RU2366784C1 - Method for dismantling of foundations in tight conditions by explosion energy - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention is related to construction, namely to methods for dismantling of foundations by explosion energy in tight conditions. Method for dismantling of foundations by explosion energy in tight conditions consists in the fact that boreholes are drilled in base of foundation, they are charged with necessary mass of explosion energy, free space is filled by tamping, and heavy metal shelter is installed above dismantled foundation. Installation of shelter is carried out with creation of tight air gap, ratio of which to shelter weight amounts to 1-10 m³/t. Opposite borehole charges, tanks are installed, which are filled water or aqueous solution of inhibitors of gas-air or dust-air medium ignition, which prevent inflammation of explosive medium with simultaneous degassing of toxic products of explosion.

EFFECT: provision of possibility to perform dismantling of foundations in close proximity from existing production facilities with complete observation of safety engineering and sanitary norms at gas-dangerous enterprises, acceleration and cheapening of blast works, improved quality of dismantling of foundations of any size at full elimination of actions from damaging factors of explosion.

2 cl, 1 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к способам демонтажа фундаментов энергией взрыва в стесненных условиях.The invention relates to construction, and in particular to methods of dismantling foundations with explosion energy in cramped conditions.

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.A known method of dismantling foundations using explosion energy, in which shelters from protective mats are used to prevent the pieces of concrete (rock) from scattering (R. Gustafsson. Swedish blasting technique. - M: Nedra, 1977, p. 102). In this case, shelters from heavy and light mats are used, which cover the place of the rock being destroyed. Heavy mats are designed to prevent large stones. Lightweight mats are used to prevent small stones from flying off the surface of the blasted massif. Both types of mats are often used together. Moreover, heavy mats prevent the throwing of a large mass of rock, while light mats hold small stones flying through the heavy ones.

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.Heavy mats are made from tires, logs, fastened with chains, wire and steel rings. Lightweight mats are made of technical felt, steel rings, reinforced nets, tarpaulins. When carrying out blasting operations (BP) in residential areas, starting from a distance of 45 m, shelters consisting of heavy and light mats are mandatory.

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.The described method of dismantling the foundations with the energy of the explosion cannot be applied in cramped conditions, since during the explosion, mats are thrown up. In this case, the shock wave propagates at a speed of several thousand meters per second and can cause destruction (B. Ya. Svetlov. Theory and properties of industrial explosives. - M: Nedra, 1966, p. 89). Therefore, blasting closer than 45 m with this method is prohibited. Another disadvantage of the described method is the short shelf life of the mats, which increases the cost of blasting, and there is no guarantee of their stability against destruction during explosions. This circumstance can lead to the expansion of stones and destruction of buildings and other objects. In addition, the transportation and movement of shelters made of heavy mats requires the use of loading equipment and several vehicles. A lot of time is also spent for their installation, during which the explosive circuit may be damaged. A large period of time will then be required in order to find the malfunction of the explosive circuit and eliminate it.

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.A known method of dismantling foundations with explosive energy in cramped conditions, in which to prevent the expansion of pieces of rock (M.B. Etkin, A.E. Azarkevich. Blasting operations in energy and industrial construction. - M .: Publishing house of the Moscow State Mining University (MMU) , p.227, 2004) it is proposed to use shelters - metal or wooden supporting structures with mats fixed on them from materials available on site, or sandbags. The most common shelters are from two rolls of logs with a diameter of about 200 mm, fastened with channels or pipes, bolted together.

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.This method also has disadvantages. The construction of shelters from logs requires scarce and expensive material - logs, which after a certain BP cycle have to be replaced with new ones. The manufacture of such shelters requires a significant period of time and labor. At the same time, the complete elimination of the effects of shock waves and the ejection of small stones on nearby objects are not guaranteed.

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).The closest to the proposed method of dismantling the foundations with explosion energy is the manufacture and use in the process of dismantling the foundations of heavy metal screens (mats) - heavy metal sheets with a thickness of 4-5 mm to 20-30 mm. The sheets are fastened together by bolts. (Technical rules for blasting on the surface. M: "Nedra", 1972, pp. 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.However, the use of such screens (mats) requires several units of vehicles for their transportation, as well as powerful cranes, their installation takes a lot of time. Their use does not exclude the damaging factors of the explosion, including poisonous gases, on the environment, since after blasting, soil saturated with poisonous gases must be removed.

Указанный способ укрытия шпуровых и скважинных зарядов не пригоден при демонтаже громоздких фундаментов, а также для безопасной технологии демонтажа фундаментов на объектах газотранспортного комплекса.The specified method of sheltering drill holes and borehole charges is not suitable for dismantling bulky foundations, as well as for safe technology for dismantling foundations at gas transmission facilities.

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.EFFECT: provision of the possibility of dismantling foundations in the immediate vicinity of existing production facilities with full observance of safety and sanitary standards at gas hazardous enterprises, significant acceleration and cost reduction of blasting operations, ease of implementation of the method, improving the quality of dismantling foundations of any sizes, the complete elimination of the effects of damaging factors the explosion.

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,The technical result is achieved by the fact that bore holes are drilled at the base of the foundation, they are charged with the necessary explosive mass, the free space is filled with clogging, and a heavy metal shelter is installed over the dismantled foundation, and the shelter is installed with the formation of a tight air gap (3-5 m ³ ), the ratio of which to the weight of a heavy shelter is 1-10 m ³ / t, and opposite to the hole charges, containers filled with water or an aqueous solution of ignition inhibitors are placed changes in the gas-air or dust-air environment, preventing the ignition of an explosive atmosphere with the simultaneous degassing of toxic explosion products. In blasting operations near communications, an antiseismic trench is torn and filled with a porous low-density material, for example, polyurethane foam,

Примеры осуществления способаExamples of the method

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).The installation diagram of a heavy protective shelter over a dismantled foundation with a size of 2000 × 1100 × 750 mm is shown in Figure 1. Two holes are drilled in the foundation using a punch. In each hole put one cartridge of ammonite 6ZHV - 2 with a diameter of 32 mm, weighing 0.2 kg. In cartridges before charging, electric detonators ED-8ZH-3 are installed, which are connected together in series. Then a shorted trunk line is connected to them. Spurs are covered with clay. The dismantling of the foundations is carried out using the "careful blasting" method, i.e. after charging the boreholes on the foundation, to localize the consequences of the explosion, a heavy protective shelter 4 that completely covers it is installed. It is made by cutting along a pipe with a diameter of 1420 mm and a wall thickness of 22 mm. The length of the half-pipes is 3 m. The ends of the half-pipes are sealed with steel sheets of the same thickness by welding, and its configuration is made so that when the half-pipes are closed around the foundation, the tightness of the heavy protective shelter is ensured. The weight of the heavy protective shelter 4 is 2350 kg. Moreover, for a sharp decrease in intensity and pressure at the front of the shock wave due to the shape of a heavy protective shelter, it is laid in such a way that a free volume of 3-5 m ^{3 is} formed above the foundation. It is known that near the place of the explosion a shock wave propagates at a speed of the order of several thousand meters per second, having pressure at the front, measured in hundreds and thousands of atmospheres. It has been experimentally established that the maximum pressure near the center of the explosion is inversely proportional to the cube of the radius from the site of the explosion. Consequently, the resulting shock wave during the explosion, moving along the free volume, significantly loses its parameters (B.Ya. Svetlov, N.E. Yaremenko. Theory and properties of industrial explosives. M .: Nedra, 1966, p. 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.If the dismantling of foundations is carried out near hazardous facilities, for example, a compressor station, then opposite to the holes, containers 5 are installed, filled with water or an aqueous solution of ignition inhibitors of a gas-air or dust-air environment - a plastic bag with 10 l of a saturated solution of sodium chloride in water. In an explosion by a shock wave and explosion products, the liquid in the bag is sprayed into tiny drops throughout the entire internal volume of the screen. In this way, the possible ignition of the gas-air mixture with air is prevented during the explosion of 6GV ammonite cartridges, which turn reinforced concrete foundations into small fragments, convenient for loading and exporting them from the enterprise. In this case, the ratio of the air gap to the weight of the heavy protective shelter above the dismantled foundation is 1.27 m ³ / t.

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.An example of the method of dismantling a large foundation, having dimensions of 2500 mm in height and 2600 mm in diameter (Figs. 2 and 3), which is 2 m away from the existing gas desulfurization workshop, is the following technology. An anti-seismic trench 2 is dug along the wall parallel to the strip foundation at a depth of 1.5 m, which eliminates the effect of shock and seismic waves on the foundation of the workshop. On the opposite side, a trench 3 is made, equal in length to 6.0 m, 1.5 m deep and 1.5 m wide. 6 pieces are drilled in the reinforced concrete square base in the center of the foundation 1 with a face width of 3.0 m. holes 4, separated from each other by a distance of 40 cm. The depth of each hole is 1.8 m. Each hole is equipped with an explosive charge from one 6GV ammonite cartridge weighing 200 g. The charge is initiated by an electric detonator ED-8ZH. Initially, two central holes are charged. As clogging, wet clay is used. Electric detonators are interconnected in series and connected to a shorted trunk line. Opposite two charged holes, place a plastic bag with 10 liters of a saturated solution of sodium chloride in water. The trench is sealed with two 6-meter lengths of half pipes 5 Du800 with a wall thickness of 12 mm. The ends of the pipes have plugs. The weight of such a shelter is 1450 kg.

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.At first, two central bore holes are undermined. The next two holes are then blown up and the last holes are blown up last. With each explosion, a vessel with 10 l of saturated sodium chloride solution in water is placed in front of the mouth of one of the holes. Blasting technology is similar to that described above. Moreover, the free volume 3 under the shelter is about 13 m ³ . The intensity of the shock waves and the pressure of the detonation products from two blast holes of 6GV ammonite charges in the indicated volume sharply decrease, and the water sprayed in the free volume with the dissolved ignition inhibitor of the air-gas mixture simultaneously neutralizes the harmful products of the explosion. In this case, the ratio of the free gap to the weight of the heavy screens was 9 m ³ / t.

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.To attenuate the effect of spalling phenomena from the foundation by the shock wave and seismic effects, the antiseismic trench 2 is filled with flexible polyurethane foam mats. They contribute to a sharp decrease in the level of impact on the foundation of the building.

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.After blasting, trench 3 is buried, and to the right of it, a new trench 6 is torn open at right angles. A bridge 0.5 m wide is left between it and the antiseismic trench. Otherwise, the trench has the same dimensions - depth 1.5 m, width 1.5 m and length 6.0 m.

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.4 holes are drilled in the center of the bare foundation 1, spaced at a distance of 0.4 m from each other. The depth of each hole is also 1.8 m, diameter 40 mm. According to the technology described above, two central holes were blown up, and then the last ones. After the last blasting of the bore-hole charges, the foundation “jumped”, which testified to its separation from the underground part of the base and its complete dismantling.

Claims (2)

1. Способ демонтажа фундаментов энергией взрыва в стесненных условиях, заключающийся в том, 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, отличающийся тем, что установку укрытия осуществляют с образованием герметичного воздушного зазора, отношение которого к весу укрытия составляет 1-10 м³/т, а напротив шпуровых зарядов размещают емкости, заполненные водой или водным раствором ингибиторов воспламенения газовоздушной или пылевоздушной среды, препятствующих воспламенению взрывоопасной среды с одновременной дегазацией ядовитых продуктов взрыва.1. The method of dismantling the foundations with the energy of the explosion in cramped conditions, which consists in drilling holes in the base of the foundation, charging them with the necessary mass of explosives, filling the free space with clogging, and installing a heavy metal shelter above the foundation to be dismantled, characterized in that the installation of shelter performed to form a sealed air gap, whose ratio to the weight of the shelter is 1-10 m ³ / t, and opposite charges are placed shpurovyh container filled with water or aqueous-gas flame retardants or dusty environment, preventing ignition of the explosive atmosphere with simultaneous degassing toxic explosion products. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при производстве взрывных работ вблизи коммуникаций отрывают антисейсмическую траншею и заполняют ее пористым малоплотным материалом, например пенополиуретаном. 2. The method according to claim 1, characterized in that during blasting near the communications, an antiseismic trench is torn off and filled with a porous low-density material, for example polyurethane foam.

Images