книги из ГПНТБ / Эстеров, Я. Х. Буровзрывные работы на транспортном строительстве учебник

Поскольку скважину заряжают на всю длину, для предотвращения образования воронки в устьевой части скважины применяют наклад­ ной заряд, который взрывают дополнительными отрезками ДШ одно­ временно с инициированием основного (скважинного) заряда.

где R r — проектируемый радиус котлована, см; d3— диаметр заряда- в скважине, см.

Указанные выше параметры взрывных работ следует в зависимости от грунтовых условий уточнять опытным путем.

Взрывные работы при разработке котлованов в скальных породах

Котлованы должны быть вскрыты по всему проектному поперечному профилю до обнажения скальных пород.

В зависимости от крепости и трещиноватости скальных пород и размеров котлована определяют методы и параметры взрывных ра­ бот. Как правило, применяют метод шпуровых зарядов.

При проходке котлованов в скальных породах средней и выше средней крепости применяют послойную их разработку с обязатель­ ным бурением врубовых шпуров.

Глубину отбойных шпуров при врубах с наклонным расположением шпуров (пирамидальный, клиновой и т. п.) рекомендуется принимать не больше наименьшего размера стороны котлована.

262

Врубовые шпуры бурят на глубину 5—10%, превышающую дли­ ну отбойных. Если применяют призматические или щелевые врубы, образуемые вертикальными шпурами (рис. 168), то глубину отбой­ ных шпуров можно принять больше размера меньшей стороны кот­ лована.

Число шпуров (в комплекте) диаметром 36 мм (для аммонита № 6ЖВ) определяют по формуле проф. М. М. Протодьяконова

где / — коэффициент крепости породы по шкале проф. М. М. Про­ тодьяконова;

S — площадь поперечного сечения выработки, м2.

Величину заряда отбойных шпуров рассчитывают из условия за­ ряжания на 0,4—0,6, а врубовых на 0,7—0,8 их длины. В зависимости от крепости и условий взрывания порода в котловане за один взрыв разрыхляется на глубину, составляющую 0,6—0,9 глубины отбойных шпуров.

При разработке котлованов в слабых полускальных породах (типа хлори­ товых сланцев, выветрившихся серпентинитов, дресвы и подобных им) при элект­ рификации некоторых участков железных .дорог Урала спецуправлением № 74 Трансвзрывпрома был применен метод котловых шпуровых зарядов. После убор-

Рис. 168. Врубы, образуемые вертикальными шпурами:

263

ки нескальных грунтов по центру котлована на всю глубину пробу­ ривали шпур, который затем про­ стреливался. Величину заряда ВВ для прострелки шпура определя­ ли по формуле (65). Для предо­ хранения шпура над зарядом простреливания помещали забоечный, материал (сыпучий грунт) на дли­ не, равной удвоенной длине за­ ряда. После простреливания шпур продували сжатым воздухом через трубку. Величину основного за­ ряда рыхления рассчитывали в кг по формуле

С этой же целью и для уменьшения разлета кусков породы при электрифи­ кации железнодорожной линии Тобол—Магнитогорск было применено встреч­ ное инициирование зарядов в

шпурах (рис. 170).

264

в) засыпка выработанной части котлована слоем песка толщиной до 1 м (рис. 171).

§ 44. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПРИ РЫХЛЕНИИ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Общие сведения

В зимнее время трудоемкость земляных работ значительно воз­ растает за счет необходимости предварительного рыхления слоя мерз­ лого грунта, мощность которого достигает 1,5 м и более. Объем работ по рыхлению мерзлых грунтов нередко составляет более 25—50% общего объема подлежащих выполнению земляных работ. Этот про­ цент тем больше, чем больше глубина промерзания и чем меньше об­ щая глубина разрабатываемой выемки или траншеи.

Метод рыхления мерзлых грунтов экскаваторами, оборудованными клин-бабой, на предприятиях Мннтрансстроя запрещен из-за резкого снижения производительности экскаваторов и низкого качества рых­ ления. Метод оттаивания мерзлых грунтов электропрогревом или паропрогревом дорог и сложен, его применяют только в особых случаях при небольшой глубине промерзания, небольшом объеме работ и бли­ зости различных строений.

На строительстве железных и шоссейных дорог, каналов, при про­ изводстве вскрышных работ в карьерах и в ряде других случаев наи­

производят в соответствии с ранее составленным паспортом или проек­ том на эти работы.

2 6 5

Организация, стоимость и трудоемкость буровзрывных работ по рыхлению мерзлых грунтов зависят главным образом от свойств и объе­ ма грунтов, глубины их промерзания и способа' бурения шпуров.

Знание грунтовых особенностей имеет большое значение для ус­ пешного ведения работ по рыхлению мерзлых грунтов. К наиболее трудновзрываемым относят глинистые грунты и грунты с включения­ ми строительного мусора или гальки. Для хорошего размельчения взрывом таких мерзлых грунтов необходимы увеличенное количество взрывчатых материалов и большой объем буровых работ. Легче взры­ ваются песчаные и растительные грунты.

Взрываемость грунтов зависит также от степени их влажности в период смерзания. Смерзшиеся увлажненные грунты взрываются труднее. Трудоемкость буровых, проходческих и взрывных работ зна­ чительно возрастает в мерзлых грунтах, включающих гальку, валуны и строительный мусор.

Глубина промерзания грунтов зависит от температуры наружного воздуха, степени влажности грунтов в период их смерзания, конфигу­ рации местности и ее защищенности от ветра, мощности снежного и естественного покрова (трава, кусты, лес) характеристики грунтов. Увлажненные грунты на участках, не защищенных от ветра или с небольшим снежным покровом, промерзают на значительно большую глубину. Особенно сильно промерзают косогорные участки и откосы ранее разработанных траншей и выемок. Меньше промерзают заболо­ ченные участки местности.

В первые 1—2 месяца зимы глубина промерзания постоянно воз- 'растает, а затем остается более или менее постоянной до весны. Поэтому на отдельных участках трассы сравнительно небольшой протяжен­ ности глубина промерзания грунтов, а вследствие этого и объем буро­ взрывных работ по рыхлению грунтов могут быть различными.

Взорванный мерзлый грунт во избежание его повторного смерза­ ния должен быть немедленно убран.

Методы производства взрывных работ

Мерзлые грунты рыхлят главным образом методом шпуровых и скважинных зарядов. В исключительных случаях для рыхления мерз­ лых грунтов на крутокосогорных участках, где механическое бурение шпуров затруднено, а также при необходимости рыхления замерзших крутых откосов траншей и выемок применяют метод малых камерных зарядов (рукавов).

П р и м е т о д е ш п у р о в ы х з а р я д о в длина шпуров, как правило, составляет 90—95% глубины промерзания h грунта.

Расстояние а между шпурами в ряду в зависимости от группы мерз­

266

Уточняют рациональные сетки расположения шпуровых зарядов и их величины в зависимости от свойств взрываемых мерзлых грунтов, ■глубины промерзания и применяемых средств экскавации взорванной породы после первых опытных взрывов.

Для улучшения дробления мерзлого грунта целесообразно заряд ВВ в шпуре рассредоточивать.При этом 2/3 величины заряда разме­ щают сплошной колонкой в основании шпура, а оставшуюся 1/3 его—• в верхней части шпура. Промежуток шпура между двумя частями за­ ряда заполняют забоечным материалом. Длина верхней части шпура, заполненной забоечным материалом, должна быть не менее 1/4 длины шпура. Взрывание шпуров в случае применения рассредоточенных зарядов производят только при помощи отрезков детонирующего шну­ ра, помещаемых в каждый шпур.

М е т о д с к в а ж и и н ы х з а р я д о в в основном применяют при глубине промерзания грунта более 1,5—2 м. Величины и располо­ жение зарядов определяют так же,, как при шпуровом методе взры­ вания.

М е т о д н а к л о н н ы х с к в а ж и н н ы х з а р я д о в при­ меняют для рыхления промерзших* откосов выемок и траншей. Этот метод был успешно применен при рыхлении промерзших откосов Грыз­ ловского угольного разреза (рис. 172).

М е т о д г о р и з о н т а л ь н ы х с к в а ж и н н ы х з а р я ­ д о в применяли для обрушения промерзших скальных откосов на строительстве Волго-Балтийского водного, пути. Скважины бурили станками БТС-2, оборудованными шнеками диаметром 150 мм.

Рыхление мерзлого слоя грунта при разработке песчаных карьеров

0,25x0,25 м проходят по талому грунту непосредственно на контакте с мерзлотой (рис. 173). Расстояние между рукавами в ряду принимают равным (1 -у- 1,5)Л. Величину заряда определяют по формуле (96).

Применение метода шпуровых, скважинных и малых камерных за­ рядов (рукавов) для рыхления мерзлых грунтов вблизи населенных пунктов, линий электропередач и строящихся сооружений требует выполнения комплекса мероприятий, обеспечивающих защиту ука­ занных объектов от разлета кусков породы и действия воздушной удар-

267

стороны компенсирующих щелей и при этом сейсмическое воздей­ ствие взрыва вдоль щелей намного меньше, чем поперек щелей

(рис. 176).

При методе щелевых зарядов уменьшается разлет кусков породы, сводится к минимуму действие воздушной ударной волны незначитель­ но снижается сейсмическое действие взрыва. Кроме того, резко уменьшаются трудовые затраты взрывников и расход средств взры­ вания.

При необходимости рыхления мерзлых грунтов под узкие траншеи для прокладки водопроводных и канализационных труб, укладки ка­ белей связи и электропередач на строительных площадках и вблизи жилых помещений взрывные работы не производят.

После образования двух параллельных щелей и нарезки через каждые 1—2 м поперечных щелей вынимают промерзшие блоки поро­ ды при помощи экскаватора (рис. 177).

Рис. 176. Схема устройства щелей:

269

Организация буровзрывных работ при рыхлении мерзлых грунтов

Несмотря на простоту применяемых методов взрывных работ при рыхлении мерзлых грунтов, организация этих работ весьма сложна. Это объясняется: необходимостью своевременной подготовки площадок, подлежащих взрыванию; необходимостью одновременного взрывания большого количества зарядов с целью обеспечения бесперебойной ра­ боты землеройных механизмов; необходимостью вести массовые взрыв­ ные работы в сжатые отрезки времени, обеспечивая при этом безопас-' ность людей и сохранность механизмов; постоянно изменяющимися условиями производства буровзрывных работ по мере продвижения или перемещения землеройных механизмов на новые участки и изменения температурных условий в течение сезона. Поэтому для обеспечения бесперебойной работы землеройных и буровых механизмов следует заблаговременно и тщательно подготовиться к производству буро­ взрывных работ.

Кроме проведения необходимых подготовительных организацион-' но-технических мероприятий, должен быть составлен согласованный график организации земляных и буровзрывных работ.

Таким графиком определяется потребное количество буровых меха­ низмов и квалифицированной рабочей силы на весь зимний период.

исходя из производительности землеройных механизмов и с учетом передвижения на новые участки работ намечают в плане контуры пло­ щадей мерзлых грунтов, ежедневно подлежащих разработке каждым землеройным механизмом.

При рыхлении мерзлых грунтов взрывным методом в населенных пунктах взрывные работы можно выполнять только по утвержденному и согласованному со всеми заинтересованными организациями проекту. Если на запланированных к разработке зимой участках есть пни, их следует выкорчевать до наступления зимы.

Рис. 178. Организация буровзрывных работ по рыхлению мерзлых грунтов и экс­ каваторных работ (драглайнами) при разработке котлована:

271