Руководство по применению невзрывчатых разрушающих средств для разборки строительных конструкций и каменных горных пород


НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ГОССТРОЯ УССР

ВНИИстром им. П.П. Будникова МИНСТРОЙМАТЕРИАЛОВ СССР

РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ НЕВЗРЫВЧАТЫХ РАЗРУШАЮЩИХ СРЕДСТВ ДЛЯ РАЗБОРКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И КАМЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Одобрено Ученым советом НИИСП Госстроя УССРПротокол № 4 от 04.07.88и Ученым советом ВНИИстрома им. П. П. БудниковаМинстройматериалов СССРПротокол от 07.07.88

КИЕВ 1988

УДК 691.511:69.059.22 (083.1)

Приведены рекомендации по технологии и организации работ по разрушению и разборке строительных конструкций при помощи невзрывчатых разрушающих средств при реконструкции промышленных предприятий.

Для инженерно-технических работников проектно-технологических, строительно-монтажных и ремонтно-строительных организаций, работавших в области разрушения разбираемых конструкций при реконструкции и техническом перевооружении промышленных предприятий, а также при добыче и разработке каменных горных пород.

Руководство разработали канд.техн.наук Е.П.Уваров, инженеры Н.П.Куркин, Л.И.Шульга, А.А.Ананьев, В.В.Соколов (Ворошиловградский филиал НИИСП Госстроя УССР), канд. техн.наук М.М.Николаев (ВНИИстром им.П.П.Будникова Минстройматериалов СССР), инж.Я.КЯкимечко, П.В.Новосад (Львовский политехнический институт Минвуза УССР), канд. техн.наук Ю.Р.Евсютин (Киевский политехнический институт Минвуза УССР), Е.М.Гарцуев (Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института Минвуза УССР), инженеры А.А.Хрипко (производственное объединение "Стахановуголь" Минуглепрома СССР), А.В.Бевзюк, Б.В.Нагребецкий (трест Укрметаллургремонт Минчермета УССР), А.Н.Шаблиенко (Рубежанское управление № 1 треста Донхимремонт Минхимпрома УССР), В.А.Бабков, В.Н.Рубан (производственное объединение Ворошиловграднерудпром Минстройматериалов УССР).

Замечания и предложения просьба направлять по адресу: 348031, Ворошиловград, кв.Димитрова, 23-а, филиал НИИСП Госстроя УССР

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Руководство разработано в развитие РСН 343-86 "Технология разрушения строительных конструкций при реконструкции промышленных предприятий", утвержденных Госстроем УССР на основании обобщения и анализа зарубежного и отечественного опыта применения невзрывчатых разрушающих средств (НРС) для разрушения разбираемых строительных конструкций и каменных горных пород, а также результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных Ворошиловградским филиалом НИИСП Госстроя УССР, ВНИИстромом им. П.П. Будникова Минстройматериалов СССР, Киевским и Львовским политехническими институтами Минвуза УССР, Стахановским филиалом Коммунарского горно-металлургического института Минвуза УССР и производственными организациями Минхимпрома СССР, Минуглепрома СССР, Минчермета СССР.

  1. Руководство распространяется на работы по разрушению и разборке строительных конструкций (бетонных, железобетонных и каменных), осуществляемые при реконструкции, техническом перевооружении и капитальном ремонте промышленных предприятий, а также по разрушению каменных горных пород.
  2. Выбор рациональных средств и способов разрушения разбираемых строительных конструкций, оснастки и инструментов осуществляется согласно Методическим указаниям по разрушению материала разбираемых строительных конструкций" (К., НИИСП Госстроя УССР, 1984. – 80 с.) и РСН 343-86.
  3. Технологические карты и схемы производства работ по разрушению разбираемых строительных конструкций при помощи комплекта оборудования с применением НРС разрабатываются в соответствии с действующими государственными стандартами, строительными нормами и с учетом рекомендаций настоящего Руководства.
  4. В процессе подготовки к разрушению разбираемых строительных конструкций и их разборки выполняется: обследование конструкций или конструктивных элементов, подлежащих разборке; изучение и согласование условий производства работ по разрушению разбираемых конструкций; отключение и демонтаж сетей, попадающих в зону разборки; устройство временных ограждений для предохранения помещений действующих производств от пыли, мусора, загрязнений и др.; подготовка подъездных путей; доставка и монтаж лесов, подмостей, лотков мусоропроводов, бункеров и других приспособлений для выполнения этих работ и отгрузки продуктов разрушения; доставка и монтаж грузоподъемного оборудования; подготовка оснастки для временного закрепления конструкций в процессе их разборки и разрушения каменных материалов, из которых они изготовлены.
  5. До начала проектирования организации и технологии производства работ по разрушению разбираемых строительных конструкций должна быть подготовлена согласованная с дирекцией реконструируемого предприятия справка об условиях выполнения этих и всех последующих работ, в которой должны быть указаны: сроки начала и окончания работ; общие условия выполнения работ (с остановкой, без остановки, с частичной остановкой работы предприятия); сроки остановки; режим работы строительно-монтажных организаций (без ограничений или только в третью смену, в выходные и праздничные дни и другие варианты); необходимость устройства временных конструктивных элементов (стенок, потолков, завес, шатров и др.) и временных сетей; необходимость выполнения других мероприятий по предохранению действующего оборудования от пыли, атмосферных осадков, загрязнения и других воздействий; необходимость соблюдения мер безопасности по предупреждению взрывов, пожаров, поражений электрическим током и других опасных и вредных воздействий; возможность применения различных способов и средств разрушения разбираемых строительных конструкций и их разборки.
  6. Применение указаний настоящего руководства в практике производства работ по разрушению разбираемых строительных конструкций обеспечивает: выбор рационального способа производства работ; повышение производительности труда за счет сокращения трудоемкости и объемов ручного труда; экономию топливно-энергетических ресурсов и снижение себестоимости работ; повышение технологической дисциплины.

2. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА НЕВЗРЫВЧАТЫХ РАЗРУШАЮЩИХ СРЕДСТВ

  1. НРС являются эффективными шпуровыми средствами для разрушения каменных материалов (бетона, кирпичных и каменных кладок, горных пород), воздействующими на них изнутри заранее пробуренного шпура.
  2. При воздействии на каменный материал разрушаемой строительной конструкции шпуровыми средствами в шпуре возникают растягивающие напряжения, которые возрастают с течением времени и вызывают раскол или растрескивание неограниченных в объеме бетонных и железобетонных конструкций, а также каменных горных пород.

2.3.Преимуществом НРС по сравнению с другими средствами является отсутствие разлета осколков и шума, а также микротрещин при членении бетонных конструкций и отколе блоков горных пород.

2.4.Применение НРС позволяет выполнять работы по разрушению строительных конструкций и членению их на удоботранспортируемые блоки в особо стесненных условиях реконструкции промышленных объектов.

2.5.НРС различаются разрушающими усилиями, технологией их изготовления и эксплуатационными характеристиками

2.6.НРС представляют собой пылящие, негорючие и невзрывоопасные, обладающие щелочными свойствами и повышенной гигроскопичностью, получаемые путем обжига и помола карбонатных горных пород порошкообразные материалы серого цвета с различными оттенками. Для регулирования скорости гашения в порошок вводятся соответствующие добавки.

2.7. НРС характеризуются следующими показателями:

"НРС-1"

"Бризант"

НРС-ЛПИ

Водопотребностъ, %

27

25-30

35-45

Расширяющие усилия, МПа

40-50

30-40

25-30

Оптимальный диаметр шпуров, мм

40-50

40-50

35-50

Максимальное допустимое время перемешивания суспензии НРС, мин

8-10

10

15-20

Время для развития максимального усилия, ч

24

48

48

Ориентировочная стоимость порошка, руб.

0,80

1,50

0,25

Организация-разработчик

ВНИИстром Минстройматериалов

Киевский политехнический институт Минвуза УССР

Львовский политехнический институт Минвуза УССР

Завод-изготовитель

Красковский опытный завод Минстройматериалов СССР, комбинат Тувакобальт Минцветмета СССР

Опытный завод "Южгипроцемент" Минстройматериалов СCCP

Газалкентский завод Минпромстройматериалов СССР

3. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ НЕВЗРЫВЧАТЫХ РАЗРУШАЮЩИХ СРЕДСТВ

3.1. При смешивании порошков НРС с водой образуется суспензия, которую заливают в шпур в разрушаемом каменном материале. В результате реакции гидратации составляющих суспензия твердеет, увеличивается в объеме.

Рис.1. Схема разрушения материала под воздействием НРС:

1 – шпур, заполненный суспензией НРС;

2 – свободные поверхности разрушаемой конструкции;

3 – срезывающее усилие;

4 – вторичная трещина

3.2.Увеличение объема залитой в шпуры суспензии НРС сопровождается развитием давления на стенки шпура, которое через 24-48 ч твердения суспензии достигает 30-50 МПа. При этом в теле разрушаемого каменного материала развиваются напряжения, превышающие его предельную прочность при растяжении, что приводит к разрушению материала (рис.1).

  1. Эффект разрушения выражается образованием в теле разрушаемого каменного материала трещин и их развитием во времени.
  2. Сначала образуются трещины в каменном материале на внутренней поверхности шпура под действием сжимающего напряжения, которое создается расширением отвердевающей суспензии НРС. Затем постепенно увеличиваются растягивающие усилия, в результате чего образуются новые трещины и продолжается рост первоначальных (рис.2). Давление, создаваемое суспензией в верхней части шпура, равной трем диаметрам его устья, меньше, чем в нижней части. Влияние пониженного давления в верхней части шпура на эффект разрушения тем меньше, чем больше глубина используемых шпуров.

Рис. 2. Схема трещинообразования в разрушаемом материале от воздействия НРС:

1 – свободная поверхность;

2 – сжимающее усилие;

3 – растягивающее усилие;

4 – развитие трещины;

5 – расширяющее усилие;

6 – шпур с суспензией НРС

3.5. При наличии свободной поверхности трещины образуются под воздействием срезывающих напряжений, а вторичные трещины развиваются от забоя шпура в сторону свободной поверхности. Трещины от соседних шпуров соединяются, в результате чего по всему объему разрушаемого каменного материала создается разветвленная система трещин, которая, постепенно разрастаясь, приводит к его разрушению.

4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПРИ РАЗРУШЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И КАМЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД

Условия производства работ

  1. Процесс разрушения бетона и разборки бетонных и железобетонных конструкций при помощи НРС состоит из следующих технологических операций: подготовка конструкций к разрушению (очистка от земли и мусора; освобождение от примыкающих конструктивов; обследование конструкции; разметка границ захваток и участков разрушения бетона согласно технологической карте; бурение шпуров в бетоне); разрушение конструкций (подготовка и заливка суспензии НРС в шпуры; выдерживание конструкций до образования трещин); разборка конструкций (оголение и резка арматуры в железобетонных конструкциях; уборка отколовшихся частей конструкции).
  2. В процессе обследования бетонных и железобетонных конструкций, подлежащих разборке, определяются прочностные характеристики бетона, расположение и диаметр заложенной в конструкции стальной арматуры.
  3. Определять прочностные характеристики бетона следует по его скалыванию; по отскоку и пластической деформации; эталонным молотком Кашкарова; отрывом диска, скалыванием конструкции; ультразвуком.
  4. При применении косвенных методов (магнитного, ионизирующего и радиоволнового) определение расположения и диаметра арматуры в железобетонных конструкциях производится без разрушения бетона, из которого они изготовлены (Методические указания по разрушению материала разбираемых строительных конструкций).
  5. До начала производства работ по разрушению бетона и разборке бетонных и железобетонных конструкций персоналу ИТР необходимо: получить утвержденную технологическую и техническую документацию и ознакомить с ней исполнителей работ (бригаду, звено); обеспечить работающих средствами труда и индивидуальной защиты; организовать в соответствии с технологической картой подготовку площадки (зоны) разрушения; провести инструктаж работающих по технике безопасности и охране труда на рабочих местах; выдать исполнителям работы наряд на производство работ.
  6. При больших объемах работ по разрушению бетона и разборки бетонных и железобетонных конструкций для выполнения технологических операций по бурению шпуров, резке арматуры, окончательной разборке и уборке разрушенных частей целесообразно организовать специализированные участки в составе управлений механизации.
  7. Основными задачами специализированного участка являются: обеспечение высокой степени механизации труда (80-90%) при выполнении работ по разрушению и разборке каменных, бетонных и железобетонных конструкций; внедрение наиболее эффективных механизмов, инструментов, приспособлений и устройств; обеспечение правильной технической эксплуатации; совершенствование методов технического обслуживания.
  8. Для выполнения указанных в п.4.7 задач специализированный участок осуществляет механизацию производственных процессов при выполнении подготовительных работ, разрушении и демонтаже бетонных и железобетонных конструкций и каменных горных пород; предоставление средств механизации с обслуживающим персоналом во временное пользование; комплектование эффективными средствами механизации и нормокомплектами, приспособлениями и устройствами для специальных работ; изучение производственных процессов с низким уровнем механизации труда, разработку мероприятий и предложений по их механизации; выполнение работ по техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонтам средств механизации; изготовление простейших средств механизации, не выпускаемых промышленностью.
  9. Организационная структура специализированного участка разрушения, разборки и демонтажа бетонных и железобетонных конструкций в составе управления механизации представлена на рис.3.
  10. Численный и квалификационный состав рабочих в бригаде определяется планируемым объемом работ и обеспеченностью необходимыми средствами механизации и приспособлениями для их выполнения.