Угол вруба определяется минимально необходимым углом наклона сооружения , при котором проекция центра тяжести сооружения на плоскость горизонтального сечения на уровне вруба выйдет за контур сечения (т. е, будет обеспечено условие опрокидывания сооружения).
=j1-j2. (69)
Угол определяют из формул:
(70)
(71)
где НC - высота центра тяжести сооружения, м; hH - высота горизонтального сечения вруба на уровне условного шарнира, м; b - расстояние между осями условного шарнира и сооружения, м:
(72)
Угол вруба должен равняться углу наклона или превышать его. Необходимую высоту вруба (м) определяют по формуле:
HBP=LBPtg, (73)
где HBP - высота вруба, м.
При направленном обрушении форму вруба принимают прямоугольной (при расположении зарядов в два ряда) или трапециевидной формы. В последнем случае нижние два ряда зарядов принимают одинаковой длины, остальные - короче в соответствии с принятым углом вруба. Для создания подбоя или образования вруба используют шпуровые и накладные заряды. Массу заряда в шпуре определяют по формуле (65). ЛНС принимают равной половины толщины стены. Значение расчетного удельного расхода ВВ принимают для кирпичной клади 0,40,6 кг/м3, бетона 0,5¸0,7 и железобетона 0,91,2 кг/м3. При взрывании железобетона принимают повышенный удельный расход ВВ, так как взрыв шпуровых зарядов должен не только раздробить бетон конструкции, но и выбить его из арматуры.
Рис. 31. Схема для расчета опрокидывания трубы в заданном направлении
Для обеспечения направленной валки здания шпуры располагают в форме клина. Узкая сторона клина определяет направление падения. Верхний ряд шпуров располагают под углом 10°, нижний - под углом 20° к вершине клипа. Глубину шпуров принимают 0,75 толщины стены. Расстояние между любой парой соседних шпуров - 0,3 м. Если расстояние превышает 0,4 м, то в середине бурят дополнительные шпуры.
5.48. При обрушении тонкостенных конструкций (при толщине стенок до 0,2 м) для образования вруба можно использовать удлиненные накладные заряды, которые размещают по площади вруба рядами. Удлиненный наружный заряд в ряду формируют в виде группы отдельных зарядов.
Массу каждого отдельного удлиненного заряда принимают с таким расчетом, чтобы обеспечить полное выбивание бетона из арматуры в пределах вруба. Расчет массы удлиненного накладного заряда производят согласно формуле (60). Длину каждого отдельного заряда (м) принимают в пределах
l=(1,0¸2,5)h, (74)
расстояние между зарядами в ряду (м):
а=(0,5¸1,5)h, (75)
между рядами зарядов (м):
в=(1,9¸3,0)h, (76)
где h - толщина перебиваемой конструкции, м.
5.49. При обрушении тонкостенных сооружений с малым отношением высоты сооружения к его основанию, когда для обеспечения направленности необходимо образовать вруб большой высоты, целесообразно использовать комбинированную систему расположения зарядов. В нижней части вруба (на высоту 1,01,2 м) размещают удлиненные накладные заряды, а в верхней - шпуровые заряды. При такой комбинации зарядов значительно сокращается трудоемкость подготовительных операций, связанных с бурением шпуров в нижней части вруба (где должно располагаться до 70% шпуровых зарядов), и в то же время можно обеспечить качественное укрытие накладных зарядов.
Для направленной палки участка стены, здания или сооружения необходимо определить участок стены вертикальным резом (пробурить и взорвать один ряд шпуров на всю высоту или обрезать металлические связи с оставляемой частью стены). Направленное обрушение обеспечивается за счет образования в нижней части стены треугольного вруба при сохранении опорного целика со стороны, противоположной обрушению.
Толщина опорного целика (м) принимается
lН=0,25Н, (77)
где H - толщина стены, м.
Массу заряда (кг) для разрушения оставшейся части стены рассчитывают на подбой по формуле
Q=K(H-lЦ)1,5, (78)
где КЦ - расчетный удельный расход, кг/м3.
Шпуры располагают в два ряда в шахматном порядке. Длина верхнего шпура принимается 2/3(H-lЦ), нижнего - 2/3 Н.
Корчевка пней
5.50. Корчевка пней взрыванием состоит в том, что под пнем выбуривается шпур (подколка), куда помещается заряд ВВ. В отдельных случаях пни, имеющие глубокие корни, взрывают зарядами в шпурах, высверливаемых в самой древесине пня.
В зависимости от корневой системы пня, заряд располагается при стелящейся (разветвленной) корневой системе - под центром пня, а при наличии стержневого корня - сбоку, вплотную к нему.
При корчевке пней, расположенных на косогоре, заряд помещают с нагорной стороны.
Глубина подкопки (расположение зарядов) зависит от диаметра пия, давности рубки, особенности грунта и целей корчевания. Средняя глубина подкопки должна быть равна 1,5-2 диаметра пня, измеряемого у корневой шейки его на высоте 10 см от начала разветвления корней. Глубина подкопки уменьшается по сравнению со средней глубиной при корчевке пней давней рубки, при корчевке в каменистых грунтах и при поверхностной системе корней.
В рыхлых песчаных грунтах глубина подкопки увеличивается.
При корчевке пней с диаметром более 1 м при наличии мощных стержневых корней заряды располагаются в двух подкопках, выбуренных с противоположных сторон пня.
Такие заряды следует взрывать детонирующим шнуром или электродетонаторами. Взрывание может производиться и при одной подкопке, но с предварительным простреливанием.
Величина заряда рассчитывается по диаметру пня, измеренному на высоте 10 см от ответвления корней.
Величины зарядов для корчевки пней определяют из расчета расхода 1525 г ВВ (аммонита 6 ЖВ) на 1 см диаметра пня. При корчевке пней вблизи зданий и сооружений их подкапывают со стороны здания.
Величина заряда в этом случае должна быть уменьшена на 1/3 против нормальной расчетной.
Если пни расположены близко один к другому и корни их тесно переплетаются, все заряды под пнями должны взрываться одновременно.
При размещении зарядов в шпуры, выбуренные непосредственно в древесине пней, первоначальная ориентировочная величина зарядов определяется из расчета 7,5 г аммонита на каждый сантиметр диаметра пня.
Заряженные подкопки засыпают на всю их длину до устья песком, глиной или землей. В материале забойки не должно быть мелких камней или гальки.
При корчевке пней в зарослях каждая заряженная подкопка отмечается цветным флажком, укрепляемым на стержне с железным острием. При взрывании шпуров флажки снимаются.
Взрывная подготовка грунтов взрывом с целью их уплотнения и образования полостей
5.51. Уплотнение несвязных водонасыщенных грунтов можно осуществлять камуфлетными взрывами, в результате которых полость заполняется разжиженным грунтом за счет обрушения свода и стенок.
Уплотнение лессовых грунтов производится после предварительного водонасыщения с помощью дренажных скважин. Степень водонасыщения должна обеспечивать самопроизвольное заполнение полости грунтом и просадку его поверхности после взрыва. Для обеспечения требуемой степени водонасыщения необходимо около 1 м3 воды на 1 м3 лессового грунта. Применяют, в основном, два варианта проведения взрывных работ.
5.52. По первому варианту. Снимают растительный слой и подготавливают котлован для замачивания глубиной 0,5 м.
Бурят дренажные, взрывные и совмещенные скважины диаметром 0,30,5 м глубиной 0,7Н просадочной толщи. В скважины опускают трубы диаметром 0,10,15 м для размещения заряда ВВ.
Затрубное пространство засыпают дренажным материалом. Заполняют котлован водой. После полного замачивания грунтов расчетным количеством воды в трубы опускают заряд ВВ и производят взрыв. После взрыва мощными кранами выдергивают остатки труб для повторного использования.
Масса заряда ВВ (кг) определяется по формуле:
Q=0,055h3, (79)
где h - глубина скважины, м.
По результатам опытных взрывов параметры буровзрывных работ уточняются.
5.53. По второму варианту. Заряды ВВ с водостойким детонирующим шнуром опускают в сухие дренажно-взрывные скважины до начала замачивания грунтов без использования обсадных труб. Диаметр скважин 0,120,18 м.
Замачивание производится наполнением котлована водой из расчета полного промачивания 0,75Н просадочной толщи. Нижняя часть после взрывов достаточно уплотняется под большими нагрузками вышележащего грунта при стекании вниз избыточной воды из обводненного верхнего слоя просадочной толщи. Взрыв проводят в сухих котлованах через 2-3 суток после впитывания воды.
Рекомендуемые параметры буровзрывных работ представлены в табл. 16.
Таблица 16
|
Мощность просадочной толщи, Н, м |
5-8 |
8-12 |
12-15 |
15-20 |
20-25 |
25-30 |
30-50 |
|
Глубина скважин, м |
3-4,5 |
1,5-5 |
5-6 |
6-7,5 |
7,5-9 |
9-10,5 |
10,5-12 |
|
Масса заряда в скважине, кг |
3-3,5 |
3-4 |
4-6 |
6-8 |
8-9 |
9-10 |
10-14 |
|
Расстояние между скважинами, м |
3 |
3-1 |
4-4,5 |
4,5-5 |
5 |
5-5,5 |
5,5-6,5 |
5.54. С помощью взрыва в сжимаемых пластичных грунтах могут быть образованы различные виды полостей.
Для образования цилиндрической выработки по ее оси пробуривают скважину, заполняют ее на всю длину и взрывают. Диаметр полости (м3) определяется из соотношения
(80)
где d - диаметр скважины, м; - плотность заряжания, кг/м3; е - переводной коэффициент к аммониту № 6 ЖВ; r - плотность грунта, кг/м3; КГ - коэффициент, зависящий от свойств грунта.
Для расчетов рекомендуются следующие значения КГ: супесь - 1,0; вязкая глина - 1,15; плотная глина - 1,18; суглинок, лесс с супесью - 1,29; синяя глина - 1,41; очень крепкая глина - 1,64. При взрыве устье скважины разрушается, в выработку попадает порода с приблизительным объемом V=1,8D3.
5.55. Для образования сферической полости используют взрыв сосредоточенного заряда. Диаметр полости (м) определяется из соотношения:
(81)
где К - коэффициент (для глин и суглинков 0,240,3, для супесей 0,29¸0,4); КН - коэффициент глубины (при Н=510 м КН=0,52¸0,46; при Н=1218 м КН=0,44¸0,40).
Глубина заложения заряда для получения камуфлетной полости должна быть не менее (м):
(82)
Для предотвращения образования воронки и уменьшения засыпания выработки грунтом применяются следующие методы:
перед началом бурения в устье формируемой выработки проходят шурф высотой (2225) d с диаметром в верхней части (1,2¸1,5)D;
использование в верхней части зарядов с воздушными промежутками. Величина промежутка 25 м.
Для получения выработки с одинаковым сечением по высоте следует применять обратное инициирование.
6. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ
6.1. При производстве буровзрывных работ в целях охраны окружающей природы следует соблюдать требования ГОСТов 12.1.003-76 и 12.4.025-76, СН 245-71 и нормативных материалов, приведенных в обязательном приложении 1.
Защита массива от излишнего разрушения
6.2. Задача защиты окружающей среды от вредных воздействий взрыва начинается с защиты горного массива от излишних разрушений за пределами проектного контура разрушаемого объема пород, с разработки проектных и организационных решений, обеспечивающих уменьшение зоны разрушения радиальными трещинами и трещинами заколов за счет:
уменьшения диаметра зарядов в приконтурной зоне взрываемого объема породы;
применения зарядов с воздушными промежутками;
применения в зарядах взрывчатых веществ с меньшей. плотностью и скоростью детонации;
применением укороченной забойки до 810 диаметров скважин и наклонного их расположения;
направления действия взрыва в сторону отбойки, открытой поверхности, уменьшая фактическую величину ЛНС каждого заряда за счет принятия рациональной сетки расположения зарядов и схем короткозамедленного взрывания, обеспечивающих большие значения коэффициента сближения зарядов "m" (5m³2);
устройства экранирующей щели способом предварительного щелеобразования или зоны из разрыхленной породы между зарядом и защищаемым массивом;
эффективного взаимодействия соседних зарядов, преимущественного разрушения массива по линии расположения зарядов магистральной трещиной благодаря организации встречной интерференции нестационарных полей напряжений от взрыва зарядов в соседних скважинах (способ взрывания ВИСС).
Контурное взрывание
6.3. Технология контурного взрывания предназначена для образования ровной, гладкой поверхности откосов инженерного сооружения в скальных грунтах при минимуме нарушения законтурного массива. Она основана на образовании взрывом маломощных зарядов ВВ, располагаемых в скважинах по контуру сооружения, трещины-щели вдоль контура.
6.4. Основными разновидностями технологии контурного взрывания на объектах транспортного строительства являются:
