Взрывное рыхление скальных пород при строительстве автомобильных дорог

Строительство автомобильных дорог характерно более частым возникновением стеснённых условий, прежде всего потому, что автодороги проходят по населённым пунктам или в непосредственной близости от них, поскольку именно автомобильные дороги связывают населённые пункты. Реконструкция же автодорог ещё больше связана с работами в населённых пунктах или вблизи от них, ибо дорога в необжитых районах сразу «обрастает» населёнными пунктами, не зря в народе говорят: «Дорога — это жизнь». К этим населённым пунктам подводят линии электропередач, другие коммуникации обслуживания, поэтому при реконструкции автодорог стеснённые условия возникают чаще, чем при строительстве.

Особенность реконструкции автодорог заключается и в том, что очень часто вместо старой дороги строят новую, существенно более высокого класса. Поэтому и при строительстве, и при реконструкции автомобильных дорог велики объёмы взрывного рыхления при сооружении выемок и в придорожных карьерах по добыче строительного камня для сооружения насыпей, благоустройства подходов к развязкам, мостовым переходам, водопропускным сооружениям и т. п. Взрывное рыхление как на строитель;

¹ Шевкун Е. Б. Указ. соч.

стве, так и на реконструкции автодорог характеризуется значительными объёмами взрывания пород в условиях горизонтальных или слабонаклонных поверхностей с одной или двумя обнажёнными плоскостями. Именно такие условия позволяют достаточно широко применять одноразовые насыпные укрытия с использованием грунтового материала для насыпей. И вот здесь возникает интересная ситуация. Если есть возможность завозить мелкодисперсный грунт — песок, глины, суглинки, то, используя металлическую сетку, можно сформировать как сплошное, так и газопроницаемое укрытие на горизонтальных и слабонаклонных поверхностях укрываемого блока по нескольким схемам.

Схема 1а-2а-3б-4б-5б воплощается при наличии не жёстких условий стеснённости, когда допустим небольшой (первые десятки м) разлёт отдельных камней, путём формирования укрытия аналогично первому экспериментальному блоку (см. рис. 2.3, 2.4), причём, в зависимости от объёмов блока и свойств горных пород, сетку можно уложить в несколько слоёв.

При ужесточении условий стеснённости, когда допустим минимальный (первые метры) разлёт отдельных кусков горной массы, формирование укрытия проводят аналогично второму экспериментальному блоку (см. рис. 2.6), причём, в зависимости от объёмов блока и свойств горных пород, сетку можно уложить в несколько слоёв, а объёмы грунта размещать по всей поверхности сетки и её краям с различной степенью сгущения объёмов грунта на сетке.

И только при жёстких условиях стеснённости, когда не допустим даже минимальный разлёт отдельных кусков горной массы, воплощается схема 1а-2а-3а-4а-5а формирования сплошного газонепроницаемого укрытия аналогично четвёртому экспериментальному блоку (см. рис. 2.9). При этом в зависимости от объёмов блока и свойств горных пород, сетку можно не применять вообще, или уложить её в один слой, но в любом случае грунт следует размещать по всей поверхности блока и за его краями сплошной насыпью.

При взрывном рыхлении на блоках с одной обнажённой поверхностью (формирование разрезной траншей для следующего горизонта разработки придорожного карьера или выемки на трассе) нельзя применять скважинные заряды, рассредоточенные инертным материалом и при малой высоте засыпной забойки. В таких условиях обязательно происходит выброс горной массы вверх, что подтвердили третий и четвёртый экспериментальные взрывы с укрытием из грунта на сетке (см. рис. 2.8 и 2.9). Даже достаточно плотное размещение грунта на сетке при высоте забойки в 14 диаметров скважины на четвёртом экспериментальном взрыве не исключило выброса камней, хотя и на ограниченное расстояние.

Таким образом, используя металлическую сетку и привозной грунт без камней, можно формировать как газопроницаемые, так и сплошные укрытия на горизонтальных и наклонных поверхностях, учитывая при этом, что весь завозимый объём грунта затем придётся и вывозить. При значительных расстояниях транспортирования грунта это существенно удорожает работы, а в отдельных случаях, как у п. Теплоозёрск, поблизости может отсутствовать мелкодисперсный нескальный грунт. Поэтому грунтовые укрытия, помимо прочих недостатков, могут просто не иметь материальной базы для реализации в конкретных условиях.

Газопроницаемые укрытия из многоразовых элементов, перемещаемых с блока на блок, применимы в любых условиях, в этом их явное и существенное, при прочих равных условиях, преимущество перед насыпными грунтовыми укрытиями.

Мы уже указывали ранее, что применение укрытий из цепных матов, помимо неудобства монтажа, связанного с необходимостью перемещения и укладки на поверхность укрываемого блока мощной грузоподъёмной техникой тяжёлых цепных матов, предварительно связанных из отдельных звеньев цепи, связано ещё и с определённым дефицитом якорных цепей вдали от морских и крупных речных портов. Тем не менее, нами предложен ряд технических решений по применению укрытий из цепных матов при взрывании как обычных так и высоких уступов^[1][2], которые могут достаточно успешно применяться при определённых технологических и экономических условиях. Мы отсылаем к вышеуказанным источникам тех, кто заинтересуется возможностью применения этих конкретных технических решений по использованию укрытий из цепных матов, а далее подробнее рассмотрим возможности газопроницаемого укрытия, связываемого из отдельных шин.

Именно изношенные автомобильные шины многие годы являются своеобразной «головной болью» промышленности — количество их нарастает, поскольку количество автомобилей увеличивается. И если шины от легковых автомобилей ещё можно как-то попытаться выбросить в овраги, закопать в ямы, то шины от большегрузных карьерных самосвалов предприятия хранят в ожидании решения вопроса об их промышленной утилизации. Поэтому, когда встал вопрос об экспериментальных взрывах под укрытием из автошин, Теплоозёрский цементный завод охотно предложил нам более полусотни изношенных шин от БелАЗ-540 из внушительного по размерам штабеля. Затем и строительная организация стала добавлять в межблковый накопитель на строительстве выемки (см. рис. 2.33) шины от самосвалов МоАЗ, имеющие большую толщину и массу, чем шины БелАЗов.

Важным преимуществом укрытия в виде связанного из автошин мата является возможность уложить отдельные шины в заданное место по всему блоку (см. рис. 2.13, 2.14), а потом уже их увязать соединительными элементами (см. рис. 2.11). И только на откосе уступа каждая шина укладывается и сразу связывается с соседними, иначе она сползает (см. рис. 2.24, а). При строительстве выемки на обходе п. Теплоозёрска трассой «Амур» все маты из шин укладывали на сетку или под неё (см. рис. 2.12, б), исходя именно из чрезвычайной близости посёлка к окраине выемки. Мы решили проверить возможность размещения шин укрытия без сетки по всему блоку. На каждую скважину поверх сетки «Рабитца» размером 1,4×1,4 м разместили изношенную шину от автосамосвала БелАЗ массой около 280 кг, и связали их в единый мат капроновыми фалами диаметром 8 мм.

Экспериментальный взрыв (см. 3.4) показал, что при наличии засыпной забойки длиной 28 диаметров скважины никаких выбросов камней нет ни между скважинами, ни из скважин (рис. 4.4). Поверхность уступа плавно вздымается почти до вертикального положения без разломов и выбросов, а шины укрытия и маячковые камни поднимаются вместе с поверхностью горной массы, не отрываясь от неё, а затем просто скатываются вниз, к подножию развала горной массы (выделены кружками на кадре 1 360 мс). Наметившийся разлом поверхности уступа (отмечен овалом) на последующих кадрах развития не получил.

Максимальной высоты подъём шин достигает в разное время, в зависимости от их расположения на блоке. Наименьшие параметры подброса шин по краям, а наибольшие — внутри блока. Так, к 800 мс первая и вторая (относительно съёмки) шины правого ряда достигли максимума подъёма, соответственно 3,0 м и 3,3 м относительно линии отсчёта (против исходных 1,5 м), а третья шина левого ряда достигла высоты 8,6 м (против исходных 1,9 м) к 1 360 мс. Затем шины плавно скатились вниз и расположились компактно на краю развала горной массы (последний кадр видеограммы).

Рис. 4.4. Видеограмма развития массового взрыва на участке под укрытием из шин.

Маячковые камни расположились преимущественно по краю развала, куда они скатились (рис. 4.5, а и 6).

Рис. 4.5. Положение маячковых камней по краю развала.

В то же время отдельные камни видны достаточно высоко на поверхности развала (рис. 4.6).

Рнс. 4.6. Положение маячковых камней по краю н поверхности развала Это позволило нам предложить газопроницаемое укрытие в виде гибкого мата, связанного из шин и размещённого на поверхности блока, в котором внутри шин размещают сменные сетки из цепей или решётки из прутьев с различным размером окон, свободно висящие на закреплённых на диаметрально противоположных частях шин хомутах. Такое решение позволит снизить величину разброса материала забойки в случае его внезапного прорыва из устья скважин.

• [1] Шевкун Е. Б. Указ. соч.
• [2] Способ отработки высоких уступов: пат. 2 236 588 Российская Федерация. № 2 003 104 713; заявл. 17.02.03; опубл. 20.09.04. Бюл. № 26. 7 с.