Сооружение подводных трубопроводов

водой и их характеристики, в зависимости от условий приме­ нения, приведены в табл. 3.12.

Скважинные заряды применяются при наличии больших объемов рыхления и извлечения скального или тяжелого грунта и огра­ ниченных по времени условий проведения взрывных работ. Сква­ жинные заряды обеспечивают меньший расход взрывчатых ма­ териалов (ВМ), лучшее дробление породы в массиве в границах профиля траншей и создают меньше опасности для имеющихся подводных сооружений (трубопроводов), для флоры и фауны.

Шпуровые заряды могут применяться для проработки траншеи до проектного профиля, дробления негабаритов, подработки по­ дошвы уступов траншеи и выполнения других, незначительных по объему работ.

Накладные заряды применяют при доработке траншей до про­ ектного профиля (срезка выступов, неровностей) после очистки ее от ранее разрыхленного грунта и рыхления крупных валунов, заторов и других препятствий при разработке траншей. Приме­ нение накладных зарядов увеличивает площадь соприкосновения ВВ с массивом и обеспечивает его более интенсивное дробле­ ние.

В качестве разновидности шпуровых или накладных зарядов применяют кумулятивные заряды, имеющие специальную форму, обеспечивающую направленное действие взрыва и повышающую эффективность рыхления породы.

Котловые заряды используются для рыхления грунта в тран­ шее на больших глубинах на урезных и береговых траншеях в трудновзрываемых породах. Котловые заряды размещают в поло­ стях в породах, получаемых в результате разбуривания и простреливания скважин и шпуров. Применение этого метода резко увеличивает объем породы, разрушаемой взрывом, и снижает объем буровых работ по сравнению с методом скважинных шпуро­ вых зарядов.

При необходимости выполнения взрывных работ на переходах в сложных гидрогеологических и иных условиях могут применя­ ться комбинированные методы рыхления пород. Выбор способа и

времени выполнения взрывных работ при разработке подводных траншей под трубопроводы осуществляется проектной организа­ цией с обязательным согласованием организационно-техноло­ гических решений с органами рыбохраны и других заинтересо­ ванных организаций, включая строительную. Принятые решения приводятся в проекте организации строительства.

3.4.1. Способы взрывания

Способы взрывания зарядов определяются средствами взрыва­ ния, последовательностью взрывания зарядов и конкретными технологическими условиями взрывных работ на переходах и осуществляются, преимущественно, электрически или с помощью детонирующего шнура (ДШ), причем последний способ пред­ почтительнее в практике подводных работ.

Электрический способ взрывания осуществляется с помощью электродетонаторов, обеспечивающих как мгновенное, так и ко­ роткозамедленное взрывание соседних зарядов. Короткозамед­ ленное ' взрывание целесообразно использовать в случае приме­ нения скважинных и шпуровых зарядов для улучшения качества дробления пород, снижения опасного воздействия взрывных волн на флору и фауну.

Достоинством электровзрывания является возможность комп­ лектования больших групп зарядов и осуществления разновре­ менных взрывов в одной серии (взрывы с замедлением), без­ опасность взрывания, надежность взрывания за счет возможного обеспечения контроля исправности приборами средств взрыва­ ния. К недостаткам относятся большая сложность работ при подготовке сетей для взрывания и высокие дополнительные тре­ бования к технике безопасности.

Расчет электровзрывных сетей производится в соответствии со схемой взрывания, выполняемой путем последовательного, параллельного и смешанного соединения.

Взрывание детонирующим шнуром применяют при одновремен­ ном взрывании групп взрывания ВВ при всех методах ведения этих работ. При правильном соединении взрывной сети обес­ печивается безопасное взрывание ДШ. При необходимости раз­ новременного взрывания составляют набор замедлений с по­ мощью отрезков и петель ДШ рассчитанной длины. Преимущест­ вами способа взрывания ДШ является резкое уменьшение опас­ ности при заряжании и, особенно, по ликвидации отказов бла­ годаря отсутствию в зарядах опасных в обращении капсулей детонаторов и электродетонаторов, возможность одновременного взрывания больших групп зарядов, удобство применения для взрывания рассредоточенных зарядов.

Мгновенное взрывание, при котором все или группа зарядов взрываются одновременно, осуществляется при помощи электро-

3.4.2. Технология рыхления скальных грунтов взрывами

Рыхление скальных и тяжелых грунтов при разработке под­ водных траншей на строящихся переходах трубопроводов выпол­ няется в зависимости от конкретных условий с применением скважинных, шпуровых, накладных, кумулятивных зарядов. Наи­ более распространенными в практике строительства подводных переходов являются скважинные (шпуровые) заряды.

Проведению взрывных работ с применением скважинных шпу­ ровых зарядов предшествуют работы по бурению скважин (шпуров) и заряжанию их взрывчатыми веществами. К шпурам относят обычно цилиндрические полости диаметром до 60 мм, к скважинам - выемки большего диаметра. При отсутствии ледо­ вого покрытия бурение и заряжание выполняется с плавучей платформы, снабженной буровым станком. Закрепление плаву­ чей платформы, в створе перехода обеспечивается с помощью четырех якорей. Перемещение вдоль створа осуществляет­ ся с помощью четырех лебедок, установленных по углам плат­ формы.

Способ заряжания скважин (шпуров) и конструкция зарядов в значительной мере определяют производительность и качество проведения взрывных работ на переходе. Пробуренные скважины или шпуры обычно обсаживаются трубами, выступающими над устьем на 0,5-1 м. Установка трубы и вехи-пробки для обо­ значения скважины (шпура) может производиться как с поверх­ ности воды, так и со дна водолазом. После установки вехипробки и заряжания скважин (шпуров) обсадные трубы извле­ кают (рис. 3.10).

В целях ускорения заряжания зарядная труба должна иметь сплошную продольную прорезь для извлечения из трубы свобод­ ных концов детонирующего шнура (или электроприводов при электровзрывании) после его установки или кондуктор для оп­ ускания боевика и концов ДШ с внешней стороны трубы. На­ личие прорези или кондуктора позволяет осуществлять заряжа­ ние без поднятия зарядной трубы на поверхность воды после укладки ВВ в каждый шпур или скважину. Если обсадные трубы выведены на поверхность воды, заряжание ведется непосредст­ венно по этим трубам. Заряженные шпуры или скважины обозна­ чаются буйками.

При наличии сверху над скальными грунтами наносов заряды могут заглубляться гидравлическим или механическим способом. При гидравлическом способе обсадная труба погружается путем

применяться приспособление, состоящее из утолщенной в верх­ ней части сваи, наконечника и досадной трубы. Труба должна быть на 0,5 м длиннее требуемой глубины заложения зарядов и

быть несколько больше диаметра заряда, чтобы он мог свободно опускаться через трубу на дно. Утолщенный конец трубы имеет упоры, к которым прижимается обсадная труба. Верхние концы сваи и трубы охватываются металлическими кольцами. Наконеч­ ник вставляется в нижнюю часть трубы до заплечиков. До поме­ щения заряда обсадную трубу с введенной в нее сваей и на­ конечником доводят до наносов. В дальнейшем труба проходит через наносы под действием ударов по свае. После того как наконечник будет доведен до скального грунта, сваю вынимают и по трубе опускают на дно заряд.

Наиболее простым и удобным средством заглубления зарядов в мягкий грунт является гидроигла, представляющая собой пу­ стотелую штангу с коническим концом и приваренной иглой (стержнем), имеющая крючки-пружины на боковой поверхности для крепления заряда ВВ. Внутренний диаметр пустотелой штанги 30-32 мм, диаметр отверстия конуса равен 15-16 мм, длина стержня 100-200 мм. При напоре струи в 0,3 МПа, ско­ рость заглубления составляет 0,1 м/с.

Распространенным методом заряжания скважин в скале с про­ ходкой через слой наносов является ОД-метод. При использова­ нии этого метода обсадная труба-забурник и бур погружаются

через слабые грунты до кровли скалы и после погружения забу­ риванием обсадной трубы на 0,1 м в кровлю бурят до проектной глубины. Далее бур вынимают, а через обсадную трубу опускают пластиковый рукав, после чего обсадная труба извлекается, а пластиковый рукав, готовый к заряжанию, остается в скважи­ не. Заряжание ВВ в скважине пройзводится преимущественно патронированными ВВ, уплотняемыми сжатым воздухом, пода­ ваемым гибким шлангом с ножевым соплом. При использовании

Простейшим оборудованием, применяемым для заложения заря­ дов ВВ в мягких грунтах, является обсадная труба с желонкой. Диаметр трубы составляет 100-500 мм, толщина стенки равна 2- 4 мм, длина желонки около 400-600 мм. Выемка грунта для укладки зарядов ВВ производится с заякоренного плавсредства. Величина заглубления контролируется по штанге с мерными'де­ лениями. В процессе заглубления обсадная труба опускается, после необходимого погружения извлекается желонка и по об­ садной трубе подается в грунт заряд ВВ со средствами иниции­ рования. Заглубленные таким образом заряды в соответствии с расчетной схемой подключаются к взрывной сети.

Под воду разрешается опускать только такое количество за­ рядов, которое будет взорвано за один прием. При механиче­ ском заряжании сильнотрещиноватых пород или пород с пусто­ тами целесообразно применять длинные цельные заряды, вводи­ мые через пластиковый рукав. Заряды любого вида, изготовлен­ ные на месте работы, должны быть покрыты гидроизоляцией не­ зависимо от качества их оболочки и типа ВВ.

При электровзрывании зарядов под водой электровзрывная сеть предварительно монтируется на берегу и затем грузит­ ся целиком или отдельными линиями на несколько катеров или лодок для установки на место. Для предохранения сети от разрывов силой течения дополнительно соединяют заряды меж­ ду собой веревками, воспринимающими растягивающие усилия (рис. 3.11).

При работе с борта водолазного бота электровзрывную сеть разрешается монтировать на нем при условии изготовления только одной сети с магистралями. Проверка исправности электровзрывной сети, присоединение ее к источнику тока (взрывной машинке) и взрывание зарядов разрешается только после того, как водолаз будет поднят на бот, а бот отведен от места взрывов на безопасное расстояние.

Важнейшим условием, определяющим эффективность взрывных работ, является расчет зарядов ВВ. При расчете учитывают:

физические свойства грунта; количество расходуемого ВВ;

длину линии наименьшего сопротивления (ЛНС); расстояние между буровыми скважинами и глубины скважин;

больше условного диаметра разрушающего действия одного сква­ жинного заряда, масса одного скважинного шпурового заряда определяется по формуле:

м; /заб - длина забойки, м.

Длина скважин (шпуров) принимается с учетом проектной глубины разрабатываемой подводной траншеи (мощности взрывае­ мого слоя грунта) и определяется выражением:

где /заР - длина заряда.

Глубина перебура скважины (шпура) ориентировочно может быть определена с использованием выражения:

может приниматься на 10-15% больше толщины взрываемого слоя. При наличии ниже отметки дна разрабатываемой траншеи мягких грунтов перебур обычно не делается.

В случае, когда мощность взрываемого участка подводной траншеи меньше условного диаметра разрушающего действия од­ ного скважинного заряда, расчет массы заряда выполняют по

денная мощность взрываемого слоя, м.

Величина Япр, зависящая от слоя воды над зарядом, может

эквивалентная слою воды, покрывающему заряд, м.

Расстояние между скважинами (зарядами) в ряду определяет­

ще т = 0,7-1,2 - относительное расстояние между зарядами. Расстояние между рядами скважин при одновременном взры­

вании и расположении зарядов в шахматном порядке находится по

при разновременном (замедленном или короткозамедленном) взрывании рядов зарядов

При необходимости обеспечения высокого качества дробления расчетная сетка расположения зарядов может быть уменьшена на 30-50% с соответствующим пересчетом расходов ВМ. Если для заданных конкретных условий известен фактический удельный расход <?ф взрывчатых веществ, то масса заряда может быть вычислена по формуле:

В случае, коща мощность взрываемого участка подводной траншеи h больше радиуса разрушающего действия одного сква­ жинного заряда, для обеспечения энергонасыщенности взрывае­ мого массива применяется сближенное расположение скважин.

Расстояние между зарядами в ряду находится по формуле:

где т * 0,7-0,9.

При многорядном расположении зарядов и короткозамедленном взрывании рядами расстояние между ними может быть определено

ряда. Длина перебура ориентировочно может быть найдена -по формуле

Масса заряда Q при известных значениях фактического рас­ хода #ф и параметрах расположения зарядов определяется так­ же по формуле (3.38) с учетом длины забойки /мб и величины перебура.

Расстояние между зарядами определяется по формулам:

при расположении зарядов по шахматной сетке, и по формуле:

при расположении зарядов по квадратной сетке.

Взрывание скважинных (шпуровых) зарядов выполняется пре­ имущественно электрическим способом или при помощи детони­ рующего шнура с инициированием магистрали детонирующего шнура электродетонатором. При инициировании зарядов приме­ няют, как правило, два мощных водостойких электродетонатора, подключенных к различным последовательным взрывным сетям. Они должны иметь надежную и прочную изоляцию, способную вы­ держивать взрывные нагрузки. При заряжании измеряют сопро­ тивление и ток утечки электродетонатора.

Для рационального использования энергии взрыва и увеличе­ ния механического воздействия на массив породы применяют скважинные заряды с воздушными или инертными, с низкой аку­ стической жесткостью промежутками, или подушками длиной 0,25-0,33 /с», которые увеличивают полезно используемую работу по разрушению и перемещению горной породы.