дробления
скального грунта использовали метод вертикальных шпуро-
вых зарядов, взрываемых при одной обнаженной поверхно-
сти под укрытием. Рассчитывали следующие параметры за-
рядов.
I. Определяли массу заряда в шпуре по формуле (3.66)
Q=KFT. (5.93)
Расчетный удельный расход ВВ для скальных грунтов
10...11 категории по классификации СНиП (гранито-гней-
сы) принимали равным 0,7 кг/м3.
2, Определяли длину заряда по формуле (3,68)
/тар = Q/P (5-94)
При использовании в качестве шпуровых зарядов натре-
нированного аммонита 6ЖВ (диаметр патронов 32 мм) ли-
нейная плотность заряда р = 0,72 кг/м.
3. Устанавливали длину шпура по формуле (3.69)
/ = Q + I . (5.95)
Глубину персбура ориентировочно определяли по фор-
муле (3,67)
/ „ = 0.5Л7 . (5.96)
пер шр '
468
4. Находили длину забойки по формуле (3.70)
= 1шп + • (5-97)
Длина забойки шнура составляла пс мспсс 1/3 длины шпура.
5. Рассчитывали расстояние между зарядами в ряду по
формуле (3.71)
а = тН. (5.98)
Относительное расстояние между зарядами с учетом тре-
бований к степени дробления скального грунта и использо-
вания для разработки траншеи экскаватора с объемом ков-
ша 0,5 м1 т = (0,6...0,8).
6. Определяли расстояние между рядами зарядов, которое
при короткозамедленном взрывании принимали в пределах
Ь= (0,5-1,0)//. (5.99)
7. Выход породы при взрывании одного шпура, м\ был
равен
V=Hab. (5.100)
8. Фактический удельный расход ВВ при взрывании шпу-
ровых зарядов, кг/м\ составлял
q=Q/V. (5.101)
В табл. 5.12 приведены параметры шпуровых зарядов, рас-
считанные по формулам (5.93)—(5.101) для мощности взры-
ваемого слоя от 0,4 м до 1,0 м.
Дробление скального массива в траншее шириной 1,1м
шпуровыми зарядами при мощности взрываемого слоя более
I м неэффективно, так как при этом резко возрастает объем
бурения шпуров (для обеспечения длины забойки нс менее
1/3 длины шпура требуется увеличивать длину перебура).
Дробление скального грунта производили слоями. Тол-
щину слоя принимали в зависимости от толщины выхода
скального грунта в траншее и допустимой для взрывания
массы шпурового заряда.
При взрывании вблизи охраняемых обьсктон (как в па-
шем случае) масса взрываемого заряда, а следовательно, и
мощность взрываемого слоя грунта определялись прежде
всего исходя из обеспечения ссйсмобсзопасных условий
производства работ.
469
470
Таблица 5.12
Параметры шпуровых зарядов
при дроблении скального грунта в траншее дренажа осушения
Мощ- ность взрыва- емого слоя. м Длина шпура, м Длина перебура. м Расстояние, м. между Масса заряда в шпуре, кг Длина заряда, м Длина забойки, м Выход горной породы с одного шпура. м? Факти- ческий удельный расход ВВ. кпм3
шпурами в ряду рядами шпуров
0.4 0,45 0.05 0,3 0,3 0.05 0,07 0,38 0.036 1,39
0.45 0,5 0.05 0,3 0.3 0.067 0.09 0.41 0.04 1,75
0.5 0.55 0.05 0,35 0.35 0,1 0.14 0,41 0.061 1.64
0,6 0.67 0.07 0.4 0.4 0.15 0.21 0.46 0,096 1.56
0.65 0.75 0.1 0.45 0,45 0,2 0.28 0.47 0.132 1.52
0.75 0,9 0.15 0.5 0,5 0.3 0.42 0,48 0.188 1.6
0.8 1.0 0.2 0.55 0,55 0,4 0.56 0,44 0.242 1.65
0.9 1,15 0,25 0.6 0.6 0,5 0,7 0,45 0,324 1.54
0,95 1.25 0,3 0.65 0.65 0.6 0.83 0.42 0.401 1.5
1.0 1.45 0,45 0.7 0.7 0.7 0.97 0.48 0.490 1.43
С учетом толщины скального грунта в траншее и допус-
тимой для взрывания ссйсмобсзопаспой массы взрываемого
заряда на участке длиной 90 м от выхода скального грунта
в траншее и вдоль всего здания школы дробление скально-
го грунта производили одним-двумя слоями мощностью от
0,4 м до 0,75 м, а па большем удалении от школы — одним-
двумя слоями при мощности слоя до 1,0 м.
При послойном взрывании длину шпуров в верхнем слое
принимали равной мощности взрываемого слоя, а в ниж-
нем слое — с учетом длины персбура для обеспечения про-
работки скального грунта па дне траншеи. Расположение
шпуров многорядпос: в зависимости от мощности взрывае-
мого слоя шпуры бурили в два — четыре ряда,
♦ При выполнении всего объема работ объем бурения шпуров
составил около 1200 м. Расход ВВ (патропированпый аммонит 6ЖВ,
диаметр патронов 32 мм) - 220 кг. Удельные расходы составили:
бурение — 8,6 м/м1, ВВ — 1,4 кг/м'.
Поскольку взрывные работы производили в городской
черте, в непосредственной близости от охраняемых объек-
тов, для локализации разлета кусков использовали укрытие
из металлических листов, укладываемых на траншею сверху,
с пригрузом из шпал, а для укрытия непосредственно места
взрыва в траншее — засыпку песком.
Массу 1 м? сплошного щитового укрытия определяли по
формуле (4.118)
Л/ = 0,25 Иу , (5,102)
Величину ЛНС рассчитывали по формуле
^=^ + 0,-4^ (5.103)
При дроблении скального грунта в траншее для наи-
худших условий имели (табл. 5.13); / = 0,48 м, / = 0,97 м,
И'= 0,97 м, у = 2400 кг/м\ необходимая масса укрытия М =
= 580 кг/м-.
Поскольку взрываемые скальные грунты в траншее на-
ходились ниже поверхности грунта, щитовое укрытие укла-
дывали так, чтобы оно закрывало траншею сверху и пере-
крывало взрываемый участок в боковые стороны не менее
чем на 3 м в обе стороны по оси траншеи.
471
Таблица 5,13
Параметры защитных укрытий мест1 взрыва
при дроблении скального грунта в траншее дренажа осушения
Мощность изрыва- емого слоя, м Длина заряда, м Длина забойки. м ЛНС, м Масса 1 м" щитового укрытия, кг Мощность слоя укрытия из грунта, м
0.4 0.07 0.38 0.41 210 0.28
0.45 0.09 0.41 0.46 235 0,32
0.5 0.14 0.41 0,48 245 0.33
0.6 0.21 0.46 0,56 285 0,39
0,65 0.28 0,47 0.61 310 0.42
0.75 0.42 0.48 0,69 350 0,48
0.8 0,56 0,44 0,72 365 0,5
0.9 0.7 0.45 0,8 405 0,55
0.95 0.83 0.42 0,83 420 0,58
1.0 0.97 0,48 0.97 500 0,67
Поверхность взрываемого скального массива в самой
траншее укрывали песком. Необходимую мощность слоя ук-
рытия определяют по формуле (4.110)
Л = °'ЗЗИ^ . (5.104)
Ту
Расчетная мощность слоя укрытия из песка составила 0,7 м.
Укрытие из песка в траншее перекрывало поверхность
взрываемого участка скального массива (от крайних шпуров
до края укрытия) не менее чем на 0,5 м.
♦ В табл. 5.13 приведены значения массы сплошного щитового
укрытия из металлических листов, укладываемого по верху тран-
шеи на грунт, и толщины слоя укрытия из мелкодисперсного грун-
та, укладываемого непосредственно па поверхность взрываемого
массива, рассчитанные по формулам (5,102)—(5.104) для различ-
ных значений мощности взрываемого слоя.
Перед началом взрывных работ производили окопку пересе-
кающих траншею телефонных кабелей на длину, достаточную для
подвески кабелей на максимальную высоту нал местом взрыва.
Кабели подвешивали над траншеей так, чтобы они были выше ук-
рытия верха траншеи металлическими щитами. Для защиты кабелей
472
от повреждения при разлете кусков использовали укрытие как
места взрыва, так и кабелей, В качестве укрытия использовали
минеральноватные маты и деревянные шиты из досок толщиной
50 мм. Откопанные участки кабеля обматывали минеральной ватой
(толщина слоя — не менее 0,1 м), а затем закрывали деревянным
коробом. Короб со всех сторон закрывал оголенный участок кабеля.
После удаления участка взрывных работ от кабеля на расстоя-
ние более 4 м (сейсмобезопасное расстояние для кабеля - см. да-
лее) кабель укладывали в траншею и засыпали. Участок кабеля,
пересекающий траншею дренажа осушения, оставался в коробе до
полного окончания взрывных работ на всей трассе траншеи и за-
вершения работ по укладке труб дренажа.
Аналогичным образом проводили укрытие места взрыва при
взрывании в районе теплотрассы.
Кроме того, при взрывании скального массива пол ка-
белями и теплотрассой использовали двойное укрытие из
металлических листов: дополнительно укрывали взрываемый
участок в траншее металлическими щитами, укладываемыми
поверх засыпки песком. Параметры второго щитового укры-
тия определяли в соответствии с рекомендациями табл, 5.13,
Толщина слоя засыпки грунтом во всех случаях была не ме-
нее 0,5 м. Засыпку взрываемого массива песком вели с помо-
щью строительного экскаватора.
♦ Установку укрытия из металлических щитов с пригрузом
по верху траншеи производили с использованием автомобильного
крана грузоподъемностью 10 т. Установку укрытий мест взрыва
пол кабелем осуществляли вручную,
В качестве дополнительной меры обеспечения безопасности
кабелей связи и теплотрассы были введены ограничения мас-
сы зарядов одной группы: при взрывании па расстоянии 1,5 м
в обе стороны от оси пересечения коммуникациями тран-
шеи теплотрассы (т.е. на участке длиной 3 м под кабелями
или теплотрассой) в группе взрывали по одному шпуровому
заряду вне зависимости от допустимой для взрывания ссйс-
мобсзопасной массы зарядов.
В этом случае масса зарядов одной группы при взрыва-
нии под теплотрассой составляла 0,05 кг, под кабелями свя-
зи — 0,1 кг при взрывании верхнего слоя и 0,15 кг при взры-
вании нижнего слоя. Это уменьшило воздействие взрыва на
473
укрытие и позволило практически полностью предотвратить
подлет укрытия над местом взрыва и локализовать разлет
кусков (вылет кусков из траншеи во всех случаях нс отмечен).
Охраняемые объекты были расположены на разном уда-
лении от места взрыва скальных фунтов в траншее. Сам уча-
сток работ по взрыванию скальных фунтов имел протяжен-
ность около 120 м. Основная часть трассы проходила вдоль
здания школы. Допустимую массу шпуровых зарядов одной
группы при взрывании рядом со зданием школы определя-
ли исходя из обеспечения сейсмобсзопасных условий отно-
сительно этого здания.
При определении допустимой скорости колебаний в ос-
новании школы были использованы рекомендации описа-
тельной части шкалы сейсмической интенсивности взрывов
(см. табл. 4.8). Согласно этой шкале при взрывании на строй-
площадках скорость колебаний грунта менее 0,5 см/с соот-
ветствует интенсивности колебаний в 1 балл (по описанию
сейсмической интенсивности взрывов указанной шкалы ко-
лебания в 1 балл относятся к неощутимым колебаниям —
интенсивность колебаний лежит ниже предела чувствитель-
ности людей, сотрясения регистрируются только прибора-
ми). Скорость колебаний грунта в диапазоне 0,5... 1,0 см/с
соответствует интенсивности колебаний в 2 балла (едва ощу-
тимые сотрясения — колебания ощущаются только отдель-
ными людьми, находящимися в покое внутри помещений, осо-
бенно на верхних этажах). Скорости колебаний 1.0...2,0 см/с
соответствует интенсивность колебаний в 3 балла (слабое
сотрясение — сотрясение ощущается немногими людьми,
находящимися внутри помещений; колебания схожи с со-
трясением, создаваемым проезжающим легковым грузовиком).
С учетом этого для здания школы в качестве допустимой
была принята скорость колебаний грунта 2 см/с. Допусти-
мые скорости колебаний для других охраняемых объектов
приведены в табл. 5.15 (см. далее).
Анализ показал, что наибольшие ограничения на массу
взрываемых зарядов накладывало требование обеспечения
сохранности стен и фундамента здания школы, располо-
женной на расстоянии 3 м и далее от места взрывных работ
в траншее.
474
Взрывные работы по дроблению скального грунта в кот-
ловане траншеи производились в близкой зоне, на расстоя-
нии менее 25 м от фундамента и степ здания школы, где
сейсмическое воздействие взрывов носит локальный харак-
тер. Предельно допустимую для взрывания массу шпуровых
зарядов в близкой зоне взрыва определяли по формуле
Q=Kr". (5.105)
Коэффициент К учитывает условия производства работ
и назначение охраняемого объекта; при взрывании вблизи
производственного здания принимают К = 0,3, а при взры-
вании вблизи жилого здания — К= 0,2. Учитывая многократ-
ность взрывов и ответственность охраняемого объекта, при
определении допустимой для взрывания массы шпуровых за-
рядов в формуле (5.105) был принят коэффициент К = 0,1.
При короткозамедленном взрывании в близкой зоне с
замедлением 15 мс масса заряда в группе принималась рав-
ной 2/3 массы заряда, безопасной при мгновенном взрыва-
нии. Общая масса зарядов одной серии определялась числом
имеющихся в наличии ступеней замедлений электродетона-
торов.
Допустимые для взрывания массы шпуровых зарядов при
мгновенном и короткозамедленпом взрывании водной группе
при дроблении скального массива в траншее дренажа осу-
шения, рассчитанные по формуле (5.105), даны в табл. 5.14.
Таблица 5 14
Допустимые для взрывания массы шпуровых зарядов
при дроблении скального массива в траншее дренажа осушения
Расстояние от места взрыва до здания школы* М Допустимая масса шпуровых зарядов, кг. при взрывании
Mlновенпом коро ткотамедленном в одной 1'рупнс
3,0-4.0 0.5 0,3
4.0-5.0 0.8 0.5
5.0-6,0 1.1 0.7
6.0-8.0 1.4 0.9
8,0 и более 1.8 1.2
475
При составлении табл. 5.14 были введены ограничения
на массу взрываемых зарядов для расстояния 8 м и более,
так как удаляясь от здания школы, фронт взрывных работ
приближается к другим охраняемым объектам — жилым до-
мам частного сектора.
Заряды, взрываемые за один прием, делили на восемь
групп.
♦ Масса зарядов одной группы при взрывании в районе шко-
лы (на участке длиной 65 ,м) составляла 0.3 кг. а при удалении от
нее максимальная масса зарядов одной группы колебалась от 0,5 до
1,2 кг. Масса взрываемых зарядов одной серии, в зависимости от
расстояния до здания школы, изменялась от 2,4 до 9,6 кг. На уча-
стках трассы длиной по 3 м в районе кабелей связи и теплотрассы
(под ними) в группе взрывали по одному шпуровому заряду мас-
сой 0,05...0,15 кг.
Таким образом, фактически взрываемые массы зарядов при
дроблении скального грунта на большей части трассы траншеи
дренажа были меньше допустимых.
Па сталии проектирования была проведена оценка сейсмичес-
кого воздействия взрывов на охраняемые объекты при принятых
режимах взрывания. Для наземных объектов, удаленных на расстоя-
ние более 25 м оз места взрывных работ, а также для подземных
коммуникаций ожидаемую скорость колебаний грунта в их основа-
нии при мгновенном взрывании определяли по формуле (4.1). Ко-
эффициент сейсмичности К= 200. В сейсмическом отношении взрывы
зарядов по дроблению скальных грунтов в траншее не представляют
собой опасности для всех охраняемых объектов (табл. 5.15).
Для обеспечения сохранности кабелей связи и тепло-
трассы необходимо, чтобы сейсмическое воздействие взры-
ва на них нс превышало допустимого уровня. Поскольку сей-
смические колебания от взрыва передаются через грунт, с
целью снижения сейсмического действия взрыва кабели ока-
пывали в обе стороны от места взрыва и подвешивали над
траншей. Длина окопки кабеля в траншее принималась та-
кой, чтобы на границе окопки скорость колебаний грунта
была не более допустимой, т.с. пс выше 20 см/с. Длину окоп-
ки кабеля в траншее определяли по формуле
476
Таблица 5.15
477
Скорости колебаний грунта в основании охраняемых объектов
при взрывании скального грунта в траншее дренажа осушения
Охраняемые объекты Допустимая скорость колебаний, см/с Расстояние от траншеи до объекта, м Масса заряда в группе, кг Ожидаемая скорость колебании, см/с
Водопровод в лотке теплотрассы 10,0 1.7 0,05 10,0
Дома частного сектора 3,0 20 1,2 3,0
Здание:
ШКОЛЫ 2,0 25 1.2 1,7
РКЦ 2,0 30 0.7 1,0
библиотеки 2,0 30 0.7 1,3
Канализационный колодец 50,0 1,5 0.3 ,38,5
Колодец теплотрассы 10,0 10 0.3 4,5
Подземные кабели связи (при окопке 20.0 4 0,7 13.1
Подземные электрические кабели 30,0 8 0,5 4.0
Подземный кольцевой дренаж 7,0 15 0,5 1,5
Подземный водопровод 10,0 15 1,2 2,3
Септик 10,0 12 0.5 2,2
Столбы уличного освещения 15,0 8 1,2 11,9
Теплотрасса 10,0 1,7 0,05 10,0
Шкаф телефонный 7,0 10 0.7 6,6
где — допустимая скорость колебаний грунта на границе
зоны окопки кабеля, см/с.
При И = 20 см/с, а = 2 (для подземных коммуникаций)
и 0 = 1,8 кг (максимально допустимая при мгновенном взры-
вании масса заряда — см, табл. 5.14) длина окопки кабеля в
траншее составляла 4 м. Для обеспечения сейсмобезопасныхус-
ловий взрывания относительно кабелей связи их окапывали в
траншее не менее чем на 4 м от места взрыва (как в одну, так
и в другую сторону от траншеи дренажа осушения) и подве-
шивали. Окопку кабелей проводили при приближении фронта
взрывных работ к трассе кабелей на расстояние нс ближе 4 м.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при короткозамедленном взрывании шпуровых зарядов оп-
ределяли по формуле (4.78). Коэффициент, учитывающий
интервал замедления при короткозамедлеппом взрывании с
замедлением 15 мс, равным К, = 1,5. Коэффициент забойки
К при длине забойки 0,4 м составлял 0,02. Коэффициент
укрытия К был принят равным 0,5.
Масса эквивалентного заряда одной группы, рассчи-
танная по формуле (4.80), при взрывании зарядов макси-
мально допустимой массы (1,2 кг — см. табл. 5.14) составляла
Qn = 0,007 кг, а при взрывании скального массива рядом со
школой (масса зарядов одной группы 0,3 кг) — 0,003 кг.
Максимальный радиус опасной зоны по действию УВВ на
застекление при принятых режимах взрывания составил 2 м,
а при взрывании рядом со школой — 1 м. При производстве
взрывных работ повреждений застекления нс произошло.
Ударные воздушные волны УВВ оказывают также отри-
цательное психологическое воздействие на людей (звуковой
удар, сильный шум). Радиус опасной зоны по действию взрыв-
ного шума на людей определяли по формуле (4.91)
<U=15OVC?. (5.107)
При взрывании шпуровых зарядов с максимальной эк-
вивалентной массой 0в - 0,007 кг радиус зоны действия
взрывного шума равен 13 м.
Этот радиус был меньше радиуса опасной зоны, которая
была установлена на время производства взрывных работ в
478
траншее: 50 м — для людей, находящихся па открытом про-
странстве, и 20 м — для людей, находящихся внутри строе-
ний с капитальными степами. При этом все учащиеся и со-
трудники школы на время взрывов выводились из здания за
пределы опасной зоны. Взрывание, в основном, осуществ-
лялось после завершения учебного дня в школе.
Учитывая большой приток воды в траншею, взрывание
скального грунта и разработку траншеи начинали со стороны
реки, что обеспечивало естественный сток воды из траншеи.
♦ Всего для дробления скального массива в траншее дренажа
осушения потребовалось провести 86 серий взрывов шпуровых за-
рядов, в то м числе пол кабелями связи и теплотрассой — 25 серий
взрывов. За один день проводили до пяти серий взрывов. Все рабо-
ты по бурению шпуров и взрывному дроблению скального масси-
ва в траншее были выполнены за три месяца.
5.3.2. Буровзрывные работы методом
скважинных зарядов при строительстве
котлована опускного колодца
♦ Строительство подземной части насосной станции предус-
матривалось осуществлять в таком порядке;
— производство буровзрывных работ по рыхлению скального
грунта котлована (до отм. 28,7 м);
— разработка до проектных отметок котлована со снятием вер-
хнего слоя нескального грунта и скального грунта из кон-
тура котлована;
— засыпка котлована песчаным грунтом (ло отм. 41,95 м):
— строительство подземной части насосной станции кессон-
ным способом.
Цель буровзрывных работ — рыхление скальных грунтов
в проектном контуре котлована насосной станции и примы-
кающих к нему трех колодцев.
♦ Скальные грунты были представлены известняками 7 груп-
пы пород по классификации СНиП. Скальные грунты залегали
ниже отм, 40,05 м, Выше залегали нсскальпыс грунты мощностью
3.05 м, представленные (снизу вверх) супесчаной мореной, супе-
сью, песком. Породы в контуре котлована были обводнены, уро-
вень грунтовых вол находился наотм. 41,45 м. Общая глубина котло-
вана от поверхности составляла 14,4 м, в том числе по скальным
Фунтам — 11,35 м. Диаметр основания котлована — 24 м. диаметр
479
па уровне кровли известняка — 31,02 м. Заложение откосов котло-
вана в скальных грунтах составляло 1:0,25, в нескальных — 1:2.
Общий объем взрываемых грунтов в контуре котлована
и колодцев составлял 8 740 м3, в том числе скальные грунты
— 6 590 м3 (котлован насосной 6 540 м3, котлованы колодцев
50 м3).
♦ Уборка взорванного грунта планировалась экскаватором
Э-2503 с грейферным ковшом емкостью 1,5 м'. Допустимый раз-
мер кондиционного куска в наибольшем измерении составлял
0,5 м. Выход негабарита — 10%.
Охраняемые объекты при производстве работ - существую-
щие бассейны с железобетонными стенами и кровлей толщиной
0,1—0,2 м (расстояние от котлована ло ближайшего бассейна со-
ставляло 35 м), а также кирпичное здание насосной (расстояние
55 м). Расстояние до реки — 30 м.
Рыхление скальных грунтов при образовании котлована
выполняли методом скважинных зарядов. Бурение вертикаль-
ных скважин вели станками СБУ-ЮОГ (диаметр скважин 105
мм) и СВБ-2М (диаметр скважин 115 мм). Длина скважин
колебалась в зависимости от мощности взрываемого слоя.
Учитывая высокий уровень грунтовых вод, бурение сква-
жин осуществляли с поверхности без предварительной убор-
ки слоя нсскального грунта. После проходки слоя псскаль-
ного грунта скважины в верхней части укрепляли обсадны-
ми трубами.
Расчет массы скважинного заряда производился исхо-
дя из мощности только скального грунта. Учитывая стес-
ненные условия производства взрывных работ, нескальный
грунт рассматривался как слой засыпки (грунтовое укрытие).
Для предотвращения разлета мелких кусков из устья сква-
жин применяли сетчатое укрытие. Дробление негабаритных
кусков производили под водой методом накладных зарядов.
При расчете параметров скважинных зарядов при взры-
вании с одной обнаженной поверхностью сначала определя-
ли приведенную мощность взрываемого слоя по формуле (3.80)
//„_ = /—7~^~—г . м.
,р Й(З-К)
(5.108)
480
Вместимость скважины при использовании патронов ам-
монита 6ЖВ диаметром 90 мм р = 6,5 кг/м. Расчетный удель-
ный расход ВВ при рыхлении грунта в котловане был принят
равным К= 0,6 кг/м3. Приведенная мощность взрываемого слоя
Яп = 3,0 м. Так как мощность взрываемого слоя в котловане
была больше приведенной, дальнейший расчет параметров
скважинных зарядов производили следующим образом:
• определяли расстояние между скважинами в ряду по
формуле (3.81)
а = т\^' м; (5.109)
• находили длину псребура по формуле (3.82)
/11ч) = (0,1 -0,2)Я, м; (5.110)
• рассчитывали длину скважины по формуле (3.83)
/ = Н + / , м; (5.111)
• устанавливали массу заряда в скважине по формуле
(3.84)
Q = р{1~ Q , кг. (5.112)
Длину забойки принимали равной 10... 15 диаметров за-
ряда по скальной части взрываемою массива.
Расстояние между рядами зарядов соответствовало рас-
стоянию между зарядами в ряду. Два крайних ряда скважин
располагали по окружности для формирования стакана ко-
лодца и откосов. Остальные скважины бурили по квадрат-
ной сетке. Конструкция скважинного заряда представляла
собой сплошной колонковый заряд из патронов аммонита
6ЖВ диаметром 90 мм.
Основные параметры скважинных зарядов при рыхле-
нии скальных грунтов в котловане опускного колодца при-
ведены в табл. 5.16.
При производстве взрывных работ опасность для лю-
дей и охраняемых объектов исходила от разлета кусков,
сейсмического действия взрыва и действия ударных воз-
душных волн. Кроме того, определенные ограничения на
допустимую величину массы взрываемых зарядов вносило
481
Таблица 5.16
u
oo
Основные параметры скважинных зарядов
при рыхлении грунта в котловане опускного колодца
Номера скважин Мощность взрыва- емого слоя (по скале), м Дл ина перс- бура, м Общая длина скважины с учетом перекрывающих грунтов, м Расстояние между скважинами в ряду, м Расстояние между рядами скважин, м Масса заряда в скважине, кг Длина заряда, м Длина забойки (по скале), м
Котлован
1-69 11.35 2.0 16.4 2.5 2,5 78,0 12.0 1.35
70-100 9,45 1,9 14,4 2,5 1.5-2,5 65.0 10.0 1.35
101-128 4.25 2.1 9,4 3,0 2,0 32.5 5,0 1.35
Колодец !
129,130 3,55 2,8 9.4 2.0 2.0 32.5 5.0 1,35
131,132 3.55 1,5 8,1 2,0 2,0 22,75 3,5 1.55
Колодец 2
133-135 9,45 1,0 13,5 2,0 1.5 58.5 9,0 1,45
136.137 4,25 1.8 9.1 2.5 1.5 29.25 4.5 1.55
Колодец 3
138-140 9.45 1,0 13,5 2,0 2,0 58.5 9.0 1.45
141.142 5.15 1,8 10.0 2.5 1.5 35,75 5,5 1,45
действие гидроударной волны на ихтиофауну в протекаю-
щей вблизи реке.
Вблизи места производства взрывных работ находились
железобетонный бассейн и кирпичное здание насосной. Учи-
тывая однократность взрывания, при определении ссйсмо-
безонасных условий производства работ в качестве допусти-
мой для бассейна была принята скорость колебаний 40 см/с,
а для здания насосной — 15 см/с.
Скорость колебаний грунта с учетом обводненности ме-
ста производства взрывных работ, определяли по формуле
(4.1) при К = 400. Анализ показал, что наибольшие ограни-
чения на допустимую массу взрываемого заряда накладыва-
ло здание насосной. С учетом этого, формула для расчета
допустимой по сейсмическому действию взрыва массы сква-
жинных зарядов при мгновенном взрывании имела вид
Q= — г
(400 )
г =(0,112г)', кг, (5.113)
где К — допустимая скорость колебаний, см/с.
При короткозамелленном взрывании с интервалом за-
медления 20 мс масса заряда в группе принималась равной
2/3 массы заряда, безопасной при мгновенном взрывании, а
число групп зарядов не ограничивалось.
В табл. 5.17 приведены значения предельно допустимых
сейсмобезопасных масс зарядов при мгновенном и короткоза-
медленпом взрывании.
Ограничения на допустимую массу взрываемых зарядов
накладывало также действие взрывов на ихтиофауну. Гидро-
ударная волна ГУВ возникала в результате преломления в
воде сейсмической волны взрыва. Давление в ГУВ определя-
ли по формуле (4.139)
Р = 10"4КрС^1р , кг/см2. (5.114)
Скорость колебаний грунта вычисляли по формуле (4.1)
при коэффициенте К = 400. Плотность взрываемых извест-
няков принималась равной р - 2,6 г/см’, а скорость распро-
странения продольной сейсмической волны С в известняках
равной 3 000 м/с.
483
Таблица 5.17
Предельно допустимые массы зарядов
по сейсмическому действию взрывов
Расстояние от места взрыва до здания насосной, м Предельно допустимая масса заряда, ki. при взрывании
мгновенном короткозамедленном водной группе
55-60 210 140
60-65 300 200
65-70 360 240
70-75 450 300
75-80 570 380
80 и более 700 450
Коэффициент преломления сейсмической волны из грун-
та в воду вычисляли по формуле (4.141)
= 2Р"С° (5.Н5)
р рс+рл;
Для среднечувствитсльных к действию ГУВ рыб предельно
допустимое давление на фронте волны не должно превы-
шать 10 кг/см2. С учетом этого было получено выражение для
определения допустимой массы заряда при мгновенном взры-
вании:
Q = (0,215)3, кг. (5.116)
Предельно допустимые массы скважинных зарядов по
действию ГУВ на ихтиофауну при мгновенном и короткозамед-
ленном взрывании в зависимости от расстояния между мес-
том взрыва и урезом волы приведены в табл. 5.18.
♦ Бассейн и здание находились с одной стороны котлована,
река — с другой. Каждый из этих объектов накладывал свои огра-
ничения на максимальную массу взрываемых зарядов, причем с
удалением от одного объекта место взрыва приближалось к друго-
му объекту. Это учитывалось при производстве работ.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление оп-
ределяли по формуле (4.78), а массу эквивалентного заряда
484
Таблица 5.18
Предельно допустимые массы зарядов
по действию ГУВ па ихтиофауну
Расстояние от места взрыва до уреза воды, м Предельно допустимая масса заряда, кг. при взрывании
мгновенном короткозамедлепном водной группе
30-35 240 160
35-40 420 280
40-45 600 400
45-50 900 600
50 и более 1200 800
при взрыве скважинных зарядов — по формуле (4.81). В од-
ной группе взрывали до пяти скважинных зарядов. При при-
нятых режимах взрывания радиус опасной зоны по действию
УВВ на застекление составил 63 м.
При взрывании накладных зарядов по дроблению негаба-
рита под водой массу эквивалентного заряда вычисляли по
формулам (4.84) и (4.85)
0=910 , кг, (5.117)
Н
где Q — масса накладного заряда, кг; Н — мощность слоя
воды над зарядом, м.
При опасной зоне по действию УВВ радиусом 63 м допу-
стимая масса накладного заряда, взрываемого под слоем волы
мощностью не менее 1.5 м, составляла 30 кг.
Расстояние, безопасное по разлету кусков породы для лю-
дей при взрывании скважинных зарядов, рассчитанных па
разрыхляющее (дробящее) действие, определяли по фор-
муле (4.94)
Яр = 1250т],
м.
(5.118)
Скальный массив был перекрыт слоем нсскального грунта
мощностью 3,05 м. При расчете радиуса опасной зоны по
485
разлету принимали, что вся свободная от заряда верхняя
часть скважины в скальпом массиве заполнена грунтом, а
перекрывающий скалу псскальный грунт служит сплошным
укрытием из насыпного грунта, располагаемым непосред-
ственно па изрываемой поверхности.
Величину безопасного расстояния по разлету определя-
ли по формуле (5.118) при условии: численное значение ка-
тегории крепости грунтов F= 7, длина заряда / = 12,0 м,
длина скважины / = 13,35 м, диаметр скважины d = 0,115 м
и расстояние между скважинами а~ 2,5 м. Расчетный радиус
опасной зоны по разлету кусков при взрывании без укрытия
составлял 382 м.
Необходимую массу сплошного укрытия из мелкодиспер-
сного грунта, располагаемого непосредственно па взрывае-
мой поверхности, определяли по формуле (4.109)
М = О.ЗЗИ'у , кг/м?. (5.119)
Величину линии наименьшего сопротивления Наприни-
мали равной расстоянию между скважинами. При W = 2,5 м
расчетное значение массы укрытия Му = 2 150 кг/м2. Факти-
ческая мощность слоя укрытия (высота слоя нескального грунта
нал взрываемым скальным грунтом) составляла 3,05 м, а мас-
са укрытия (при удельной плотности 1 600 кг/м') — 4 880 кг/м'.
Следовательно, нсскальпый грунт, перекрывающий взры-
ваемый скальный массив, являлся укрытием, обеспечиваю-
щим падежное предотвращение разлета кусков породы.
Для исключения разлета мелких кусков с устья скважин
применяли сетчатые укрытия. Сетки укладывали па поверх-
ность пескалыюго грунта над устьем скважины с перекры-
тием отдельных кусков сетки на 0,2 м, образуя сплошное
укрытие.
Взрывание скважинных зарядов по рыхлению скальных
грунтов пол слоем нескального грунта мощностью 3.05 м.
являющегося сплошным укрытием взрываемого массива, и
использование сетчатых укрытий без пригруза позволили
уменьшить размеры опасной зоны но разлету кусков и при-
нять се радиус равным 100 м для людей и 50 м для оборудо-
вания и сооружений. Этот радиус был установлен как для
взрыва скважинных зарядов, так и для взрыва накладных
486
зарядов по дроблению негабарита под слоем полы мощнос-
тью нс меньше 1,5 м.
Взрывание скважинных зарядов осуществляли бсскап-
сюльпым способом с помощью ДШ. С целью снижения вред-
ною действия взрывов (сейсмического эффекта, действия
УВВ и ГУВ) взрывание скважинных зарядов вели коротко-
замедленно с помощью пиротехнических реле РП-8, обес-
печивающих интервал замедления между группами 20 мс.
При этом учитывали требования недопустимости подбоя со-
седних зарядов, взрываемых с замедлением. Минимальное
расстояние между зарядами, взрываемыми неодновременно
(с интервалом замедления), устанавливали по формуле
« = (5 + 0.3/WC. м. (5.120)
где / — интервал замедления, мс; d — диаметр заряда, м
(в пашем случае был равен 0,09 м); С — коэффициент, учи-
тывающий длину забойки (с учетом наличия слоя грунта
нал взрываемым скальным массивом принимали равным 1,0).
При замедлении между группами зарядов 20 мс мини-
мальное расстояние между зарядами должно составлять не
менее 1,0 м. при замедлении 40 мс — 1,5 м, а при замедле-
нии 60 мс — 2,1 м. С учетом этого и ограничений по сейсми-
ческому действию взрывов были разработаны схемы монта-
жа взрывной сети для каждого из взрываемых блоков.
♦ При монтаже взрывной сети концевые отрезки ДШ, выхо-
дящие из скважины, подсоединяли к магистральным линиям ДШ.
Пиротехнические реле РП-8 устанавливали в разрыве сети ДШ
после укладки укрытий. Магистральные линии ДШ и РП дубли-
ровали. Основную и дублирующую ветки ДШ соединяли между
собой через 3...5 м изолентой. Инициирование магистрали ДШ
вели с помощью двух электродеюнаторов мгновенного действия,
сослипенных последовательно.
Для дробления всего объема скальных грунтов в котло-
ване было выполнено шесть взрывов.
♦ Уборку нсскального грунта и раздробленной скальной по-
роды производили экскаватором 3-2503 с |рейферпым ковшом
емкостью 1,5 м'. Допустимый размер кондиционною куска в наи-
большем измерении составлял 0.5 м.
487
Дробление негабаритных кусков производили методом
накладных зарядов, взрываемых под водой. Укладку зарядов
вели привлеченные водолазы. Массу накладного заряда при
дроблении негабарита находили по формуле
Q- KV, кг, (5.121)
где К}1 — удельный расход ВВ при дроблении негабарита,
кг/м3 (принимали ранным 2,0 кг/м3); И— объем негабаритно-
го куска, м3.
В качестве ВВ использовали аммонит 6ЖВ. Заряд ВВ не-
обходимой массы патронировали и гидроизол провал и. Кон-
струкция зарядов принималась такой, чтобы плотность за-
ряда была нс менее 1,3 кг/дм3, с тем, чтобы при погруже-
нии его в воду он свободно опускался на дно. Груз и заряд
были в одной оболочке. В качестве гидроизоляции заряда
использовали пакеты из полиэтилена. Заряд ВВ размещали
примерно над центром негабаритного куска. Масса одновре-
менно взрываемых накладных зарядов не превышала 20 кг.
♦ Буровзрывные работы по дроблению скальных грунтов в
котловане насосной станции были выполнены за 3,5 месяца. Дроб-
ление негабаритных кусков выполняли эпизодически, по мере убор-
ки взорванного грунта. При производстве работ никаких поврежде-
ний охраняемых объектов не произошло. Фактическая дальность раз-
лета отдельных мелких кусков грунта при взрывах скважинных заря-
дов не превышала 30 м.
5.3.3. Буровзрывные работы по рыхлению
скального массива при разработке котлована
очистных сооружений дождевой канализации
♦ Плошадка работ по строительству очистных сооружений дож-
девой канализации располагалась на берегу реки. Габаритные раз-
меры котлована в плане составляли 40,24x14,9 м. Планировочная
отметка поверхности фунта в районе котлована — 125,0 м. Отмет-
ка дна котлована — 113,4 м. Грунты в котловане следующие (сверху
вниз): насыпной фунт (мощность 2,6...4,2 м); суглинки пылева-
тые мягкопластичные (мощность 2,8...3,3 м); пески мелкие, сред-
ней плотности, водонасыщенпые (мощность 1,6...3,2 м); известня-
ки трещиноватые мелко- и среднезернистые, доломитизирован-
ныс и окремненные; в верхней части этой толши находился гори-
488
зонт кремнистых пород (мощность 3,6...6,5 м); глины мергелистые
твердые.
Горизонт грунтовых вод залегал на отм. 120.00...120,55 м. Рас-
стояние от границы котлована до уреза воды в реке составляло 20 м.
Для ограничения притока грунтовых вод разработка котлова-
на осуществлялась с устройством железобетонный «стены в грун-
те». Отметка верха «стены в грунте» — 124,00 м. низа — 107,85 м.
Толщина стенки — 1.02 м. Бетон марки 200.
При выполнении работ по бурению тампонажных скважин и
проходке фрезой траншеи для устройства «стены в грунте» но пе-
риметру котлована очистных сооружений на отметке 117,9 м были
вскрыты выходы скальных крепких грунтов, рыхление которых
имеющимися механическими средствами оказалась невозможно.
Скальные грунты были представлены известняками 6...8 групп с
пропластками кремнистых пород 10 группы грунтов по СНиП. Мощ-
ность слоя известняков изменялась от 0,6 м до 4,5 м. Общий объем
скальных грунтов около 1 600 м’.
Разработка котлована была начата после набора проч-
ности бетоном «стены в грунте» не ниже 70 % расчетного.
Уборка рыхлого и раздробленного скального грунта в
котловане осуществлялась экскаватором с емкостью ковша
0.5 м3 (размер габаритного куска — не более 0.55 м) с по-
грузкой грунта в бадьи грузоподъемностью до 2 т и подъе-
мом краном. Разборные трещиноватые известняки рыхлили
гидромолотом. Предварительное рыхление скальных грунтов
в котловане для их последующей разборки выполняли взрыв-
ным способом шпуровыми и скважинными зарядами.
♦ При производстве взрывных работ охраняемыми объектами
являлись: железобетонная «стена в грунте», выполненная по всему
периметру котлована: железнодорожный мост и проложенные по
нему телефонные и электрические кабели; строящийся новый ав-
тодорожный мост и тоннель; жилые дома; одноэтажные нежилые
строения; трасса открытой линии метрополитена; подземные желе-
зобетонные канализационные коллекторы и дюкеры. На площадке
работ вокруг котлована были расположены трансформаторная под-
станция, бытовки, узлы приготовления бентонитового и цемента-
ционных растворов и др.
Допустимую для взрывания массу зарядов определяли ис-
ходя из обеспечения сейсмобезопасных условий относительно
489
охраняемых объектов, расположенных в районе работ, в
первую очередь «степы в грунте». Для снижения сейсмичес-
кого воздействия взрывов на железобетонную «стену в грун-
те» предварительно проводили взрывание контурных шпу-
ров с образованием сейсмического экрана в виде «щели
предварительного откола». При этом между сохраняемой
«стеной в грунте» и зарядами рыхления скального массива
образуется щель, которая препятствует распространению
действия взрыва на законтурную часть и снижает сейсми-
ческое воздействие взрывов. Контурные шпуры бурили водиц
ряд по периметру котлована, оставляя между шпурами и
защищаемой «стеной в грунте» защитный целик, величину
которого определяли по формуле (4.24)
2,2/СА
Ъ , м.
(5.122)
Критическая скорость колебаний для железобетона при
исключении трещинообразования берется в пределах И =
- 100+150 см/с.
Для контурных зарядов использовали шпуры диамет-
ром 0.04 м, вместимость которых составляла 1,1 кг/м. Линей-
ная плотность зарядов контурных шпуров из шести нитей
ДШ равна 0,072 кг/м. Следовательно, коэффициент плот-
ности заряжания А = 0,065. При расстоянии между контур-
ными шпурами 0,3 м поверхностная плотность заряда равна
= 0,24 кг/м3. Учитывая требования к обеспечению со-
хранности «стены в грунте», величина расчетной крити-
ческой скорости колебаний была принята равной 50 см/с.
При К= 400 мощность защитного целика составила 0,3 м.
Для обеспечения достаточной степени экранирования
сейсмических воли, вызванных взрывом зарядов рыхления,
длину контурных шпуров в каждом слое принимали на 0,6 м
больше длины шпуровых зарядов рыхления (в этом случае
обеспечивается не менее чем двукратное снижение сейсми-
ческого воздействия взрывов на «стену в грунте»). Щель пред-
варительного откола по периметру котлована перекрывала
границу взрываемого участка не менее чем па 5 м.
490
После отработки верхнего слоя в котловане вновь бури-
ли ряд контурных шпуров и производили их взрывание для
образования сейсмического экрана и зашиты «стены в грун-
те» при отработке нижних слоев скального грунта.
Схема расположения контурных шпуров и зарядов рых-
ления приведена на рис. 5.21.
♦ Разработку скального массива в защитном целике вели ме-
ханизированным способом без применения взрывных работ.
Допустимую массу мгновенно взрываемых зарядов уста-
навливали по формуле
(5.123)
где И — допустимая скорость колебаний грунта в основа-
нии охраняемых объектов, см/с: 0 — степень экранизации
(при использовании сейсмического экрана для «стены в грун-
те» равна 2, для остальных объектов — 1).
Рис. 5.21. Схема расположения коптурпых шпуров, скважин
и шпуров рыхления при отработке слоя скального грунта:
1 — скальный грунт: 2 — скважины: 3 — граница взрываемого слоя;
4 — шнуры рыхления; 5 — контурные шнуры: б - «стена в грунте»
491
♦ Снижение сейсмического действия на «стену в грунте» учи-
тывали на расстоянии менее 3,0 м от места взрыва. При взрывании
на большем расстоянии принимали р =1,0.
При короткозамелленном взрывании с замедлением 20 мс
масса заряда в группе была принята равной 2/3 массы заря-
да, безопасной при мгновенном взрывании. Общая масса за-
рядов одной серии нс ограничивалась.
♦ Допустимые для взрывания массы зарядов при мгновен-
ном взрывании и в одной группе при короткозамедленном в за-
висимости от расстояния между местом взрыва и «стеной в грунте»
приведены в табл. 5.19.
Максимальная масса взрываемых зарядов была ограни-
чена, исходя из обеспечения сейсмической безопасности дру-
гих окружающих охраняемых объектов: при принятых режи-
мах взрывания скорость колебаний грунта в районе ближай-
шей опоры железнодорожного моста (расстояние — 15 м)
не превышала 6,0 см/с (допустимая — 7,0 см/с), а в районе
жилой застройки (расстояние — 150 м) — 0,4 см/с (допусти-
мая — 1,0 см/с).
Метод взрывания и длину шнуров и скважин принима-
ли в зависимости от толщины слоя скального грунта и допу-
стимой для взрывания массы зарядов. Расчет параметров осу-
ществлялся как для зарядов, взрываемых при одной обна-
женной поверхности. Учитывая условия работы зарядов ВВ в
зажатой среде и необходимость обеспечения достаточно мел-
кого дробления скального грунта для его уборки экскавато-
ром с ковшом емкостью 0,5 м3, расчетный удельный расход
ВВ для рыхления скальных грунтов 6—8 категории по клас-
сификации СНиП (известняки) шпуровыми и скважинными
зарядами был принят равным 0,5 кг/м’. При методе шпуровых
зарядов предельная мощность взрываемого слоя была принята
равной 1,1 м, а при взрывании скважинных зарядов — 1,6 м.
♦ Типовые параметры шпуровых и скважинных зарядов при-
ведены в табл. 5.20. Расчеты выполнены для шпуровых зарядов
диаметром 32 мм при заряжании шпуров патропировапным ВВ (пат-
роны аммонита 6ЖВ, диаметр патронов 32 мм) и для скважинных
зарядов диаметром 90 мм (учитывая обводненность грунтов, по-
рошковый аммонит 6ЖВ предварительно патронировали в патроны
диаметром 90 мм или засыпали в полиэтиленовый рукав).
492
Таблица 5.19
Допустимые для взрывания массы шпуровых и скважинных зарядов
при рыхлении скального грунта в котловапе
Расстояние от места взрыва до «стены в Грунте», м Допуст имая для взрывания масса зарядов, кг. при взрывании
мгновенном короткозамеллениом в о.чной группе
0.7-1.0 0.15 0.15
1.0-1.5 0.3 0.3
1,5-2.0 0.5 0,4
2.0-3.0 1.3 0.8
3.0^.0 2.0 1.3
4.0-4.5 2.6 1.7
4.5-5.0 3.6 2.4
5.0-5.5 5.0 3.2
5.5-6.0 6.6 4.3
6.0 и более «.6 5.6
Для разрыхления скальных грунтов использовали мето-
ды вертикальных шпуровых (на расстоянии менее 4 м от «сте-
ны в грунте») и скважинных (исходя из сейсмобсзопаспых
условий взрывания — в центральной части котлована) заря-
дов (см. рис. 5.21), взрываемых в котловане при одной обна-
женной поверхности под укрытием. При этом отработку мас-
сива мощностью 1,1 м вели шпуровыми зарядами на рассто-
янии 0,7...2,0 м от стены в грунте двумя слоями, а на боль-
шем расстоянии — одним слоем.
Таким образом, разрыхление скальных грунтов шпуро-
выми зарядами с учетом мощности скальных грунтов па раз-
личных участках котлована проводили в 4...8 слоев, сква-
жинными зарядами — в 2...3 слоя. Взрывание зарядов осуще-
ствляли короткозамедленно. Все заряды в серии разделяли
па семь групп. Интервал замедления между группами со-
ставлял 20 мс.
При взрывании контурных шпуров для образования сей-
смического экрана в одной группе взрывали по пять шпуровых
зарядов, а в серии — до 35 шпуров. Длина участка сейсмичес-
кого экрана, образованного одним взрывом, достигала 10 м.
493
Таблица 5.20
Типовые параметры шпуровых и скважинных зарядов
по рыхлению скального грунта в котловане очистных сооружений
Мощность изрыва- емого слоя, м Длина выработки, .м Длина перебура, м Расстояние, м, между Масса заряда в выработке, кг Длина заряда, м Длина забойки, ,м
выработками в ряду рядами выработок
Шпуровые заряды диаметром 32 мм
0,4 0,5 0.1 0,4 0.4 0,1 0,15 0.4
0.5 0,6 0.1 0,45 0,45 0.15 0.2 0.4
0,6 0,7 0,1 0,5 0.5 0.2 0.3 0.4
0,7 0.8 0.1 0,5 0.5 0,25 0,35 0,45
0,8 0,9 0.1 0,55 0,55 0,3 0,4 0,5
0,9 1,1 0.2 0.6 0,6 0,4 0,6 0.5
1.0 1.2 0,2 0,6 0,6 0,5 0.7 0.5
1.1 1.4 0.3 0,7 0.7 0,7 1.0 0,4
Скважинные заряды диаметром 90 мм
0.6 0,8 0.2 0,8 0,8 0,6 0.1 0,7
0.7 0,9 0,2 0.9 0.9 0,8 0.15 0,75
0.8 1.0 0,2 1.0 1,0 1,0 0.2 0.8
0,9 1.1 0,2 1.2 1.2 1,6 0,3 0.8
1.0 1,2 0.2 1.3 1,3 2,0 0.4 0.8
1.1 1.4 0.3 1.4 1.4 2,6 0,5 0.9
1.2 1.5 0.4 1,5 1.5 3.2 0.6 0.9
1,3 1,7 0.4 1,6 1.6 4.0 0.7 1.0
1.4 1,9 0.5 1.7 1.7 4.8 0.9 1.0
1.5 2,0 0.5 1,8 1.8 5,6 1,0 1,0
1.6 2.2 0,6 2.0 2.0 7,6 1.3 0,9
При взрывании шпуровых зарядов допустимая масса
зарядов одной группы, в зависимости от расстояния до
«стены в грунте», составляла от 0,15 до 2,4 кг (см. табл. 5.19).
В одной группе взрывали от одного до трех шпуровых заря-
дов. Схемы взрывания шпуровых зарядов — диагональная и
поперечная порядная. Вблизи от «степы в грунте» в группе
взрывали по одному шпуру. При взрывании скважинных за-
рядов применяли только поскважиппую схему замедления.
Для локализации разлета кусков при взрывах использо-
вали сплошные щитовые укрытия из деревянных щитов и
металлических листов с пригрузом железобетонными бло-
ками. Массу 1 м3 укрытия находили по формуле (4.118)
М=0,25Й7. (5.124)
Учитывая близкое расположение охраняемых объектов,
параметры защитных укрытий определяли исходя из обес-
печения предотвращения разлета кусков взрываемого скаль-
ного грунта. Расчетная масса укрытия была увеличена в 2,5...3
раза. При взрывании шпуровых и скважинных зарядов мас-
са укрытия составляла около 1000 кг/м3. Ширина зоны пе-
рекрытия от края укрытия до шпуровых зарядов была при-
нята равной 0,5 м, при взрывании скважинных зарядов —
1,5 м.
При принятых режимах взрывания максимальный ради-
ус опасной зоны по действию ударных воздушных волн на
застекление, рассчитанный по формулам (4.78), (4.80) и (4.82),
составил: при взрывании зарядов контурных шпуров — 30 м,
при взрывании шпуровых зарядов рыхления — 5 м. при взры-
вании скважинных зарядов — 35 м. В пределах указанных зон
объекты с застеклением отсутствовали.
С учетом использования защитных укрытий мест взрыва
и расположения участка работ в котловане на глубине 6... 10 м
от поверхности земли радиус опасной зоны для людей, нахо-
дящихся на открытом пространстве, при производстве взрыв-
ных работ был принят равным 50 м.
♦ По условиям согласования производства работе метропо-
литеном (открытый участок трассы метро проходил на расстоянии
80 м от котлована) взрывание осуществляли в ночное время, в
период с 2-х до 4-х ч. Поэтому, учитывая большие размеры котло-
495
вана, осуществляли последовательное взрывание нескольких зара-
нее заряженных, смонтированных и укрытых защитными укрыти-
ями серий зарядов от отдельных взрывных машинок но команде
руководителя взрывных работ. Все работы по заряжанию и подго-
ювкс взрывов выполнялись во вторую смену, а работы но буре-
нию шпуров и скважин — в первую и частично во вторую смены.
При этом работы по бурению совмещались с работами по уборке
разрыхленных скальных грунтов в котловане. В темное время суток
площадка работ и прилетающая территория освещались прожекто-
рами, установленными на борту котлована по периметру строй-
площадки. Перед взрывом прожектора, установленные па борту
котлована, отключали.
Вес буровзрывные работы по разрыхлению и уборке скаль-
ных грунтов в котловане очистных сооружений дождевой ка-
нализации были выполнены за четыре месяца. При произ-
водстве взрывов разлет кусков грунта за пределы котлована
пс отмечен. Качество дробления скального грунта было дос-
таточным, дополнительное дробление отдельных негабарит-
ных кусков производили с использованием гидромолотов.
5.4. РАБОТЫ ПО МЕТАЛЛУ
5.4.1. Разборка металлических пролетных
конструкций автодорожного моста
♦ После строительства нового железобетонного моста старый
металлический автодорожный мост, построенный около 60 лет на-
зад, перестал функционировать как транспортная магистраль и
был опасен для судоходства по каналу. Поэтому было принято
решение о сю разборке.
Обычная технология разборки моста предусматривает ус-
тановку временных опор, резку и демонтаж вырезанных кон-
струкций, что требует больших трудозатрат и средств на вы-
полнение работ. Для снижения трудозатрат и ускорения сро-
ков работ по разборке старого моста было предложено с
помощью взрыва разрезать металлоконструкции пролетной
части моста и обрушить их в воду. Уборку конструкций из
воды планировалось осуществи ть с помощью плавучего кра-
на с погрузкой их на баржу. Все эти работы должны были
496
быть выполнены в мсжианигациоппый период и закопчены
до открытия судоходства по каналу (па их проведение после
вскрытия льда отводилось 2—3 педели).
♦ Подлежащий разборке ме таллический моет имел общую длину
167 м, длину пролета между шарнирами промежуточных опор
107,8 м, ширину по осям главных балок 7,7 м, высоту арки над
проезжей частью 13 м; высота моста над водой составляла 17 м.
Конструкции моста состояли из верхнего и нижнего поясов,
раскосов и диагональных связей (последние перерезали газорезкой
до взрыва), сечения конструкций — из вертикальных и горизон-
тальных металлических листов и уголков различной толщины. Со-
единения элементов клепаные. Обитая толщина металлоконструк-
ций составляла 10...48 мм (до 56 мм в углах).
Вблизи места производства взрывных работ по обрушению
старого моста находились многочисленные охраняемые объекты
(здания жилого и производственного назначения с застеклением,
новый мост, автотрасса и др.), что требовало разработки специ-
альных мероприятий по обеспечению их сохранности.
С помощью взрыва необходимо было разделить конст-
рукции моста на семь частей, пять из которых (пролетную
часть моста между промежуточными опорами) следовало об-
рушить в воду. Для этого требовалось образовать резы в 60
сечениях металлоконструкций моста,
♦ Для перебивания металлоконструкций можно использовать
как обычные промышленные ВВ (например, тротиловые шашки
TII-200 или ТП-400. патроны скального аммонита и др.), гак и
кумулятивные заряды. Анализ показал, что применение обычных
ВВ для образования розов в конструкциях моста невозможно, так
как для этого необходим большой расход взрывчатых материалов
(не менее 1000 кг для перебивания основных элементов моста по
проектным линиям резов). Взрывание таких зарядов потребует боль-
ших дополнительных затрат на укрытие зарядов для локализации
разлета кусков металла и снижения ударной воздушной волны.
Оно также способно вызнать массовое повреждение застекления в
окружающих зданиях.
Использование кумулятивных зарядов в 3...4 раза снижает рас-
ход ВВ. Кроме того, при взрыве таких зарядов разлет осколков
металла происходит только в направлении кумулятивной струи,
ч то позволяет достаточно надежно и просто локализовать его про-
стейшими укрытиями.
497
Учитывая толщину перерезаемых конструкций и необ-
ходимость исключения электродстонаторов для непосред-
ственного инициирования зарядов (так как в противном слу-
чае требуются оцепление и охрана опасной зоны на все вре-
мя установки ЭД, включая перекрытие и остановку движе-
ния транспорта по автотрассе на 6,..8 ч вместо 2 ч, которые
выделила ГАИ на производство взрыва, учитывая насыщен-
ность движения транспорта по шоссе), для резки металло-
конструкций моста использовали заряды кумулятивные ли-
нейные баллиститныс ЗКЛБ. Заряды ЗКЛБ обеспечивают
перерезание металлической преграды (Ст. 20) толщиной от
6 мм (ЗКЛБ-10) до 70 мм (ЗКЛБ-100). Инициирование ЗКЛБ
производят как электродетонаторами и детонирующей лен-
ты ДЛ, так и с помощью 4...8 ниток ДШ.
Для выполнения работ по резке металлоконструкций
моста были использованы заряды ЗКЛБ-ЗО (толщина пере-
резаемой металлической преграды до 22 мм) и ЗКЛБ-60 (тол-
щина перерезаемой преграды до 43 мм).
Расчет необходимой длины заряда в каждом конкрет-
ном случае проводили в зависимости от профиля проката и
его конфигурации. Перерезаемые элементы были составны-
ми и имели разную толщину в сечении. Поэтому заряды для
образования резов были также составными из отдельных кус-
ков ЗКЛБ-ЗО и ЗКЛБ-60. В местах стыков отдельных кусков
требовалось плотное прилегание их друг к yipyiy. По углам
заряды ЗКЛБ-60 подлине перекрывали заряды ЗКЛБ-ЗО. За-
ряды ЗКЛБ-ЗО и ЗКЛБ-60 использовали для резки металло-
конструкций толщиной, соответствующей их паспортным
данным; при толщине металла более 40 мм заряды ЗКЛБ-60
размешали с обеих сторон преграды соосно друг другу.
♦ Заряды ЗКЛБ-ЗО применяли для перерезания только полок
уголков, а заряды ЗКЛБ-60 — для перерезания вергикальных частей
раскосов и поясов (для гарантии образования реза даже в зех случаях,
когда толщина этих элементов позволяет применять заряды ЗКЛБ-ЗО).
Для перерезания элементов конструкций нижнего пояса (в том
числе полок уголков) использовали только заряды ЗКЛБ-60 (так
как после обрушения эти элементы должны были уйти под воду и
возможность их повторного взрывания или дорезания .металла при
неполной проработке реза исключалась).
498
Кроме того, во избежание заклинивания перерезаемых
конструкций после взрыва разместили дополнительные дуб-
лирующие заряды на расстоянии 0,5...0,7 м от основных. Дуб-
лирующие заряды монтировали на конструкциях нижнего
пояса по всем панелям моста, а также в крайних панелях по
раскосам, верхнему и нижнему поясам.
Инициирование зарядов осуществляли с помощью вось-
ми отрезков ДШ длиной 10 см, размещенных на поверхнос-
ти заряда. На каждом отрезке ЗКЛБ имелся собственный узел
инициирования, все узлы соединяли друг с другом в еди-
ную сеть с помощью магистрали ДШ и закольцовывали.
Общий расход ВМ составил: ЗКЛБ-ЗО — 13,4 м (16,3 кг),
ЗКЛБ-60 - 106,3 м (422,1 кг), ДШ - 4000 м, ЭД - 40 шт.
Общая масса навески ВВ в зарядах ЗКЛБ (без учета массы
облицовки кумулятивной выемки) — 290,5 кг.
♦ До начала работ по монтажу зарядов на мосту выполнили
комплекс подготовительных работ. Были перерезаны диагональ-
ные связи, продольные балки проезжей части и тротуаров, демон-
тирована часть покрытия проезжей части (в панелях, где предус-
матривалось образовать взрывом резы), полностью снято покры-
тие тротуаров и на этом месте устроен настил из досок. На местах
расположения зарядов по верхнему и нижнему поясам и раскосам
были смонтированы подвесные люльки, устроены трапы для подъе-
ма к люлькам, в верхнем поясе вырезаны люки лля выхода на
верхнюю часть пояса, устроены ограждения, срезаны шляпки зак-
лепок, мешающие установке зарядов по линиям резов, выполнен
ряд других подготовягельных работ.
Для резки металлоконструкций моста использовали состав-
ные заряды из 592 отрезков ЗКЛБ разной длины и из разных
зарядов (ЗКЛБ-ЗО и ЗКЛБ-60). С учетом этого на первом этапе
выполнены работы по нарезке зарядов и монтажу на этих
отрезках узлов инициирования. Нарезанные заряды группи-
ровали по длине для удобства их последующего монтажа.
Отрезание от бухт кусков зарядов ЗКЛБ-ЗО производили но-
жом, зарядов ЗКЛБ-60 — ножовкой при смачивании ее по-
лотна водой.
Отрезки ДШ к зарядам крепили липкой лентой. На за-
рядах ЗКЛБ-60 длиной более 40 см размещали по два узла
инициирования с обоих концов заряда. Отдельные отрезки
499
ЗКЛБ-ЗО и ЗКЛБ-60 собирали в один заряд, соединяя узлы
инициирования с помощью ДШ. Заряды крепили к металло-
конструкциям моста с помощью липкой ленты, которой об-
матывали заряд сверху в 2—3 слоя. Для выпуска ДШ в ленте
делали прорезь. При необходимости для распора зарядов ис-
пользовали деревянные бруски и подкладки. В процессе мон-
тажа особое внимание обращали на обеспечение плотного
прилегания зарядов к поверхности металла.
Вслед за монтажом зарядов проводилось их укрытие. В ка-
честве укрытий применяли металлическую сетку и минераль-
ную вату. Укрытие для каждого заряда предварительно гото-
вили на земле — отрезали от рулона металлической сетки
кусок длиной 2,5 м, к нему крепили минеральную вату в два
слоя общей толщиной 8... 10 см с помощью вязальной про-
волоки. Готовое укрытие сматывали в рулон и доставляли на
место установки. Укрытие размещали поверх зарядов, концы
сетки стягивали проволокой. Концевые отрезки ДШ от зарядов
выпускали наружу через отверстие в минсраловатных плитах.
После завершения работ по установке и укрытию всех
зарядов выполнили монтаж сети ДШ. Магистраль ДШ со-
единяла в одну сеть все заряды одного сечения по одному
резу (т е. заряды нижнего пояса, раскосов и верхнего пояса).
Магистраль ДШ прокладывали в две нити, вертикальные
участки магистрали подвязывали к веревке.
С учетом использования кумулятивных зарядов и при-
менения защитных укрытий мест взрыва при производстве
взрывных работ радиус опасной зоны для людей по разлету
кусков металла приняли равным 300 м.
В день взрыва по команде руководителя взрывных работ
было выставлено живое оцепление опасной зоны и силами
ГАИ перекрыто движение транспорта по шоссе. После это-
го взрывники провели монтаж электровзрывпой сети. Элек-
тродетонаторы подсоединяли к магистрали ДШ в 20 узлах.
К каждому узлу монтировали по два элсктродетонатора, ко-
торые соединяли в электровзрыв!iyio сеть последовательно.
Все заряды были разделены на шесть групп, интервал за-
медления между группами при короткозамедленном взры-
вании составлял 20 мс. Схема монтажа взрывной сети на-
правляла развитие взрыва от центральной части моста в обе
500
стороны. Взрывание осуществлялось с минной станции, рас-
положенной в 300 м от моста.
В результате взрыва зарядов ЗКЛБ были образованы рсзы
в основных несущих металлических конструкциях моста. Про-
летные строения моста были обрушены в воду, при этом
отдельные секции моста, обрушенные в волу, были отделе-
ны друг от друга. В результате взрыва произошло также сме-
щение опорных частей береговых пролетных строений моста.
Дальность разлета отдельных осколков металла из зоны
взрыва не превысила 150 м. Использование защитных укры-
тий для уменьшения разлета осколков оказалось достаточно
эффективным. В целом, результаты взрыва можно оценить
как положительные. Поставленная цель — разделить метал-
локонструкции моста на семь частей и обрушить пять из них
(пролетную часть) в воду — была достигнута.
♦ Уборка обрушенных конструкций моста из воды и берего-
вых пролетных частей моста была проведена за 10 дней. Перед
подъемом крупных элементов выполнены работы по резке и убор-
ке зависших люлек, мелких вырезанных взрывом кусков (раско-
сы, части верхнего пояса), мешающих подъему, и др. Подъем
отдельных секций моста, масса каждой из которых составляла
около 100 т, выполняли с помощью плавучего крана КПЛ-351
грузоподъемностью 300 т на основном и 100 т на вспомогательном
гаке. Поднятые конструкции грузили на баржи, которые затем
отводили на судостроительный завод для дальнейшей резки метал-
ла на габаритные куски. Для перевозки демонтированных конст-
рукций моста потребовались три баржи.
После подъема основных элементов моста из воды проведены
водолазное обследование дна и уборка мелких кусков металлокон-
струкций, а также контрольное траление судового хода в канале.
Все работы по разборке пролетной части моста осуществлены в
отведенный срок,
5.4.2. Валка мачт маятниковой канатной
дороги
♦ Четыре мачты маятниковой канатной дороги высотой 155 м
были установлены на шаровых опорах и удерживались в верти-
кальном положении девятью капатами-раетяжками, по три каната в
трех направлениях, Расчальный канат состоял из стальной проволоки
501
диаметром 2,6 мм. свитой в семь плетей. Суммарная плошаль сече-
ния всех проволок в канате составляла 13X1 мм?. диаметр каната
5,1 см.
Вдоль линии расположения мачт пролегала дамба. Пол ому валка
мачт мая।пиковой канатной дороги проводилась в направлении,
противоположном существующей дамбе. Для обеспечения направ-
ленности валки каждой мачты необходимо было перебить по три
расчальных каната в двух направлениях со стороны дамбы.
Каждый расчальный канат перебивался двумя сметен-
ными зарядами из тротиловых шашек, расположенных с двух
противоположных сторон. Массу одного заряда для переби-
вания троса определяли по формуле
0=1OZT, (5.125)
где Q — масса заряда, г; D — диаметр троса, см.
При диаметре троса 5.1 см необходимая масса заряда
составляла 1,33 кг. Фактическая масса заряда была принята
равной 1,6 кг (четыре тротиловые шашки Т-400П). Заряд фор-
мировали таким образом, чтобы обеспечить его плотное при-
легание к канату. Заряды крепили на канатах с помощью
бечевки. Инициирование зарядов осуществлялось с помощью
ДШ.
Для предотвращения разлета осколков при перебивании
расчальных канатов взрывание зарядов производилось под
укрытием. На канатах в местах перебивания устанавливался
сварной металлический короб размером 1x1x1 м. Для креп-
ления па кана те в двух боковых стенках короба делались про-
рези, Установленный короб с одной с тороны опирался в на-
тяжное устройство, с другой стороны его край опирался на
две металлические ноги.
После установки короба он частично заполнялся шла-
ком. Затем внутри короба устанавливались заряды па пере-
биваемых канатах. Короб до верха засыпали шлаком и за-
крывали крышкой. Крышка фиксировалась металлическими
стержнями.
С учетом применения сплошных металлических укры-
тий радиус опасной зоны при проведении взрывов был при-
нят равным 500 м. В результате взрыва все шесть канатов были
перебиты и мачта упала в заданном направлении.
502
При втором взрыве перебивали нс сами канаты, а мес-
та крепления канатов к натяжному устройству. Масса заря-
да (тротил с граммопитом 30/70) составляла 2,2 кг. Заряд
кренили в каждом натяжном устройстве вплотную к канату.
В качестве укрытий использовали металлические короба.
В результате взрыва крепежные швеллера были отогнуты
в стороны, натяжные устройства освобождены и мачта упа-
ла в заданном направлении. При взрывах разлет кусков пере-
биваемого каната не наблюдался. Имел место разлет частей
укрытия. Фактическая дальность разлета кусков укрытий не
превышала 200 м.
♦ Обрушение двух оставшихся мачт проводилось также путем
перебивания меез крепления канатов к натяжному устройству, так
как данный способ оказался более простым в части крепления
зарядов и их укрытия.
5.4.3. Производство взрывных работ
при разборке эстакады подачи гипса
♦ Подлежащая разборке часть эстакады подачи гипса длиной 55
м была расположена между двумя башнями па высоте 10... 12 м оз
уровня земли. Эстакада опиралась па шесть металлических опор из
двутавра № 55. Расстояние между опорами — 3,5 м, между опора-
ми в осях — 24 м. Каркас галереи эстакады был выполнен из двух
металлических балок двутаврового профиля № 27 в нижней части
и двух швеллеров № 24 в ее верхней части. Под эстакадой проходи-
ли железнодорожные нуги.
В районе производства работ по обрушению эстакады находи-
лись различные строения и коммуникации производственного на-
значения, сохранность которых было необходимо обеспечить при
производстве взрывных работ. Погрузочная башня подлежала раз-
борке, другая башня должна была быть сохранена.
Для обрушения эстакады взрывным способом необхо-
димо было подбить шесть металлических опор из двутавра
№55 (высота стойки — 0,55 м, ширина планки — 0,18 м,
толщина металла — 12 мм) и перерезать каркас галереи эста-
кады, выполненный из двух металлических балок двутавро-
вого профиля № Т1 (высота стойки — 0,27 м, ширина план-
ки — 0,125 м, толщина металла — 10 мм) в нижней части
503
галереи и двух швеллеров № 24 (высота стойки — 0,24 м,
ширина полки — 0,09 м, толщина металла — К) мм) в се
верхней части. Для образования резов в металлических опорах
эстакады и перерезания металлических элементов каркаса
галереи эстакады использовали шнуровые кумулятивные за-
ряды 111 КЗ.
Обрушение эстакады вели направленно на свободную
площадку. С этой целью на каждой опоре со стороны на-
правления валки на двух уровнях размешали заряды ILIK3.
Высоту вруба (расстояние между зарядами на нижнем и вер-
хнем уровнях) принимали равной 1,5 м. Для исключения
заклинивания перерезанной части опоры заряды устанавли-
вали наклонно под углом 30°, а также использовали вытал-
кивающие заряды, которые размещали с тыльной стороны
вырезаемых участков.
На опорах эстакады со стороны, противоположной на-
правлению валки, заряды размешали па одном уровне пол
углом 30°. Ill КЗ на конструкциях галереи и в нижней части
опор эстакады со стороны направления валки дублировали.
Нижний заряд размещали на высоте 0,5 м от уровня грун-
та. Расстояние между основным и дублирующим зарядами в
нижней части опоры принимали равным 0,3 м. Дублирующий
заряд размешали между основными зарядами, которые уста-
навливают па границе вруба. На перерезаемых металлоконст-
рукциях галереи основной и дублирующий заряды разметали
под углом 30° к вертикали, направляя их в разные стороны.
Длина отрезков 1J1K3 и их марка определяются профилем пе-
ререзаемого металла. Расход 111 КЗ приведен в табл. 5.21.
Массу выталкивающего заряда определяли по формуле
Q = 35FH, (5.126)
где Q — масса выталкивающего заряда, кг; F — площадь
поперечного сечения перерезаемой металлоконструкции, м’;
Н — высота вруба, м.
Площадь поперечного сечения двутавра № 55 — 0,0114 м’,
высота вруба — 1,5 м, необходимая масса выталкивающего
заряда — 0.6 кг.
Выталкивающий заряд формировали из грех патронов
аммонита 6ЖВ, которые располагали в один ряд, что ис-
504
Таблица 5.21
Расход ШКЗ при обрушении эстакады подачи гипса
1 |рофиль мсгалла Тол- щина ме- тал- ла, мм Расход ШКЗ на pc 1, м Марка Ш КЗ Масса ШКЗ па рез, KI Число pc IOII Общий расход 111 КЗ
масса. KI дли- на. м
Подбой колонн эстакады со стороны направления валки
Двутавр 55 12 1.4 UIK3-4 0.7 9 6.3 12.6
То же. со стороны, противоположной направлению валки
Двутавр 55 12 1.4 ШКЗ-4 0.7 3 2,1 4.2
Итого - - - - 12 8.4 16.8
Перерезание конструкций галереи
Двутавр 27 12 0.9 ШКЗ-4 0.45 8 3.6 7.2
Швеллер 24 10 0.5 ШКЗ 3 0.2 8 1,6 4.0
Итого. - - - 16 5.2 11.2
Всего: - - - - 28 13.6 28.0
ключало пробивание металла опор эстакады и разлет оскол-
ков металла. Выталкивающие заряды устанавливали на вы-
резаемом участке опоры на 1,0 м выше заряда нижнего реза.
Между выталкивающим зарядом и металлом опор размещали
деревянные бруски толщиной 20 мм. Всего потребовалось
три выталкивающих заряда.
Монтаж зарядов ШКЗ на металлоконструкции осуще-
ствляли вплотную, без зазора, кумулятивной выемкой к по-
верхности преграды. Заряд формировали из одного отрезка
ШКЗ необходимой длины и размещали с одной стороны
преграды, обводя перегибы у полок и стойки.
♦ Крепление ШКЗ на преграде производили путем распора
зарядов деревянными брусками и с помощью широкой липкой
ленты. После размещения заряда и его распора деревянными брус-
ками заряд сверху обматывали широкой лентой в 3...4 слоя, рас-
полагая ленту поверх брусков. Распорки обеспечивали плотное
прилегание заряда к преграде, по без его сжатия. В липкой ленте
делали отверстие для установки узла инициирования заряда ШКЗ.
505
Заряды по перерезанию опор эстакады и металлоконст-
рукций галереи подлежали укрытию для защиты от разлета
кусков металла и с целью снижения интенсивности удар-
ных воздушных волн. Сучегом этого для инициирования ШКЗ
использовали детонирующий шнур: пять отрезков ДILI
длиной по 50 мм каждый связывали в пучок и кренили
перпендикулярно вплотную к поверхности ШКЗ с помощью
гнезда из пластилина.
Выталкивающие заряды на металлоконструкциях крепи-
ли с помощью липкой ленты. Инициирование выталкиваю-
щих зарядов осуществляли с помощью детонирующего шпура
и электродетонаторов короткозамедленного действия (взры-
вание выталкивающих зарядов вели с замедлением 20 мс по
отношению к взрыву зарядов ШКЗ).
После установки зарядов ШКЗ и выталкивающих зарядов
на металлоконструкциях и крепления к ним узлов иниции-
рования из ДШ заряды сверху укрывали мешками с опилка-
ми. Толщина слоя укрытия из опилок на зарядах для перере-
зания металлоконструкций галереи эстакады составила 0,2—
0,25 м (толщина одного мешка с опилками), а на опорах
эстакады — 0,5 м. Сверху мешки с опилками обматывали
металлической сеткой. Укрытие перекрывало заряд со всех
сторон не менее чем па 0,5 м. Взрывание зарядов при обру-
шении эстакады осуществлялось короткозамедленно, все за-
ряды разделяли на пять групп.
В первой группе взрывали заряды по образованию розов
в металлоконструкциях галереи с одной се стороны (масса
навески ВВ в зарядах ШКЗ этой группы составляла 1,4 кг). Во
второй группе с замедлением 20 мс взрывали заряды но об-
разованию резов в металлоконструкциях галереи с другой
стороны (масса навески ВВ — 1,4 кг). В третьей группе с за-
медлением 40 мс взрывали заряды по образованию розов в
опорах эстакады со стороны направления валки (масса на-
вески ВВ в зарядах ШКЗ этой группы 3,5 кг). В четвертой
группе с замедлением 60 мс взрывали выталкивающие заря-
ды, установленные на опорах эстакады со стороны направ-
ления валки (масса зарядов ВВ в группе 1,8 кг). В последней,
пятой группе с замедлением 140 мс взрывали заряды по
образованию резов в опорах эстакады со стороны, противо-
506
положной направлению валки (масса навески ВВ в зарядах
группы 1,2 кг).
Радиус опасной зоны по действию ударных воздушных
волн на застекление определяли по формуле (4.77)
гв=65*Л,JQK .
(5.127)
Массу эквивалентного заряда при взрыве накладных за-
рядов III КЗ и выталкивающих зарядов принимали равной их
фактической массе. Коэффициент укрытия Ку был принят
равным 0,5, коэффициент замедления Kt = 1,3.
При взрыве зарядов но обрушению эстакады подачи гипса
максимальная масса зарядов одной группы была равна 3,5 кг.
Расчетная величина радиуса опасной зоны по действию УВВ
на застекление из обычных стекол составила 80 м, а на зас-
текление из стеклоблоков — 35 м.
Выполненные расчеты показали, что сейсмический эф-
фект от взрыва накладных зарядов подбоя и колебания, выз-
ванные падением подбитых конструкций эстакады на грунт,
не представляли собой опасности для окружающих охраняе-
мых объектов.
Для защиты железнодорожных путей, проходящих под
эстакадой, использовали бревенчатый настил. Толщину на-
стила определяли, исходя из условия, что упавшие конст-
рукции эстакады не смогут пробить укрытие и, следователь-
но, повредить рельсы и шпалы железнодорожного пути.
Удар подбитых конструкций эстакады о грунт (в нашем
случае — о железнодорожные пути) в сейсмическом отно-
шении можно приравнять к взрыву эквивалентного количе-
ства ВВ. Эквивалентную массу сосредоточенного заряда на-
ходили по формуле (4.32)
9,8Р/7С
4.3106
(5.128)
Масса обрушасмых конструкций эстакады составляла
Р = 200 000 кг, высота центра тяжести Я = 6 м и масса
эквивалентного заряда Q = 2,7 кг.
Длина обрушаемого участка эстакады — 55 м, ширина —
5 м. В этом случае падение эстакады на грунт можно рас-
507
сматривать как взрыв удлиненного заряда. Линейная плот-
ность такого удлиненного эквивалентного заряда
О 2.7
К = у = — = 0.049 кг/м. (5.129)
где L — длина заряда (длина обрушаемой части эстакады), м.
Вместе с тем, масса удлиненного контактного заряда Q,
кг, необходимого для перебивания конструкции из дерева,
равна
Q^K^Lh, (5.130)
где Ks — расчетный коэффициент, кг/м2 (при перебивании
деревянных шпал равен 11 кг/м2); h — толщина перебивае-
мого предмета, м.
Линейная плотность заряда, кг/м, составляет;
y=Ksh. (5.131)
При размерах поперечного сечения шпалы 0.25x0,15 м
для ее перебивания, согласно (5.130), необходим заряд мас-
сой 0.41 кг. Линейная плотность заряда длиной 0,25 м соста-
вит 1,65 кг/м. Из формулы (5.131) следует, что заряд с ли-
нейной плотностью 0,049 кг/м способен перебить деревян-
ную преграду толщиной не более 0,005 м.
Для защиты железнодорожного пути использовали уло-
женные решеткой в два слоя шпалы толщиной 0,15 м. Укры-
вали участок железнодорожного пути длиной 15 м, начиная
от опор эстакады со стороны, противоположной направле-
нию валки, и в сторону направления валки.
♦ При устройстве укрытия вдоль рельсов устанавливали опоры
(шпалы) таким образом, чтобы их верх не менее чем па 5 см высту-
пал нал верхом головки рельсов. На эти опоры поперек пути уклады-
вали нижний слой шпал укрытия на расстоянии 0,5 м друг от друга.
Верхний слой шпал укладывали вплотную друг к другу вдоль нуги.
При производстве взрывных работ по обрушению эстака-
ды была установлена опасная зона радиусом 150 м в направле-
нии. перпендикулярном оси эстакады (в направлении вал-
ки), радиусом 100 м в боковые стороны и но наружным капи-
тальным степам окружающих строений, расположенных в зоне
508
радиусом от 50 до 150 м от места взрыва. При этом люди,
находящиеся в момент взрыва внутри капитальных строе-
ний, должны были быть удалены не менее чем на 50 м, а в
зоне от 50 до 150 м (за пределами границы опасной зоны)
должны быть отведены от окоп на расстояние не менее 3 м.
До начала установки зарядов были выполнены все необ-
ходимые подготовительные работы; обрезаны или демонти-
рованы все мешающие металлические и другие конструкции
внутри галереи эстакады; укрыты трубопроводы и другие
коммуникации в опасной зоне; укрыты шпальным насти-
лом железнодорожные пути, проходящие под эстакадой и в
зоне паления ее конструкций. Работы по монтажу зарядов
ШКЗ на металлоконструкциях, их укрытию и взрыванию были
выполнены в течение одного дня.
В результате взрыва зарядов ШКЗ все металлоконструк-
ции были перерезаны, галерея была отделена от башен,
опоры подбиты и эстакада обрушена в заданном направле-
нии. Вырезанные участки опор были отброшены на несколько
метров. При ударе о грунт каркас галереи сплющился. Шпаль-
ный настил оказался достаточной защитой для железнодо-
рожных путей, которые в результате падения эстакады не
пострадали. Никаких повреждений других охраняемых объек-
тов, в том числе их застекления, также нс отмечено.
5.4.4. Обрыв и торпедирование труб в скважинах
♦ Участок строительства дюка-камсры па берегу реки был
отделен временной перемычкой, в теле которой был забит проти-
вофильтрапионпый шпунтовый ряд. Поддержание нужного уровня
воды за шпунтовым рядом со стороны строящегося обз.екта осуще-
ствлялось с помощью водопонижающих скважин, обсаженных бес-
шовными горячекатанными трубами. Внутренний диаметр обсад-
ных труб составлял 305 мм, внешний — 325 мм. В нижней части
обсадные колонны имели уширение-башмак.
По окончании строительства перед размывом перемычки для
пропуска волы были выполнены работы но извлечению обсадных
труб из скважин. Часть труб извлечь с помошыо домкрата не уда-
лось. В связи с невозможностью полного извлечения обсадных труб
водопонижающих скважин потребовалось выполнить взрывные ра-
боты по обрыву этих труб на отм. -41 м.
509
Для обрыва труб были использованы кумулятивные тру-
борезы, снаряжаемые непосредственно на месте. В качестве
ВВ использовался пластит. Масса заряда ВВ в труборезе опре-
делялась по формуле
Q = ndq, (5.132)
где Q — масса заряда, г; d — диаметр трубы, см; q — удель-
ный расход В В, г/см.
Диаметр трубы — 31,5 см, а масса заряда ВВ в труборезе
составила 1,5 кг.
Кумулятивная выемка в заряде создавалась с помощью
алюминиевой трубки с толщиной стенки 3 мм. Глубина ку-
мулятивной выемки в кольцевом заряде составляла 7 мм.
Инициирование заряда осуществлялось с помощью ДШ. Кор-
пус трубореза был герметизирован.
♦ Перед началом работ по обрыву обсадных труб все трубы
водопонижающих скважин были тщательно прошаблонированы с
целью выяснения возможности опускания снаряженных труборе-
зов на нужную глубину. Шаблонирование заключалось в опуска-
нии до уровня проектной отметки обрыва трубы корпуса трубореза.
Кроме того, был проведен детальный обмер обсадных колонн, уточ-
нены значения их внутренних диаметров, толщина стенок, рассто-
яние от торцов колонн до грунта и до уровня воды в скважинах.
Кумулятивные труборезы снаряжали и монтировали не-
посредственно возле водопонижающих скважин, обсадные
колонны которых были намечены к обрыву. Опускание сна-
ряженных труборезов в обсадные трубы проводилось на при-
вязанном к верхней крышке трубореза алюминиевом тросе
диаметром 10 мм, свободный конец которого обматывался
вокруг обсадной трубы. Глубина опускания труборезов уста-
навливалась по меткам на несущем тросе. Труборезы опуска-
лись в обсадные трубы на глубину до 20 м (отм. -41 м). По-
скольку над труборезами располагался слой воды высотой
15... 17 м, играющий роль забойки, специальных укрытий
устьев скважин не делалось.
При проведении взрывных работ за один прием взры-
вался заряд в одной из подготовленных водопонижающих
скважин, Инициирование магистрали ДШ производилось
капсюлем-детонатором зажигательной трубки. Радиус опас-
510
ной зоны при производстве взрывных работ был принят рав-
ным 50 м,
Сразу после взрывных работ по обрыву обсадных ко-
лонн в водопонижающих скважинах проводилось извлече-
ние верхних частей этих колонн с помощью лебедки и дом-
кратов.
Осмотр извлеченных частей обсадных колонн показал, что
все они после взрывания в них кумулятивных труборезов были
полностью оборваны на нужных отметках. Взрывание зарядов
в обсадных трубах водопонижающих скважин обеспечило нс
только обрыв этих труб, но и встряхивание труб гидроудар-
ной волной, благодаря чему было нарушено плотное сцепле-
ние труб с грунтом и облегчены условия их извлечения.
♦ Торпедирование водозаборной скважины глубиной 83 м,
пробуренной .тля обеспечения питьевой водой и водой для хозяй-
ственных нужд, выполняли с целью увеличения ее дебита. Диа-
метр скважины составлял 190 мм. Геологический разрез водозабор-
ной скважины был представлен известняками, песчаниками, мер-
гелем, глинистым сланием, песком. Водоносные пласты известня-
ка с наибольшим притоком воды были приурочены к глубинам
38...45 м и 50...60 м.
Проектный дебит скважины должен был составлять 8... 10 мУч.
а фактический волоприток до се торпедирования был равен 0,8 муч.
Предполагалось, что незначительный фактический дебит скважи-
ны по сравнению с проектным объяснялся отложением на стенках
скважины частичек глины, которыми была забита фильтрующая
поверхность скважины, вследствие чего уменьшилась ее проница-
емость для воды.
Для разрушения заглинизированной поверхности ствола
скважины в водоносных пластах известняка был проведен
взрыв удлиненной торпеды из детонирующего шнура. Тор-
педа длиной 25 м, состояла из 44 ниток ДШ. Торпеда распо-
лагалась в скважине на глубине 36...61 м. Общий расход ДШ
с учетом двух магистральных отрезков ДШ составил 1 200 м.
Все отрезки ДШ связывались вместе изолентой через
0,7,,.0,8 м и подвязывались к веревке. Для лучшего центриро-
вания торпеды в скважине к нижнему концу веревки был
подвязан дополнительный груз массой 2 кг. Взрывание тор-
педы осуществлялось с помощью двух последовательно со-
единенных электродетонаторов.
511
Во время взрыва над скважиной поднялся столб воды
высотой до 40 м. После взрыва было зафиксировано падение
грунта в скважину. Глубина скважины уменьшилась па 3,5 м.
Под действием ударной волны взрыва произошло разру-
шение и сброс на забой скважины глинистых частиц с по-
верхности ствола, образовались дополнительные трещины в
породах. Поданным выполненных наблюдений за водопри-
током в результате торпедирования скважины дебит воды
возрос почти в три раза.
5.4.5. Дробление чугунного скрапа
♦ Чугунные скрапы (коржи) различного объема (от 2.5 до 8 м')
и массы (от 20 до 60 т) для дальнейшей переработки необходимо
было раздробить на куски массой до 10 т. Дробление чугунных
коржей велось на специальной площадке в районе их складирова-
ния. С двух сторон площадка была ограждена насыпью с проло-
женными по ней железнодорожными путями. Высота насыпи дос-
тигала 8 м. Ближайшие строения находились на расстоянии 100 м за
насыпью. Производственные корпуса предприятия располагались
на расстоянии 700 м.
Материал коржей — серый чугун с прослоями шлака. Форма
скрапов — близкая к усеченному конусу е максимальным диаметром
большего основания 2,8 м, меньшего основания (низ ковша) — 1,0 м,
высота до 2,8 м. В коржах имелись прослои шлака (от одного до чет ы-
рех прослоев в зависимости от высот ы коржей) толщиной ло 0,1 м.
Подлежащие дроблению чугунные скрапы с помощью буль-
дозера доставляли па площадку и устанавливали в два ряда па
расстоянии 0.5...20 м друг от друга.
Прожигание шпуров в чугунных коржах выполняли на
месте работ с помошыо кислородного копья (леточная трубка
диаметром 16 мм и длиной до 6 м). Подачу кислорода осуще-
ствляли от кислородных баллонов, соединенных между со-
бой гребенкой. Вместе соединяли 5...20 баллонов. Для увели-
чения температуры струи и снижения расхода кислорода и
трубок прожигание выполняли с использованием железо-
алюмиписвого флюса, который подавался в смеси с кисло-
родом в копье с помощью установки УФР-5.
Чугунные коржи подлежали дроблению па куски мас-
сой до 10 т, т.с. на 2...6 частей в зависимости от размера
512
коржа. С этой целью в дробимых монолитах прожигали от
одного до четырех шпуров диаметром около 70 мм. Направле-
ние шпуров — слабо наклонное вверх ввиду необходимости
удаления расплавленного металла из шпура. Параметры шпу-
ровых зарядов при дроблении чугунных коржей конической
формы приведены в табл. 5.22.
♦ Большие сложности в работе вызывает неоднородность .ме-
таллического монолита, наличие прослоев шлака и пустот. Это не
позволяет обеспечить стабильность параметров прожигаемых шпу-
ров лаже в однотипных скрапах, приводит к изменениям в диа-
метре шпуров и, как следствие, в длине заряда и длине забойки
при одинаковых длине шпура и массе заряда ВВ.
Средний расход материалов на прожигание 1 м шпура
составил: кислород — 4,5 баллона; флюс — 3,4 кг; легочная
трубка — 5,1 шт. (32,4 кг).
Средние затраты труда па прожигание шпура длиной 1 м
составили 0,5 ч. При увеличении длины шпура затраты труда
резко возрастали (до 1 ч на шпур длиной 1,5 м), что было
связано с необходимостью расширения шпура по всей его
длине до заданного диаметра и ухудшением условий удале-
ния металла из шпура.
Таблица 5.22
Параметры шпуровых зарядов
при дроблении чугунных коржей (диаметр шнуров 0,07 м)
Вы- Дна- Обьсм Дли- Рас- Дик- Мас- Об- Расход па корж
сота метр кор- па СТОЯ- 1111 С<1 шее
кор- ОС- жа. шпу- НИС HI- за- ЧИС- бурс- ДШ ВВ, ЭД.
жа. м но- ва- ция. м м ра. м между шну- рами, м бой- ки. м ряда н шпу- ре, кг ло шпу- ров па корж. UIT. НИЯ, м па кон- це- вики. м кг Ill Г
2.7 2.7 7.3 1.3 0.9 0.5 2,8 4 5,2 14.4 11.2 4
2.0 2.2 4.0 1.2 0.75 0.5 2.5 .3 3.6 10.2 7.5 3
1.5 1.« 2.3 0.8 0.6 0.3 1.8 3 2.4 7.8 5.4 3
1.0 1.4 1.2 0.6 - 0.2 1.4 1 0.6 2.2 1.4 1
513
Стенки шпура, прожженные в металле при помощи кисло-
родного копья, перед заряжанием охлаждали (их температура
должна быть нс более 80 °C). Шпуры перед заряжанием про-
чищали от шлака и настылей металла, образовавшихся при
прожигании шпуров. Дробление чугунных коржей вели с
помощью шпуровых зарядов, размещая заряд ВВ в колонке
шпура.
Для определения необходимой массы заряда в шпуре до
заряжания проводили обмер дробимого коржа. Замеряли ве-
личину его нижнего основания и высоту и находили соглас-
но данным табл. 5.22 объем коржа, проектную длину шпуров
и требуемую массу заряда ВВ в шпуре. Кроме того, проверя-
ли фактическую длину шпуров, расстояние между шпурами
и направление шпуров.
В качестве ВВ использовали натренированный аммонал-
200 (диаметр патронов 32 мм). Фактическая масса заряда в
одном шпуре в зависимости от объема коржа и длины шпу-
ра составляла 1,2...3,0 кг. Патроны ВВ перед заряжанием раз-
резали на 2...3 части или разрезали их бумажную оболочку.
Введенную в шпур часть патрона уплотняли, затем вводили
следующую часть патрона и т.д. до полной зарядки шпура.
Забойку шпуров производили глиной. Инициирование шпу-
ровых зарядов осуществляли с помощью концевых отрезков
ДШ, к которым снаружи подсоединяли по одному электро-
детонатору.
При производстве взрывных работ, учитывая наличие
грунтового вала, радиус опасной зоны для людей на откры-
том пространстве был принят равным 700 м. Посты охраны
опасной зоны на момент взрыва размещались в металличес-
ких защитных укрытиях (колпаках). Вся зона вокруг места
работ просматривалась постами. Взрывание проводили с
минной станции, расположенной в массивном металличес-
ком укрытии в пределах опасной зоны на расстоянии 150 м
от взрываемых коржей.
В одной серии взрывали по 3...4 коржа. Взрывание прово-
дили короткозаме,тленно, интервал замедления между груп-
пами, в каждой из которых взрывали по одному коржу, со-
ставлял 50 мс. Для взрывания зарядов одной серии выбира-
ли удаленные друг от друга коржи с тем, чтобы исключить
514
возможность подбоя концевых отрезков ДШ разлетающими-
ся кусками металла.
Средний расход бурения и взрывматериалов для дроб-
ления 100 м3 чугунного скрапа составил: объем прожигания
шпуров 90 м; расход ВВ на основное взрывание 150 кг.
Объем отдельных взорванных коржей колебался от 1,5 м3
до 7,3 м\ При взрывании большеразмерных коржей (объемом
5 м3 и более) оставались неразбитые куски металла объемом
более 1,5 м3. Выход крупногабаритных кусков составил око-
ло 16%. Выход мелких (переизмсльченных) фракций — по-
рядка 10...15 %. Выход габаритных кусков был около 70 %
исходного объема дробимого металла.
♦ При взрывах регистрировалась также видимая дальность раз-
лета отдельных осколков металла (засекалось место падения кус-
ков и расстояние от этого места до известных ориентиров на мест-
ности). При использовании шпуровых зарядов для дробления чу-
гунных скрапов фактическая дальность разлета отдельных кусков
металла не превысила 300 м, составляя в большинстве случаев
100...200 м. Следует отметить, что максимальная дальность разлета
отмечалась при взрывании коржей с большим включением шлака.
5.5. ОСВОБОЖДЕНИЕ ЦЕМЕНТНЫХ
СИЛОСОВ ОТ ЗАВИСЕЙ И НАЛИПАНИЙ
Цементу, гипсу и другим гигроскопичным материалам,
хранящимся в силосах, свойственны такие отрицательные
явления, как слеживание, комкование, налипание, сводо-
образование, примерзание. Из-за этого внутри силосов обра-
зуются зависи и налипания, Очистку силосов производят один
раз в два-три года. Почти повсеместно она проходит вруч-
ную, но в ряде случаев используют взрывной способ. С этой
целью используют накладные заряды (их подводят к сводам
снизу или опускают через смотровые или загрузочные люки
сверху на слежавшийся цемент или гипс), шпуровые заряды
(шпуры бурят изнутри силоса, снаружи через его стенку или
через предварительно вырезанное отверстие в стенке метал-
лического силоса), а также неконтактные заряды.
При использовании шпуровых зарядов расчетный удель-
ный расход ВВ принимают в пределах 0,2...0,3 кг/м3, а в ос-
515
тальном методика расчета параметров шпуровых зарядов ана-
логична методике их расчета при рыхлении скальных грун-
тов. Рассмотрим опыт очистки силосов с помощью наклад-
ных (наиболее распространенный способ) и неконтактных
зарядов, а также зарядами в рукавах.
5.5.1. Освобождение силосов от слежавшегося
гипса с помощью взрывов накладных зарядов
Для освобождения железобетонных силосов в помол ь-
но-цемептпом цехе цементного завода от спемснтировавшс-
гося сырья использовали накладные заряды.
♦ Сырье представляло собой дробленый гипсовый камень фрак-
ций 50...280 мм, смешанный с пылевидными образованиями и
сильно слежавшийся. Сырье находилось в цилиндрических железо-
бетонных силосах высотой 20,1 м, диаметром 12 м с толщиной
стен 0,24 м. Силосы в верхней части имели загрузочные люки, а в
нижней, в плоском дне — но два выпускных люка диаметром 3 м.
Выпускные люки были оборудованы стальными пирамидальными
бункерами с задвижками. В верхней части стены каждого бункера
прорезано по одному отверстию — окну для выбивания вручную
образующихся пробок. Площадь сечения отверсгия 0,25x0,25 м. Под
бункерами располагались ленточные питатели, ведущие к мельни-
цам. Внутри и снаружи по стенам помещения, где находились 12
силосов, проходили электрические кабели и водопроводные трубы.
В каждом силосе основная масса слежавшегося сырья
располагалась на глубине 10... 12 м. Кроме того, она налипала
на стенах банок слоем толщиной 0,5 м вверху и 3,5 м у основ-
ной массы. В нижней части силосов около каждого выпускно-
го люка имелись куполообразные вывалы высотой 6...8 м.
Толшина массы у степ силоса на уровне пола составляла
1,5 м с постепенным утолщением к вершине свода.
Взрывные работы по освобождению силосов проводили на-
ружными зарядами, которые подводили снизу. Заряды рассчи-
тывались исходя из условия сохранности степ силоса но формуле
rt = KjQ , (5.133)
где г — расстояние от заряда до стен силоса, м; Ка — коэф-
фициент пропорциональности, зависящий от условий рас-
516
положения заряда, а также от характера допустимых повреж-
дений (был принят равным двум); Q — масса заряда, кг.
Высота расположения зарядов от дна силоса была при-
нята равной 1,5; 2,0 и 3,0 м, а масса зарядов составляла
соответственно 0,5; 1,0 и 3,0 кг.
В каждой серии взрывали одновременно по три заряда,
которые изготавливались из пазронированного аммонита 6ЖВ.
Они представляли собой пакет патронов аммонита, обвя-
занных детонирующим шнуром и закрепленных па конце
деревянной рейкой. Длина рейки — 1,5...2 м. Заряд на рейке
вводили в боковое отверстие в стенке бункера и устанавли-
вали внутри силоса на необходимую высоту до упора в сле-
жавшуюся массу гипса в намеченной точке, а затем закреп-
ляли. Рейку по мере необходимости удлиняли наращиванием.
Детонирующий шнур выводили от зарядов наружу, где
к нему подвязывали электродстопагор. Электроэнергию в
помещении отключали. Опасная зона ограничивалась поме-
щением силосов помольного отделения и охранялась при
производстве взрывов постами оцепления на всех входах в
помещение, в местах выгрузки и загрузки.
Всего было проведено по три взрыва в каждом силосе,
по одному в день. Это было обусловлено тем, что обрушив-
шийся от взрыва па дно силоса гипс выгружался постепен-
но, по мере необходимости для производства цемента. Каж-
дым взрывом обрушалось около 50 м’ слежавшейся массы. А
всего было разрыхлено, обрушено и выпушено 400 м3 гипса.
Произведенные взрывы показали, что выбранный метод рас-
четов и способ взрывания зарядов позволяет осуществлять
подобные работы без риска повредить стенки емкостей и с
достаточной степенью безопасности при установке зарядов.
5.5.2. Очистка силосов накладными зарядами
и зарядами в рукавах
Для очистки силосной банки силосного склада гипса
от слежавшейся гипсоцементной смеси (гипсопементпая
пуцеолаповая вяжущая смесь; состав: гипс — 90 %, цемент —
10%; марка М100) были использованы накладные заряды и
заряды в рукавах.
517
♦ Высота железобетонной силосной банки составляла 16,0 м,
внутренний диаметр — 8,0 м, толщина стен — 0,16 м. Силосная
банка была полностью заполнена слежавшейся гинсонсмснтной сме-
сью (силос простоял заполненным без разгрузки около 10 лег;
объем слежавшейся смеси составлял около 800 м'). В нижней части
банки имелась козловая полость объемом около 4 м1, образованная
в результате предпринятых ранее работ но ручной очистке силоса
через боковой выпуск.
Осмотром через боковой выпуск и по результатам рапсе про-
веденных работ но очистке силоса было установлено, что примы-
кающая к наружным стенам силоса гипсоцементная смесь сильно
слежавшаяся, а в центральной части силоса (ближе к его оси) -
более рыхлая.
Для рыхления слежавшейся смеси у задней степы си-
лоса при очистке силоса были использованы заряды в го-
ризонтальных и наклонных рукавах, а для обрушения рых-
лой части смеси в центральной части силоса — накладные
заряды.
Массу зарядов в рукавах определяли по формуле (3.2)
0=АЗГ’,кг. (5.134)
Расчетную линию сопротивления принимали равной
длине рукава, т.с. расстоянию от свободной поверхности
котловой полости в силосе до забоя рукава. Расчетный удель-
ный расход ВВ: К - 0,3 кг/м\ Параметры зарядов в рукавах
приведены в табл. 5.23. Для конструкций силосной банки,
в которой проводились взрывные работы, были опасны
действия сейсмических и ударных воздушных воли взры-
вов.
При взрывании внутри железобетонного силоса необхо-
димо было исключить трещи необразованно бетона его стен.
В случае воздействия УВВ для определения допустимой мас-
сы заряда использовали выражение
(5.135)
где д — толщина железобетонной стенки силосной банки, м;
г — расстояние от заряда ло стенки, м; е — коэффициент
518
Таблица 5.23
Расчетные параметры зарядов в рукавах
лис. м Длина рукаиа, м Рассюяиис, м, между Масса заряда, кг Длина заряда, м
вырабогкам и и ряду рядами выработок
0.5 0,5 0.8 0.8 0.1 0,1
0.6 0,6 0.8 0,8 0.1 0.1
0.7 0.7 0,9 0.9 0.2 0,1
0.8 0.8 1,0 1.0 0.25 0.1
0,9 0.9 1.1 1.1 0.3 0.1
1.0 1.0 1.2 1.2 0.5 0.1
запаса (с учетом требований недопущения трещи пообразо-
вапия в стенке принимаем равным 20); о, — динамическое
сопротивление бетона на растяжение, кг/см3 (принято рав-
ным 10 кг/см?); К — коэффициент преломления ударной
волны на контакте «бетон—воздух» (равен 2); Р— избыточ-
ное давление па фронте падающей УВВ, кг/см2:
Р = 0,84^—+ 2,7^-+7,оД. (5-136)
г Г г
Q — масса взрываемого заряда, кг.
При размещении накладного заряда по оси железобе-
тонной банки силоса па расстоянии 4,0 м от стенок толщи-
ной 0,16 м допустимая масса взрываемого накладного заряда
составит 0,8 кг. В табл. 5.24 приведены массы сосрсдоючсн-
ных накладных зарядов, допустимые для взрывания внутри
железобетонной силосной банки, в зависимости от расстоя-
ния между зарядом и стенкой силоса.
Для определения допустимой массы заряда по сейсми-
ческому действию при взрывании зарядов в рукавах исполь-
зовали понятие критической удельной энергии УВВ. при
падении которой па стенки силоса в них появляются повреж-
дения заданной интенсивности (или соответствующие по-
вреждения отсутствуют). Энергию в объемной сейсмичес-
кой волне определяют по формуле
519
Таблица 5.24
Допустимые массы зарядов при взрывании
внутри железобетонной силосной банки (толщина стенки 0,16 м)
Расстояние от с Юнки до заряда, м Допустимая масса заряда, кг
накладного а рукавах
1.0- 1.5 0,02 0.1
1,5-2,0 0.05 0.2
2,0-2,5 0,1 0,4
2.5-З.О 0,2 1.0
3.O-3.5 0,4 1.4
3.5-4,0 0.6 2.0
4,0 (ио оси) 0.8 2.6
£ = 0,0410'’^— , (5-137)
4
г
где Е — удельная энергия, Дж/м (для бетона М200 при ис-
ключении трещинообразования она равна 4 000 Дж/м3; в на-
шем случае, с учетом большого срока эксплуатации силоса,
принята равной 1 000 Дж/м3).
Из формулы (5,137) следует, что на расстоянии 1,0 м от
железобетонной стенки толщиной 0,16 м допускается взры-
вание шпуровых зарядов или зарядов в рукавах массой 0,1 кг.
Для других расстояний допустимые для взрывания массы
зарядов приведены в табл. 5.24.
Учитывая большой срок эксплуатации силосов, при про-
изводстве взрывов но очистке были приняты следующие па-
раметры зарядов:
• накладные заряды располагали на расстоянии нс ме-
нее 3,0 м от стенки силоса; массу накладных зарядов
О1раничивали величиной 0,3 кг при расположении заря-
да на расстоянии 3.0...3,5 м от стенки силосной банки
и 0,4 кг при расположении заряда на расстоянии
3,5...4.0 м от стенки силоса, в том числе и по оси банки;
• заряды в рукавах размешали на расстоянии не менее
1,5 м от стенки силоса; массу зарядов принимали по
табл. 5.24.
520
Заряды в шпурах и рукавах располагали на высоте нс
менее 6 м от поверхности земли. Сама силосная банка, в ко-
торой проводились взрывные работы, опиралась на колон-
ны и не имела непосредственного контакта с грунтом. В этих
условиях скорость колебаний грунта в основании охраняе-
мых объектов находили по формуле (4.1)
v = (5138)
а г
X 7
Проведенные расчеты показали, что при взрывании за-
рядов максимально допустимой массы (2,6 кг) сейсмическое
действие взрывов было нс опасно для окружающих строе-
ний и коммуникаций.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
определяли по формуле (4.78)
ги=63Ку^ . (5.139)
Коэффициент укрытия, с учетом расположения заря-
дов внутри силосной банки, был принят равным 0.3.
При взрывании накладных зарядов масса эквивалентно-
го заряда принималась равной их фактической массе, а при
взрыве зарядов в рукавах определялась по формуле (4.80), При
взрывании накладных зарядов радиус опасной зоны по дей-
ствию УВВ на застекление составлял 12 м, а при взрывании
зарядов в рукавах — 10 м. В пределах указанной зоны объек-
тов с застеклением не было.
♦ При производстве работ горизонтальные и наклонные рукава
проходили путем механического рыхления слежавшейся массы с
помощью багра и лома, закрепляемых на длинном шесте. Длина
рукава составляла нс менее 0,5 м. Среднее сечение рукава — 0,3x0,3 м.
Рукава располагали в один или два ряда (возможно их расположение
и в несколько рядов). Расстояние от днища банки до нижнего ряда
рукавов — 1,0 м, расстояние между рукавами в ряду — 0,8...1,2 м.
Сплошной сосредоточенный заряд формировали из патронов
аммонита 6ЖВ диаметром 32 мм. Масса одного патрона 0,2 кг. Пат-
роны резали пополам и связывали полученные части патрона вместе
так, чтобы сформировать сосредоточенный заряд длиной, равной
521
половине патрона. Заряд кренили к шесту, с его помощью вводи-
ли в рукав, а затем закрепляли зам. Взрывание вели без забойки
(воздушная забойка). Инициирование производили с помощью кон-
цевого отрезка Д111, который обматывали нокру) связки патронов.
К коннсвому отрезку подсоединяли Mai истральпый отрезок Д111.
длину которого определяли на мссгс с учетом расстояния ог люка
до места размещения заряда в рукаве.
Массу накладного заряда принимали в зависимости от
расстояния между местом размещения заряда и наружной
стенкой силосной банки. Она составляла 0,3 кг при располо-
жении заряда на расстоянии 3,0.,.3,5 м от стенки силосной
банки и 0,4 кг — при расположении заряда по оси банки
(на расстоянии 4 м), Сосредоточенный заряд формировали
из разрезанных па две половины патронов аммонита 6ЖВ,
которые кренили к деревянному шесту и с его помощью
через люк бокового разгружатсля подводили к поверхности
взрываемого массива и прижимали к нему вплотную.
После заряжания рукавов или установки накладного за-
ряда люк бокового разгружатсля закрывали металлическим
щитом, а щели — мешками с песком. Для выпуска ДШ в
нижней части люка устанавливали деревянные подкладки
толщиной 5 см. Наружные участки ДШ и ЭД присыпали
песком. На время взрывов была установлена опасная зона
для людей на открытом пространстве радиусом 50 м и по
наружным капитальным степам окружающих производствен-
ных зданий — па расстоянии 25,..50 м от очищаемой силос-
ной банки.
При выполнении работ сначала осуществляли взрыва-
ние накладных зарядов, а затем, после очистки силоса от
обрушенной рыхлой части гипсопсмснтной смеси, произ-
водили взрывание зарядов в рукавах. Взрывание накладных
зарядов вели по одному заряду в серии. Всего было проведе-
но три взрыва накладных зарядов. После очистки силоса от
осыпавшейся смеси было проведено мгновенное взрывание
четырех зарядов в рукавах. Их общая масса составила 1,6 кг. В
результате взрывов большая часть слежавшейся смеси осы-
палась, что позволило очистить банки. После выгрузки сме-
си окончательную очистку стенок банки вели механическим
способом.
522
5.5.3. Очистка силосов от налипаний
неконтактными зарядами
Для обрушения записей и налипаний со стенок метал-
лический и железобетонных силосов используют взрыв сво-
бодно подвешенных в воздухе (неконтактных) зарядов. Об-
разующаяся при взрыве этих зарядов ударная воздушная волна
при падении изнутри на стенки силоса способна раздробить
корку цемента и обрушить зависшее сырье со стенок. Заряд в
силосе размещают через за1рузочнос или иное отверстие в
перекрытии силоса на разном расстоянии от обрушаемого
слоя налипшего цемента или гипса.
При взрывных работах по очистке силоса необходимо в
первую очередь обеспечить сохранность его конструкции.
Поэтому допустимую массу накладного или свободно под-
вешенного в воздухе сосредоточенного заряда, взрываемого
внутри силоса, определяют по формуле
где Q — масса заряда ВВ, кг; Е — удельная энергия, Дж/м2;
г — расстояние, м.
Значение критической удельной энергии зависит от ма-
териала и толщины стенок силосов, их конструкции, степе-
ни износа и других факторов. Для металлических силосов
при толщине стенок 8...12 мм безопасное значение крити-
ческой удельной энергии (сталия упругой деформации) со-
ставляет 4 000...8 000 Дж/м2, для железобетонных силосов (от-
сутствие трещинообразования в стенках силосов) — 2 000...
4 000 Дж/м2.
Для очистки зависей небольшой высоты (до 2...3 м)
использовали взрыв сосредоточенных неконтактных зарядов,
при большей высоте зависей — взрыв удлиненных зарядов
(рис. 5.22).
Линейную плотность удлиненного неконтактного заря-
да находили по формуле
y=Q/2r, (5.141)
523
Рис. 5.22. Размещение удлиненного (а)
и сосредоточенного (S) неконтактных зарядов в силосе:
/ — детонирующий шнур; 2 — удлиненный заряд; 3 — слой
налипшего цемента; 4 — трос: 5 — груз; 6 — сосредоточенный заряд
где у — линейная плотность удлиненного заряда, кг/м; Q —
допустимая для взрывания масса сосредоточенного заряда,
кг, определяют по формуле (5.140); г — расстояние от оси
линейного заряда до стенки силоса в направлении, перпен-
дикулярном оси линейного заряда, м.
Удлиненный заряд формировали из гирлянды патронов
ВВ или из нескольких нитей ДШ. Длину заряда принимали
равной длине обрушаемой зависи. Торцы заряда размешали
на безопасном расстоянии от перекрытия и днища силоса.
524
Для очистки металлического силоса высотой 16,6 м и
диаметром 8 м (толщина стенок 8 мм) были использова-
ны сосредоточенные и удлиненные неконтактные заряды.
Толщина слоя налипшего цемента доходила до 1,5 м. Мак-
симальная масса сосредоточенного заряда — 0,4 кг. В ре-
зультате взрыва из силоса через выпускной люк высыпалось
несколько тонн мелкого цементного камня. Аналогичный
эффект был достигнут при взрыве удлиненного заряда дли-
ной 10 м (состоял из пяти нитей ДШ).
Взрывом удлиненного заряда, состоявшего из четырех
нитей ДШ длиной по 5 м, была обрушена завись в верхней
части силоса толщиной 0,4 м и высотой 8 м. Заряды разме-
шали по оси силоса.
На цементном заводе была проведена очистка стенок и
восстановление выпуска цемента в железобетонном силосе
(высота силоса — 34.2 м, внутренний диаметр силосной
банки — 17.2 м, толщина стенки — 0,4 м). Зависший слой
цемента составлял 1,5.,.2 м в воронке и 3...4 м на гребне и
имел высоту 8 м у стенок силоса. С помощью двух взрывов
удлиненных неконтактных зарядов из силоса было выпу-
щено более 100 т цемента, зависшего на его стенках и греб-
не. Удлиненные заряды состояли из 28 нитей ДШ длиной
по Юм (линейная плотность заряда 0,34 кг/м). Заряды опус-
кали через отверстие в перекрытие силоса па тросе. К заря-
ду был прикреплен груз массой 2 кг (см. рис. 5.22). Мини-
мальное расстояние от заряда до стенки силоса составляло
5 м.
Дальнейшая очистка воронок велась с помощью взры-
вов накладных и шпуровых зарядов. После взрыва пяти на-
кладных зарядов массой по 0,4 кг, размешенных на расстоя-
нии 1,5...2 м друг от друга, было выпущено около 15 т це-
мента. Заряды взрывали с засыпкой толщиной 0,3...0,5 м.
Шпуры бурили с помощью сжатого воздуха, подводимого че-
рез трубу диаметром 15 мм. Длина шпуров составляла 1,8...2 м,
расстояние между шпурами — 1,5...2 м. Всего было пробуре-
но шесть шпуров. Масса заряда в шпуре — 0,4...0,6 кг. После
взрыва шпуровых зарядов выпущено около 20 т цемента. Вы-
пускную воронку очистили до набетонки. Работоспособность
силоса была восстановлена за два дня.
525
При выполнении взрывов внутри силосов установлена
опасная зона радиусом 50 м для людей па открытом воздухе
и 20 м для людей, находящихся внутри строений с капи-
тальными стенами. При взрывах никаких повреждений сило-
сов и расположенных рядом сооружений, в том числе их
застеклений, нс произошло. Рассмотренные способы могут
быть использованы для очистки силосов нс только от на-
липшего цемента или гипса, но и от других сыпучих (не-
взрывоопасных) материалов.
5.6. ДРОБЛЕНИЕ ЛЬДА И ПОДВОДНЫЕ
ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
5.6.1. Взрывные работы по дроблению льда
для разворота земснаряда на карьере
Для обеспечения разворота земснаряда на карьере необ-
ходимо было выполнить взрывные работы по дроблению льда
толщиной 0,2...0,3 м. Размер карты составлял 20x80 м, глуби-
на волы 7, 5 м. Земснаряд располагался на расстоянии 100 м
от взрываемой карты.
Дробление льда осуществляли с помощью взрыва подвес-
ных зарядов, опускаемых через лунки диаметром 160...200 мм.
Заряды размещали па 0,5 м ниже слоя льда. При толщине
слоя льда 0,3 м глубина погружения заряда составляла 1,8 м.
Массу подвесного заряда определяли по формуле (3.129)
Q=qW'. (5.142)
Величину ЛНС принимали равной расстоянию от цент-
ра заряда до верха ледяного покрова (И/= 1,8 м). Удельный
расход ВВ был принят равным q = 0,5 кг/м’. По практичес-
ким данным при таком удельном расходе образуется майна
диаметром (3...5) Ж забитая кусками льда.
Масса одного подвесного заряда — 3,0 кг. Заряды фор-
мировали из патронов аммонита 6ЖВ диаметром 32 мм (мас-
са одного патрона 0,2 кг). Патроны необходимой массы поме-
щали в полиэтиленовые пакеты и обвязывали липкой лентой.
Поверх пакета связка патронов обматывалась детонирующим
шпуром в две нити. Открытые концы ДШ помещали па по-
526
иерхпости льда. Для опускания под лсд к зарядам крепили
персику необходимой длины. Копен веревки прикрепляли к
деревянной рейке, укладываемой поперек лупки. Электро-
детонаторы подвязывали к ДШ у каждой лупки.
Расстояние между зарядами зависит от условий взрыва-
ния и требуемого размера майны и принимается в пределах
(5...15)И< В нашем случае, исходя из размеров карты, рас-
стояние в ряду было принято равным 7 м, между рядами
зарядов — 9 м, Заряды размещали в девять рядов, по три
заряда в ряду. Всего было установлено 27 зарядов общей мас-
сой 81,0 кг.
Взрывание зарядов производят короткозамедлеппо, интер-
вал замедления между группами был принят равным 25 мс.
Вее заряды разделяли па три группы, масса зарядов одной
группы 27,0 кг.
Общая масса зарядов в серии и режимы взрывания опре-
делялись в зависимости от воздействия взрывов па земснаряд
и другие охраняемые объекты. В районе взрывных работ были
расположены земснаряд (расстояние от края взрываемой
карты 100 м), коровник (расстояние 230 м) и поселок (рас-
стояние 300 м). Для опенки воздействия взрыва на эти объекты
были рассчитаны: радиусы опасной зоны по действию гидро-
ударной волны па земснаряд и УВВ на застекление; ожидае-
мая скорость колебаний грунта в основании охраняемых
объектов.
Радиус опасной зоны по воздействию гидроударпой вол-
ны па земснаряд определяли по формуле
^,=15^, (5.143)
где rry|l — радиус опасной зоны по действию ГУВ, м; Q, —
максимальная масса зарядов одной группы, кг.
При Q, — 27,0 кг радиус опасной зоны по действию ГУВ
составлял 27 м, что меньше расстояния до земснаряда.
Радиус опасной зоны по действию ударных воздушных
волн па застекление устанавливали по формуле (4.178)
га =65К,^ ,
(5.144)
527
а массу эквивалентного заряда — по формуле (4.179)
Q„ = KnQ, +Q™- (5145)
Коэффициент заглубления Кп при взрывании подвод-
ного заряда определяли по формуле (4.85)
*1П -910-
Н
(5.146)
Коэффициент замедления К, при взрывании с замедле-
нием 25 мс был принят равным 1,3.
При взрывании подвешенных зарядов максимальная
масса взрываемых зарядов в группе Qt = 27,0 кг, глубина
расположения заряда в воде Н = 1,8 м, коэффициент заг-
лубления К1п - 0,07, длина ДШ, приходящаяся па одну
группу, 9 м и 0Л1ц = 0,14 кг. Масса эквивалентного заряда
Qe = 2,0 кг. Расчетная величина радиуса опасной зоны —
120 м. Взрывание проводилось зимой, поэтому радиус опас-
ной зоны по действию УВВ на застекление был увеличен в
1,5 раза и принят равным 180 м. Охраняемые объекты с зас-
теклением были расположены за пределами опасной зоны
по действию УВВ.
При определении сейсмического действия взрыва на ок-
ружающие строения подвешенные заряды рассматривались
как заглубленные, размещенные в воде (так как сейсмичес-
кий эффект в случае взрыва заглубленных зарядов макси-
мальный, то все расчеты в данном случае выполнялись с
запасом в части обеспечения безопасности охраняемых объек-
тов). Скорость колебаний грунта в основании охраняемых
объектов от взрывов заглубленных зарядов, размещенных в
воде, находили по формуле
V = 800
(5.147)
Допустимая скорость колебаний грунта для охраняемых ок-
ружающих строений (коровник, поселок) составляла 3,0 см/с.
При взрыве зарядов обшей массой Q = 81 кг на расстоянии
528
230 м (в районе коровника) расчетная величина скорости
колебаний грунта составила 2,1 см/с, а на расстоянии 300 м
(в районе поселка) — 1.4 см/с, что меньше допустимой ве-
личины.
Таким образом, взрывные работы по дроблению льда не
представляли собой опасности для охраняемых объектов,
расположенных в районе их производства.
Радиус опасной зоны для людей и механизмов при произ-
водстве взрывных работ в соответствии с требованиями «Еди-
ных правил безопасности при взрывных работах» был при-
нят равным 100 м,
5.6.2. Взрывные работы при разработке
траншеи подводного дюкера
Для обеспечения бесперебойного водоснабжения жи-
лого района осуществлялось строительство нового водово-
да от существующего водозабора. При этом необходимо
было осуществить прокладку подводного дюкерного пере-
хода через реку. Часть траншеи, проходившая по берегам
реки, разрабатывалась механическим способом. Для уклад-
ки труб подводного участка водовода необходимо было
пройти траншею длиной около 270 м. Проходка подвод-
ной части траншеи на глубинах 2...9 м (при толщине слоя
волы до 7 м) осуществлялась с предварительным рыхлени-
ем скальных пород буровзрывным способом. Мощность взры-
ваемого слоя грунта по трассе траншеи изменялась от 2,1
до 3,4 м.
Проектные размеры подводной части траншеи состав-
ляли: ширина по дну — 5,0 м, по верху — 6,5 м, средняя
глубина траншеи — 3,0 м. Объем взрываемого грунта — око-
ло 3 900 м3, в том числе в проектном контуре траншеи около
2 120 м3.
♦ Разрабатываемые породы были представлены скальными до-
ломитами 6—7 категории крепости по СНиП (коэффициент кре-
пости по шкале проф, М.М, Протодья конова/= 8). На скальных
доломитах по всей трассе траншеи имелся слой песчаного грунта с
крупной галькой, мощность слоя 0,15.,.0,2 м.
529
В районе взрывных работ располагались теплицы (рас-
стояние — 97 м), жилые дома (120 м), насосная станция
водозабора (130 м), блок очистных сооружений (150 м).
Ихтиофауна в реке представлена среднечувствительными
речными рыбами (щука, окунь, судак, лещ). По условиям со-
гласования строительства перехода дюкерной линии област-
ной инспекцией рыбнадзора подводные взрывные работы
допускались в период с 1 января по 15 марта или с 15 июня
по 15 июля.
♦ Уборка изорванной массы предусматривалась 5-тонным кра-
ном «Пионер» с бадьей емкостью до I м1. Минимальный габарит-
ный размер куска составлял 0,75 м.
Рыхление скальных пород при проходке траншеи осу-
ществлялось методом скважинных зарядов. В качестве ВВ ис-
пользовали натренированный аммонит 6ЖВ (диаметр патро-
нов 90 мм) и тротиловые шашки Т-400Г.
Взрывание скважинных зарядов по рыхлению скальных
грунтов под водой велось с одной обнаженной поверхнос-
тью. Поэтому при расчете параметров скважинных зарядов
сначала определяли приведенную мощность взрываемого слоя
по формуле (3.80)
^"р УК(3-К) ’ м' (5.148)
Вместимость скважины р при использовании патронов
аммонита 6ЖВ и тротиловых шашек Т-400Г составляет 6,0 кг/м.
К — расчетный удельный расход ВВ по опыту выполнения
аналогичных работ при рыхлении скального грунта в под-
водных условиях был принят равным 1,8 кг/м3. Приведенная
мощность взрываемого слоя Н = 2,1 м. Поскольку мощ-
ность взрываемого слоя в траншее дюкера была больше при-
веденной, дальнейший расчет параметров скважинных за-
рядов в рассматриваемых условиях производили следующим
образом:
• расстояние между скважинами в ряду определяли по
формуле (3.81)
530
(5.149)
Р
а = т. — , м;
УК
• расстояние между рядами скважин принимали равным
b = 0,8«, м; (5.150)
• длину псребура по опыту выполнения аналогичных
работ принимали равной / = 1,0 м;
• длину скважины рассчитывали по формуле (3.83)
/ = Н + / . м; (5.151)
• массу заряда в скважине устанавливали по формуле
(3.84)
С = - U • кг- (5-152)
Расстояние между скважинами в ряду составило 1,6 м.
между рядами скважин — 1,5 м. Исходя из проектных разме-
ров траншеи и расстояния между рядами скважин, было
принято четырехрядное расположение скважин. Для обеспе-
чения качественного дробления пород в центральной части
траншеи длина забойки скважин в двух центральных рядах
была принята равной 0,5 м. а в двух крайних рядах, рассчи-
танных на оформление бортов траншеи, — 1.0 м.
Основные параметры скважинных зарядов при рыхле-
нии скальных грунтов в траншее подводного дюкерного пе-
рехода приведены в табл. 5.25. Схема расположения скважин
в контуре траншеи показана на рис. 5.23.
Конструктивно скважинный заряд представлял собой
сплошной заряд из патронов аммонита 6ЖВ диаметром
90 мм. В качестве боевика использовали две шашки Т-400Г
с пропущенным через них детонирующим шнуром (в две
нити). Боевик располагали в верхней части заряда, на глуби-
не. равной 1/3 длины заряда.
Взрыв подводных скважинных зарядов вызывает образо-
вание сейсмических, ударных воздушных и гидроударных
волн, способных вызвать повреждение сооружений и нанес-
ти урон ихтиофауне и пласредствам.
Вблизи места производства взрывных работ находи-
лись различные охраняемые объекты (см. ранее). Жилые
531
Таблица 5.25
Основные параметры скважинных зарядов при рыхлении
скального грунта в траншее подводного дюкерного перехода
Мощность взрыва- емого слоя, м Длина скважины, м* Скважины центральных рядов** Скважины крайних рядов***
Масса заряда, кг Длина заряда, м Масса заряда, кг Длина заряда, м
2,1 3,1 15,6 2,6 12,4 2,1
2,5 3,5 18,0 3,0 14,8 2.5
2,7 3,7 19,2 3,2 16,0 2,7
3,0 4,0 20,8 3,5 18.0 3,0
3,2 4,2 22,0 3,7 19,2 3.2
3,4 4,4 23,2 3,9 20.4 3,4
♦ Длина перебура — I м; расстояние .между скважинами в ряду — 1.6 м;
между рядами скважин — 1,5 м.
♦♦ Длина забойки в скважинах центральных рядов — 0,5 м.
♦♦♦ Длина табойки в скважинах крайних рядов — I м.
дома выложены из красного кирпича. Здания насосной стан-
ции и очистных сооружений выполнены из глиняного кир-
пича, а подземная часть насосной станции, заглубленная
на 16м, — из бетонных блоков. Теплицы представляли со-
бой металлические каркасы, обтянутые пленкой. Наиболь-
шие опасения за сохранность при производстве взрывных
работ вызывали здания насосной станции и очистных со-
оружений, Учитывая важность этих объектов, для них в ка-
честве допустимой была принята скорость колебаний грун-
та 3,0 см/с.
Скорость колебаний грунта с учетом производства
взрывных работ под водой определяли по формуле (4.1)
при К= 550 (значение коэффициента сейсмичности К= 550
было получено при проведении инструментальных сейсми-
ческих наблюдений за подводными взрывами скважинных
зарядов в аналогичных условиях). С учетом изложенного рас-
чет допустимой по сейсмическому действию взрыва массы
532
Рис. 5.23. Схема расположения скважин в траншее:
/ — контур траншеи; 2 — скважина; усл. обозначения — см. раздел 3
скважинных зарядов при мгновенном взрывании проводил-
ся по формуле
Омгн
550 J
f—Г'
L 550 >
= (0.032г)’, кг.
(5.153)
где И — допустимая скорость колебаний, см/с.
При короткозамедленном взрывании с интервалом за-
медления 20 мс масса заряда в группе принималась равной
2/3 массы заряда, безопасной при мгновенном взрывании,
и определялась по формуле
Ск' = (0,028г)-', кг. (5.154)
В табл. 5.26 приведены значения предельно допустимых
сейсмобезопасных масс зарядов при мгновенном и короткоза-
медленном взрывании.
Короткозамедленное взрывание скважинных зарядов осу-
шестапялось с помощью пиротехнических реле РП-8 и дето-
нирующего шнура. Число групп зарядов при короткозамед-
ленном взрывании с замедлением между группами не менее
533
Таблица 5 26
Предельно допустимые массы зарядов
по сейсмическому действию взрывов
Расстояние от места взрыва до охраняемого объекта, м Предельно допустимая масса заряда, кг. при взрывании
мг новенном короткозамедленном в одной группе
120-140 60 40
140-160 90 60
160-180 135 90
Свыше 180 190 130
20 мс, исходя из обеспечения сейсмической безопасности
охраняемых объектов, не ограничивалось. Однако, учитывая
условия обеспечения надежности и безопасности взрывов,
а также ограничения на продолжительность их подготовки
и проведения (на заряжание скважин и монтаж сети ДШ
отводилось 4...5 ч в день), число ступеней замедления в се-
рии не превышало 5...6. При этом максимальная масса заря-
дов в группе принималась с учетом ограничений табл. 5.26.
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при подводном взрыве скважинных зарядов определяли по
формуле (4.78). Масса эквивалентного заряда при принятых
параметрах скважинных зарядов была рассчитана для наи-
худших условий взрывания в части действия УВВ (взрывание
самых мелких скважин при минимальной длине забойки и
минимальной толщине слоя воды над зарядом). При этом
сначала по формуле (4.81) была определена масса эквива-
лентного заряда подводного взрыва
Qllh= \2pdKm= 12 6,0 0.105 0,15 10 = 11,3 кг. (5.155)
Затем по формуле (4.85) был рассчитан коэффициент
Л'л1, учитывающий влияние слоя воды над зарядом, величи-
на которого составила
К
ill
= 0,001
(5.156)
534
Массу эквивалентного заряда определяли по формуле
(4.84)
С, = С„Л,+ 0,ш= 11,3 0,001 + 10 2 0,012 = 0,25 кг. (5.157)
Радиус опасной зоны по действию УВВ на застекление
при взрывании в летний период составил 35 м, в зимний
период — 50 м. В пределах этих зон объектов с застеклением
нет. Следовательно, действие УВВ подводных взрывов сква-
жинных зарядов при разработке траншеи не представляло
собой опасности для застекления охраняемых объектов.
Для определения радиуса опасной зоны по действию
гидроударных волн ГУВ на ихтиофауну по формуле (4.125)
была рассчитана граничная глубина водоема, величина ко-
торой составила:
//* = 0,013 Е™ С,| 4= 0,013 150°9 12,4'4 = 40,1 м. (5.158)
При глубине водоема Н< Н*. как в данном случае,
расчет радиуса опасной зоны по действию ГУВ на ихтиофау-
ну следует вести по сейсмической составляющей ГУВ по фор-
муле (4.132). Для среднечувствительных рыб £6 = 150 Дж/м:.
Максимальная масса зарядов, взрываемых в одной группе,
составляет Q = 130 кг (см. табл. 5.17). Средняя глубина водо-
ема Н = 7,0 м. Радиус опасной зоны по действию ГУВ на
ихтиофауну
(5.159)
С учетом короткозамедленного взрывания (К= 1,2) окон-
чательно радиус опасной зоны по действию ГУВ на ихтио-
фауну при принятых параметрах и режимах взрывания сква-
жинных зарядов составил 46 м.
Радиус опасной зоны по действию ГУВ на пласредства
определялся по формуле
Г, = 15^(27 = 1570.2-190.0 = 95 м,
(5.160)
где 0| э — масса эквивалентного заряда, кг; для накладного за-
ряда равна его фактической массе, для скважинного заряда при-
нимается равной 0,2 массы мгновенно взрываемого заряда.
535
Радиус опасной зоны по разлету кусков находили по
формуле (4.94)
R =125()п, К 7 • (5-161)
' V'O + n.-.)
При определении коэффициента заполнения скважины
взрывчатым веществом т|1 (равен отношению длины заряда в
выработке к длине выработки тц = LJL) учитывали наличие
слоя волы над зарядом. Длину выработки L принимали рав-
ной расстоянию от поверхности воды до забоя скважины.
При наихудших условиях взрывания (г|, = 0,6;/= 8; d= 0,105 м;
а = 1,6 м; г|иГ, = 1-0) радиус опасной зоны по разлету кусков
составил 400 м.
Таким образом, при производстве подводных взрывных
работ радиус опасной юны для людей был принят равным
400 м, для механизмов и оборудования — 200 м, для плавс-
редств — 200 м.
♦ Бурение скважин велось станками СБМК.-4М и СБУ-100Н,
диаметр скважин — 105 мм. в зимний период — со льда, в летний
— с баржи. Перед началом работ наносы, перекрывающие скаль-
ный грунт, смывали гидромониторами. Бурение осуществлялось
без обсадных труб. Пробуренные скважины до зарядки подлежали
обсадке или закрывались пробками.
Взрывные работы осуществлялись в летний период. Для
перевозки зарядов к месту заряжания использовали само-
ходное плавсредство. Заряжание скважин проводилось с при-
влечением водолазов-взрывников. Подготовленные заряды
опускали водолазу-взрывнику с поверхности водоема. Пос-
ледовательность заряжания скважин была такова, чтобы во-
долаз не мог задеть концевых отрезков ДШ ранее заряжен-
ных скважин. Уровень заряда в скважине контролировался с
помощью рейки. Подача забоечного материала в скважины
осуществлялась с поверхности по трубам.
После окончания заряжания и подъема водолаза-взрыв-
ника водолазная станция отходила за пределы опасной зоны
в заранее установленное место.
Концевые отрезки ДШ от отдельных скважин удержива-
лись на поверхности с помощью пенопластовых поплавков.
536
Прокладка магистральной линии ДШ и подсоединение к
ней участковых линий ДШ производились с весельной лод-
ки только после окончания заряжания всех скважин взрыва-
емой серии. Для удерживания магистрали ДШ па плаву к
пей кренили поплавки. Конец магистрали ДШ крепили к
бую, где к магистрали подсоединяли элсктродстонаторы. Про-
вода элсктровзрывной сети также кренили на поплавках.
После проведения каждого взрыва с весельной лодки
проводился осмотр места взрыва. При взрывании в зоне су-
доходной части реки после завершения осмотра места взры-
ва проводилось контрольное траление.
♦ Вес буровзрывные работы но рыхлению скального фунта в
подводной траншее дюкерного перехода были выполнены за 7 мес.
5.7. ВЗРЫВЫ НА ВЫБРОС И СБРОС
5.7.1. Проходка канала с использованием
траншейных зарядов выброса
♦ Для строительства участка маги страз иного канала был ис-
пользован взрыв удлиненных зарядов выброса, располагаемых в
траншее, пройденной вдоль оси трассы сооружаемого канала.
Взрываемые породы были представлены плотными глинами,
супесями, тяжелыми суглинками 2...3 категории фунтов по клас-
сификации СНиП и имели следующие основные физико-механи-
ческие свойсзва: удельная масса 2.66...2,68 г/см', коаффиниепз
пористости — 0,5...0,58, естественная влажность — 10,2..,21,6 %,
сцепление — 0,3...0,5 кгс/см?, угол внутреннего зрения — 18... 19°.
Проектные размеры канала после взрыва должны были
составлять: ширина поверху — 18...22 м, ширина понизу —
4 м, глубина — 3,5.,.4,5 м, величина откосов 1:2.
Для проходки зарядной траншеи использовали кана-
вокапатели ЭТУ-354, обеспечивающие скорость проход-
ческих рабоз в среднем 30 м/ч. Ширина зарядной тран-
шеи. имевшей вертикальные стенки, была равна 0,8 м. За-
бойку зарядной траншеи вели бульдозерами Д-271 грунтом,
вынутым при проходке. Производительность бульдозеров, за-
пятых на забойке, составила 400 м’ в смену. Средняя длина
537
ЛИС была равна 3,0...3,5 м, а показатель действия взрыва —
3.6...4,0.
Массу заряда выброса, приходящегося на 1 м траншеи,
определяли по формуле (3.106)
O=2o;=(o.4+o.6„') (5162)
п + 1
Величина расчетного удельного расхода ВВ, с учетом
ранее выполненных взрывов траншейных зарядов, была при-
нята равной 1,5 кг/м\
В качестве ВВ использовали аммонит 6ЖВ, зернограну-
лит 79/21 и гранулит АС-4. Для инициирования основного
заряда ВВ использовали промежуточные детонаторы из ам-
монита 6ЖВ, устанавливаемые через 50 м. Масса промежу-
точного детонатора составляла 40 кг, В мешок с аммонитом
6ЖВ помещали узел ДШ. Копны ДШ выводили па поверх-
ность, где их подсоединяли к магистральной линии (2...4
нитки ДШ). Мешки с ВВ опускали в траншею с поверхности
по деревянным лоткам,
Стенки зарядной траншеи не крепили. Выполненные
взрывы показали, что разрыв по времени между окончани-
ем проходки и началом заряжания не должен превышать 2
сут., так как при большей задержке наблюдалось обрушение
стенок зарядной траншеи.
Взрывы вели отдельными участками длиной от 350 до
2100 м. Способ взрывания — мгновенный. Общий расход ВВ
на отдельных участках изменялся от 50 до 270 т. Средняя мас-
са заряда, приходившаяся на 1 м траншеи, равна 150...200 кг.
Опасная зона для людей принималась равной 1 200 м, для
механизмов — 600 м. Минную станцию располагали за пре-
делами опасной зоны с наветренной стороны.
Наблюдения за взрывами показали, что средняя вели-
чина линейных переборов после взрывов по глубине, шири-
не, по дну и поверху составила 10%, а средняя величина
откосов 1:1,6...1:2.
Средний удельный расход ВВ, приходящийся на 1 м’
выброшенного грунта, составил 3,31 кг (проектный — 3,15 кг),
а проходок — 0,056 м (проектный — 0,089 м).
538
Рис. 5.24. Типовой поперечник канала:
/ — фактический профиль капала; 2— проектный профоль;
3 — напал выброшенной породы
♦ Высота навала выброшенной породы па бортах была равна в
среднем 1,5 м. Максимальная дальность разлета отдельных кусков
в направлении, перпендикулярном к продольной оси зарядов, со-
ставила 1000 м, а в сторону торцов — 500 м.
На рис. 5,24 показано типовое сечение канала после взрыва.
5.7.2. Направленный взрыв на сброс
для удаления вскрыши
♦ Па Тырныаузском горно-металлургическом комбинате был
выполнен крупномасштабный взрыв на сброс с погашением под-
земных пустот, образовавшихся при разработке Северо-Западного
скарна, и удаления части пород вскрыши за проектный контур
карьера. Необходимость взрыва объяснялась тем, что при разработке
месторождения одновременно открытым и подземным способом мощ-
ность целика нал подземными пустотами должна составлять не
менее 50 м. Фактическая мощность целика уменьшилась до 10 м,
что могло привести к его обрушению. Длина подземной полости
под целиком составляла 120 м, ширина — 15 м, высота до 300 м
при суммарном объеме пустот около 1,1 млн м'.
Заряды располагали па гор. 3 005 м, где имелись ранее
пройденные выработки. В топографическом отношении уча-
сток взрыва был труднодоступен и имел углы склонов око-
ло 60°. Расстояние от гор. 3 005 м до вершины массива состав-
539
ляло 50...60 м. Максимальная мощность сбрасываемого слоя
порол достигала 35 м. Мощность погашаемого целика (ниже
основного горизонта) колебалась от 16 до 30 м (в среднем
25 м). В кровле целика залегали скарнированныс мраморы, в
лежачем боку — трещиноватые безрудные биотитовые рого-
вики. Взрываемые породы также были представлены скарна-
ми. Коэффициент крепости взрываемых пород по шкале проф.
М.М. Протольяконова состашшл /= 12... 18 (коэффициент кре-
пости пород по классификации СНиП — 8... 10).
Общий объем взрываемых пород был равен 704 тыс. м3, в
том числе объем пород, подлежащих обрушению в пустоты
(между отм. 2 762 и 3 005 м), составлял 120 тыс. м\ а сбрасы-
ваемых за пределы карьера — 300 тыс. м3.
В районе производства взрывных работ располагались
стволы, околоствольпыс выработки шахт (расстояние до них
составляло 360...780 м) и здание вентиляторной на гор. 2 537 м
(расстояние — 1 100 м). На расстоянии 5 км находились жи-
лые и гражданские строения г. Тырныауз. При проведении
взрыва следовало полностью исключить повреждение этих и
других, более удаленных, объектов.
В рассматриваемых условиях для обеспечения сброса по-
род и погашения пустот использовали сосредоточенные и
удлиненные заряды. Для сброса порол применяли сосредо-
точенные заряды, располагаемые в два ряда. Сосредоточен-
ные заряды размещали в двух камерах штольни, пройден-
ных во взрываемом массиве. Погашение пустот вели с помо-
щью удлиненных зарядов, равномерно распределенных по
горизонтальным и вертикальным выработкам. Для размеще-
ния зарядов использовали выработки, ранее пройденные в
местах расположения зарядов при разработке месторожде-
ния. Длина этих выработок составляла 8... 102 м, площадь их
сечения 2,5...5 м2.
Массу сосредоточенных зарядов определяли по форму-
ле М.М. Борескова (3.93)
Q= -I 0,6л3) . (5.163)
Расчетный удельный расход ВВ по опыту проведения
предыдущих взрывов был принят равным 1,6 кг/м!. Парамет-
ры сосредоточенных зарядов сброса приведены в табл. 5.27.
540
Таблица 5.27
Основные параметры зарядов сброса
Номер заряда Выработки Горизонт располо- жения зарядов,м Длина ЛНС.м Расчетный удельный расход ЭВ. кг/м’ Показатель действия взрыва н Расход ВВ на 1 м выработки, т Длина заряда, м Масса заряда в выработке, т
Сосредоточенные заряды
1 Камера № 1 штольни 3005 35 1.6 1,75 — - 248.3
2 Камера №2 штольни 3005 26 1.6 1.75 - - 101,8
Итого сосредоточенные заряды 350,1
Удлиненные заряды
3 Восстающий № 2 2965-2989 22.5 2,0 2,0 3.55 14,0 49,8
2989-3005 24 2.0 2,0 4,05 16,0 64,6
Орт № 2 3005 16 1.6 2.0 4,9 6.9 34
Итого заряд .У? 3 148,4
4 Орт № 6 3005 30 1,6 2.0 4,9 24 1 17,6
С евер о -запади ый штрек 3005 30 1.6 2.0 4. 47,7 233,8
Итого заряд № 4 351,4
5 Орт № 1 3005 30 1,6 2.0 4,9 23 112,7
Штрек к востоку от восстающего № 3 3005 30 1.6 2.0 4.9 23 112,7
Итого заряд № 5 225,4
Итого удлиненные заряды 725,2
Всего 1075,3
При выборе параметров горизонтальных удлиненных за-
рядов предварительно вычисляли массу эквивалентного со-
средоточенного заряда, равномерно распределенного по
выработкам. Полученная таким образом масса удлиненного
заряда проверялась в каждой выработке па возможность об-
рушения в погашаемые пустоты слоя порол.
Массу удли।iciиiых зарядов, приходящуюся на 1 м выра-
ботки, находили по формуле (3.106)
л г 1
Основные параметры удлиненных зарядов, используе-
мых для погашения пустот, даны в табл. 5.27.
Расстояние между центрами зарядов, па котором обес-
печивается качественная проработка взрываемого массива,
устанавливается по формуле (3.97)
0.5И/р(лС1,- 1) , (5.165)
где 1У.р — средняя длина ЛНС соседних зарядов, м; л —
средняя величина показателя действия взрыва соседних за-
рядов.
По формуле (5.165) осуществлялась корректировка зна-
чений л, входящих в формулы (5.163) и (5.164), в зависимо-
сти от фактических длин ЛНС и при обеспечении качествен-
ной проработки массива между зарядами. Величина показа-
теля действия взрыва удлиненных и сосредоточен пых заря-
дов составляла соответственно 2,0 и 1,75.
Длина забойки была равна 6,.,8 диаметрам горизонталь-
ных выработок, что соответствовало 10.,,15 м. По организа-
ционно-техническим причинам невозможно было осуще-
ствить забойку заряда в восстающем №2. В связи с этим рас-
четный удельный расход ВВ при определении массы указан-
ного заряда был увеличен на 30 %.
Поправку на глубину заложения для зарядов с ЛПС бо-
лее 25 м в расчетах пс учитывали ввиду значительной кру-
тизны взрываемых склонов.
В качестве ВВ были использованы аммонит 6ЖВ, грам-
монит 79/21, |раммопит 30/70, гранулит АС-8 и гранулит
542
ЛС-4. Доставка ВВ и зарядные выработки велась вручную и с
помощью двух пневмозарядчиков ЗМБС-2. При использова-
нии пневмо зарядчиков срсднссмснпая производительность
составила 3,1 т, а при ручном заряжании — 1,8 г ВВ.
В качестве боевиков использовали патроны аммонита 6ЖВ
диаметром 90 мм с введенным в них узлом из двух нитей
ДШ. В каждый заряд помещали по два боевика. Установка
боевиков проводилась после укладки не мспсс 90 % проект-
ной массы заряда. Заряжание оставшегося ВВ выполнялось
только вручную.
Для забойки использовали породу, отбитую при про-
ходке выработок. Забойка осуществлялась с помощью скре-
перной лебедки и вручную. Общий объем уложенного в вы-
работки забоечного материала составил около 150 м1. Вее
работы по заряжанию и забойке выработок были выполне-
ны за 2 мсс.
На рабочей площадке к соединенным вместе копнам ДШ
от зарядов было присоединено три пары элсктродегопато-
ров КЗ-ПМ-15. В качестве источника тока использовалась ЛЭП
карьера. По принятой схеме взрывания гарантийная сила тока
должна была составлять 2,5 Л. Фактическая сила тока, по-
ступающая в каждый электродстонатор, была равна 4,4 А,
что обеспечивало безотказное инициирование и взрывание.
Взрывание зарядов осуществлялось мгновенно.
11а стадии проектирования была проведена оценка сей-
смического воздействия взрыва па охраняемые объекты и
определены размеры опасных зон по разлету и действию
ударных воздушных воли. Выполненные предварительные
расчеты показали, что при взрывании зарядов обшей массой
1075,3 т ожидаемая скорость смещения массива в районе бли-
жайших подземных выработок не превысит допустимой ве-
личины (в рассматриваемых условиях допустимая скорость
колебаний для этих выработок была принята равной 45 см/с).
В районе жилой застройки расчетные значения скорос-
ти колебаний грунта также были меньше допустимых вели-
чии. Радиусы опасных зон, рассчитанные в соответствии с
указаниями «Единых правил безопасности при взрывных ра-
ботах», были приняты следу ю щи ми: по разлету кусков по-
роды — 2550 м. по действию ударных воздушных волн —
543
1100 м. Принятая схема взрывания исключала возможность
повреждения зданий и сооружений в результате сейсмичес-
кого воздействия взрыва.
Величина радиуса газоопасной зоны определялась по
формуле (4.146)
/; =1.5^сё (1+0,5У„) . (5.166)
где И — ожидаемая скорость ветра в момент взрыва, м/с
(уточнялась непосредственно перед проведением взрыва в
зависимости от скорости и направления ветра).
Для определения скорости и направления ветра за 1,5 ч
до взрыва запускался метсозонд. Выполненные замеры по-
зволяли установить скорость ветра (3 м/с) и уточнить разме-
ры газоопасной зоны, которые составили 4000 м.
В день взрыва работы на руднике и в карьерах не прово-
дились. Люди и оборудование были выведены за пределы
опасной зоны. Население города за два дня было проинфор-
мировано по радио о месте и времени проведения взрыва,
радиусе опасной зоны. 11а рис. 5.25 показан контур обрушен-
ной и отброшенной породы после взрыва.
Рис. 5.25. Схема расположения зарядов и результаты взрыва:
1 — профиль участка до взрыва; 2 — профиль навала
сброшенной породы; 3 — штольня; 4 — заряд № 1; 5 — заряд № 2;
3000 — высотная отметка горизонта, м
544
Как показали результаты геодезических замеров и дан-
ные аэрофотосъемки, в результате взрыва за пределы про-
ектного контура карьера было сброшено 304 тыс. м\ а в под-
земные пустоты обрушено около 118 тыс. м3 порол. Факти-
ческий объем взорванных пород — около 702 тыс. м1 (по про-
екту — 704 тыс. м1).
Высота напала породы па Северном склоне в районе
расположения зарядов составила 15...20 м. Фактическая даль-
ность разлета породы нс превысила 1000 м. По данным фо-
топлапомсгрических замеров на поверхности развала выход
негабарита после взрыва был равен 7...9 %. Газовое облако
рассеялось через 40 мин после взрыва. Никаких поврежде-
ний охраняемых объектов в результате взрыва отмечено не
было.
5.8. РАЗБОРКА СООРУЖЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ
НЕВЗРЫВЧАТОГО РАЗРУШАЮЩЕГО
СРЕДСТВА
5.8.1. Разборка железобетонного
подземного сооружения
♦ В связи с проведением строительных работ по реконструк-
ции потребовалось разобрать старое бомбоубежище, выполненное
из монолитного железобетона высокой крепости. Обычно для про-
изводства подобных работ используют различные строительные ме-
ханизмы (клип-бабы, навесные гидромолоты, отбойные молот-
ки) или применяют взрывной способ для дробления бетона и
оголения арматуры с се последующей резкой автогеном. В данном
случае ввиду высокой прочности конструкций бомбоубежища ме-
ханизированный способ разборки оказался неэффективным (так,
н результате недельной работы шар-бабы в перекрытии бомбоубе-
жища удалось пробить лишь одно сквозное отверстие диаметром
до 1 м, при этом арматура только погнулась, но не была переби-
та). Взрывной метод разборки отвергли в связи с невозможнос-
тью гарантировать полную безопасность многих охраняемых объек-
тов (подземные трубопроводы, злектрокабели, жилые и админи-
стративные здания), находящихся вблизи бомбоубежища, а также
из-за неудовлетворительного состояния этих объектов — трещины
в стенах домов, коррозия трубопроводов и др.
545
Исходя из условий производства работ было принято
решение при разборке бомбоубежища разделить его конст-
рукции механизированным способом (с помощью гидромо-
лота и отбойных молотков) па транспортабельные блоки, а
для ослабления бетона по линиям резов использовать не-
взрывчатое разрушающее средство НРС.
♦ Бомбоубежище представляло собой монолитное железобе-
тонное сооружение высотой 3,1 м. 'заглубленное в грунт на 1,9 м.
Размеры основной части в плане 13,6x8,4 м, с двух сзорон име-
лись входы и подводящие коридоры. Толщина перекрытия 0,5 м,
полов и наружных стен 0.4 м, внутренних стен 0,3...0.4 м. По по-
толку и полам у наружных сзсн и разделительной стены — наливы
бетона толщиной до 0,6 м. Бетон марки 300—400. Армирование
перекрытия — трсхслойнос, стен и полов — двухслойное. Пругки
арматуры диаметром 14...28 мм, ячейки размером 0,2x0,2 м. Об-
щий обз>ем разбираемых железобетонных конструкции бомбоубе-
жища составляет около 250 м1.
При разборке бомбоубежища его конструкции необхо-
димо было разделить на блоки размером до 2x3,5 м и мас-
сой до 6 т. Для этого но линиям резов следовало раздро-
бить бетон и оголить арматуру, которую впоследствии
перерезали автогеном. Учитывая высокую прочность бето-
на и насыщенность арматурой, перед разборкой бетон
предварительно ослабляли по линиям резов до образова-
ния в нем трешин. С этой целью по линиям резов в бетоне
перекрытия, полов и стен бурили шпуры и заливали в них
НРС,
Обычно НРС применяют для дробления прочных хруп-
ких материалов (каменные блоки, бетонные фундаменты,
кирпичная кладка и др.), имеющих положительную темпе-
ратуру в пределах 5...25 °C. В этом случае расстояние между
шпурами, в которые заливают НРС и между которыми про-
исходит образование трещин в разрушаемом массиве, опре-
деляют по формуле (3.133)
L = 1000J/yp . (5.167)
Для бетона марки 300 расчетное расстояние между шпу-
рами составляет 0,3...0,4 м. В данном случае с учетом высо-
кой степени армирования первоначально шпуры бурили на
546
расстоянии 0,15 м друг от друга, а после отработки парамет-
ров приняли сетку расположения шпуров 0,12x0,12 м.
Для эффективного применения НРС в разрушаемом
объекте требуются минимум две вертикальные свободные
поверхности. С учетом этого применяли трехряд нос распо-
ложение шпуров по линии роза.
♦ Разборку бомбоубежища начали с демонтажа его перекрытия.
По линиям резов бурили три ряда вертикальных шпуров глубиной
0,45 м (при толщине перекрытия 0,5 м). При попадании в арматуру
шпур переносили в сторону и перебуривали. По окончании бурения
шпуры тщательно очищали от буровой мелочи (продували сжатым
воздухом) и закрывали пробками для защиты от попадания воды.
Рабочую смесь НРС готовили в обычном порядке при
соотношении воды и порошка 0.3. Температура воды состав-
ляла 40...50 °C. Время перемешивания не превышало 5 мин.
Приготовленную рабочую смесь НРС, представлявшую со-
бой однородную массу хорошей тягучести, заливали в шпу-
ры до устья.
♦ Начало работ пришлось на раннюю весну, когда по ночам
еще были заморозки, поэтому для обо,рева массива бетона горя-
чим воздухом внутри бомбоубежища установили мощный кало-
рифер, а сверху залитые шпуры закрывали утеплителем (стекло-
ватой); в состав НРС добавляли поваренную соль из расчета 20 г
на 1 кг смеси. Применение соли в качестве добавки в смесь НРС
при разрушении бетона, имеющего температуру, близкую к нулю,
нс только улучшило технологические характеристики смеси при
низких положительных температурах разрушаемого объекта, но и
уменьшило время начала образования грещин в массиве.
Первые трешины в бетоне между залитыми НРС шпура-
ми образовались через 2 сут, и продолжали расширяться еще
в течение 5...7 сут.
В результате действия НРС верхняя часть бетона пере-
крытия (до первого слоя арматуры) растрескалась и вспу-
чилась и легко разбиралась вручную и ломом. Ниже первого
слоя арматуры бетон разбирали с помощью отбойных мо-
лотков, Разборку бетона, предварительно ослабленного с
помощью НРС. с образованием по линии реза сквозной
штробы шириной 15...25 см проводили в 3...5 раз быстрее,
чем по монолитному бетону. После полного оголения армату-
547
ры ес перерезали автогеном и вырезанные железобетонные
блоки убирали подъемным краном.
Работы по разборке блоков перекрытия бомбоубежища со-
вмещали с бурением шпуров в стенах. Здесь бурили вертикаль-
ные шпуры глубиной по 2 м, размещая по два шпура на рез.
Перед заливкой НРС в эти шпуры наружные стены бомбоу-
бежища на всю глубину окапывали с помощью экскаватора
(т.е. была обеспечена работа НРС на две обнаженные верти-
кальные поверхности). По окончании демонтажа перекрытия
по периметру всех наружных и внутренних стен в их нижней
части (в месте стыковки стен с полом выше наливов) образова-
ли горизонтальный рез. Здесь по линии реза бурили слабонак-
лонные шпуры, располагая их в два ряда по сетке 0,12x0,12 м.
После образования трещин в бетоне по линиям резов
разбирали блоки стен. Учитывая, что арматура в стенах рас-
полагалась в два слоя, бетон разбирали не полностью на
всю толщину стены, а лишь до арматуры, обеспечивая воз-
можность ее резки. После перерезания арматуры стеновые
блоки, имеющие сквозные трещины в бетоне, образован-
ные действием НРС. легко выламывались с помощью
подъемного крана. В отдельных случаях, когда вылета стре-
лы крана не хватало для создания необходимого усилия,
блоки из стены выдавливали с помощью гидравлического
домкрата, опрокидывали, а затем убирали краном.
Бетон стен по линиям резов до оголения арматуры дро-
били с помощью отбойных молотков, бетон полов — с помо-
щью навесного гидромолота на базе трактора «Калининсп».
Вся работа по бурению шпуров, заливке НРС и разборке
бетона по линиям резов была выполнена за 2 мес. бригадой
рабочих в составе 4 чел. Объем бурения шпуров составил
около 2000 м, расход НРС — 4500 кг.
5.8.2. Обрушение кирпичной дымовой трубы
♦ Кирпичная дымовая труба высотой 27,5 м расположена на
территории станции связи рядом со зданием котельной. Ствол тру-
бы выложен из красного кирпича. Нижняя цокольная часть трубы
высотой 5,0 м цилиндрической формы, выше — конической. На-
ружный диаметр цоколя трубы — 3,0 м, толщина стенки -- 0,52 м.
548
Наружный диаметр верха трубы — 1,6 м, внутренний диаметр —
1,0 м. Футеровка из кислотоупорного кирпича толщиной 0,25 м в
цокольной части трубы была отделена от ствола воздушным про-
межутком шириной 0,05 м. Боров газохода был подведен под зем-
лей снизу, со стороны котельной, верх газохода возвышался нал
уровнем земли па 0.3 м. С противоположной от газохода стороны в
цоколе имелся проем шириной 0,8 м и высотой 1,2 м. Объем обру-
шаемых конструкций трубы составлял около 100 м1.
В районе производства работ располагались различные охра-
няемые объекты, ближайшие из которых: здание котельной (рас-
стояние до трубы 2 м); газовый ввод в котельную (10 м); подзем-
ный электрокабель напряжением 380 В (1 м): подземная канали-
зация (9 м). Другие объекты находились на большем расстоянии
от трубы.
По условиям расположения охраняемых строений и
коммуникаций возможный сектор валки трубы составлял
30°. В секторе валки находились подземный электрический
кабель и подземная канализация. Валку трубы в заданном
направлении осуществляли путем образования сквозного
вруба в стенке цоколя трубы со стороны направления валки
при оставлении постоянного опорного целика с противопо-
ложной стороны. Обычно вруб образуют взрывным спосо-
бом.
Труба находилась на территории предприятия (стан-
ция связи), где производство взрывных работ сопряжено с
трудностями, связанными, с одной стороны, с воздействи-
ем взрывов на электронное оборудование, а с другой — с
возможным появлением блуждающих токов и токов навод-
ки. Поэтому для дробления кирпичной кладки ствола тру-
бы и образования вруба со стороны направления валки было
использовано невзрывчатое разрушающее средство НРС типа
СИГБ (смесь известковая для горных и буровых работ).
В стволе трубы отбойными молотками были пробиты два
проема, между которыми оставили временный опорный целик.
♦ Разрушение кладки во временном опорном целике произво-
дили с помощью НРС, которое заливали в предварительно пробу-
ренные наклонные шпуры. После заливки НРС в шпуры состав
затвердевает и увеличивается в объеме, при этом на стенки шпура
оказывается давление свыше 50 МПа (500 кг/см2), что приводит к
растрескиванию и разрушению кирпичной кладки, а также обра-
549
зованию сквозныхзрешин. Набор давления в шпурах, залитых НРС.
и разрушение кирпичной кладки происходя! в течение 1,5...2 ч, а
появление первых трещин начинается уже через 30 .мин после за-
ливки шпуров. Таким образом временный целик тсряез' несущую
способность и под действием массы трубы раздавливается, а труба
получает' крен в сторону обрушения. При этом за счет смещения
центра тяжести трубы происходит се обрушение в направлении,
заданном постоянным опорным целиком.
Длина вруба на уровне подбоя обрушасмой трубы — 5,5 м.
Высота вруба с учетом обеспечения достаточного угла вруба
р. необходимого для обрушения трубы, составила 1.4 м. При
использовании НРС для образования вруба в стволе трубы
угол вруба р, необходимый для обрушения трубы, прини-
мается >а, где а — минимально необходимый угол наклона
трубы, при котором проекция центра тяжести трубы вый-
дет за контур горизонтального сечения в месте вруба.
В зоне вруба по оси падения трубы оставляли времен-
ный опорный целик длиной 0,7 м, а в остальной части вру-
ба механическим способом образовывали два проема. Длина
каждого проема 2,4 м. Проемы пробивали с двух сторон от
временного целика симметрично оси падения трубы.
♦ Пробивку проемов вели одновременно в обе стороны от
временного опорного целика, последовательно расширяя оба про-
ема на одинаковую величину. По мерс пробивки проема его зак-
репляли деревянными стойками (из бревен диаметром 25...30 см).
В каждом проеме устанавливали по три стойки, а в проемах футе-
ровки — по две стойки. В местах установки стоек в верхней и
нижней части проемов делали горизонтальные площадки. При не-
обходимости для установки подпорок использовали деревянные
клинья. Подпорки удаляли после окончания заливки шпуров НРС.
Проем под газоход был заложен кирпичом без раствора.
Футеровку трубы в зоне вруба разобрали отбойным молот-
ком, создавая клиновидный проем, аналогичный проему во врубе
в стволе трубы. Длина опорного целика в футеровке принималась
равной 1/4 длины футеровки во врубе. Проем в футеровке закже
усиливали стойками.
Бурение шпуров во временном целике выполняли в пол-
ном объеме до начала работ по пробивке проемов. Для раз-
рушения кирпичной кладки временного целика использова-
550
ли наклонные шпуры: угол наклона шпуров, пробуренных в
верхней части целика, составляет 45.„50°, в нижней части
целика — 20...25°. Диаметр шпуров 38 мм. Шпуры бурили по
всей площади временного целика с его наружной стороны в
шахматном порядке. Расположение шпуров многорядпое.
Среднее расстояние между шпурами в ряду и между рядами
шпуров составляло 0.2x0,2 м. Шпуры бурили в девять рядов,
по три шпура в ряду (рис. 5.26). Длину шпура принимали па 5
см меньше толщины разрушаемой стенки трубы.
Параметры расположения шпуров во временном целике
при обрушении трубы приведены в табл. 5,28.
В качестве меры безопасности и для гарантии обруше-
ния трубы перед заливкой НРС вокруг временного целика за
Рис. 5.26. Расположение шпуров во временном целике
при обрушении трубы:
/ — временный ислик; 2 — шпуры
551
Таблица 5.28
Параметры расположения шнуров но временном целике
11омср ряда шну- ров Тол- шипа ствола tpyobt. м Длина шпура, м Расстояние. .м. между Число шну- рои н ряду» HIT Объем бур- иия, м Расход НРС, KI
шнурами в ряду рядами шнуров
1 0,52 0.7 0.2 0.2 3 2.1 4.2
2 0,52 0.5 0.2 0.1 3 1.5 3,0
3 0.52 0.7 0.2 0.2 3 2.1 4.2
4 0.52 0.7 0.2 0.2 з 2,1 4.2
5 0.52 0.7 0.2 0,2 3 2.1 4.2
6 0.52 0.7 0.2 0,2 3 2,1 4,2
7 0.52 0.7 0,2 0.2 3 2.1 4.2
« 0.52 0,5 0,2 0.2 3 1,5 3.0
9 0,52 0.5 0.2 0.2 3 1,5 3,0
Итого - - - - 27 17.1 34.2
Примечание. Ряд 1 — верхний, ряд 9 — нижний.
отрезок металлической балки был заведен страховочный
трос, копен которого был выведен за пределы опасной зоны.
Если в течение расчетного времени обрушение трубы пс про-
исходит, то временный целик разрушают путем натяжения
троса.
Для снижения сейсмического воздействия при падении
трубы па грунт были использованы грунтовые амортизирую-
щие валы, которые отсыпали в секторе валки трубы нал под-
земными коммуникациями. Высоту этих валов определяли,
исходя из требования достаточности расстояния между мес-
том падения трубы и охраняемой коммуникацией, чтобы
скорость колебаний грунта в охраняемой зоне нс превысила
допустимую.
Высоту слоя грунта с учетом геометрии расположения
коммуникаций относительно оси падения трубы и размеров
трубы определяли но формуле
552
. ZUU, .1(2
h = 77~ (°-8Y<) , (5.168)
V,a
где h — высота грунтового вала, м; А — глубина заложения
коммуникации, м; И — допустимая скорост ь колебаний грун-
та в основании охраняемого объекта, см/с (для электричес-
кого кабеля была принята равной 30,0 см/с, для канализа-
ции 10 см/с); a — коэффициент глубины (для подземных
коммуникаций в зоне падения трубы равен 2).
Глубина заложения канализации составляла 2,0 м. Над
участком канализации, проложенном в секторе валки, был
отсыпан грунтовый вал высотой 2,0 м. длиной 15 м, шири-
ной но низу 3 м, а по верху 1 м. Канализационный колодец
перед отсыпкой вала был закрыт железобетонной плитой.
Нал трассой электро кабеля в секторе валки также был от-
сыпан грунтовый нал высотой 1 м. длиной 10 м, шириной
но низу 2 м, а по верху 1 м. Кроме того, над трассой элскт-
рокабсля перед отсыпкой вала были уложены железобетон-
ные дорожные пли гы толщиной 0,12 м.
При падении трубы на амортизирующие валы обеспе-
чивалось снижение скорости колебаний грунта (не менее
чем в два раза) и у других охраняемых объектов, в том числе
у здания котельной, расположенной рядом с обрушаемой
трубой.
Партия порошка СИГЕ, использованная при обруше-
нии трубы, была предварительно испытана па время сраба-
тывания применительно к конкретным условиям производ-
ства работ па объекте (при заданной сетке расположения
шпуров, температуре кладки и воды, используемой для при-
готовления раствора IIPC). В качестве объекта испытаний была
использована кирпичная кладка газохода, подходящего к
трубе.
К применению по данному способу допускается толь-
ко партия порошка СИ ГБ, адаптированная к принятым
условиям производства работ. Пели время от начала за-
ливки шпуров до начала разрушения кирпичной кладки
окажется меньше 1,5 ч, то температуру воды, используе-
мой для приготовления раст вора, следует уменьшить. Если
553
подбор температурного режима приготовления раствора IIPC
окажется затруднен, то необходимо использовать другую
партию порошка СИ ГБ, с более подходящими для данных
условий характеристиками.
При производстве работ по обрушению трубы высотой
27,5 м была установлена опасная зона радиусом 60 м в на-
правлении обрушения зрубы и 50 м в остальные стороны.
Опасная зона была оцеплена перед началом работ по залив-
ке шпуров НРС и до окончания работ по обрушению трубы.
Перед началом заливки шпуров был размотан страхо-
вочный трос и вытянут за пределы опасной зоны. На месте
работ имелся бульдозер.
♦ Заливку шпуров производили после расстановки постов оцеп-
ления и вывода всех людей за пределы опасной зоны. Эти работы
выполняли одновременно двое рабочих. Подготовленную рабочую
смесь с помощью воронки заливали в шпуры до устья. Все работы
по заливке шпуров приготовленной смесью 11РС были закончены
за 20 мин. После заливки шпуров и извлечения временных опор-
ных деревянных стоек рабочие были удалены за пределы опасной
зоны.
Примерно через 1 ч после заливки и кладке временного
целика стали появляться трещины, а еще через 20 мин це-
лик разрушился и труба упала в заданном направлении, прак-
тически без отклонения от принятой оси падения. Труба упала
на отсыпанные амортизирующие налы. Дальность разлета
кусков кирпича в направлении паления трубы не превысила
20 м (кирпичи футеровки трубы). В боковые стороны разлет
кирпичей практически не наблюдался. Никаких поврежде-
ний охраняемых объектов не произошло.
Данный способ обрушения кирпичных дымовых зруб был
с успехом использован и на других объектах в различных
условиях (в зимний и летний период, при высоте кирпич-
ных труб до 36 м и толщине кладки ствола до 0,6 м). В зим-
ний период для приготовления смеси НРС использовалась
вода температурой 40...50 °C, в которую добавлялись при-
садки, препятствующие замерзанию воды.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П. Взрывные рабо-
ты вблизи охраняемых объектов. — М.: Недра. 1984.
2. Безопасность взрывных работ в промышленности / Под рсд.
Б.Н. Кутузова — М.: Недра, 1992.
3. Богацкнй В.Ф., Фридман А.Г. Охрана инженерных сооружений
и окружающей среды от вредного воздействия промышлен-
ных взрывов. — М.: Недра, 1982.
4. Галкин В.В., Гильманов Р.А., Дроговейко И.З. Взрывные работы
пол водой. — М.: Недра, 1987.
5. Кутузов Б.Н. Разрушение горных порол взрывом (взрывные
технологии в промышленности). Ч. 11. — М.: Изд-во МГТУ,
1994.
6. Матвейчук В.В., Чурсалов В.П. Взрывные работы. — М.: Ака-
демический Проект, 2002.
7. Проектирование взрывных работ в промышленности / Э.Б.
Башкусв. А.М. Бсйссбасв, В.Ф. Боганкий и др. — М.: Недра,
1983.
8. Цейтлин Я.И., Смолий П.И. Сейсмические и ударные воздуш-
ные волны промышленных взрывов. — М.: Недра, 1981.
9. Эткип М.Б., Азаркович А.Е. Взрывные работы в энергетическом
и промышленном строительстве. — М.; Изд-во МГГУ, 2004.
Нормативная литература
1. Единые правила безопасности при взрывных работах (ПБ 13-
407-01) / Релкол. А.И. Субботин и др. Утв. посзановлением
Госгортехнадзора России от 30.01.2001 г. № 3.
2. Инструкция по производству взрывных работ с защитными
укрытиями. ВСН 281-71 / Сост. И.З. Дроговейко, В.Л. Барон,
Е.М. Двоскин, А.В. Бахтин — Согласована Госгортехнадзором
СССР №02-1-40/174 от 11.05.1987 г. - М„ 1987.
555
3. Нормативный справочник но буровзрывным работам / Ф.Л.
Авдеев, B.J1. Барон, Н.В. Гуров, В.Х. Кантор. — М.: Недра,
1986.
4. Определение критических параметров колебаний охраняемых
объектов при взрывном дроблении фундаментов и обрушении
зданий при реконструкции. РТМ 36.22.91 / Сост. JI.M. Глоз-
ман, НА. Маковская, В.О. Изофов и др. — М.: ЦБНТИ ММСС
СССР, 1991.
5. Проектирование буровзрывных работ. ВС11 499-87 /Сост. И.З.
Дроговейко, Е.М. Двоскип, В.Л. Барон, М.А. Григорьева —
Согласована Госгортехнадзором СССР № 26-9/145 от
30.05.1986 г. - М.: ЦБНТИ ММСС СССР. 1987.
6. Руководство по проектированию и производству взрывных
работ при реконструкции промышленных предприятий и граж-
данских сооружений. РТМ 36.9-88 /Сост. И.З. Дроговейко, М.И.
Ганопольский, Н.И. Смолий. — М.: ЦБНТИ ММСС СССР,
1988.
7. СНиП 12-03—2001. Безопасность труда в строительстве. Ч. 1.
Обшие требования. — М.: Госстрой России. 2001.
8. СНиП 12-04—2002. Безопасность труда в строительстве. Ч. 2.
Строительное производство. — М.: Госстрой России, 2002.
9. Технические правила ведения взрывных работ на дневной по-
верхности. — М.: Недра, 1972.
10. Технические правила ведения взрывных работ в энергетичес-
ком строительстве. — М.: изд. АО «Институт Гидропроскт»,
1997.
11. Типовая инструкция по безопасному проведению массовых
взрывов на земной поверхности. Утв. Постановлением Госгор-
технадзора России 14.05.1993 г. № 10. — М.: изд. Н ГЦ «Про-
мышленная безопасность», 2004.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие .........................................5
ГЛАВА 1
УСЛОВИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
И РЕКОНСТРУКЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ .........................9
1.1. Механизированные способы разборки конструкций..11
1.2. Использование невзрывчатых разрушающих веществ.... 16
1.3. Буровзрывные работы при разборке конструкций
и сооружений........................................17
1.4. Критерии, определяющие выбор способа производства
работ...............................................21
ГЛАВА 2
ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.....................................25
2.1. Проектная документация на буровзрывные работы..27
2.2. Общие вопросы организации и меры безопасности
при производстве буровзрывных работ.............35
2.3. Организация буровзрывных работ на строительной
площадке............................................47
2.4. Особенности производства взрывных работ при палке
зданий и сооружений.................................55
2.5. Особенности взрывных работ в действующих цехах.58
2.6. Особенности взрывных работ по металлу......59
2.7. Организация работ и меры безопасности при установке
укрытий.........................................61
2.8. Особенности организации работ при строительстве
земляного полотна дорог.............................67
2.9. Организация и меры безопасности при производстве
подводных взрывных работ............................72
557
2,10, Особенности организации буровзрывных работ
при ликвидации последствий аварий и стихийных
бедствий ..........................................79
2.11. Организация работ и меры безопасности
при взрывании ледяного покрова.....................83
2.12. Расчет стоимости производства буровзрывных работ...90
ГЛАВА 3
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА БУРОВЗРЫВНЫХ
РАБОТ................................................103
3.1. Общие требования к расчету параметров зарядов.105
3.2. Дробление фундамен тов и строительных
конструкций........................................107
3.3. Обрушение зданий и сооружений с использованием
шпуровых зарядов...................................120
3.4. Использование накладных и неконтактных зарядов
при разборке строений............................133
3.5. Разрушение емкостей гидровзрывапием.........135
3.6. Взрывные работы по металлу. Выбор параметров
зарядов при взрывании металлических конструкций..138
3.7. Взрывание горячих массивов..................149
3.8. Проходка котлованов и траншей под коммуникации.. 153
3,9. Контурное взрывание.........................158
3,10. Взрывные работы при сооружении земляного
полотна с применением скважинных зарядов.........161
3.11. Взрывание при строительстве вторых путей...175
3.12. Устройство камуфлетпы.х свай...............178
3.13. Уплотнение грунтов взрывом.................180
3.14. Посадка опускных колодцев..................184
3.15. Рыхление мерзлых грунтов...................189
3.16. Взрывы на выброс и сброс...................193
3.17. Подводные взрывные работы..................205
3.18. Взрывание ледяного покрова.................214
3.19. Взрывные работы при добыче штучного камня..221
3.20, Певзрывчатые разрушающие составы...........224
3.21. Контроль качества БВР......................227
558
ГЛАВА 4
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ВЗРЫВНЫХ РАБОТ.............233
4.1. Общие требования обеспечения безопасности
взрывных работ...................................235
4.2. Сейсмическое действие взрывов...............238
4.2.1. Основные сведения о сейсмическом эффекте
взрывов.........................................238
4.2.2. Допустимые скорости колебаний грунта
для различных охраняемых объектов...............245
4.2.3. Взрывные работы вблизи зданий
и сооружений...................................255
4.2.4. Особенности сейсмического эффекта взрывов
при дроблении фундаментов .....................259
4.2.5. Расчет мощности защитного целика........261
4.2.6. Сейсмическое действие взрывов
па твердеющий бетон ............................264
4.2.7. Сейсмический эффект при взрывном обрушении
сооружений......................................266
4.2.8. Ссйсмобсзопаспыс условия производства
взрывных работ вблизи подземных трубопроводов
и коммуникаций.................................269
4.2.9. Способы снижения сейсмического действия
взрывов........................................272
4.3. Действие ударных воздушных воли взрывов.....285
4.3.1. Источники УВВ при взрывных работах......285
4.3.2. УВВ при взрывах наружных зарядов........287
4.3.3. УВВ при взрывах скважинных зарядов......290
4.3.4. УВВ при взрывах шпуровых зарядов........292
4.3.5. УВВ при взрывах зарядов выброса и сброса.292
4.3.6. УВВ при подводных взрывах ..............295
4.3.7. Методы снижения интенсивности УВВ ......296
4.3.8. Действие УВВ па людей, сооружения
и конструкции...................................299
4.3.9. Расчет радиуса опасной зоны по действию УВВ
на застекление..................................303
559
4.3,10. Взрывной шум ...........................306
4.4. Разлет кусков ри взрывах и методы
его локализации...................................309
4.4.1. Факторы, определяющие дальность разлета
кусков раздробленного материала при взрывах......309
4.4.2. Радиус опасной зоны по разлету кусков
при взрывах зарядов выброса и сброса.............311
4.4.3. Радиус опасной зоны по разлету кусков
при взрывании скважинных зарядов................313
4.4.4. Безопасные расстояния по разлету кусков
для механизмов, зданий и сооружений.............316
4.4.5. Дальность разлета при использовании
кумулятивных зарядов на резке металла...........318
4.4.6. Характеристика укрытий мест взрыва.......319
4.4.7. Расчет параметров защитных укрытий.......324
4.4.8. Испытания и приемка защитных укрытий......330
4.4.9. Укрытие мест взрыва при резке металло-
конструкций ....................................332
4.5, Действие гидроударных волн взрывов...........335
4,5.1. ГУВ при подводных взрывах................335
4.5.2. Действие ГУВ на охраняемые объекты
и ихтиофауну....................................338
4,5.3. Определение безопасных расстояний
но действию ГУВ подводных взрывов...............340
4.5.4. Мероприятия по снижению интенсивности
и защите от действия ГУВ........................342
4.5.5. Действие ГУВ при взрывах па берегу.......346
4.6. Распространение пылегазоного облака взрыва....348
4.6.1. Определение расстояний, безопасных
по действию ядовитых газов взрыва...............348
4.6.2. Расчет размеров зон, загрязняемых пылью,
выпадающей из пылегазового облака, образующегося
при взрыве......................................352
560
ГЛАВА 5
ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИАЛЬНЫХ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ И НА РЕКОНСТРУКЦИИ
ПРЕДПРИЯТИЙ.........................................355
5.1. Буровзрывные работы при разборке фундаментов
и монолитных железобетонных конструкций.........357
5.1.1. Сплошное дробление фундаментов шнуровыми
и скважинными зарядами..........................357
Дробление железобетонного фундамента
шпуровыми зарядами........................357
Дробление фундаментов при реконструкции
цехов металлургического комбината.........362
Дробление железобетонного фундамента
скважинными зарядами..................... 365
5.1.2. Разделение фундаментов на блоки........371
5.1.3. Гидровзрывание при дроблении фундаментов.377
5.1.4. Создание проемов в степах..............379
5.1.5. Разборка железобетонных конструкций
автодорожного моста...........................383
5.1.6. Дробление кладки русловой опоры моста
шпуровыми и скважинными зарядами..............396
5.1.7. Гидровзрывнос разрушение емкостей .....407
5.2. Обрушение зданий и сооружений..............411
5.2.1. Направленное обрушение кирпичной дымовой
трубы.........................................411
5.2.2. Направленное обрушение железобетонной
трубы.........................................415
5.2.3. Обрушение верхней части трубы..........425
5.2.4. Обрушение кирпичных и железобетонных
зданий........................................430
Обрушение производственного корпуса.......430
Взрывные работы при разборке здания
механического цеха........................441
Обрушение каркасного производственного
здания....................................448
5.2.5. Обрушение цементных силосных и водонапорных
башен накладными зарядами.......................456
561
Обрушение железобетонной водонапорной
башни......................................456
Взрывные работы при разборке силосов склада
цемента....................................458
Обрушение силосных корпусов элеватора..464
5.3. Рыхление скальных грунтов....................467
5.3.1. Проходка траншеи под коммуникации........467
5.3.2. Буровзрывные работы методом скважинных
зарядов при строительстве котлована опускного
кол одна........................................479
5.3.3. Буровзрывные работы по рыхлению скального
массива при разработке котлована очистных
сооружений дождевой канализации.................488
5.4. Работы по металлу............................496
5.4.1. Разборка металлических проле!пых конструкций
автодорожного моста.............................496
5.4.2. Валка мачт маятниковой канатной дороги...501
5.4.3. Производство взрывных работ при разборке
эстакады подачи гипса...........................503
5.4.4. Обрыв и торпедирование труб в скважинах..509
5.4.5. Дробление чугунного скрапа...............512
5.5. Освобождение цементных силосов от записей
и налипаний.......................................515
5.5.1. Освобождение силосов от слежавшегося гипса
с помошыо взрывов накладных зарядов.............516
5.5.2. Очистка силосов накладными зарядами
и зарядами в рукавах............................517
5.5.3. Очистка силосов от налипаний неконтактными
зарядами........................................523
5.6. Дробление льда и подводные взрывные работы...526
5.6.1. Взрывные работы по дроблению льда
для разворота земснаряда на карьере.............526
5.6.2. Взрывные работы при разработке траншеи
подводного дюкера...............................529
5.7. Взрывы на выброс и сброс.....................537
562
5.7.1. Проходка канала с использованием траншейных
зарядов выброса..................................537
5.7.2. Направленный взрыв на сброс для удаления
вскрыши .........................................539
5.8. Разборка сооружений с помощью не взрывчатого
paspyiiiaioiuero средства...........................545
5.8.1. Разборка железобетонного подземного
сооружения.......................................545
5.8.2. Обрушение кирпичной дымовой трубы.........548
Список литературы.......................................555
Михаил Исаакович
Ганопольский
Всеволод Лазаревич
Барон
Владимир Арнольдович
Белин
Владимир Васильевич
Пупков
Владимир Иванович
Сивенков
МЕТОДЫ
ВЕДЕНИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Режим тптка «стандартный»
Редактор текста Л С. Дмитриева
Компьютерная верстка и подготовка
оригинал-макета И М. Маскаева
Дизайн серии ЕЕ. Капралова
Зав, производством Н Д Уроаушкина
Диаллозилтлвы изготовлены
в Издательстве МГГУ
Подписано в печать 22.12.2006,
Формат 60x90'16, Бумага офсетная № I.
Гарнитура 'Time's». Печал ь офсетная.
Уел. псч. л. 3\5. Тираж 3000 >к'з. Заказ 544
Издательство
Моско вс кого государст вел лл лого
горного университета
Лицензия на издательскую деятельность
ЛР № 062809. Код издательства 5X7(03)
Оригинал-макет подготовлелл
в издательстве «Горная книга»
Отпечатано в ОАО
«Московская типография № 6»
115088 Москва, ул. Южпопортовая, 24
Магниевые штампы изготовлены в Перной
Образцовой типографии
119991 Москва,
ГСП-1, Леллиллскийрлроспект, 6,
Издательство МП У:
тел. (495) 236-97-80:
факс (495) 956-90-40-
лллел./факс (495) 737-32-65
ВЗРЫВНОЕ ДЕЛО