Взрывные работы. 
Взрывные работы в строительстве

Взрывная технология — контролируемое разрушение, перемещение, изменение структуры и формы естественных (горные породы, лед, древесина) или искусственных материалов (металлы, пластмассы, бетон и т. п.), которое осуществляется за счет энергии, выделяемой при взрыве промышленных взрывчатых веществ. Применяется в горном деле, строительстве, металлообработке и др.

Взрывные работы, работы в народном хозяйстве, выполняемые воздействием взрыва на естественные (горные породы, древесина, лёд) или искусственные (бетон, каменная и кирпичная кладка, металлы и др.) материалы с целью контролируемого их разрушения и перемещения или изменения структуры и формы.

Взрывные работы осуществляются с помощью взрывчатых веществ (ВВ) и средств взрывания, создающих начальный импульс для возбуждения взрыва ВВ (капсюли-детонаторы с огнепроводным шнуром, детонаторы), а также передающих начальный импульс на требуемое расстояние (например, детонирующий шнур).

Взрывные работы применяют при разработке траншей и котлованов в скальных, крепких и мерзлых грунтах. Взрывы также применяют в карьерах для разработки каменных строительных материалов, для разрушения больших камней-валунов, пней, сносимых строений на территории строительства.

Взрывчатые вещества представляют собой механические смеси (аммоний, порох, динамит и др.) или химические соединения (тол, гексоген, пироксилин, нитроглицерин и др.).

Взрывчатые вещества делятся на две основные группы — метательные и бризантные (дробящие).

Метательные ВВ имеют невысокую скорость взрывчатого разложения — дымный порох. Для этих ВВ характерным является фугасное (метательное) действие, происходящее на некотором расстоянии от заряда.

Бризантные ВВ имеют высокое взрывчатое превращение, происходящее с высокими сверхзвуковыми скоростями — это динамит, аммониты, тол и др. Для этих ВВ характерно дробящее действие взрыва в непосредственной близости от заряда. Имеются комбинированные ВВ, к которым относятся динамит-нитроглицерин с инертным поглотителем и т. д.

Дробящие ВВ делятся на:

• — инициирующие — обладающие высокой чувствительностью;
• — нормальной, повышенной и пониженной мощности, отличающиеся значительно меньшей чувствительностью к различного рода внешним воздействиям.

В строительстве применяются в основном дробящие ВВ пониженной чувствительности, не реагирующие на колебания внешней температуры. Эти ВВ относительно безопасны в обращении, мало реагируют на удары, не загораются от искры и не чувствительны к трению.

В строительстве для взрывных работ, как правило, используют аммониты в порошкообразном и в прессованном виде или в патронах массой 100−300 г.

Для взрывов в мокрых местах или в воде используют динамит. Хранить аммониты необходимо в сухом месте при соответствующей окружающей температуре.

Свойства ВВ характеризуют следующие основные показатели:

• — объем газов взрыва (л/кг);
• — температура взрыва (град);
• — скорость детонации (м/сек);
• — работоспособность, которая устанавливается расширением свинцовой бомбы и измеряется в см³, бризантность (мм.) и чувствительность к удару.

К средствам взрывания относятся капсюли-детонаторы, детонаторы, детонирующий шнур, огнепроводный шнур и средства его воспламенения, воспламенители, детонационное реле.

Для хранения ВВ устраивают специальные склады вне опасной зоны действия взрыва, в удалении от жилых и промышленных зданий, ограждают изгородью, обеспечивают охрану и противопожарные средства. При транспортировании ВВ должны соблюдаться требования, установленные «Едиными правилами безопасности при взрывных работах» .

Метод накладных зарядов состоит в расположении зарядов ВВ на верхней или боковой поверхности взрываемого объекта. Рекомендуется заряды прикрывать дерном, песком или грунтом.

Этот метод прост, не требует подготовительных работ, электрической энергии и сжатого воздуха. Накладным зарядом можно дробить валуны, разрушать конструкции, валить деревья и др.

Этот метод малоэкономичен, так как отсутствует основное условие получения высокой эффективности взрыва — заключение заряда в плотно замкнутое пространство, поэтому расход ВВ при этом методе увеличивается примерно в 10−12 раз.

Для дробления камня накладным зарядом требуется около 2 кг., ВВ, а для дробления шпуровым методом камня того же объема требуется около 0,2 кг., ВВ и около 0,7 м. бурения. Накладные заряды взрывают огневым способом.

Метод шпуровых зарядов состоит в размещении заряда ВВ в забое шпура. Этим методом дробят крупные камни, разрушают бетонные и железобетонные конструкции, разрабатывают отдельные ямы, траншеи и т. п. Шпуры бурят ручными перфораторами.

Метод скважинных зарядов применяют при взрывании массивов и для большого выхода равномерно раздробленной породы, например, в карьерах взрывание нерудного — каменного материала для нужд строительства. Этот метод отличается от шпурового только большими размерами скважин — диаметры 75−300 мм., и глубины до 30 м.

Взрывание одиночных зарядов ведут огневым способом, а группы зарядов — детонирующим шнуром или электрическим способом.

Метод котловых зарядов используют при взрывании крепких пород, для которых требуется заряд ВВ значительной величины, не всегда умещающийся в шпуре или скважине рациональных размеров. В таком случае приходится увеличивать забой до образования камеры шарообразной формы — котла для полного размещения заряда ВВ.

Забой увеличивают путем нескольких последовательных небольших взрывов (простреливание шпура или скважины). Недостаток этого метода — неравномерное дробление породы.

Метод зарядов в рукавах применяют при незначительных объемах обрушаемых пород и высоте уступов до 5−6 м., когда крепость породы незначительная или в основании уступа залегает прослойка мягкой породы, допускающая ручную разработку небольших горизонтальных рукавов сечением 0,2*0,2−0,5*0,5 при расстоянии между рукавами 0,8−1,5 м.

Метод камерных зарядов применяют при массовых взрывах на выброс и сброс в карьерах при проходке выемок, сооружении плотин, перемычек. Взрыв на выброс заключается в использовании совместного действия крупных зарядов ВВ, располагаемых во взрываемом массиве в соответствии с формой и размерами требуемой выемки. При этом применяют однорядное, двухрядное и многорядное расположение камерных зарядов, но не более пяти рядов зарядов ВВ. Для размещения зарядов ВВ проходят шурфы или штольни и зарядные камеры (минные камеры), в которых размещают большие объемы ВВ (до сотен тонн).

Показатель действия взрыва. При взрыве на выброс в грунте образуется конусообразное углубление, называемое воронкой взрыва. Выброшенный взрывом грунт под действием силы тяжести падает частично обратно в воронку и частично вокруг нее.

В воронке взрыва различают следующие элементы:

• — радиус воронки взрыва или радиус разрушения г.;
• — линия наименьшего сопротивления (л. и. с), равная наименьшему расстоянию от центра заряда до ближайшей свободной поверхности среды h.

Видимое действие взрыва принято характеризовать величиной:

n = r / h.

— называемой показателем действия взрыва.

Этим показателем характеризуют также и самые заряды. Когда:

n — r / h.

— заряд называется зарядом нормального выброса и воронка взрыва — воронкой нормального выброса.

Соответственно заряд усиленного выброса и воронка усиленного выброса. Когда величина «h» значительно больше «г» и до свободной поверхности среды доходит только сфера сотрясения, заряд называется прострелочным.

Выбор того или иного вида заряда зависит от целей производства. При разработке выемок применяют заряды нормального, усиленного и уменьшенного выброса. Заряды усиленного выброса на практике в сельском строительстве бывают с показателями выброса, равными 1.5, 2, 2.5, 3.

Заряд рыхления применяется при разработке каменных массивов в карьерах для получения строительного камня, щебня и при рыхлении различных грунтов для последующей разработки выемок с помощью землеройных машин.

Прострелочные заряды применяют для увеличения зарядного пространства, т. е., для образования так называемого котла, в который можно поместить требуемый большой заряд ВВ.

По форме зарядов во взрываемой среде различают заряды сосредоточенные (в виде куба или ему подобные) и удлиненные (в виде цилиндра или параллелепипеда).

Заряды могут быть сплошные или непрерывные, когда масса ВВ не разделяется какими-либо промежутками, и прерывные, когда масса ВВ состоит из отдельных частей, разделенных промежутками, заполненными другими материалами.

Ликвидация невзорвавшихся зарядов. Чтобы установить, все ли заряды взорвались, руководитель взрывных работ осматривает места взрывов зарядов через определенное время после окончания взрывания. Например, место взрывов зарядов разрешается осматривать не ранее чем через 30 минут после взрыва.

Невзорвавшиеся заряды из-за нарушения взрывной сети или по другим причинам называют отказом., а неполное разрушений донной части скважины и шпуров — стаканами.

Отказы и стаканы ликвидируют взрыванием зарядов в шпурах и скважинах, располагаемых параллельно шпурам и скважинам с отказавшими зарядами. Новые шпуры располагают от шпуров и скважин с отказавшими зарядами на расстоянии 1 м., а новые скважины — на расстояния 3 м.

В некоторых случаях отказы скважин ликвидируют повторным взрыванием или удалением зарядов.

В случаях подозрения на наличие отказавших камерных зарядов сомнительные места ограждают сигналами и берут под охрану. Затем, пользуясь планом расположения зарядов, устанавливают точно отказавший заряд посредством инструментальной съемки. Ликвидацию камерных зарядов поручают только лицам технического персонала, имеющим право руководства взрывными работами.