Подготовительные работы (расфасовка взрывчатых веществ, изготовление зарядов и монтаж электровзрывной сети) проводят, как правило, на берегу. При большом удалении от берега их разрешается проводить на судне в специально отведенном месте с последующей транспортировкой зарядов к водолазному боту на других плавсредствах.
Для подводных взрывных работ должна применяться двухпроводная взрывная сеть и водонепроницаемые электродетонаторы.
На плавсредства (шлюпки), предназначенные для транспортировки и подачи зарядов водолазу, дспускается грузить не более 20 зарядов общим весом до 40 кг. Заряд подается взрывником непосредственно в руки водолазу, а шлюпка отводится в сторону на расстояние не менее 6 м. Подача водолазу белее одного заряда, подача по сигнальному или другому концам, на проводах и детонирующих шнурах запрещается.
Спуск водолаза с зарядом разрешается только по ходовому концу, закрепленному у места предполагаемого взрыва или вблизи него. Спускаясь на грунт водолаз должен держать одной рукой заряд, а другой скользить по ходовому концу. Провода следует вытравливать осторожно чтобы они не перекрутились со шлангом или сигналом.
После подъема водолаза на поверхность его следует осмотреть, чтобы убедиться в том, что он не вынес на снаряжении заряда. Для этого из воды поднимают и водолазный трап.
Перед производством взрыва люди и плавсредства удаляются на безопасное расстояние, заранее установленное руководителем работ.
Спуск водолаза под воду для закладки нового и подъема не взорвавшегося заряда разрешается производить только после отключения источника тока и не ранее чем через 15 мин. После взрыва заряда провода отсоединяют от источников тока, их концы замыкают накоротко, извлекают из воды и сматывают. Невзорвавшиеся заряды уничтожают взрывом вновь заложенных зарядов. Заряды поднимаются водолазом на поверхность только в тех случаях, когда взрыв дополнительного заряда может привести к серьезным повреждениям сооружения. В этих случаях водолаз должен освободить спутавшиеся провода и вынести заряд в руках с осторожностью, предотвращающей прикосновение заряда к каким-либо предметам.
Действие заряда в воде
При взрыве заряда внутри водной среды различают следующие явления. В первый момент взрыва над поверхностью воды наблюдается белая пелена, которая отвечает периоду детонации заряда. Затем поднимается купол воды, прорываемый через некоторое время газами (обычно сбоку), за которыми следует сноп воды. При малых глубинах за первым снопом воды следует второй, создаваемый отраженной от дна волной. Газы взрыва гонят воду концентрическими кругами со скоростью звука в воде (около 1500 м/сек). Вследствие несжимаемости воды происходит очень сильный гидравлический удар. Этот удар опасен для опор мостов, гидротехнических сооружений и судов.
Степень опасности зависит от удаленности объекта от места взрыва. Если расстояние от заряда до поверхности воды меньше расстояния до какого-либо объекта, то действие гидравлического удара на этот объект значительно снижается. Если же объект расположен на расстоянии меньшем, чем слой воды над зарядом, то действие гидравлического удара может вызвать даже разрушение находящегося в зоне взрыва объекта.
Давление воды в зависимости от расстояния объекта до заряда определяют по формуле [3]
, (4)
где R — расстояние до заряда, м; Q — вес заряда, кгс.
Безопасное расстояние от действия гидравлического удара
Rбезоп определяют по формуле Rбезоп=20
, (5)
Вблизи существующих и строящихся сооружений взрывы производят последовательно, одиночными зарядами установленной величины. В местах, где указанные ограничения отсутствуют, заряды взрывают одновременно.
В некоторых случаях при взрывах под водой в непосредственной близости от подводных частей сооружений необходимо осуществлять защитные мероприятия. Одним из них является устройство подводной завесы из воздушных пузырьков. Основной принцип действия завесы заключается в следующем. В траншее, отрытой на дне, укладывают и закрепляют систему перфорированных труб диаметром 200 мм. За несколько минут до взрыва в трубы подают сжатый воздух, в результате чего к поверхности поднимается воздушная завеса и за счет потери энергии на сжатие воздушных пузырьков ударная волна частично гасится.
Разработка грунта взрывами
Для разработки грунта под водой применяют накладные, шпуровые и скважинные (колонковые) заряды взрывчатых веществ (ВВ). Гарантированная глубина траншеи или котлована обеспечивается при несколько увеличенном количестве ВВ по сравнению с расчетным весом заряда.
Разработка грунта накладными зарядами наиболее проста в исполнении, но требует значительно большего количества ВВ по сравнению с другими способами. Вес подводного накладного заряда на выброс грунта в кгс определяют по формуле
Q=Kподв (6)
—линия наименьшего сопротивления (ЛНС), м;
Кподв—коэффициент (табл.9), характеризующий податливость взрываемого грунта взрыву ВВ нормальной мощности (тол, мелинит).
Таблица 9. Кподв, принимаемый для приближенных расчетах*
Грунты | Кподв |
Илистые | 6-8 |
Земля плотная | 8-10 |
Песчаные с примесью гальки | 10-12 |
Глинистые | 17-20 |
Трещиноватая скала | 60-65 |
Бетон, скала без трещин | 160-170 |
*Таблица предложена [4]
Расстояние между накладными зарядами на выброс по длине траншеи для плотных грунтов принимается в пределах 0,75-1,0
и для трещиноватых грунтов 1,0 -1,25; расстояние между рядами зарядов для плотных грунтов—0,8 и для трещиноватых — 1,0. При толщине слоя воды над зарядом менее двух глубин разрабатываемой траншеи вес заряда рекомендуется увеличивать на 20% при 1,5, на 40% - при 0,7.
При толщине слоя воды над зарядом более 3 м действие взрыва начинает снижаться. Оптимальный вес заряда устанавливается опытным взрывом. Разрабатывая подводные траншеи удлиненными пороховыми зарядами, расход пироксилинового пороха определяют по формуле
Q = 0,5 (В+b)
, (7)
где Q — расход пороха на 1 м длины траншеи, кгс;
В и b—ширина, траншеи по низу и по верху, м; — глубина траншеи, м;
q —удельный расход пороха (по табл. 2), кгс/м3.
Диаметр порохового заряда определяется по формуле, предложенной [5]
(8)
где 
— плотность порохового заряда, т/м3 (для бездымного пороха принимают 0,5—0,8);
а — коэффициент, зависящий от плотности грунта, принимаемый по
табл. 10.
Таблица 10. Значение удельного расхода пороха и коэффициента а
Категория пород* | Удельный расход пороха q, кгс/м3 | Коэффициент а |
I | 1,28 | 0,028 |
II | 1,77 | 0,033 |
III | 1,86 | 0,034 |
V | 2,6 | 0,040 |
VI-XVI | 10,00 | 0,.80 |
* Классификация пород принята по ЕНИР 1960 г. Сб.2 Вып. I и III.
Расчетный диаметр заряда по формуле не должен превосходить критического диаметра d, установленного в зависимости от марок пороха:
Марка пороха…………………………………ВТ 4/1 7/7-8/7 9/7 17/7-14/7
Критические диаметры………………………0,06 0,08 0,1 0,12 0,14
При разработке глубоких и широких траншей расчетный диаметр порохового заряда превышает его критический диаметр. В этом случае вместо одного заряда параллельно укладывается несколько зарядов, количество которых определяется из соотношения
n=D2/d2. (9)
Метод шпуровых зарядов применяется для рыхления скальных пород, если глубина рыхления превышает 0,5 м. В этом случае с поверхности скалы предварительно удаляют слой наносов грунта при помощи землесосов или гидромониторов. Диаметр шпуров обычно не превышает 75 мм, а глубина— 3— 5 м. Бурение производят перфораторами.
Необходимую величину заряда определяют по формуле
Q = Кподв (10)
где Q— вес заряда, кг;
Кподв — коэффициент, учитывающий крепость взрываемой
породы (табл. 11);
еа— переходный коэффициент от аммонита к другим видам ВВ, принимаемый по табл. 12.
Таблица 11. Значение Кподв для аммонита в зависимости от крепости грунта*
Характер грунта | Значение Кподв | |
На рыхление | На выброс | |
Рыхлая земля | - | 0,50 |
Гравелистый | 0,45 | 1,36 |
Мерзлый глинистый | 0,40 | 1,20 |
Очень плотные пески | 0,42 | 1,29 |
Плотные суглинки | 0,46 | 1,37 |
Плотные глины | 0,55 | 1,64 |
Трещиноватые скальные породы | 0,63 | 1,90 |
Скальные породы средней крепости | 0,59-0,72 | 1,72-2,15 |
Гранит и другие крепкие скальные породы | 0,7-0,8 | 2,10-2,58 |
Бетон | 1,2 | 3,59 |
*По данным [4].
Таблица 12. Коэффициент еа, характеризующий работоспособность ВВ [4]
Тип ВВ | Поправочный коэффициент еа |
Аммониты | 1,0 |
Динамит аммиачный 83% | 0,70 |
Динамит аммиачный 63% | 0,75 |
Динамит студенистый 63% | 0,88 |
Тротил (тол) | 0,86 |
Аммонал | 0,84 |
Черный порох | 1,70 |
Расстояние между шпурами, пробуренными в крепких скальных породах, обычно не превышает 1,2 м. Заряды располагаются в шахматном порядке.
Метод скважинных зарядов заключается во взрывании удлиненных зарядов в скважинах диаметром до 300 мм. Метод рекомендуется для рыхления крепких скальных пород на глубину более 2 м при наличии бурового оборудования.
Вес удлиненного колонкового заряда, перпендикулярного к поверхности, определяют по формуле
, (11)
где п — отношение радиуса верхнего основания воронки к ЛНС 
.
Расстояние между буровыми скважинами (зарядами) для плотных грунтов принимают по длине траншеи 0,75—1 и между рядами скважин
0,8 . Для трещиноватых грунтов соответственно по длине траншеи— 1,0—1,25 и между рядами 1,0.
Практически расстояние между скважинами при подводных работах принимают 1,5—2,5 м.
Подрывание конструкций
Металлические элементы обычно перебивают зарядами удлиненной формы. Количество ВВ, необходимое для подрывания листового железа, двутавров и т. д., рассчитывают по формуле
Q = KF, (12)
где Q —вес зарядов нормальной мощности, г;
К — коэффициент, равный для стали 25—40;
F— площадь поперечного сечения, см2.
Воздействие взрыва более эффективно, если заряд расположен с обеих сторон металлического элемента и взаимно сдвинут на 5—10 см. В этом случае сила взрыва действует на срез, а не на изгиб.
Для перебивания троса вес заряда определяют по формуле
Q=10d3Т (13)
где dT — диаметр троса, см.
При подрывании сооружений из кирпича, отдельных камней,
бетона заряды располагают на поверхности или в скважине (шпуре).
Шпуры бурятся диаметром 30—40 мм и глубиной до 1 метра. Заряды располагают через 1,5—2,0 м в зависимости от прочности материала.
Вес ВВ при подрывании кирпича, камня и бетона определяют для сосредоточенных зарядов по формуле
Q= (14) а для удлиненных зарядов
Q = 
, (15)
где R — необходимый радиус разрушения или толщина перебиваемого элемента, м;
—коэффициент прочности материала (табл. 13)
— коэффициент забивки и расположения заряда, принимаемый при устройстве зарядов в рукавах равным 2, а при накладных зарядах — 4,5;
l — длина заряда, м.
Таблица 13. Значение коэффициента [3]
Материал | Значение |
Кладка из бутового камня на цементном растворе Бетон опор мостов и гидротехнических сооружений | 1,4 1,5-1,8 |
При подрывании железобетонных конструкций под водой полного эффекта от воздействия взрыва не достигают из-за неоднородности материала. Поэтому расчленение железобетона выполняют в два этапа: сначала выбивают бетон, а затем подрывают или перерезают арматуру.
Наружные заряды при подрывании железобетона рассчитывают по формуле
Q = 2 (16)
Учитывая, что расчистка русел рек от остатков старых разрушенных конструкций производится часто в зоне вновь возведенных или строящихся сооружений, существующих линий электропередач и т. д., рекомендуется подводное взрывание массивов бетона и грунта с направленным выбросом в безопасную сторону.
Принцип этого способа заключается в следующем. В результате взрыва обломки бетона и грунт выбрасываются по ЛНС. Если эту линию путем дополнительного бокового взрыва, произведенного на мгновение ранее основного, направить в другом направлении, то выброс обломков произойдет в этом же направлении (38).
Рис. 38. Схема подводного взрыва с направленным выбросом. ЛНС – линия наименьшего сопротивления
Таблица 14. Расчет интервалов между вспомогательным и основным взрывом
Слой воды | Интервал, сек |
0,5 1 1,5 2 3 | 0,5 0,75 1 1,25 1,5 |
Это объясняется тем, что в период между основным и вспомогательным взрывами будет на какое-то время удалена вода, и основной взрыв будет направлен в сторону безводного пространства примерно под углом 30-450.
Для достижения максимального метательного действия лучшим взрывчатым веществом является черный минный порох в хорошей влагоизолирующей оболочке. Важно также обеспечить точный интервал между вспомогательным и основным взрывами. Для этого [6] рекомендует пользоваться следующими данными (табл. 14).
Такое замедление достигается применением электродетонаторов замедленного действия
Для подрывания одиночных деревянных свай вес заряда определяют по формуле
Q = 7,5d2св кгс, (17)
где dcв — диаметр сваи, м.
Для куста свай
Q =15d2k кгс, (18)
где dK — диаметр куста сваи, м.
Заряд помещают между сваями. При подрывании дубовых свай вес заряда увеличивают в 1,5 раза.
При подрывании шпунтовых стенок величину заряда на 1 м стенки определяют по формуле
Q=15b2 кгс, (19)
где b — средняя толщина одной шпунтины, м.
Подрывание льда
Для подрывания льда применяют чаще всего патронированный аммонит.
В зимнее время рекомендуется применять водостойкий и морозостойкий детонирующий шнур ДШ-В и ДШТ-200. Например, шнур ДШ-В детонирует после пребывания в воде в течение 24 ч, а также после охлаждения до 35°С. Вес зарядов для образования майн определяют по формуле
Q = 0,85
, (20)
где — глубина погружения заряда в воду, считая от наружной поверхности льда, которая принимается равной 2,5—3 толщины льда, м. Диаметр майны от взрыва заряда получается равным 4—5. Заряды опускают через лунки и подвешивают на необходимой глубине на шестах, шпагате или проволоке.
Уплотнение взрывами несвязных грунтов и каменных постелей
При уплотнении несвязных грунтов и каменных постелей заряды погружают в воду и взрывают над поверхностью грунта или каменной наброски.
При взрыве заряда в воде над поверхностью каменной наброски ударная волна вызывает разрушение каменной наброски и смещение наименее устойчивых камней. Воздействие взрыва вызывает перераспределение камней в постели и уплотнение менее прочных участков наброски. Перед выполнением взрывных работ водолазы осуществляют грубое равнение постели.
Величину и количество одновременно взрываемых зарядов подбирают из условия сейсмической безопасности подводного взрыва для ближайших сооружений. Кроме того, практика показала, что для более равномерного уплотнения наброски необходимо взрывать одновременно группу зарядов, образующую в плане замкнутый контур. Заряды подвешиваются на некотором расстоянии от поверхности наброски.
Рис. 39. Схема установки зарядов при подводном уплотнении каменных постелей:
1-швартовые бочки; 2-поплавки; 3-заряды; 4-грузы; 5-детонирующий шнур или провод; 6-стальной трос
Рис. 40. Зависимость веса заряда Q от высоты его подвески 
над поверхностью наброски и глубины воды Н
Работы осуществляют в следующем порядке. Для фиксированного расположения зарядов на якорях устанавливают четыре швартовые бочки, между которыми натягивают два троса с марками (рис. 39) а между ними — пеньковые канаты с прикрепленными к ним поплавками. Заряды располагают по квадратной сетке с шагом, равным двум радиусам действия взрыва. Заряды взрывают сериями. В каждой серии взрывают одновременно 4, 6, 8 зарядов.
Для замера осадок на поверхности каменных постелей выкладывают железобетонные плиты толщиной 8—10 см и при помощи футштока производят измерения до и после взрыва.
Преимуществом подводных взрывов является также возможность уплотнения грунтов при значительных глубинах воды, причем, при погружении зарядов более чем на 12 м обеспечивается камуфлетный взрыв [7].
[7] рекомендует определять оптимальный вес заряда для уплотнения набросок подводными взрывами по формуле
Q=KH (21)
где Q — вес заряда, кгс;
К — коэффициент, принимаемый для песчано-гравелистых грунтов и каменных набросок равным 0,1;
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
