2015-06-30
1400
Взрывные работы в грунтах и скальных породах выполняются для разрушения и выброса грунта (породы), рыхления грунта (породы), образования пустот (полостей) в массиве грунта (поро) ды) (рис. 5.12). Применяемые для этих целей заряды ВВ делятся соответственно на заряды выброса, рыхления и камуфлеты. По форме заряды перечисленных видов могут быть сосредоточенны) ми и удлиненными: длина их не менее чем в 30 раз превышает их наименьшие поперечные размеры.
От взрыва в грунте вблизи свободной поверхности образуется выемка (воронка) в виде простого опрокинутого корпуса.
Различают следующие элементы воронки (рис. 5.13):
W -ЛНС;
г - радиус раствора воронки (радиус воронки) - половина ширины
воронки по ее верхней части; R - радиус действия взрыва - расстояние от центра воронки (вер)
шина опрокинутого конуса) до любой точки ее края;
п - показатель действия взрыва - п = —
\ W
Нв - видимая глубина воронки (видимая воронка взрыва);
h - высота гребня (вала);
I - наибольшая дальность развала породы (радиус внешней грани)
|
|
|
цы вала); L - наибольшая дальность разлета отдельных кусков.
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 122
Виды воронок в зависимости от величины n:
- воронка выброса (при n > 1);
- воронка нормального выброса (при n = 1; угол при вершине
конуса более 90°);
- воронка рыхления или умеренного выброса (при n < 1; угол
при вершине конуса менее 90°);
- воронка выпирающего действия (при n < 0,75; видимая
воронка выброса на горизонтальной поверхности не образу)
ется).
|
Рис. 5.12. Характер действия взрыва:
а - камуфлета; б - рыхление; в - выброса
|
| Заряд |
Рис. 5.13. Воронка выброса при взрыве заряда вблизи свободной поверхности:
а - общий вид; б - элементы воронки
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 12 3
|
Рис 5.14. Вариант размещения зарядов при раскалывании льдин:
1 - льдина; 2 - удлиненные заряды; 3 - сосредоточенные заряды; 5 - дублирующая сеть ДШ; 6 - линия раскола льдины
5.5.1. Заряды выброса и рыхления
Масса Q сосредоточенных внутренних зарядов для устройства воронок в грунтах и скальных породах:
Q=K M W3.
(5.13)
Масса удлиненных внутренних зарядов Qy на один погонный метр для образования рвов (траншей):
Qy =n/|о =КМу W2,
(5.14)
где: |о - полная длина удлиненного заряда, м;
К - удельный расход ВВ, зависящий от свойств грунта и приме)
няемого ВВ (табл. 4.3); М, Мy - коэффициенты, зависящие от показателя действия взрыва
(табл. 5.6).
В целях более экономного расходования В В при расчете заря) дов выброса целесообразно принимать:
• для сосредоточенных зарядов n = 1,5-3,0 (наиболее выгод)
ное значение n = 2,0);
• для удлиненных зарядов n = 2,0-3,5 (наиболее выгодное зна)
чение n = 2,7).
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
|
|
|
Page 124
При подрывании слоистых грунтов и скальных пород расчет зарядов производится по формулам (5.13) и (5.14), при этом удельный расход ВВ определяется с учетом имеющихся слоев породы:
W
w = —
, (5.15)
где: К1, К2, К3 - значения удельного расхода "К" для первого (снизу),
второго, третьего и т.д. слоев;
Z1, Z2, Z3 - толщина первого (снизу), второго, третьего и т.д. слоев.
Таблица 5.6
| П: | = 0...1 | ,0 | ||||||||||
| n M Mу | 0,00 0,33 0,43 | 0,10 0,33 0,43 | 0,20 0,35 0,45 | 0,30 0,37 0,47 | 0,40 0,41 0,50 | 0,50 0,46 0,54 | 0,60 0,53 0,60 | 0,70 0,61 0,66 | 0,80 0,72 0,73 | 0,90 0,84 0,82 | 0,95 0,92 0,87 | 1,00 1,00 0,92 |
| n = | 1,05…2,0 | …2,0 | ||||||||||
| n M Mу | 1,05 1,09 0,97 | 1,10 1,19 1,03 | 1,20 1,41 1,15 | 1,30 1,67 1,29 | 1,40 1,98 1,43 | 1,50 2,35 1,59 | 1,60 2,77 1,76 | 1,70 3,25 1,95 | 1,80 3,81 2,14 | 1,90 4,45 2,35 | 1,95 4,80 2,48 | 2,00 5,17 2,59 |
| n = 2,05… 3,00 | ||||||||||||
| n M Mу | 2,05 5,59 2,70 | 2,10 5,99 2,82 | 2,20 6,91 3,08 | 2,30 7,95 3,48 | 2,40 9,11 3,63 | 2,50 10,4 3,94 | 2,60 11,8 4,25 | 2,70 13,4 4,57 | 2,80 15,2 4,92 | 2,90 17,1 5,28 | 2,95 18,1 5,46 | 3,00 19,2 5,65 |
| n = 3, | 3,10…5, | 5,00 | ||||||||||
| n M Mу | 3,10 21,5 6,04 | 3,20 24,1 6,45 | 3,40 29,8 7,32 | 3,60 36,5 8,25 | 3,80 44,4 9,20 | 4,00 53,5 10,3 | 4,20 64,0 11,4 | 4,40 76,0 12,6 | 4,60 89,6 13,9 | 4,80 105 15,2 | 4,90 113 15,9 | 5,00 122 16,6 |
| n = | 12,0 | |||||||||||
| n M Mу | 5,5 175 20,4 | 6,00 243 24,8 | 6,50 330 29,8 | 7,00 438 34,8 | 7,50 571 40,5 | 8,00 732 46,7 | 8,50 924 53,5 | 9,00 1151 60,6 | 9,50 1418 68,6 | 10,0 1727 76,7 | 11,0 2494 94,9 | 12,0 3483 115 |
Параметры воронки:
видимая глубина воронки Hв=anw = ar,
где: а - коэффициент, зависящий от свойств грунта;
а = 0,4-0,45 - для сухого песка;
а = 0,45-0,55 - для влажного песка, супеска и суглинка;
а = 0,5-0,6 - для глины;
а = 0,6-0,7 - для скальных пород.
(5.16)
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:22Page 125
высота гребня (вала) h = 0,15r (5.17)
наибольшая дальность развала породы I = (5-7)r (5.18)
наибольшая дальность разлета отдельных кусков
L=140-n-/W~ (5.19)
(при наличии камней в грунте L увеличивается в 2 раза, при сильном ветре L увеличивается на 25-50%).
Масса наружных зарядов для образования воронок в виде параболоида (сосредоточенными зарядами) Q и для образования рвов треугольного профиля (удлиненными зарядами) Qу:
Q = 18k·r3; (5.20)
Qу = 7k·r2. (5.21)
Масса зарядов рыхления породы при двух свободных плоско) стях пропорциональна его объему (4.6).
5.5.2. Предельные заряды рыхления — камуфлеты
Камуфлет - заряд, заложенный в грунт или скальную породу на глубину больше критической. Минимальная глубина его уста) новки, при которой воронка на свободной поверхности не образу) ется (п=0), называется критической, а заряд - предельным заря) дом рыхления или наибольшим камуфлетом.
Масса зарядов наибольших камуфлетов определяется по фор) мулам (5.13) и (5.14) при показателе действия взрыва n = 0.
Радиус зоны вытеснения грунта (породы), образуемой взры) вом камуфлета Rвыт (в метрах):
Rвыт = m·r0, (5.22)
где: m - коэффициент, зависящий от свойств ВВ и формы заряда
(таблица 5.7); г0 - приведенный радиус заряда.
3 [Q
г0 = —--- для сосредоточенных зарядов (5.23)
18,7
г0 = —-— для удлиненных зарядов (5.24)
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 12 6
Таблица 5.7
| Наименование грунта и скальных пород | Значение m (для Т Н Т) | |
| для сосредоточенных зарядов | для удлиненных зарядов | |
| Глина песчаная | 11,2)12,9 | 37,5)46,0 |
| Глина обычная | 6,4)9,8 | 16,3)30,8 |
| Маргель мягкий | 5,4)7,6 | 12,5)20,6 |
| Глина ломовая, суглинок тяжелый | 4,8)6,6 | 16,4)17,1 |
| Мел мягкий, ракушечный | 3,8)4,6 | 7,4)10,0 |
| Мергель средний, известняк мягкий сильно трещиноватый | 1,8)3,8 | 2,4)5,6 |
| Гранит средний трещиноватый, доломит | 1,6)2,5 | 2)4 |
| Мрамор, доломит крепкий | 1)2 | 1)3 |
Примечание: для аммонитов значения m уменьшаются на 10%, для аммиачной селитры и динамонов - на 15%.
Радиус зоны разрушения грунта Rр (м), образуемой при взры) ве камуфлета:
Rp = 1,13 —— -для сосредоточенных зарядов; (5.25)
Rp = 1,2 / — - - для удлиненных зарядов.
(5.26)
Радиус зоны разрушения в грунте, образуемой при взрыве заряда рыхления или выброса:
Rp = 1,133 /---- 1- — I -для сосредоточенных зарядов; (5.27)
|
|
|
\ K ' 18(
Rp = 1,2 —^-y-—J -Для удлиненных зарядов. (5.28)
Радиус опасного сотрясения Rc зависит от массы заряда Q, характеристики грунта (породы) К и от прочности расположенно) го в зоне сотрясения сооружения и составляет:
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:22Page 127
• для сооружений из дерева, кирпича и бутового камня, распо)
ложенных в обычном грунте - в 1,5 раза больше радиуса
зоны разрушения грунта;
• для железобетонных сооружений, расположенных в обычных
грунтах - примерно равен радиусу зоны разрушения грунта.
Радиус зоны безопасности (наименьший) равен радиусу зоны опасности сотрясения.
5 5.3. Заряды для рыхления мерзлых грунтов и торфов
Дробление (рыхление) мерзлых грунтов делают с помощью шпуровых (при промерзании до 1,5 м), скважинных (при промер) зании более 1,5 м), котловых, малокамерных и щелевых зарядов. В качестве ВВ применяют аммониты, тротил, зерногранулиты, гранулиты, игданит.
Диаметр шпура (скважины), мм:
|
(5.29)
где: Wп - толщина слоя промерзания, м; Д - плотность заряжания, т/м3.
При взрывании мерзлоты К кг/м3 следует принимать: для глины и строительного мусора 0,7-0,9; для суглинка мореного с галькой 0,6-0,7; для песчаных и черноземных грунтов 0,4-0,6.
Шпуры (скважины) располагают в шахматном порядке, рас) стояние аз между зарядами:
аз = 21d ——. (5.30)
V К
При короткозамедленном взрывании интервал замедления определяют по формуле t = 10-15w. Причем меньшее значение рекомендуется для более прочных пород (например, глина), боль) шее - для менее прочных пород (пески, супеси).
Глубина бурения в сезонно мерзлых породах должна быть не более 0,8-0,9 глубины промерзания. Длина заряда составляет 2/3 длины шпура.
При шпуровом методе величина заряда в каждом шпуре:
Q = Rkhaз2, (5.31)
где: R - поправочный коэффициент; h - толщина мерзлого слоя, м.
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 12 8
Поправочный коэффициент R определяется в зависимости от величины W, м:
W, м R
1,0 и более........ 1,0
0,9....................... 1,15
0,8....................... 1,37
W, м R
0,7........................... 1,8
0,6........................... 2,4
0,5........................... 3,5
Параметры работ при рыхлении мерзлых грунтов шпуровыми зарядами с диаметром шпура 42 мм - табл. 5.8.
|
|
|
Таблица 5.8
| Категория (группа) | Глу) бина про) мер) за) ния грун) та, м | Глу) бина шпу) ров, м | Рас) стоя) ние меж) ДУ шпу) рами, м | Объ) ем грун) та на 1 шпур, м3 | Удель) ный рас) ход ВВ, кг/м2 | По) пра) воч) ный коэф) фи) ци) ент, R | Мас) са заря) да на шпур, кг | Дли) на заря) да, м | Расход на 100 м3 грунта | ||
| буре) ния, м | ВВ, кг | ЭД, шт. | |||||||||
| I. Расти) тельный слой, песок | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,08 | 0,5 | 3,5 | 0,14 | 0,13 | |||
| 0,7 | 0,56 | 0,56 | 0,22 | 0,5 | 1,8 | 0,198 | 0,16 | 254,5 | |||
| 1,3 | 1,04 | 1,04 | 1,406 | 0,5 | 1,0 | 0,703 | 0,567 | 73,8 | |||
| 1,5 | 1,2 | 1,2 | 2,16 | 0,5 | 1,0 | 1,08 | 0,87 | 55,6 | |||
| II. Суглинок, супесь, гравийно) песчаные грунты | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,08 | 0,6 | 3,5 | 0,168 | 0,135 | |||
| 0,7 | 0,56 | 0,56 | 0,22 | 0,6 | 1,8 | 0,238 | 0,192 | 254,5 | |||
| 1,3 | 1,04 | 1,04 | 1,406 | 0,6 | 1,0 | 0,84 | 0,677 | 73,8 | |||
| 1,5 | 1,2 | 1,2 | 2,16 | 0,6 | 1,0 | 0,996 | 1,045 | 55,6 | |||
| III. Плотная глина | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,08 | 0,7 | 3,5 | 0,196 | 0,158 | |||
| 0,7 | 0,56 | 0,56 | 0,22 | 0,7 | 1,8 | 0,278 | 0,224 | ||||
| 1,3 | 1,04 | 1,04 | 1,406 | 0,7 | 1,0 | 0,982 | 0,794 | 73,8 | |||
| 1,5 | 1,2 | 1,2 | 2,16 | 0,7 | 1,0 | 1,511 | 1,218 | 55,6 |
При методе скважинных зарядов высота уступа для сезонно мерзлых пород равна глубине промерзания; для вечномерзлых пород - возможностям средств бурения и т.п.
Параметры работ при рыхлении мерзлых грунтов вертикаль) ными скважинными зарядами - табл. 5.9.
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 12 9
Таблица 5.9
| Диа) метр сква) жины, м | Высо) та усту) па, м | Глуби) на сква) жины, м | Расстояние, м | Линия наи) мень) шего сопро) тив) ле) ния, м | Мас) са заря) да на одну сква) жину, кг | Коли) чест) во сква) жин в пучке, шт. | Дли) на заря) да, м | Расход на 100 м3 грунта | |||
| между сква) жи) нами в ряду | между ряда) ми сква) жин | буре) ния, м | ДШ, м | ЭД, шт. | |||||||
| 3,3 | 3,75 | ||||||||||
| 6,6 | 5,5 | 5,40 | 5,1 | ||||||||
| 13,2 | 6,0 | 9,6 | 12,0 | 57,5 | |||||||
| 16,5 | 6,0 | 16,5 | 13,7 | ||||||||
| 3,3 | 3,5 | 3,75 | 1,27 | 84,0 | |||||||
| 6,6 | 5,0 | 5,42 | 5,1 | 40,5 | |||||||
| 13,2 | 6,0 | 8,9 | 10,0 | 41,5 | 98,5 | ||||||
| 16,5 | 7,0 | 10,6 | 11,7 | 44,5 | 97,5 | ||||||
| 3,3 | 3,5 | 3,5 | 3,75 | 0,71 | |||||||
| 6,6 | 5,5 | 5,5 | 5,42 | 3,2 | |||||||
| 13,2 | 7,0 | 8,9 | 6,7 | 35,5 | 87,5 | ||||||
| 16,5 | 8,0 | 10,6 | 11,3 | 26,2 | 62,0 |
Котловые заряды позволяют уменьшить объем буровых работ за счет большой их концентрации в разрыхляемом массиве. Они применяются при глубине промерзания породы не менее 1 м. При глубине промерзания 1)2 м котловые заряды используют в шпу) рах, при большей глубине промерзания - в скважинах. При этом не рекомендуется размещать заряды в талом грунте во избежа) ние образования там полости.
Массу прострелочного заряда для образования котла опреде) ляют следующим образом.
Масса котлового заряда Qк0:
| (5.32) |
Qк0 = KaW,
где: а - расстояние между котловыми зарядами; W - принимается равной глубине промерзания.
Параметры работ при рыхлении мерзлых грунтов котловыми зарядами (диаметр скважины 110 мм) приведены в табл. 5.10.
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 13 0
Таблица 5.10
| Категория грунта (СниПIV)13) | Глуби) на про) мерза) ния, м | Глуби) на буре) ния, м | Рас) стояние между сква) жина) ми, м | Объем грунта на один заряд, м3 | Масса одно) го заря) да, кг | Масса про) ст рели) ваемо) го заря) да, кг | Расход на 100 м3 грунта | |
| буре) ния, м | ЭД, шт. | |||||||
| I. Растительный слой, песок | 2,2 | 1,65 | 3,3 | 23,9 | 11,95 | 0,597 | 6,92 | |
| 2,4 | 1,8 | 3,6 | 31,2 | 15,6 | 0,78 | 5,78 | ||
| 2,8 | 2,1 | 4,2 | 49,0 | 24,5 | 1,225 | 4,38 | ||
| 3,0 | 2,25 | 4,5 | 60,5 | 30,25 | 1,512 | 3,72 | ||
| II. Суглинок, супесь,гравито) песчаные грунты | 2,2 | 1,65 | 3,3 | 23,9 | 14,35 | 0.718 | 6,92 | |
| 2,4 | 1,8 | 3,6 | 31,2 | 18,7 | 0,935 | 5,78 | ||
| 2,8 | 2,1 | 4,2 | 49,0 | 29,4 | 1,47 | 4,3 | ||
| 3,0 | 2,25 | 4,5 | 60,5 | 36,3 | 1,815 | 3,72 | ||
| III. Плотная глина | 2,2 | 1,6 | 3,3 | 23,9 | 16,79 | 0,836 | 6,92 | |
| 2,4 | 1,8 | 3,6 | 31,2 | 21,84 | 1,09 | 5,78 | ||
| 2,8 | 2,1 | 4,2 | 49,0 | 34,3 | 1,72 | 4,30 | ||
| 3,0 | 2,25 | 4,5 | 60,5 | 42,3 | 2,12 | 3,72 |
Примечание: удельный расход ВВ, кг/м2 в зависимости от категории грунта: I)0,5; II)0,6; III)0,7; расход ВВ кг/м3 на 100 м3 грунта: 1-52,5; II)63; III)73,5.
Малокамерные заряды рыхления мерзлых грунтов применяют при отсутствии механизмов для бурения шпуров и скважин. Рука) ва проходят по такому слою в подошве мерзлой породы.
Основные параметры метода малокамерных зарядов:
• длина рукава Zр должна быть не менее глубины промерзания
породы h, но не более 5 м, то есть 0,5h < Zр < 5 м;
• W следует принимать равным глубине промерзания;
• расстояние между рукавами при мгновенном взрывании a = W;
при короткозамедленном взрывании а = (1,3-1,4)·W;
• удельный расход ВВ при малокамерном взрывании увеличи)
вается против обычного в 1,2-1,5 раза.
Весьма эффективен метод щелевых зарядов. Заряды разме) щают в щелях шириной 10-30 см, образованных с помощью землеройных машин по всему котловану или по длине траншеи на 0,9-0,95 глубины промерзания. Расстояние между щелями должно быть не менее глубины щели (обычно 0,8-1,8 м). Из трех соседних щелей заряжается одна средняя. При взрыве происхо) дит сдвиг мерзлого грунта в нарезанные щели по основанию выемки с одновременным его рыхлением.
В качестве ВВ можно использовать аммонит № 6 ЖВ (рассып) ной или патронированный), стандартные удлиненные заряды
Spravochnik_Spas_10. qxp 16.08.2006 13:2
Page 131
СЗ)1 П, СЗ)4 П, а также удлиненные заряды, изготавливаемые на месте работ из тротиловых шашек.
Щели нарезают через равные промежутки по всему котловану, перпендикулярно к объекту, охраняемому от разлета кусков и действия воздушной ударной волны.
В зарядную щель по всей длине укладывают ДШ. Взрывание -электрическое короткозамедленное (четыре)пять ступеней замедления через интервал 25 мс).
При взрывании мерзлого торфа заряды размещаются в шпу) рах. Глубина шпуров принимается равной глубине мерзлого слоя торфа, но не менее 0,5 м.
Масса заряда и расстояние между ними зависят от мощности слоя мерзлого торфа и принимается по таблице 5.11.
Таблица 5.11
| Мощность слоя мерзлого торфа, м | Масса заряда, кг | Расстояние между зарядами в ряду и между рядами, м |
| 0,2 | 1,7)2,0 | 0,2)0,5 |
| 0,2)0,3 | 1,6)1,9 | 0,3)0,6 |
| 0,3)0,5 | 1,4)1,8 | 0,5)0,7 |
| 0,5 | 1,3)1,5 | 0,5)0,9 |
