книги из ГПНТБ / Коротеев Д.В. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве
.pdfТаблица II
Технико-экономические показатели н данные травматизма при подготовке различными способами мерзлых грунтов к разработке
|
|
|
|
|
|
Объем |
|
|
|
|
Способы |
подготовим |
мерз |
разра |
Трудоемкость |
Стоимость |
Трав |
||||
ботан |
||||||||||
лых |
грунтов |
|
ного |
рыхления 1 м3, |
рыхления |
матизм, |
||||
|
|
|
|
|
|
грунта, |
чел.-час. |
1 мэ, руб. |
% |
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
Рыхление |
|
|
|
|
|
||||
С применением |
рабочих |
|
|
|
|
|||||
органов |
свободного па- |
|
|
|
|
|||||
девия (клин-бабы, |
клин- |
|
0,04—0,06* |
0,3—0,42* |
|
|||||
м о л о т а ) |
|
|
|
|
60 |
34 |
||||
|
|
|
|
0,1—0,2 |
0,6—0,9 |
|||||
Рыхлителями |
свободного |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||
принудительного |
|
паде- |
|
0,035—0,055* |
0,2—0,4* |
|
||||
н и я |
|
|
|
|
|
12 |
7 |
|||
|
|
|
|
|
0,09—0,16 |
0,5—0,66 |
||||
Рыхлителями |
на |
тракто- |
|
|
||||||
7 |
0,02—0,04 |
0,25—0,5 |
9 |
|||||||
p a x ................................... |
|
|
экекаівато- |
|||||||
Траншейными |
4 |
0,1—0,25** |
0,4—0,9** |
5 |
||||||
рами |
|
машинами |
||||||||
Баровыми |
1 |
0,3—0,4 |
0,4—0,9 |
7 |
||||||
Взрывные.......................... |
|
|
|
|
12 |
0,02—0,04 |
0,2—0,5 |
18 |
||
Отогрев грунта |
|
|
|
|
• |
|||||
Углем и дровами . . |
1,2 |
0,8—2 |
2,1—6 |
|||||||
Электродами |
поверхно- |
1 , '6 |
0,1—0,15 |
1,1—1,7 |
|
|||||
стными и глубинными |
20 |
|||||||||
Коаксиальными |
нагрева- |
0,5 |
0,3—0,4 |
0,9—1,05 |
||||||
телями............................... |
|
и |
водяными |
|
||||||
Паровыми |
1 |
0,15—0,2 |
0 ,8 -0 ,9 5 |
|
||||||
иглами............................... |
|
|
|
|
|
|
*В числителе приведены показатели, относящиеся « -рыхлению при глубине -промерзания до 1 м, в знаменателе—при глубине про мерзания более 1 м.
**В показатели включена стоимость разработки грунта.
Анализ фактических показателей разработки мерз'- лого грунта ів организациях страны свидетельствует о том, что в большинстве случаев применение машин осу ществляется без учета основных физико-механических свойств мерзлого грунта (величины отрицательной тем пературы, влажности, гранулометрического состава). Такой подход к разработке грунта в зимнее время ведет « тому, что 'Производительность машин в зависимости
30
от механических свойств грунта значительно падает, уве личивается число поломок узлов машин, а это уже ока зывает влияние на безопасность работ.
Приведенные данные говорят о необходимости выбо ра машин для разработки грунта в зимнее время с уче том прочностных свойств грунта; такой подход позво лит снизить стоимость разработки грунта и уменьшит износ машин. Важным фактором снижения стоимости ма шин является их специализация по температурным зо-
и —УЦз/іичение трудозатрат^тыс чел ■ѵос. —------- Уд ер ж а н и е ст оимост и разраЬот ни,ш нруд
Рис. 8. Диаграмма затрат труда и удорожания стоимости в зависимости от способа разработки мерзлых грунтов
нам страны,, так как машины имеют различные показате ли производительности, стоимости и трудоемкости в за висимости-от глубины. промерзания грунта.
На рис. 8 приведен график ежегодного увеличения затрат труда и стоимости работ ів зависимости от спо соба разработки мерзлых грунтов, из которого видно, что при самых массовых средствах рыхления (рабочими ор ганами ударного действия) происходит ежегодное уве личение затрат труда приблизительно на 68 тыс. чел-час.
31
и стоимости на 192 млн. руб. Эти цифры не учитывают затрат на износ базовых машин, канатов и на компенса цию случаев травматизма.
Мероприятия по предупреждению травматизма при разработке мерзлых грунтов механическим (ударным) способом, оттаиванием различными теплоносителями, взрывом и резанием рассматриваются ниже.
2. ОТТАИВАНИЕ ГРУНТА РАЗЛИЧНЫ М И ТЕПЛОНОСИТЕЛЯМИ
'Способы оттаивания грунта можно классифициро вать как по применяемому виду теплоносителя (горячая вода, пар, электроэнергия и т. д.), таки по направлению распространения тепла в грунте. По второму признаку все способы оттаивания грунта делят на три группы: оттаивание грунта сверху вниз; оттаивание грунта сни зу вверх и радиальное оттаивание грунта.
Основными видами травм при оттаивании грунта являются электротравмы и ожоги (включая электроожо ги) . При прогреве .мерзлого грунта электрическим током возможны сл'учаи травм атизма веледствие поиадання р а- ботающих и посторонних лиц под электрическое напря жение в зоне прогрева грунта при наличии оголенных ■соединений электропроводов и контактов электрической сети или в зону шагового напряжения при наличии ос таточного напряжения в грунте, особенно при прогреве током высокого напряжения.
Для предотвращения электротравматизма при выпол нении работ по оттаиванию мерзлого грунта электри ческим током зону прогрева необходимо ограждать. На ограждениях должны быть вывешены предупредитель ные надписи и плакаты, а в темное время суток — сиг нальные красные лампочки. Работы по электропрогреву должны вестись под руководством ответственного инже нерно-технического работника, и в течение всего време ни работ на площадке должен находиться дежурный электромонтер. Электропрогрев грунта следует выпол нять в строгой (Последовательности, предусмотренной проектом производства работ или технологической кар той.
При прогреве грунта током высокого напряжения особую опасность представляет наличие остаточного на пряжения или замыкание одной фазы на грунт. В этом
32
случае создается замкнутая цепь между поврежденной
фазой и другими фазами |
через сопротивление |
грунта. |
||
В 'последние годы для |
оттаивания |
мерзлого |
грунта |
|
используются |
различные |
установки и |
приспособления, |
|
работающие |
на жидком |
(тракторном) |
керосине, соля |
ровом масле или природном газе. При оттаивании мерз лого грунта для разработки траншей хорошо зареко мендовала себя установка ОМГ-70, предложенная ЦНИИОМТП.
Основными частями установки являются: горелка, топливный бак, центробежный вентилятор и комплект коробов с воздушной вентиляцией, а также теплорасиределителыные трубы с двумя отсеками. Производи тельность установки 0,3—0,5 м.3/ч, на 1 ж3 оттаиваемого грунта расходуется 6—8 кг жидкого топлива или 9— 11 ж3 газа. К особенностям установки ОМГ-70 следует отнести наличие теплораспределительной трубы, которая позволяет боле^ равномерно распределить тепло под ко робами. При оттаивании грунта с помощью установки ОМГ-70 во избежание прогорания металлических коро бов и для уменьшения расхода топлива температура под коробами не должна превышать 500—600°С.
Для безопасной эксплуатации установки надо сле дить за исправностью всех материальных подводящих шлангов и надежностью их соединений, газовые трубо проводы должны быть оснащены манометрами, при мон таже и демонтаже установки должны приниматься ме ры против возможных ожогов.
Более совершенным является способ оттаивания мерзлых грунтов по принципу подачи тепла снизу вверх. При этом способе тепло распространяется в вертикаль ном направлении снизу вверх, т. е. от нижней границы мерзлого слоя к дневной поверхности. Этот способ наи более экономичен, так как оттаивание происходит под защитой мерзлой корки и теплопотери в пространство фактически исключены: Кроме того, некоторое количе ство тепловой энергии при этом способе может быть сэ кономлено за счет того, что верхняя корка (имеющая более низкую температуру и поэтому требующая боль шего расхода тепла на оттаивание) не отогревается, а разрушается ковшом экскаватора.
При оттаивании мерзлых грунтов горячей водой или паром персонал, обслуживающий установки, может по лучить ожоги при прикосновении к горячим трубам или
2 За к. 392 |
33 |
При разрыве трубопровода, который может произойти из-за образования ледяных пробок. Для устранения причин травматизма при отогреве мерзлого грунта порячей водой или паром требуются правильная органи зация работ в 'Соответствии -с проектом производства работ и постоянный технический надзор. При этом осо бое внимание -следует обращать на исправность мано метров, фиксирующих наличие рабочего давления в •системе. У водогрейных и паровых котло-в всегда долж ны находиться лица, отвечающие за их эксплуатацию.
Тульским политехническим институтом были проведе ны исследования по применению электрохимического
Рис. 9. Трубчатые |
перфориро |
Рис. 10. График среднего рас |
|
ванные электроды |
для оттаи |
хода |
мощности электрической |
вания мерзлого грунта |
энергии на 1 нг оттаиваемого |
||
/ —электрод ä = 3І4 j |
2 —отверстия; |
грунта |
j |
3 — болт; 4 — наконечник |
|
|
способа оттаивания мерзлого грунта. Для этой цели бы ли применены трубчатые перфорированные электроды, представляющие собой металлические трубы диаметром 19—25 мм (рис. 9). Электроды по всей поверхности име ют отверстия d=6 У- 8 мм через 50—60 мм. Электроды в мерзлый грунт погружаются с помощью пневматичес ких молотков на 15—20 см ниже зоны промерзания грун та. Перед началом прогрева мерзлого грунта в трубча тые электроды заливаіот водный раствор электролита. Электролит выбирается в зависимости от степени элект рической диссоциации, а также дефицитности и стоимос ти. Наиболее дешевым является хлористый кальций (СаС12), примерно 9—9,5 руб. за 1 т.
34
Кроме того, что он обладает высокой степенью дис социации (0,8—0,95) и электропроводностью. На рис. 10 приведен график потребной мощности электрического тока на 1 лг3 оттаиваемого грунта при различной глуби не промерзания суглинистого грунта. Данные на графике рис. 10 были получены при температуре воздуха —8°С. Из данных графика видно, что при увеличении глѵбины промерзания с 0.6 до 1,4 м расход электро энергии уменьшается с 5,8 до 4.2 квт/м3, так как при малых глубинах промерзания (0,4—0,6 м) потребная мощность повышается вследствие больших теплопотерь в окружающую среду. При оттаивании грунта с глуби
ной промерзания более 0,6 м |
xsmmju’ |
|||
теплопотери в окружающую |
|
|||
среду |
резко |
сокращаются. |
|
|
На рис. 11 приведен график |
|
|||
расхода электроэнергии |
на |
|
||
1 м3 |
оттаиваемого грунта |
в |
|
|
зависимости от глубины про |
|
|||
мерзания. |
|
|
|
|
'Небольшие объемы мерз |
|
|||
лого |
грунта |
можно оттаи |
|
вать местными тепляками и
отражательными |
печами. |
|
Глрбит примерзании, м |
|
|
Местные тепляки представ |
РіИС. |
График среднего |
рас |
||
ляют собой открытые снизу |
хода |
электроэнергии |
на |
1 .и3 |
|
короба с утепленными стен |
оттаиваемого грунта в |
зависи |
|||
ками и крышей; внутри та |
мости от глубины его |
промер |
|||
зания |
|
|
|
||
ких коробов размещены на |
|
|
|
|
|
гревательные |
устройства. |
|
|
|
|
В качестве нагревательного элемента в таких тепляках используют электрические спирали накаливания, водя ные или паровые батареи, подвешиваемые к крышке короба. Средняя ' температура внутри тепляка поддер живается в пределах 50—60°С. Отражательные печи от личаются от тепляков формой крыши, представляющей собой обращенное книзу параболическое зеркало, по крытое изнутри отражающим материалом.
ß фокусе этого зеркала располагается наігреватель- «ый элемент .в виде 'Опирали накаливания или излучате ля инфракрасных лучей; при этом тепловые лучи кон центрированно направляются на -поверхность .грунта, благодаря чему энергия расходуется более экономично, а оттаивание грунта происходит более интенсивно.
2* Зак. 392 |
'35 |
3. РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ МЕХАНИЧЕСКИМ (УДАРНЫМ ) СПОСОБОМ
За последние годы в связи с увеличением парка и по вышением мощности строительных машин метод 'Механи ческого рыхления мерзлого грунта приобретает все боль шее распространение. В табл. 12 приведены типы обору-
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12 |
Области преимущественного применения различных видов |
|
||||
|
|
рыхлительного оборудования |
|
||
Вид разрабаты |
Объем работ, |
Вид рыхлительного оборудования |
|
||
ваемой выемки |
|
-и3 |
|
||
Котлованы |
и |
более 2000 |
Баровые машины. Ударные мерзлото- |
||
траншеи |
|
менее 2000 |
рыхлители |
ударное оборудование |
на |
|
|
Навесное |
|||
|
|
|
экзакаіваторе |
|
|
Планировочные |
|
более 100 |
Навесные |
н прицепные тракторные |
|
выемки |
|
до 100 |
рыхлители |
|
|
|
|
Средства ;малой механизации |
|
дования, применяемого для рыхления мерзлого грунта в зависимости от объема работ.
При 'небольшом объеме работ разумно использовать для рыхления грунта .приспособления, являющиеся сменным оборудованием той машины, которая служит для его последующей разработки. Поэтому относитель но большое распространение для рыхления мерзлого прунта получило навесное оборудование к одноковшо вым экскаваторам в .виде молотов свободного падения. Чтобы обеспечить достаточную высоту падения молота,
стрелу экскаватора устанавливают под |
углом не ме |
|
нее 00°. |
|
|
При подготовке мерзлых грунтов ударным способом |
||
особую опасность травматизма представляет |
отлет от |
|
дельных кусков грунта. Как показали |
наблюдения, на |
|
■дальность и траекторию отлета кусков грунта |
большое |
влияние оказывает геометрическая форма ударного ра бочего органа машины.
Максимальная |
дальность |
разлета |
кусков |
мерзлого |
грунта до 1 кг определяется |
по формуле |
|
||
Lмакс |
sin (2 К a m ln4 - 2 |
ß ) |
|
|
------------ -------------- м |
(П ) |
36
где Z-макс — максимальная |
дальность |
разлета кусков в м\ |
Ѵ0— максимальная |
скорость |
отлета кусков грун |
та (ДО—Ь8 м/сек); К — экспериментальный коэффициент (—0,63);
а— угол приложения рабочего органа, определя ющий максимальную дальность отлета кус
ков грунта |
(65—90°); |
|
|
ß — экспериментальный коэффициент (72°); |
тела |
||
g — ускорение |
свободно |
падающего |
|
(9,8 м/сек2) . |
|
|
|
Максимальную высоту разлета кусков мерзлого грун
та (Ямале) при а\ = К a + ß |
можно |
определить по |
фор |
|
муле |
|
|
|
|
Я м акс — |
W |
(Кa + ß) |
м, |
(12) |
|
|
28 |
|
|
где со — начальный угол разлета кусков грунта.
4. РАЗРУШ ЕНИЕ ГРУНТА ВЗРЫ ВНЫ М СПОСОБОМ
в
При рыхлении мерзлых грунтов взрывным способом случаи травматизма возможны при бурении шпуров и •скважин различными машинами и станками, а также при транспортировании, хранении, заряжении шпуров и скважин, ликвидации, отказов, отсутствии охранной зо ны и т. п.
До начала взрывных работ необходимо установить границы опасной зоны путем установки условных знаков или постов охраны. При работах с взрывчатыми матери алами запрещается иметь при себе спички и другие за жигательные приборы. Патроны-боевики следует вво дить в заряды очень осторожно, не допуская толчков. Вы дергивать или тянуть огнепроводный, детонирующий шнур, а также проводники электродетонаторов, введен
ные в боевики или заряды, -не допускается. |
До начала |
|||||
электровзрывания |
необходимо |
сопоставить |
расчетное |
|||
сопротивление электровзрывной |
сети |
с фактическим. |
||||
Сопротивление злектровзрывной |
сети |
определяется |
по |
|||
формулам: |
|
|
|
|
|
|
Яобщ = |
2 Luгы-{- Lc гс + |
Ly гу |
N Яв ; |
(13) |
||
|
Я б = |
Я к + г Эд ; |
|
|
|
|
Яобщ - |
2L* г, + |
Ll r* + L* r* + r™ |
, |
(14) |
37
где Л’общ — общее сопротивление электровзрывной сети;
LM— длина магистральных проводов; |
|
||
Lc — длина соединительных проводов; |
|
||
Ly — длина участковых проводов; |
|
||
N — количество боевиков; |
|
||
Гм; гс; гу — удельные |
сопротивления магистральных, |
||
соединительных и участковых проводов; |
|
||
п — число электродетонаторов в пучке; |
|
||
RK— сопротивление одной ветви; |
|
||
гэд — сопротивление одного электродетонатора; |
|
||
R&—сопротивление боевика. |
12. |
||
Схемы электровзрывной |
сети показаны на рис. |
||
Величина погрешности между |
.расчетным и замеренным |
||
К ист очни ку топа |
К и с т о ч н и к у т о к а |
|
|
|
|
К ист очнику |
т ока |
Ряс. 12. Схемы соединения взрывных сетей при |
электровзрывании |
||
а —при последовательной схеме; б — при параллельном |
соединении; |
в —при |
|
пучковом соединении; / —магистральные провода; |
2 —участковые |
провода; |
|
3 — заряды BB |
|
|
|
■сопротивлением не должна превышать |
10%. При |
рас |
хождении более 10% необходимо выявить и устранить неисправности в сети (нарушение изоляции, плохая за чистка жил проводов и т. и.).
При производстве взрывных работ существует све товая или звуковая система сигналов: первый сигнал — предупредительный, после подачи которого все .рабочие, не производящие взрывание зарядов, обязаны уйти в укрытие; второй сигнал — боевой, дающий право взрыв нику зажечь шнур и удалиться в укрытие, а при элект рическом взрывании, находясь в укрытии, включить электрический ток; третий сигнал — отбой подается пос ле осмотра места взрыва. О способах подачи и значении сигналов все рабочие и население близлежащего района должны быть осведомлены. Правилами безопасности ра
бот взрывнику разрешено выходить из укрытия |
сразу |
после взрыва при .применении электродетонатор а |
мгно |
38
венного действия, а при применении 'электродетоініаторов замедленного действия — по истечении 5 мин после
.взрыва.
Ниже приведены размеры опасных зон при рыхлении мерзлого грунта взрывами.
Виды .взрывных работ на открытых площадках
Взрывание наружных зарядов » шпуровых зарядов » рукавов . . ..
»скваженных зарядов
Минимально допустимые радиусы опасных зон, м
не .менее 300
» |
» |
200 |
» |
» |
200 |
по проекту, но не менее 200 м
Абсолютная суммарная величина одновременно взры ваемых (детонирующим шнуром или электродетонато рами мгновенного действия) наружных зарядов не
должна превышать 10 кг ВВ.
При применении электродетонаторов мгновенного действия подходить ік отказавшему заряду разрешается через 5 мин, а при применении электродетонаторов замедленного действия — по истечении 15 мин. При об наружении отказов у последних выставляют отличитель ные знаки, и каждый случай отказа заносится в специ альный журнал. Затем пробуривают вспомогательные шпуры или .скважины так, чтобы отказавший заряд ока зался в зоне действия взрыва нового заряда, и произво
дят взрыв в обычном порядке.
Выполнение взрывных работ вблизи зданий и соору жений связано с разлетом кусков породы и колебаниями почвы. К числу эффективных способов уменьшения ра диуса разлета кусков породы можно отнести метод ко роткозамедленного взрывания, оптимальные параметры которого зависят от физико-механических свойств сре ды и параметров буровзрывных работ (вес заряда, сет ка скважин, интервал замедления, очередность подрыва зарядов). Другим средством, способным обеспечить безо пасное 'производство взрывных .работ вблизи зданий и сооружений, является укрытие места взрыва защитными сетками, щитками, специальными камерами.
В настоящее время в практике городского строитель ства при рыхлении мерзлого грунта взрывом для предот вращения разлета кусков грунта и защиты сооружений от действия взрывной волны иногда применяют пан цирные укрытия. Такие укрытия позволяют за смену вы полнить 20—30 циклов взрыва или взрыхлить мерзлые грунты на площади более 350 м2 Укрытия выполняют
39