Разработка грунта взрывом | Технологии строительства домов. Новые строительные технологии и материалы.

Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлованов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые фунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др.

Применение взрыва для созидательных целей основано на использовании энергии избыточного давления газов, образующихся практически мгновенно при химических превращениях взрывчатых веществ.

По характеру воздействия на среду В В бывают метательные и бризантные. Метательные ВВ характеризуются незначительной скоростью взрывчатого разложения (400…2000 м/с) и дают при взрыве медленное образование газов с постоянным нарастанием давления, которое раскалывает окружающую породу на куски и отбрасывает их, применяют для выброса грунта и образования выемок. Бризантные ВВ характеризуются высокой скоростью взрывчатого разложения (2000…8500 м/с) и вследствие этого способностью дробить породу без ее разброса, применяют для дробления скальных пород.

Для осуществления взрыва В В формируют в заряды (определенное расчетное количество ВВ), которые характеризуют по следующим ниже признакам.

По месту расположения заряды могут быть наружными (накладными), располагаемыми на поверхности разрушаемого объекта, и внутренними, располагаемыми внутри разрушаемого объекта (в шпурах, скважинах, рукавах, камерах и др.).

По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты. При взрыве на выброс в фунте образуется конусообразное углубление — воронка. Грунт, выброшенный взрывом, под действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.

По своей форме заряды ВВ бывают сосредоточенными (в форме куба, шара или цилиндра), плоскими и удлиненными. Удлиненные заряды располагают по отношению к свободной поверхности подрываемого массива породы параллельно или под углом. Выбор формы заряда (или зарядов) ВВ определяют назначением взрыва и методами выполнения взрывных работ.

В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда по отношению к подлежащему разрушению объекту различают методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и щелевых зарядов.

Метод шпуровых зарядов состоит в том, что в породе выбуривают шпуры, в которые помещают заряды ВВ. По глубине шпуров различают мелкошпуровой метод и метод глубоких шпуров. Мелкошпуровое взрывание используют при вторичномвзрывании больших камней, корчевке пней, рыхлении смерзшегося грунта и др. Глубина шпура при этом превышает 2 м. Метод глубоких шпуров применяют при взрывных работах с высотой уступа до 10 м для сброса и обрушения фунта, а также на открытых работах при небольшой мощности пластов или при послойной разработке фунтов.

Метод скважинных зарядов отличается от шпурового только тем, что заряды размещают в скважинах диаметром до 300 мм и глубинойдо 30 м. Скважины бурят ниже подошвы забоя (перебур) на глубину 1. ..2 м, что повышает эффект действия взрыва. Заряды обычно применяют удлиненные — сплошные или прерывистые.

Скважинные заряды взрывают электрическим способом, сеть обязательно дублируют. При применении метода скважинных зарядов благодаря большому объему взрываемой породы, приходящемуся на 1 м скважины, значительно снижают расходы на бурение.

Производство взрывных работ связано с определенной опасностью, требует правильных расчетов зарядов, а также специально обученного персонала, имеющего право на руководство взрывными работами (инженерно-технические работники) и выполнение их (рабочие). Поэтому в строительстве взрывными работами занимаются, как правило, специализированные организации.

• Разработка грунта бестраншейным методом
• Разработка грунта в зимних условиях
• Контроль качества
• Грунты и их строительные свойства
• Подготовительные процессы переработки грунта
• Разработка грунта механическим методом
• Переработка грунта гидромеханическим методом
• Разработка грунта бурением
• Разработка грунта взрывом

Смотрите также ремонт офисов строительство домов

Материалы

Из чего строят здания

Проектирование

Сбор нагрузок, расчёты

Инструменты

Чем строят здания

Контроль

Контроль качества на стройке

Конструкции

Части зданий или отдельные

Оборудование

Чем оборудуют помещения

Изделия

Готовые части зданий

Услуги

Услуги в сфере строительства

Право

Сертификация, разрешения

Рынок

Недвижимость, цены, аналитика

Пресс релизы

О компаниях и их продукции, услугах

Поиск материалов на сайте

Статьи, калькуляторы, примеры расчётов и проектирования.

Разработка мерзлых грунтов взрывом | Выполнение земляных работ зимой

Теперь все шире применяют взрывной способ под локализатором, обеспечивающим безопасность от разлета комьев и взрывной волны. Локализатор представляет собой платформу 40-тонного трейлера с бронированным опускающимся и поднимающимся днищем.

К платформе прикреплена тележка с четырьмя стальными колесами взамен пневматических. По ее периметру приварены в два ряда якорные цепи с таким расчетом, чтобы, обвисая, они не касались одна другой, а 3—4 звена лежали на взрываемом грунте (рис. 14.4). Энергия взрыва расходуется лишь на рыхление грунта: только небольшая ее часть теряется вследствие нагревания окружающего грунта. В результате можно производить взрывные рабо-1ы в 10—15 м от зданий и сооружений. В локализаторе по предложению инженеров В. П. Мельникова и Д. Р. Бугаева установлены гидроцилиндры, соединенные с гидросистемой трактора. С их помощью броневая плита опускается на разрыхляемый грунт (в транспортном положении она находится в поднятом состоянии). Локализатор перемещают бульдозером или трактором мощностью не менее 74 кВт, но чаще используют подвижную буровую установку или баровую машину.

Рис. 14.4. Схема поперечного разреза локализатора
1 —гидроцилиндры; 2— ролики; 3 — стопор; 4 — металлическая рама; 5 — ось; 6 — стальное колесо; 7 — продольная балка; 8 — проушина; 9 — бронеплита; 10 — продольные перегородки

Технология разработки мерзлого грунта включает удаление снегового покрова, прорезание щелей по периметру разрыхляемого участка, бурение скважин, заложение в них заряда ВВ, забойку скважин, установку локализатора на участок разрыхления, взрыв, перемещение локализатора на следующий участок и рытье траншеи экскаватором.

Снег от будущей траншеи отодвигают бульдозером не менее чем на 2Н, где Н — глубина траншеи. Чтобы уменьшить радиус сейсмического воздействия взрывной волны на окружающие строения, разрыхляемый участок отделяют (по предложению инж. А. А. Рожкова, Новосибирский трест Строймеханизация) от основной массы грунта сплошными щелями, прорезаемыми баровой машиной. Затем бурят скважины (шпуры) диаметром 90—100 мм буровыми станками.

Сначала на площади, равной броневой плите локализатора, бурят 10—15 скважин глубиной h, равной (0,8…0,9) zпр, где zпр — глубина промерзания. Расстояние l между скважинами принимают (1,2…1,4) zпр, а между сериями взрываемых скважин 1,5l. В скважины закладывают аммонит, не чувствительный к ударам и трению. Отрицательное его свойство заключается в повышенной гигроскопичности. В отсыревшем виде аммониты ослабляют силу взрыва, а иногда теряют ее совсем. Во влажное время года, а также в районах с избыточным увлажнением следует применять игданит (смесь аммиачной гранулированной или чешуйчатой селитры с дизельным топливом и специальными добавками для предупреждения ее слеживаемости).

Значение для плодородного и песчаного грунтов составляет 0,4—0,55, для суглинков 0,6—0,7, для глин и культурного слоя 0,7—0,9 кг/м³.

Количество заряда в скважине определяют по вместимости заряжаемой части.

В процессе закладки заряда в скважины помещают и средства взрывания (капсюли-детонаторы, электродетонаторы, свечи для зажигания огнепроводного шнура, зажигательные патроны, имеющие фитили и т. д.). Сверху заряда ВВ кладут сначала полиэтиленовую пленку, затем порциями связный грунт с тщательным его уплотнением. После забойки скважин устанавливают локализатор, опускают на разрыхляемый грунт броневую плиту и производят взрыв. Передвинув локализатор по ходу потока на соседний участок, разрабатывают экскаватором грунт. Если зима суровая, то вертикальные стенки траншеи за несколько дней промерзнут и их откосы не потребуется укреплять. При выполнении изложенных здесь работ необходимо руководствоваться правилами техники безопасности.

Опасности и преимущества взрывных работ на трубопроводе

Выемка траншей и трубопроводов может отнимать много времени и средств, но взрывные работы в траншеях обеспечивают эффективное и экономичное решение. Благодаря использованию взрывчатых веществ бригады могут быстро проникать в скальные образования, на раскопки которых традиционными методами ушли бы часы или дни. Отрасли, которые выигрывают от управляемых взрывов, включают горнодобывающую промышленность, строительство и энергетику.

Однако взрывные работы в траншее сопряжены с некоторыми серьезными рисками для безопасности рабочих в жилых или коммерческих районах из-за характера использования взрывчатых веществ в непосредственной близости от людей. В этой статье мы предоставим обзор траншейных взрывных работ, включая их преимущества, недостатки и соображения безопасности при работе над такими проектами.

Что такое взрывные работы и когда это необходимо?

Взрывные работы в траншеях, также известные как взрывные работы в трубопроводах, представляют собой процесс использования управляемых взрывчатых веществ для облегчения разработки траншей и трубопроводов в горных породах. Этот процесс завершается просверливанием отверстий в горной породе, куда затем помещаются взрывчатые вещества. Взрывная сила, создаваемая взрывом, помогает разрушать породу, позволяя строить траншеи и трубопроводы с минимальными усилиями. Контролируемые взрывы необходимы при строительстве трубопроводов на большие расстояния, например, при прокладке через скальные образования или в районах с густой растительностью.

Базовая процедура взрыва трубопровода включает:

• Определение наиболее безопасной схемы для эффективного создания полукруглой траншеи
• Бурение достаточно глубоких отверстий в породе
• Установка взрывчатого вещества в каждое отверстие
• Заполнение отверстия с инертный материал для направления взрыва в горную породу
• Последовательное поджигание взрывчатых веществ для эффективного разрушения породы/почвы

Основное преимущество взрывных работ в траншее состоит в том, что это более быстрое и экономичное решение по сравнению с традиционными методами рытья траншей. Взрывные работы особенно выгодны для рытья траншей в жилых или коммерческих районах, поскольку они позволяют бригадам контролировать количество взрываемого материала. Это важно для предотвращения повреждения имущества мусором и соблюдения строгих стандартов безопасности. Это также дает работникам трубопроводов больший контроль над траекторией раскопок, что помогает им избежать опасности. Точность дает еще одно преимущество: дробеструйную обработку трубопроводов можно использовать в различных условиях, от горных районов до плотных городских центров.

Какие взрывчатые вещества используются при прокладке трубопровода?

При взрывных работах в траншее используются контролируемые взрывчатые вещества, обычно состоящие из высокоэнергетических материалов, таких как тротил, динамит или мазут на основе нитрата аммония (ANFO). ANFO популярен для контролируемых взрывчатых веществ, потому что он дешевле традиционного динамита. Тип используемого взрывчатого вещества может варьироваться в зависимости от проекта и его потребностей, а также местных правил обращения со взрывчатыми веществами. Например, для некоторых проектов могут потребоваться специальные меры, такие как контроль звука или уменьшение радиуса взрыва.

Типовой размер взрыва траншеи или трубопровода сильно зависит от требований проекта. Вообще говоря, для взрывных работ в траншеях и трубопроводах требуются меньшие и более контролируемые заряды, чем те, которые используются при открытых горных работах или в более крупных проектах по сносу. Количество используемой взрывчатки обычно колеблется от одного фунта до нескольких сотен фунтов, в зависимости от размера траншеи.

Риски безопасности при взрывных работах и ​​прокладке трубопроводов

Несмотря на многочисленные преимущества, взрывные работы в траншеях сопряжены с некоторыми серьезными рисками для безопасности, которые необходимо устранить перед началом земляных работ. Наиболее значительным риском является возможность получения травм или смерти из-за плохого управления, плохой конструкции или бурения взрывных скважин или неконтролируемых обломков. Плохое планирование и защита, например, могут привести к «летучим камням» или обломкам, выпущенным взрывчатыми веществами, такими как шрапнель. Сдерживание взрыва зависит от опыта бригады, занимающейся взрывными работами в траншеях, и типов используемых взрывчатых веществ, поэтому крайне важно, чтобы взрывные работы в траншее выполнял квалифицированный специалист, обладающий обширными знаниями и опытом проведения взрывных работ в траншее. Лицо, отвечающее за управление местом взрыва, от размера зоны очистки до глубины бурения скважин, известно как ответственный за взрыв (BIC).

BIC отвечает за проверку и мониторинг каждого аспекта взрыва, включая:

• Установление безопасной зоны вокруг зоны взрыва
• Выставление охраны на всех входах в зону взрыва
• Проверка геологии места взрыва 90 016
• Проверка воздействия взрыва на окружающую среду
• Обеспечение соблюдения федеральных стандартов безопасности в отношении взрывчатых веществ
• Проверка всех общих и местных опасностей
• Обеспечение соответствия траектории и конструкции взрыва окружающей среде

Например, плохое планирование отверстий может привести к поверхностному взрыву, который выбрасывает опасные осколки, подобные пулям. Осечки взрыва, которые происходят до того, как место взрыва полностью очищено, представляют собой очевидную угрозу, как и небольшая или плохо продуманная зона очистки от взрыва. Менее известная угроза контролируемых взрывов — это токсичные пары, создаваемые окисью углерода; если рабочие войдут в зону взрыва слишком рано после раскопок, они могут пострадать от гипоксии и отравления угарным газом. Все это входит в обязанности BIC.

Роль подушки для пескоструйной обработки

Важным элементом безопасности любого проекта взрывных работ на трубопроводе является подушка для дробеструйной обработки. Подрывные маты представляют собой толстые слои тяжелой резины, помещаемые между взрывчатыми веществами и любыми близлежащими конструкциями, такими как здания или дороги. При правильном закреплении на земле эти маты поглощают ударную волну, создаваемую взрывчатыми веществами, и помогают сдерживать любые опасные разлетающиеся обломки. Дробеструйные маты могут быть изготовлены из бывших в употреблении шин, что делает их производство дешевым. Иногда маты подвешивают вертикально к крану для защиты площадки от взрывов там, где горизонтальная защита невозможна; в подвешенном состоянии противовзрывные маты называются «взрывозащитными шторами». Они часто укреплены противовзрывным одеялом, которое делают из промышленного войлока или тонкой сетки. В отличие от матов для взрывных работ, экраны для взрывных работ позволяют газу и давлению проходить через них, чтобы улавливать любой мусор, прошедший мимо матов.

Конец контролируемой взрывной раскопки?

В таких странах, как Европа, растущие опасения по поводу вибрации, шума и пыли при раскопках трубопроводов или траншей вынуждают предприятия прибегать к другим формам земляных работ. Например, некоторые руководители проектов обращаются к землеройным машинам — так называемым методам «разрыва и погрузки» — для тщательной и эффективной очистки материала. Однако эти машины подходят не для всех типов камней. Другие предприятия обращаются к огромным гидравлическим молотам, чтобы разбивать скалу на удаляемые обломки — метод, который когда-то использовался исключительно для разрушения больших кусков породы после взрывных работ.

По мере того, как в промышленности открываются более дешевые и менее опасные методы земляных работ, взрывные работы в траншее со временем могут устареть. Однако до тех пор взрывные работы на трубопроводе остаются одним из наиболее экономичных, быстрых и надежных методов земляных работ во всех отраслях промышленности.

Буровзрывной метод |

Буровзрывной метод в основном используется для земляных работ во всем мире. Этот метод можно использовать во всех типах горных пород, а первоначальная стоимость ниже, чем у механического метода, такого как ТБМ. Этот метод туннелирования предполагает использование взрывчатых веществ. По сравнению с проходкой тоннелей с помощью тоннелепроходческой машины взрывные работы обычно приводят к более длительному уровню вибрации. Скорость земляных работ также меньше, чем у ТБМ (обычно от 3 до 5 м в день).

Типовой цикл взрывных работ выполняется в следующие этапы:

• Бурение взрывных скважин и загрузка их взрывчаткой.
• Детонация взрыва с последующей вентиляцией для удаления взрывных газов.
• Удаление взорванной породы (закопка).
• Очистка свода и стен для удаления разрыхленных кусков породы.
• Установка первоначальной наземной опоры.
• Продвижение рельсов, вентиляции и коммуникаций.

Преимущества:

• Потенциальное воздействие шума, пыли и визуальных эффектов на чувствительные приемные устройства значительно снижено и ограничено теми, которые расположены вблизи входа в туннель;
• По сравнению с подходом «вырезать и закрыть» количество генерируемых материалов C&D будет значительно уменьшено;
• По сравнению со сквозным подходом помехи местному движению и связанные с этим воздействия на окружающую среду будут значительно снижены;

Взрывные работы

• значительно уменьшат продолжительность вибрации, хотя уровень вибрации будет выше по сравнению с проходкой тоннелей;

Недостатки:

• Потенциальная опасность, связанная с созданием временного склада для ночного хранения взрывчатых веществ, должна быть устранена путем исключения населенных пунктов в процессе выбора места.

Последовательности буровзрывных работ

1- Бурение

Перед взрывными работами буровая установка пробуривает шурфы, определенные заранее в плане взрывных работ, в передней передней стенке тоннеля (забой). Чем прочнее порода, тем больше требуется взрывчатки.

Гигант используется для бурения отверстий в скале. У этого есть три буровых стрелы и операторская башня. Он управляется электрическим кабелем; шланг подает воду к дрели. Буры пневматические. Это означает, что сверла одновременно бьют и вращаются. Разбитые куски скалы смываются водой. Эти буровые скважины имеют длину 2,4-3,6 метра.

Первые наборы представляют собой прямые отверстия (параллельный срез), расположенные по краю грани и посередине. Второй набор (V-образный вырез) расположен под углом к ​​центру. Они позволяют сносить породу с забоя в выработку (тоннель).

2- Загрузка и взрывные работы

Шурфы теперь заполнены взрывчаткой, к взрывным устройствам присоединены детонаторы, а отдельные взрывные устройства соединены друг с другом. Отверстия взрываются в правильной последовательности, от центра к краям, одно за другим. Хотя может быть произведено более 100 взрывов один за другим, последовательность взрывов завершается за несколько секунд. Устройства не должны взрываться одновременно, а одно за другим через определенные промежутки времени. Только после того, как мастер взрывных работ убедится, что в опасной зоне никого не осталось, взрывная машина может произвести взрыв.

3- Вентиляция

В результате взрыва через туннель выбрасывается большое количество камней, рассеивая облака пыли, которые затем смешиваются с дымовыми газами взрыва. Чтобы горняки могли возобновить работу в туннеле, из туннеля необходимо удалить плохой воздух. Это делается с помощью так называемых систем воздуховодов, длинных стальных или пластиковых труб, которые крепятся к кровле тоннеля и подают свежий воздух на забой. Это приводит к локализованному избыточному давлению, и плохой воздух выталкивается к выходу из туннеля.

4. Смещение

Смещение относится к снятию и удалению незакрепленных кусков породы, которые не были полностью отделены от породы во время процедуры взрывных работ. Этот рабочий этап завершается прочным тоннельным экскаватором.

5. Удаление щебня

После выбивания из забоя отваленных кусков горной породы из тоннеля выносится взорванный материал – щебень или отвал. Материал либо загружается в самосвалы с колесными погрузчиками и вывозится из туннеля на внешнюю свалку, либо транспортируется с места раскопок на свалку по конвейерным лентам. При строительстве тоннеля Бреннер-Бейс транспортировка вынутого грунта в основном происходит автоматически с помощью ленточных конвейеров.

6. Крепление

Используемый для этой цели быстросохнущий набрызг-бетон, в частности, обеспечивает соединение крепежного механизма со скалой без полостей. В зависимости от типа породы могут быть реализованы различные меры крепления: проволочная сетка, туннельные арки, колья или так называемые болты, которые можно забить в скалу.

Последним методом укрепления скальной поверхности чаще всего является анкерная крепь. Здесь используется джамбо, чтобы сначала просверлить отверстия в скале. Длина отверстий варьируется от 2,4 до 6 метров. Затем в отверстие вставляется стальной стержень с клином на конце. Когда он на месте, стержень поворачивают так, чтобы он выдвигался против клина, вдавливая его в стенки отверстия. Внешний конец стержня закреплен стальной пластиной и большой гайкой. Геологи и инженеры на шахте определяют расстояние и глубину анкерных болтов, необходимые для условий на их площадке.

В самых плохих грунтовых условиях может потребоваться установка стальных арок для поддержки стен и крыши туннеля. В других ситуациях к стенам и крыше можно прикрепить стальную сетку, чтобы другие незакрепленные материалы не упали на находящихся внизу рабочих.

7. Геологическое картирование

Рабочий забой теперь свободно доступен, и у геолога есть несколько минут, чтобы нанести его на карту. При этом он определяет, какой тип породы присутствует и как лежат скалы, то есть падают ли они пологим или крутым образом, складчаты ли они или даже разбиты. Он использует специальный компас в качестве вспомогательного средства для измерения угла падения и направления падения каменных структур. При этом также документируется прочность породы, реакция скального массива на процесс земляных работ и инфильтрация горных вод. Созданный на основе этого отчет о картировании — с эскизами и фотографиями — служит основой для выбора соответствующих вспомогательных мер.

Схема бурения

Схема бурения обеспечивает распределение взрывчатого вещества в породе и желаемый результат взрывных работ. При проектировании схемы бурения необходимо учитывать несколько факторов: буримость и взрывоопасность горных пород, тип взрывчатых веществ, ограничения вибрации при взрыве и требования к точности взорванной стены и т. д. Основные факторы буровзрывных работ и конструкция схемы бурения обсуждаются ниже. . Поскольку каждый горнодобывающий и строительный объект имеет свои особенности, приведенные схемы бурения следует рассматривать только как ориентиры.

Многие шахты и раскопки до сих пор планируют схему бурения вручную, но современные компьютерные программы доступны и широко используются. Компьютерные программы упрощают изменение шаблонов и достаточно точно предсказывают последствия изменений в бурении, загрузке, погрузке и добыче. Компьютерные программы основаны на той же проектной информации, что и при ручной подготовке лекал.

Расчет схемы размещения шпуров при проходке тоннелей и проходке основан на следующих факторах:

• Размеры тоннеля
• Геометрия тоннеля
• Размер отверстия
• Окончательные требования к качеству
• Геологические и горно-механические условия
• Наличие взрывчатых веществ и средств детонации
• Ожидаемые утечки воды
• Ограничение вибрации
• Буровое оборудование

В зависимости от условий участка все или некоторые из вышеперечисленных факторов считаются достаточно важными для определения схемы бурения туннелей. На строительных площадках обычно используется несколько вариантов схем бурения, учитывающих изменяющиеся условия в каждом туннеле. Проходка в шахтах осуществляется с использованием от 5 до 10 схем бурения для различных размеров тоннелей (эксплуатационные проходки, отгрузочные проходки, штольни, аппарели и т. д.). Схема дорабатывается на месте бурения. свободная поверхность, доступная в момент начала взрывных работ. Это ограничивает длину круга и объем породы, которую можно взорвать за один раз. Аналогичным образом, это означает, что удельная проходка и зарядка увеличиваются по мере уменьшения площади забоя тоннеля. При проектировании схемы бурения при проходке тоннелей основная цель состоит в том, чтобы обеспечить оптимальное количество правильно размещенных и точно пробуренных шпуров. Это помогает обеспечить успешную зарядку и взрывные работы, а также получить точные и ровные стены, крышу и пол туннеля. Оптимизированная таким образом схема бурения также является наиболее экономичной и эффективной для данных условий.