Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДЕМОНТАЖА ФУНДАМЕНТОВ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА

Изобретение относится к строительству, а именно к способам демонтажа фундаментов энергией взрыва в стесненных условиях.

Известен способ демонтажа фундаментов с использованием энергии взрыва, при котором для предотвращения разлета кусков бетона (породы) применяются укрытия из защитных матов (Р.Густафссон. Шведская техника взрывных работ. - М: "Недра", 1977, с.102). При этом используются укрытия из тяжелых и легких матов, которыми накрывают место разрушаемой породы. Тяжелые маты рассчитаны для предотвращения больших камней. Легкие маты используются для предотвращения разлета небольших камней с поверхности взрываемого массива. Оба укрытия типа матов часто применяются совместно. Причем тяжелые маты предотвращают бросок большой массы породы, а легкие задерживают небольшие камни, пролетевшие сквозь тяжелые.

Тяжелые маты изготавливаются из автомобильных покрышек, бревен, скрепленных цепями, проволокой и стальными кольцами. Легкие маты изготавливаются из технического войлока, стальных колец, армированных сеток, брезента. При проведении взрывных работ (BP) в жилых районах, начиная с расстояния 45 м, применяются в обязательном порядке укрытия, состоящие из тяжелых и легких матов.

Описанный способ демонтажа фундаментов энергией взрыва не может быть применен в стесненных условиях, так как во время взрыва происходит подброс матов. При этом ударная волна распространяется со скоростью нескольких тысяч метров в секунду и может вызвать разрушения (Б.Я.Светлов. Теория и свойства промышленных ВВ. - М: "Недра", 1966, с.89). Поэтому ближе 45 м взрывные работы при таком способе выполнять запрещено. Другим недостатком описанного способа является короткий срок сохранности матов, что удорожает ведение взрывных работ, а также нет гарантии устойчивости их от разрушения при взрывах. Данное обстоятельство может привести к разлету камней и разрушениям строений и других объектов. Кроме того, перевозка и перемещение укрытий из тяжелых матов требует использования погрузочной техники и нескольких автомашин. Расходуется также много времени для их монтажа, во время которого может быть повреждена взрывная цепь. Большой промежуток времени тогда потребуется для того, чтобы найти неисправность взрывной цепи и устранить ее.

Известен способ демонтажа фундаментов энергией взрыва в стесненных условиях, при котором для предотвращения разлета кусков породы (М.Б.Эткин, А.Е.Азаркевич. Взрывные работы в энергетическом и промышленном строительстве. - М.: Издательство Московского Государственного горного университета (ММГУ), с.227, 2004) предлагается применять укрытия - металлические или деревянные несущие конструкции с укрепленными на них матами из материалов, имеющихся на месте, или мешками с песком. Наиболее распространены укрытия из двух накатов бревен диаметром около 200 мм, скрепленных с помощью швеллеров или труб, стянутых болтами.

Данному способу также характерны недостатки. Для сооружения укрытий из бревен требуется дефицитный и дорогостоящий материал - бревна, которые после определенного цикла BP приходится заменять на новые. Изготовление таких укрытий требует значительного промежутка времени и рабочей силы. При этом не гарантируется полное устранение воздействий ударных волн и выброс мелких камней на близлежащие объекты.

Наиболее близким к предлагаемому способу демонтажа фундаментов энергией взрыва является изготовление и использование в технологическом процессе демонтажа фундаментов тяжеловесных металлических экранов (матов) - тяжеловесных металлических листов толщиной 4-5 мм до 20-30 мм. Листы скрепляются между собой болтами. (Технические правила ведения взрывных работ на дневной поверхности. М: «Недра», 1972, стр.74-77).

Однако использование таких экранов (матов) требует несколько единиц автотранспорта для их перевозки, а также мощных кранов, монтаж их занимает много времени. Их применение не исключает поражающих факторов взрыва, включая ядовитые газы, на окружающую среду, так как после взрывных работ грунт, пропитанный ядовитыми газами, подлежит вывозу.

Указанный способ укрытия шпуровых и скважинных зарядов не пригоден при демонтаже громоздких фундаментов, а также для безопасной технологии демонтажа фундаментов на объектах газотранспортного комплекса.

Технический результат - обеспечение возможности проведения демонтажа фундаментов в непосредственной близости от действующих производственных объектов при полном соблюдении техники безопасности и санитарных норм на газоопасных предприятиях, значительное ускорение и удешевление взрывных работ, простота реализации способа, повышение качества демонтажа фундаментов любых размеров, полное устранение действия поражающих факторов взрыва.

Технический результат достигается тем, что в основании фундамента бурят шпуры, производят их зарядку необходимой массой взрывчатого вещества, свободное пространство заполняют забойкой, а над демонтируемым фундаментом устанавливают тяжеловесное металлическое укрытие, при этом установку укрытия осуществляют с образованием герметичного воздушного зазора (3-5 м³), соотношение которого к весу тяжеловесного укрытия составляет 1-10 м³/т, а напротив шпуровых зарядов размещают емкости, заполненные водой или водным раствором ингибиторов воспламенения газовоздушной или пылевоздушной среды, препятствующее воспламенению взрывоопасной среды с одновременной дегазацией ядовитых продуктов взрыва. При производстве взрывных работ вблизи коммуникаций отрывают антисейсмическую траншею и заполняют ее пористым малоплотным материалом, например пенополиуретаном,

Примеры осуществления способа

Схема установки тяжеловесного защитного укрытия над демонтируемым фундаментом размером 2000×1100×750 мм показана на Фиг.1. В фундаменте с помощью перфоратора пробуривают два шпура. В каждый шпур помещают по одному патрону аммонита 6ЖВ - 2 диаметром 32 мм, весом 0,2 кг. В патронах перед зарядкой устанавливают электродетонаторы ЭД-8Ж - 3, которые соединяют между собой последовательно. Затем к ним подсоединяют закороченную магистральную линию. Шпуры запыжовывают глиной. Демонтаж фундаментов производят способом "осторожного взрывания", т.е. после зарядки шпуров на фундамент для локализации последствий взрыва устанавливают полностью закрывающее его тяжеловесное защитное укрытие 4. Его изготавливают путем разрезания вдоль трубы диаметром 1420 мм с толщиной стенки 22 мм. Длина полутруб составляет 3 м. Торцы полутруб герметизируют стальными листами аналогичной толщины с помощью сварки, а ее конфигурацию изготавливают таким образом, чтобы при смыкании полутруб вокруг фундамента обеспечивалась герметичность тяжеловесного защитного укрытия. Вес тяжеловесного защитного укрытия 4 составляет 2350 кг. При этом для резкого снижения интенсивности и давления на фронте ударной волны за счет формы тяжеловесного защитного укрытия его укладывают таким образом, что над фундаментом образовывается свободный объем 3-5 м³. Известно, что вблизи места взрыва ударная волна распространяется со скоростью порядка нескольких тысяч метров в секунду, имея давление на фронте, измеряемое сотнями и тысячами атмосфер. Опытным путем установлено, что максимальное давление вблизи очага взрыва обратно пропорционально кубу радиуса от места действия взрыва. Следовательно, образовавшаяся ударная волна при взрыве, продвигаясь по свободному объему, значительно теряет свои параметры (Б.Я.Светлов, Н.Е.Яременко. Теория и свойства промышленных ВВ. М.: "Недра", 1966, с.89).

Если демонтаж фундаментов производят вблизи действующих опасных объектов, например компрессорной станции, то напротив шпуров устанавливают емкости 5, заполненные водой или водным раствором ингибиторов воспламенения газовоздушной или пылевоздушной среды - полиэтиленовый мешок с 10 л насыщенного раствора поваренной соли в воде. При взрыве ударной волной и продуктами взрыва жидкость в мешке распыляется на мельчайшие капли по всему внутреннему объему экрана. Таким способом предотвращается возможное воспламенение газовоздушной смеси с воздухом при взрыве патронов аммонита 6ЖВ, превращающих железобетонные фундаменты в мелкие фрагменты, удобные для погрузки и вывоза их с территории предприятия. В этом случае отношение воздушного зазора к весу тяжеловесного защитного укрытия над демонтируемым фундаментом составляет 1,27 м³/т.

Примером осуществления способа демонтажа крупного фундамента, имеющего размеры 2500 мм в высоту и 2600 мм в диаметре (Фиг.2 и 3), отстоящего от действующего цеха сероочистки газа на расстоянии 2 м является следующая технология. Вдоль стены параллельно ленточному фундаменту на глубине 1,5 м откапывают антисейсмическую траншею 2, устраняющую воздействие ударных и сейсмических волн на фундамент цеха. С противоположной стороны изготавливают траншею 3, равную по длине 6,0 м, глубиной 1,5 м и шириной 1,5 м. В железобетонном квадратном основании по центру фундамента 1 с шириной грани 3,0 м пробуривают 6 шт. шпуров 4, отстоящих друг от друга на расстояние 40 см. Глубина каждого шпура 1,8 м. Каждый шпур снаряжают зарядом ВВ из одного патрона аммонита 6ЖВ весом 200 г. Инициирование заряда осуществляют электродетонатором ЭД-8Ж. Первоначально заряжают два центральных шпура. В качестве забойки используют влажную глину. Электродетонаторы соединяют между собой последовательно и подсоединяют к закороченной магистральной линии. Напротив двух заряженных шпуров размещают полиэтиленовый мешок с 10 литрами насыщенного раствора поваренной соли в воде. Траншею герметизируют двумя 6-метровыми отрезками полутруб 5 Ду800 с толщиной стенки 12 мм. Торцы труб имеют заглушки. Вес такого укрытия составляет 1450 кг.

Вначале подрывают два центральных шпура. Затем подрывают следующие два шпура и последними взрывают крайние шпуры. При каждом взрыве перед устьем одного из шпуров располагают сосуд с 10 л насыщенного раствора поваренной соли в воде. Технология взрывных работ аналогична описанной выше. При этом свободный объем 3 под укрытием составляет около 13 м³. Интенсивность ударных волн и давление продуктов детонации от двух шпуровых зарядов аммонита 6ЖВ в указанном объеме резко снижается, а распыленная в свободном объеме вода с растворенным ингибитором воспламенения газовоздушной смеси одновременно осуществляет нейтрализацию вредных продуктов взрыва. В этом случае отношение свободного зазора к весу тяжеловесных экранов составило 9 м³/т.

Для ослабления действия откольных явлений от фундамента ударной волной и сейсмических воздействий антисейсмическую траншею 2 заполняют эластичными пенополиуретановыми матами. Они способствуют резкому снижению уровня воздействия на фундамент здания.

После взрывных работ траншею 3 закапывают, а справа от нее под прямым углом отрывают новую траншею 6. Между ней и антисейсмической траншеей оставляют перемычку шириной 0,5 м. В остальном траншея имеет аналогичные размеры - глубину 1,5 м, ширину 1,5 м и длину 6,0 м.

По центру обнаженного фундамента 1 пробуривают шпуры в количестве 4 шт., отстоящие друг от друга на расстоянии 0,4 м. Глубина каждого шпура также составляет 1,8 м, диаметр 40 мм. По вышеописанной технологии производился подрыв двух центральных шпуров, а затем крайних. После последнего подрыва шпуровых зарядов произошел "подскок" фундамента, что свидетельствовало о его отрыве от подземной части основания и полном его демонтаже.