Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Михно Е.П. Восстановление разрушенных сооружений

.pdf
Скачиваний:
40
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
34.27 Mб
Скачать

и другую технику, сможет только на сравнительно короткий срок вывести из строя дороги или аэродромы. Связано это с тем, что самому важному их элементу — проезжей части или летному полю (в частности, ВПП, РД и МС с искусственными покрытиями),— как правило, не наносится серьезных повреждений, и вскоре после взрыва они снова могут быть использованы для временного бази­ рования авиации [8].

По данным зарубежной печати [64], при воздушном взрыве номинальной ядерной бомбы на высоте 600—700 м тяжелые* раз­ рушения ракет, самолетов, автомобилей, оборудования, зданий, специальных аэродромных сооружений наблюдаются в радиусе до 1600—1800 м от эпицентра взрыва, значительные и легкие разру­ шения— на расстояниях, достигающих более 3000 м.

Радиусы поражения тех же объектов ядерными взрывами боль­ шей или меньшей мощности могут быть ориентировочно подсчи­

таны

по формуле

з

 

 

 

 

 

 

 

( И )

где

R— радиус разрушения сооружений

взрыва искомой мощ-

 

ности;

 

мощностью 20 тыс. т;

/?2о — радиус разрушения для взрыва

Е — тротиловый

эквивалент взрыва,

отвечающий заданным

 

условиям,

г.

 

Действие поражающих факторов воздушного взрыва вызывает необходимость в ходе восстановления действующих дорог и аэрод­ ромов производить:

спасательные работы: помощь личному составу, находивше­ муся в момент взрыва на дороге или аэродроме;

тушение пожаров и срочные аварийные восстановительные работы в целях локализации разрушений;

разграждение, включая дезактивацию и уборку завалов, поврежденных самолетов, автомобилей и прочей техники;

работы по планировке или восстановлению поверхности поврежденных дорог и летных полей;

восстановление зданий и специальных сооружений, разру­ шенных или частично поврежденных.

Особенности разграждения объектов, разрушенных воздушным ядерным взрывом

Наиболее характерными работами по разграждению дорог, аэродромов и других площадных и линейных объектов, разрушен­ ных воздушным ядерным взрывом, являются уборка поврежден­

* Разрушения принято считать тяжелыми, если восстановление невозможно;

значительными — если восстановление связано с большими работами; легкими — если восстановление связано с незначительными работами.

172

ной техники, расчистка завалов от обломков разрушенных зданий и спецсооружений и дезактивация объектов.

Уборка поврежденной техники и завалов производится мето­ дами разграждения, описанными в гл. IV.

Радиоактивное заражение в районе воздушного взрыва чаще всего оказывается сравнительно незначительным. Опасная степень заражения наблюдается в первые часы после взрыва и только в районе эпицентра взрыва, где уровень радиации может достигать 100 р/ч и более (в зависимости от мощности ядерного заряда [49]). Заражение в районе взрыва создается в основном за счет наведен­ ной радиоактивности.

Считается, что после рассеивания пыли (которая удерживается в воздухе обычно в течение 10—30 мин) и радиоактивного облака дорога может быть открыта длц движения, аэродром использован для взлета и посадки самолетов, так как уже через несколько часов возможно пребывание на них людей [6].

При значительном радиоактивном заражении дезактивация дороги, аэродрома или площадки осуществляется методами, приве­ денными в гл. IV. Однако при этом необходимо иметь в виду, что срезать или перепахивать грунт в районе эпицентра воздушного ядерного взрыва не следует. Здесь поверхностная зараженность земли невелика, а заражение почвы под воздействием нейтрон­ ного потока на некоторой глубине может быть большим. В таких случаях можно вскрыть сильно зараженные глубинные слои, и в результате вместо ожидаемого понижения получится повышение радиоактивности дезактивируемого участка.

Восстановление поврежденных дорог, летных полей и площадок

Масштабы поражения взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек, мест стоянок с капитальными покрытиями, а также авто­ мобильных и железных дорог при воздушном взрыве номинальной ядер,ной бомбы, как правило, невелики; возможно только неболь­ шое спекание или оплавление покрытий. Более существенные повреждения могут иметь дороги, площадки и ВГ1П из сравни­ тельно легких сборных покрытий, например из металлических сборно-разборных плит, а также дороги, расположенные на недо­

статочно

уплотненной грунтовой

поверхности

летного поля.

На пути

своего движения ударная

волна может

подхватить и

нести с большой скоростью мелкие камни, обломки разрушенных зданий, листы железа, плиты металлических аэродромных покры­ тий и т. п. Под воздействием зоны сжатия и зоны разрежения, образованной после прохождения фронта ударной волны, покрытие легкого типа может быть на значительной площади деформиро­ вано, сорвано или сожжено.

Поражение аэродромных покрытий световым излучением будет значительным только при наличии таких легких сборных покрытий (сетчатых, тканевых), которые могут сгореть или расплавиться, а также если под металлическими покрытиями проложены волокни­

173

стые, легковоспламеняющиеся материалы или слои тканевых по­ крытий.

Некоторые повреждения при воздушном ядерном взрыве может получить поверхность асфальтобетонных, грунтовых и щебеночных покрытий, обработанных битумом и другими органическими вяжу­ щими, в частности, выгорание или оплавление и спекание поверх­ ностей под влиянием высоких температур. Для восстановления их производятся обычная планировка грунтовой поверхности летного поля, замена поврежденных элементов сборно-разборных покрытий или поверхностная обработка и уплотнение упрощенных покрытий, после чего объект сравнительно быстро может быть введен в

эксплуатацию.

Восстановление зданий, сооружений и инженерных сетей

Подземные электрические и телефонные сети, дренажно-водо­ сточные системы, а также водопроводные, газовые и канализаци­ онные трубы, проложенные под землей, за исключением мест выхода этих сетей на поверхность, повреждений при воздушном ядерном взрыве не получают. На подъездных путях и внутриобъектных дорогах повреждаются в основном мосты. В районах жилой и промышленной застройки могут быть завалы от разрушенных зданий.

Для ядерного взрыва характерно массовое разрушение зданий. Поэтому зачастую придется отказаться от их восстановления и при временных и краткосрочных восстановительных работах огра­ ничиваться временным приспособлением подвалов разрушенных зданий.

Методы и технология восстановительных работ при средних разрушениях (уничтожение крыш, повреждение отдельных конст­ рукций и стен), легких и слабых разрушениях сооружений (повреж­ дения неответственных конструкций — крыш, дверей, перегородок) изложены в гл. VII.

3.ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ, ПОРАЖЕННЫХ НАЗЕМНЫМ

ИПОДЗЕМНЫМ ЯДЕРНЫМИ ВЗРЫВАМИ

Состав и последовательность работ

Подземный ядерный взрыв может вывести из строя аэродром, площадку или дорогу на довольно длительное время. При подзем­ ном ядерном взрыве на глубине 15 м (наибольшей, какая практи­ чески может быть достигнута авиационной бомбой или реактив­ ным снарядом) на сейсмические колебания расходуется 25% энер­ гии взрыва. Почти вся остальная энергия идет на образование воздушной ударной волны, плавление, испарение и выбрасывание грунта. Часть энергии ядерного взрыва выделяется в виде прони­ кающей радиации. Особенность подземного взрыва состоит в том,

174

что в результате его образуется большая воронка, диаметр кото­ рой измеряется сотнями метров. Комья грунта и обломки искусст­ венных покрытий (рис. VI.6) в значительных количествах могут выбрасываться на расстояние, в 3—5 раз превышающее радиус воронки, и, ударяясь об искусственные покрытия летных полей, здания и технику, разрушать или засыпать их. Поверхность грун­ та вокруг воронки под воздействием высоких температур оплав­ ляется и превращается в радиоактивный шлак на площади, по величине достигающей площади самой воронки. Выброшенный из воронки грунт перемешивается с радиоактивными продуктами взрыва, причем радиус заражения местности увеличивается до не­ скольких километров по сравнению с заражением при воздушном и наземном взрывах. Это не дает возможности приступить к вос­ становительным работам на аэродроме, дороге или площадке в течение длительного времени (нескольких недель) [11]. При ядерном взрыве в грунте происходит сейсмический удар, напоминаю­ щий по своему характеру землетрясение, от которого могут быть разрушены или серьезно повреждены искусственные покрытия, на­ земные и подземные сооружения и инженерные сети аэродромов. Однако радиусы поражения воздушной ударной волной, световым излучением и проникающей радиацией при подземном ядерном взрыве значительно меньше, чем при воздушном.

При наземном ядерном взрыве также образуется воронка и происходит заражение поверхности, однако в значительно меньших масштабах, а прочие поражающие факторы действуют почти так же, как при воздушном взрыве.

В состав восстановительных работ на объектах, разрушенных наземным или подземным ядерным взрывом, входят:

спасательные и аварийно-технические работы в районе слу­ жебно-технической застройки, казарменного и жилого городков;

осмотр места работ в зараженной зоне, вынос проектного решения на восстановление дороги или летного поля в натуру и систематическое наблюдение за изменением уровня радиации на участках работ;

разграждение объекта;

заделка воронки с предварительным удалением из нее зара­ женной воды;

уборка в зараженной зоне разрушенных и смещенных эле­

ментов искусственных покрытий, восстановление искусственных покрытий;

— восстановление зданий, сооружений и инженерных сетей.

Особенности осмотра места работ и выноса в натуру проектных решений на восстановление в зараженной зоне

При восстановлении дорог, аэродромов и других площадных или линейных объектов, разрушенных наземным или подземным ядерным взрывом, возникают существенные затруднения, связан­ ные с тем, что командиры и инженеры — руководители восстанови­

175

тельных работ вынуждены находиться в зараженной зоне значи­ тельно дольше, чем остальной личный состав. Это усугубляется необходимостью осмотра мест с очень высоким уровнем радиации для решения вопросов организации работ. Такие же трудности воз­ никают и в ходе выполнения геодезических работ, и в процессе систематического контроля качества работ и стадийной их приемки. Чтобы ускорить передвижение и уменьшить время пребывания в зараженной зоне, восстановительным подразделениям могут прида­ ваться легкие вертолеты и другие транспортные средства. Исполь­ зуя вертолеты, инженерно-командный состав может облетать на минимально допустимой высоте зараженную воронку и вал выбро­ шенного грунта; зависнув над воронкой, измерить ее глубину и уро­ вень воды в ней; систематически следить за качеством работ и ру­ ководить ими, не подвергаясь чрезмерному облучению.

При выносе проекта в натуру могут использоваться специальные вехи и хорошо заметные вымпелы, выбрасываемые с вертолета или бронемашины и обозначающие направление движения машин и гра­ ницы участков (см. рис. II.4, г).

Особенности разграждения (дезактивации) объектов, разрушенных наземным и подземным ядерными взрывами

Основной особенностью восстановления дорог, аэродромов и других площадных и линейных объектов, разрушенных наземным или подземным ядерным взрывом, являются взаимосвязанность работ по ликвидации разрушений с разграждением (заключаю­ щимся в основном в ликвидации завалов и дезактивации объектов) и необходимость производить работы непосредственно в заражен­ ной зоне.

Дезактивация аэродрома, площадки или дороги в большинстве случаев не может быть отделена от восстановительных работ или предшествовать им, так как восстановление и заключается в убор­ ке завалов и зараженных масс выброшенного и рассеянного тон­ ким слоем грунта, в уборке вала зараженного грунта вокруг во­ ронки (рис. VI.6), в удалении зараженной воды из воронки, в уборке зараженных, разрушенных и смещенных искусственных покрытий, в заделке поверхности зараженной воронки незараженным грунтом, подвезенным со стороны, в целях создания защит­ ного слоя. В ходе восстановления аэродрома, площадки или до­ роги, в частности в процессе заделки воронки, в значительной степени осуществляется их дезактивация.

Площадь заражения при наземном ядерном взрыве (рис. VI.4) имеет удлиненную элипсовидную форму, образованную по следу шлейфа радиоактивно зараженного облака и вытянутую в навет­ ренную сторону. В зависимости от степени заражения эту площадь условно делят на три зоны: умеренного, сильного и опасного зара­ жения (А, Б и В), считая по направлению к центру взрыва.

176

Зоны заражения характеризуются дозами и уровнями радиа­ ции. Дозы радиации ( B J * на внешних границах зон через 1 ч

после взрыва могут быть соответственно 40, 400 и 1200 р, а уровни радиации 8, 80 и 240 р/ч (через 10 часов — 0,5; 5 и 15 р/ч).

Ломы

„ #

 

Н а п р а в л ен и е

К -ур ов ни

радиоакт ивного зараж ения

 

 

(рснт ген /час)

 

р а з р у ш е н и й :'

 

вет ра ^

 

 

 

п о л н ого \

с

:

 

 

 

 

 

сильного

 

 

 

 

 

 

 

Среднего,

 

 

 

 

 

 

 

сл а б о го

 

 

 

 

 

 

 

Л р =0,Г

 

 

 

 

 

 

 

Ар -давление на

\

.

 

 

 

ф ронт е

ударной

Зона ра спрост ранения

3 -зона опасного

Б-ъона сильного .

, .

ео л н ы (кп / см *)

проникающ ей ради ации

р а ^ о а ^ т и л н о го

 

 

 

 

 

 

ра ди оа кт ивного

радиоакт ивного

 

 

 

 

 

 

за р а ж е н и я

за р а ж е н и я

Рис. VI.4.

Очаг

ядерного

поражения и образование радиоактивного следа

от наземного ядерного взрыва мощностью 1 мегатона с уровнями радиоактив­ ного заражения местности спустя 1 час после взрыва (по данным иностранной печати)

Связь между дозой Dx и уровнем радиации на местности при­ ближенно может быть определена по формуле

D „ — 5 Р ВЬ1ПГВЬШ,

(12)

где ЯвьЛ— уровень радиации в момент выпадения радиоактивных веществ;

Твып— время выпадения радиоактивных веществ с момента взрыва [18].

Особенно сильное заражение создается вблизи места взрыва, но площадь такого заражения сравнительно невелика. Изменение уровней радиации в зависимости от времени, прошедшего после ядерного взрыва, определяется по формуле [26]

(13)

где Р — уровень радиации в момент времени /; Р0— уровень радиации в некоторый момент /0 после взрыва.

Характерной особенностью радиоактивного заражения является непрерывный естественный спад уровней радиации благодаря по­ стоянному самораспаду радиоактивных веществ**. Срок, в течение

* — доза радиации до полного распада радиоактивных веществ, кото­

рую может получить человек, находясь на открытой местности.

** Закономерность спада уровня радиации следующая: через каждое семи­ кратное увеличение времени после ядерного взрыва уровень радиации снижается

в 10 раз. Например,

если

через

1 ч после взрыва уровень

радиации был

300 р/ч, то через 7 ч уровень его

будет 30 р/ч; через 2 суток

(7x7=49 ч или

49 ч: 24»2 суток) — 3

р/ч;

через

2 недели (7x7x7=343 ч) — 0,3 р/ч [18]. На

основе закона спада уровня радиации рассчитаны таблицы, по которым можно определять уровень радиации на любое время после взрыва.

177

которого уровень радиации достигнет безопасной величины, при­ ближенно может быть определен по номограмме, приведенной на рис. VI.5.

Производство работ по дезактивации летных полей и ВПП осу­ ществляется способами, изложенными в гл. IV. Однако в связи с очень высокими уровнями радиоактивного заражения объекта при наземных и подземных ядерных взрывах на дезактивационных

Г 500

-4 0 0

-300

-200

а* -1 00

- 9 0

- 8 0

^70

гг -60"

оа - 5 0

а - 4 0

с.

>aо - 3 0

CD

CD

О

О. -20

3

х

•X CDО. -t o

CD - 9

п -8

S -- 76

- 5

 

- - 50000

о

 

ССЭ

-10000

о

*

 

а 5

- 5000

со ^

--

о X

СОО

 

о о

 

со со

-1000

о оэ

а: «о

 

Ц«а

5 0 0

 

о а

 

g 3

/00

^ ss*

xS

 

So

 

а* о.

 

CDЛ

 

X

 

я; со

 

3 о

о.5-

со >*

 

2 5 0 -|

200-

Ю 0 - .

Ъ0~

4 0 -

30-

2 0 -

а

а а

Ю-_ а-и

 

с§ Q.

 

а со

 

Ci.CE>

5 -

X

4 -

CDX

3 -

О

 

§:

2 -

ос

 

а

 

а:

 

50

1.0 -

Q.

<U

 

га

0 ,5 -

3;

 

ia

 

о.

 

CQ

Q25J

Рис. VI.5. Номограмма для определения времени, когда уро^

вень радиации после ядерного взрыва безопасен

работах, в частности при сгребании или срезании сравнительно тонкого слоя зараженного грунта автогрейдерами, уборке заражен­ ного вала грунта в воронку бульдозерами (рис. VI.6), целесооб­ разно оборудовать эти машины приборами дистанционного управ­ ления, работающими на принципе использования луча лазера, оптического луча (приборы ПУЛ-3 и ПУЛ-5) *, а также прибора­ ми автоматического управления по радио, приборами слежения

ит. п. [56].

*Приборы управления лучом (ПУЛ) дают возможность дистанционно управлять инженерными машинами благодаря тому, что оптический луч пред­

178

Способы ликвидации воронок, образованных наземными и подземными ядерными взрывами

При наземном ядерном взрыве образуется неглубокая воронка (рис. VI.6) с пологими откосами; размеры ее в основном зависят от высоты, на которой был произведен взрыв. Диаметр ее Д в су­ хих песчаных и глинистых грунтах в зависимости от мощности взрыва q приблизительно составляет:

з

Д = 3 8 К 7 (м).

(14)

Размеры воронок при контактном взрыве ядерных бомб различ­

ной мощности, по данным испытаний,

проведенных в

США

в

1945—1967 гг., указаны в табл.

13 [62].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

13

 

 

 

Т р о т и л о в ы й

э к в и в а л е н т

бом бы

 

 

Р а зм е р в о р о н к и , м

1000

т

20 ты с .

т 1

М Л Н . т 5

м лн . т

10 м лн . т

 

Диаметр

46

 

1 0 2

 

390

630

780 .

Максимальная глубина

7,5

16

 

45

64

75

 

При подземном взрыве ядерного заряда номинальной мощно­ сти в обычных грунтах на глубине 15 м диаметр воронки составит около 270 м, ее видимая глубина — около У6 радиуса, а действи­ тельная глубина воронки, частично заполненной разрыхленным грунтом,— 100 м и более. Видимая глубина воронки hBобразуется в результате падения в воронку части выброшенного взрывом грунта и частичного обрушения откосов первоначальной воронки. В песчаных грунтах диаметр воронки может возрасти до 300 м и более. Масса выброшенного грунта при таком взрыве превышает 1 млн. т.

В зависимости от мощности взрыва и характеристики грунта размеры воронки изменяются в больших пределах. Радиус ворон­ ки R приближенно может быть вычислен по формуле

R —

20 000?

- 1,

(15)

y№7/2

ставляет собой другую форму того же электромагнитного поля, что и радиолуч, получивший широкое распространение для дистанционного управления машина­ ми. С помощью оптического луча можно передавать команды на управление машиной, создавать в пространстве прямую плоскость или другую поверхность, которые определяют траекторию движения управляемой инженерной машины при строительстве аэродромов, каналов, автомобильных и железных дорог, шахт,

тоннелей.

Управление с

помощью оптического луча позволяет сократить время

и снизить

трудоемкость

работ при значительном повышении их точности, так

как при этом может быть исключена предварительная геодезическая подготовка или разметка сооружения и отпадают ручные доделочные работы по устранению

ошибок по разметке.

Эти приборы уже нашли практическое применение при выполнении земле­ ройных работ. Прибор ПУЛ-3 выпускается серийно и, в частности, входит в комплект двухроторного экскаватора. ПУЛ-3 может быть применен и на других машинах [56].

179

со

о

Рис VI 6 Аэродром, разрушенный наземным ядерным взрывом:

-воронк, 2 - Вал выброшенного взрывом зараженного ^ J rI^ra{jc^[^ 1"°®peJKAeIIHble —

»

ом плигы бегон-

где

q — тротиловый

эквивалент,

кг;

 

 

 

 

Т — объемная масса породы,

кг/см8;

 

 

 

W — глубина заложения заряда,

м.

 

 

 

Глубина

воронки

Н приближенно

определяется

по

формуле

 

 

 

 

H = Rtg<?,

 

 

( 16)

где

ф — угол

естественного

откоса

данного грунта

(чаще всего

близкий к 30°).

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота выброшенного

взрывом

вала грунта может

достигать

у краев воронки 0,2—0,5 ее глубины. Ширина вала может быть равна диаметру воронки. По мере удаления от воронки вал умень­ шается, переходя в тонкий и равномерный слой выпавшего грунта толщиной от 5 до 10 см на площади, достигающей десяти радиу­ сов воронки.

Заделка воронок характеризуется весьма большим объемом земляных работ: от 10000 до 120 000 м3 при наземном и от 150000 до 1 000 000 м3 при подземном взрывах. Перемещение такого коли­ чества грунта может производиться с применением:

скреперов, землевозных тележек, автомобилей, саморазгружающихся прицепов, бульдозеров и других обычных средств меха­ низации земляных работ;

саперных танков;

средств гидромеханизации;

канатно-скреперных установок;

железнодорожного транспорта—вагонеток с мотовозами и инвентарных переносных узкоколейных путей;

грунтометательных машин;

взрывчатых веществ для устройства направленного взрыва. Ввиду необходимости выполнения работ в зараженной зоне наи­

более рациональным методом перемещения грунта следует считать тот (табл. 14), при котором требуется наименьшее количество лич­ ного состава или при котором продолжительность пребывания его в зараженной зоне будет наименьшей. Поэтому в данных условиях предпочитается способ производства работ, использующий машины с управлением на расстоянии или обеспечивающий перемещение зараженного грунта вообще без участия водительского состава (средствами гидромеханизации, взрывным методом, грунтометами, канатно-скреперными установками и др.).

Заделка больших воронок с применением обычных дорожных и землеройно-транспортных машин

После естественного снижения радиоактивной зараженности до допустимых норм и при отсутствии воды в воронке ее заделывают обычными средствами механизации. Для этого все имеющиеся инженерные машины (скреперы, автомобили-самосвалы, грей­ деры, катки и т. п.) заезжают в воронку и выполняют работу в

181

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ