2. Подрібнення бетонних і залізобетонних конструкцій
2.1. Дроблення фундаментів виконують, як правило, методом шпурових зарядів відразу на всю висоту при їх потужності не більше 2 м або пошарово. При руйнуванні фундамента на всю його висоту, щоб обмежити дію вибуху за проектну позначку, довжину шпурів приймають менше висоти фундамента на 4 - 5 діаметрів заряду. При пошаровому руйнуванні фундамента довжину шпурів приймають рівною товщині шару, що руйнується, крім останнього шару, у якому довжину шпуру приймають менше товщини шару, що руйнується, на 4 - 5 діаметрів заряду. При дробленні фундаментів горизонтальними шпурами відстань між основою фундамента та нижнім рядом шпурів повинна бути не менше 0,2 м.
2.2. Масу заряду в шпурі визначають згідно з формулою (5.2). При цьому q дорівнює: для цегли, бетону без арматури та буту - 0,3 - 0,5, для залізобетону - 0,5 - 0,7; W - ЛНО (відстань від осі шпуру до краю фундамента), м. При W > 1 м масу заряду в шпурі визначають згідно з формулою (5.1).
2.3. Значення ЛНО приймають у межах 0,5 - 0,7 довжини шпуру. При дробленні фундаментів висотою більше 1 м, а також, якщо W становить менше половини довжини шпуру, заряд у шпурі необхідно розосередити, розраховуючи кожну частину заряду на свою ЛНО. Відстань між центрами зарядів, розосереджених в одному шпурі, необхідно приймати рівною відстані між шпурами, крім верхнього проміжку, що може бути коротше інших внаслідок зменшення маси верхнього заряду. Проміжки між зарядами дозволяється залишати вільними від забивки (повітряний проміжок) або заповнювати забивним матеріалом. Верхня вільна від заряду частина шпуру повинна бути обов'язково заповнена забивним матеріалом. Конструкція шпурових зарядів при підриванні фундаментів різної потужності наведена на рис. 8.1 (додаток 30).
Відстань між шпуровими зарядами в ряді приймається в межах (1,0 - 1,5)? W, а між рядами зарядів - (0,85 - 1,0)? W.
2.4. При поділі фундаментів або інших конструкцій на транспортабельні блоки шпури розташовують по лінії різання в один - два ряди. Масу заряду в шпурі розраховують згідно з формулами (5.1), (5.2), а відстань між шпурами в ряду та між рядами шпурів приймають у межах (0,6 - 0,8)? W.
2.5. При частковому руйнуванні фундаментів необхідно використовувати контурне підривання за методом попереднього формування щілини, що утворюється. При контурному підриванні суцільну щілину утворюють на всю висоту шару вибухом розосередженими зарядами малого діаметра у зближених шпурах. При цьому діаметр заряду повинен бути у 2 - 3 рази меншим ніж діаметр шпуру. При підриванні фундаментів у якості ВР контурних шпурів використовують ДШ, що прокладають у кожному шпурі у 2 - 4 нитки. Щільність заряджання повинна становити 0,036 - 0,48 кг/м. Відстань між шпурами необхідно визначати згідно з формулою (5.3).
Підривання контурних шпурів необхідно проводити до підривання основних зарядів. Дозволяється КУП основних зарядів при контурному підриванні з уповільненням не менше 50 мс.
2.6. Якщо необхідно зберегти частину фундамента, яка лежить нижче шару, що руйнується, між нижньою частиною заряду ВР і частиною фундамента, що зберігається, необхідно облаштовувати охоронний цілик. Потужність охоронного цілика повинна становити до 10 діаметрів заряду. Доробку цілика до проектного позначення необхідно проводити пневматичними відбійними молотками.
2.7. Для руйнування бетонних і залізобетонних фундаментів з малою насиченістю арматури необхідно застосовувати гідровибуховий спосіб. У якості заряду ВР необхідно використовувати нитки ДШ. Довжина ниток ДШ повинна бути рівною 0,65 - 0,75 довжини шпуру.
У нижній частині шпуру повинен бути розміщений заряд водотривкої ВР масою 0,05 - 0,1 кг. Вільний простір у шпурі необхідно заповнити водою, верхній рівень якої повинен перебувати на 10 см нижче устя шпуру. Конструкція заряду при гідровибуховому способі руйнування фундаментів наведена на рис. 8.2 (додаток 31).
Параметри підривання установлюють на підставі дослідних вибухів. Масу заряду Q при гідропідриванні необхідно визначати за формулою
| Q = qW див. зображення + 12W (lшп - 0,1), кг, | (8.1) |
| де | Q | - | маса заряду (ВР - у кг; ДШ - у м); |
| W | - | ЛНО; | |
| lшп | - | довжина шпуру; | |
| q | - | розрахункова питома витрата ВР, кг/м-3, для бетону дорівнює 0,4 кг/м-3. |
Перший доданок у формулі (8.1) визначає масу заряду ВР на дні шпуру, другий - число ниток ДШ у шпурі.
2.8. При поділі тонкостінних частин залізобетонних фундаментів, плит, стін або інших конструкцій на блоки дозволяється використовувати подовжені накладні заряди, що розміщують по лінії різання. Масу накладних зарядів необхідно визначати за формулою
| Q = AZR-2? lзар, кг, | (8.2) |
Значення коефіцієнта A приймають відповідно до табл. 8.1 (додаток 32).
При довжині заряду, що дорівнює двом і більше товщинам конструкції, що перебивається, масу накладного заряду дозволяється зменшити вдвічі.
2.9. Для обрізання залізобетонних паль та інших конструкцій дозволяється використовувати ШКЗ. При цьому необхідно оголити арматуру та забезпечити з нею щільний контакт ШКЗ. Марку ШКЗ вибирають відповідно до товщини арматури, що перерізається. При кільцевому розташуванні ШКЗ навколо палі та щільному контакті заряду з арматурою та бетоном палі забезпечується не тільки перерізування арматури, але й повне обрізання палі.
3. Обвалення будівель і споруд
3.1. Будівлі і споруди дозволяється обвалювати на свою основу або в заданому напрямку. При обваленні будівель і споруд на свою основу вибуховим способом необхідно утворити підбивку по всьому периметру зовнішніх стін та інших несучих конструкцій. Висота наскрізної підбивки повинна бути не меншою половини товщини стіни.
3.2. Для утворення підбивки шпурові заряди необхідно розташовувати у два - три ряди в шаховому порядку. Заряд необхідно розміщувати так, щоб його центр збігався із серединою стіни. У цьому випадку довжину шпуру необхідно визначати за формулою
| lшп = 0,5 (Cс + lзар ), м, | (8.3) |
| де | lзар | - | довжина заряду, м; |
| Cс | - | товщина стіни, м. |
Відстань між шпурами в ряду повинна прийматися рівною (1,0 - 1,4)? W, між рядами зарядів - (1,3 - 1,6)? W. Крайні шпури необхідно бурити на відстані W від країв стін або простінків.
3.3. Обвалення в заданому напрямку дозволяється застосовувати у випадках, коли висота споруд значно перевищує (в 4 рази і більше) розмір їх горизонтального перерізу. До таких споруд належать димові труби, водонапірні башти, опори електромереж, опори мостових переходів, висотні багатоповерхові будівлі, телевізійні вежі, силоси та інші конструкції промислових підприємств, житлового та промислового будівництва. Обвалення в заданому напрямку дозволяється і тоді, коли ці споруди розташовані серед інших будівель, споруд, комунікацій, що не повинні бути пошкоджені в результаті її руйнування.
3.4. Принцип валки димових труб у заданому напрямку полягає у створенні наскрізного підбою (врубу) не по всьому горизонтальному перерізу споруди, а тільки з боку напрямку валки. Цим напрямком (віссю валки) є бісектриса фактичного сектора валки, що зображена на схемі розташування шпурів (рис. 8.3 (додаток 33)).
Збереження опори (цілика) з одного боку та практично миттєва ліквідація її з боку врубу створюють під дією сил тяжіння та реакції опори в цілику момент сил перевертання, який забезпечує падіння труби (башти) у заданому напрямку. При достатньому запасі міцності матеріалу цілика умовно приймається, що напрямок нахилу труби проходить навколо осі (умовного шарніра), яка проходить через вершину врубу за схемою до розрахунку валки труби (рис. 8.4 (додаток 34)). Якщо міцність цілика недостатня, труба в процесі нахилу починає руйнуватися спочатку біля врубу, а потім в інших місцях. Одержана в початковий момент кінетична енергія повертає трубу в заданому напрямку. При інших рівних умовах більш точний напрямок валки можна отримати у тому випадку, коли цілик зазнає меншої напруги на стискання і обмежується більшою по величині хордою АБ (рис. 8.3 (додаток 33)).
Цій вимозі для круглих труб відповідає цілик у секторі r, що дорівнює 135 - 140° (1,2D) за периметром, який має форму, подану на рис. 8.3 (додаток 33).
3.5. Кут врубу бета, що утворюється, визначається мінімально необхідним кутом нахилу труби альфа, при якому умовний висок AB, опущений від центра ваги труби A1, не потрапляє в контур горизонтального перерізу в місці врубу. Кут бета повинен бути рівним куту альфа або перевищувати його.
3.6. Місце підбою труби (башти) необхідно вибирати на такому горизонті, де в цілику, що залишається, або поблизу нього немає отворів (дверей, вікон, газоходів тощо). Якщо немає можливості знайти таке місце, отвори необхідно щільно закласти, щоб створити рівноміцний ствол. Валку в заданому напрямку не проектують, якщо отвір, який необхідно закласти, знаходиться від вершини врубу на відстані менше ніж 4 - 6 товщин ствола.
3.7. Вруб створюється двома і більше рядами зарядів. Нижні два - три ряди приймаються однакової довжини, інші - коротші відповідно до прийнятого кута врубу.
3.8. Вага і розташування зарядів для створення наскрізного підбою визначаються, як і при обваленні стін. Розташування крайніх зарядів врубу, що межують із ціликом, повинно забезпечувати отримання цілика заданих розмірів. Величину розрахункових питомих витрат ВР q (табл. 5.1 (додаток 1)) для цих зарядів необхідно приймати удвічі меншою, ніж для інших зарядів.
3.9. При підвищених вимогах до заданого напрямку валки (сектор валки менше 90°, ствол послаблений тощо) замість крайніх шпурів врубу, розташованих біля цілика, необхідно створити в стволі прорізи, висота яких повинна бути не менше відстані між верхнім і нижнім рядами шпурів, що примикають до цілика, а ширина, яка визначається зручністю створення прорізу, не повинна перевищувати 1 м.
Такі прорізи створюються шляхом буріння двох вертикальних наскрізних рядів шпурів діаметром 32 - 43 мм з кроком 32 - 43 мм. Буріння за таких умов дозволяється, якщо в сусідній шпур вставити стрижень діаметром, який дорівнює діаметру бурової коронки. На відміну від шпурів врубу, що забурюються радіально, шпури в наскрізних отворах необхідно бурити на всю товщину стіни труби по хорді сектора, який обмежує цілик.
3.10. При валці залізобетонних труб необхідно враховувати вплив арматури на їх стійкість після вибуху, оскільки арматура в зоні врубу зарядами не перебивається, а в цілику може витримувати значну напругу на розтягнення. Залізобетонна труба обвалюється у напрямку валки в тому випадку, коли перекидний момент Mmр від сили ваги труби Pmр буде більшим суми моментів сил від опору арматури врубу повздовжньому вигину і від опору цілика розтягненню.
3.11. Для розрахунку валки залізобетонної труби на обвалення в заданому напрямку спочатку необхідно визначити перекидний момент від сили ваги труби за формулою
| Mmр = Pmр омега, т·м, | (8.4) |
| де | Pmр | - | вага труби, т; |
| омега | - | відстань між осями умовного шарніра і труби, м. |
У бік, протилежний моменту Mmр, діє момент Mmр, який визначається як сума моментів сил реакції від прутків у зоні врубу (передбачається, що вони залишаться прямими після підривання), прирівняних до критичної сили:
| див. зображення | (8.5) | ||
Розрахунок дозволяється проводити не для кожного прутка, а для окремих груп прутків, симетрично розташованих відносно осі валки.
Напругу в арматурі цілика необхідно визначати за таких умов:
уся арматура цілика розташована на найбільш віддаленій від умовного шарніра прутка відстані r;
поворот труби спричиняє однакові деформації в усіх прутках;
опір бетону на розрив дозволяється не враховувати.
За таких умов зусилля Pц розтягнення арматури цілика необхідно визначати за формулою
| див. зображення | (8.6) | ||
| де | r | - | відстань від умовного шарніра до арматури, м. |
Кількість прутків у цілику необхідно визначати за формулою
| див. зображення | (8.7) | ||
| де | DТ | - | діаметр труби, м; |
| ро ц | - | сектор, у межах якого розташований цілик, град.; | |
| a1 | - | крок арматури, м. |
Сумарну площу перерізу прутків необхідно визначати за формулою
| див. зображення | (8.8) | ||
Напругу від початкового перекидного моменту необхідно визначати за формулою
| див. зображення | (8.9) | ||
Труба втратить стійкість і обвалиться в напрямку валки за умови, коли сігма > сігма вр, де сігма вр - тимчасовий опір арматури розриву.
3.12. Обвалення інших висотних споруд у заданому напрямку необхідно проводити в тому самому порядку, а розрахунки проводити за тією самою методикою, що і при валці труб.
3.13. Для створення підбивки або утворення врубу необхідно використовувати шпурові та накладні заряди. Значення розрахункової питомої витрати ВР необхідно прийняти для цегельної кладки 0,4 - 0,6 кг/м-3, бетону - 0,5 - 0,7 кг/м-3, залізобетону - 0,9 - 1,2 кг/м-3. При підриванні залізобетону необхідно прийняти підвищену питому витрату ВР, тому що вибух шпурових зарядів повинен не тільки роздрібнити бетон конструкції, але й вибити його з арматур.
3.14. При обваленні тонкостінних конструкцій (при товщині стін до 0,2 м) для утворення врубу дозволяється використовувати подовжені накладні заряди, що розміщують по площі врубу рядами. Схема розміщення подовжених накладних зарядів по площі врубу наведена на рис. 8.5 (додаток 35).
Подовжений зовнішній заряд у ряді необхідно формувати у вигляді групи окремих подовжених зарядів. Масу кожного окремого подовженого заряду необхідно приймати з таким розрахунком, щоб забезпечити повне вибивання бетону з арматур у межах врубу. Довжина кожного окремого подовженого заряду повинна бути у межах:
| lзар = (1,0 - 1,5) h, м; | (8.10) |
відстань між зарядами в ряді:
| a = (1,0 - 1,5) h, м; | (8.11) |
відстань між рядами зарядів:
| в = (1,9 - 3,0) h, м, | (8.12) |
| де | h | - | товщина конструкції, що перебивається, м. |
3.15. При обваленні тонкостінних споруджень з малим співвідношенням висоти спорудження до його основи, коли для забезпечення спрямованості необхідно утворити вруб великої висоти, необхідно використовувати комбіновану систему розташування зарядів. У нижній частині врубу (на висоту 1,0 - 1,2 м) повинні бути розміщені подовжені накладні заряди, а у верхній - шпурові заряди. При такій комбінації зарядів значно скорочується трудомісткість підготовчих операцій, пов'язаних з бурінням шпурів у нижній частині врубу (де повинно розташовуватися до 70 % шпурових зарядів), і водночас можна забезпечити якісне накриття накладних зарядів.
4. Обвалення будівель, споруд, комунікацій на свою основу
4.1. Обвалення (посадку) будівель, споруд, комунікацій на свою основу дозволяється здійснювати за допомогою енергії вибуху наскрізного підбою по всьому периметру зовнішніх стін та інших несучих елементів (колон, внутрішніх капітальних стін тощо), у результаті чого об'єкт, залишений без опори, падаючи на свою основу, руйнується за рахунок своєї ваги та кінетичної енергії.
4.2. Висота наскрізного підбою повинна бути не меншою, ніж половина товщини стіни, що досягається підриванням двох, а в окремих випадках трьох рядів зарядів. Шпури повинні буритися на глибину не більше 2/3 товщини стіни. Шпури дозволяється розташовувати як у шаховому порядку, так і по прямокутній сітці. У колонах і простінках, внутрішніх переборках шпури необхідно розташовувати в один ряд по вертикалі або по горизонталі по прямокутній сітці.
4.3. У кутах стін необхідно бурити кутові шпури, що розташовані вертикально, у напрямку бісектриси кута. Глибина буріння не повинна бути більше 2/3 товщини стіни по бісектрисі кута стіни.
4.4. Вагу заряду Q при підриванні стін, колон необхідно визначати згідно з формулою (5.2). При цьому q повинно становити: для цегляної кладки - 0,4 - 0,6 кг/м-3; бетону - 0,5 - 0,6 кг/м-3; залізобетону - 0,6 - 0,7 кг/м-3.
ЛНО необхідно приймати рівною половині товщини стіни. При W > 1 м вага заряду повинна визначатися згідно з формулою (5.1).
4.5. Заряд ВР в шпурі необхідно розміщувати таким чином, щоб його центр збігався із серединою стіни. Довжина заряду повинна становити не більше 1/3 товщини стіни (половина довжини шпуру). Вільну від заряду частину шпуру необхідно заповнити забивним матеріалом. Для забивки для всіх видів зарядів дозволяється застосовувати вологу глину, суміш вологої глини з піском.
Діаметр шпуру d, за якого довжина заряду становить 1/3 товщини стіни, необхідно розраховувати за формулою
| див. зображення | (8.13) | ||
| де | Дельта | - | щільність заряджання, кг/дм-3; |
| W | - | половина товщини стіни, дм. |
У разі коли при розрахунках діаметр шпуру становить менше 32 мм, то незалежно від отриманого результату він приймається рівним 32 мм.
Якщо прийнятий діаметр шпуру (заряду) більше величини d1, глибину шпуру lшп необхідно приймати меншою 2/3 товщини стіни, визначивши її згідно з формулою (8.3)
| див. зображення | (8.14) | ||
| де | C | - | товщина стіни, м; |
| lзар | - | довжина заряду, м. |
Відстань між шпурами в ряді приймається:
для зосереджених зарядів - (1,0 / 1,4) W;
для подовжених - (0,7 / 1,0) W.
Відстань між рядами зарядів приймається (1,3 - 1,6) W. Крайні шпури бурять на відстані W від країв стін і простінків.
У випадках, коли прийнятий діаметр шпуру менший за величину d1, шпури необхідно зближувати до величини aзбл, яка визначається за формулою
| див. зображення | (8.15) | ||
| де | aр | - | відстань між зарядами при розрахунковій вазі заряду Qр, м; |
| Qзбл | - | вага заряду у зближених шпурах, кг. |
Цією формулою необхідно користуватись при визначенні Qзбл, коли розмір стіни або простінка не дає змоги розташувати шпури на розрахунковій відстані aр; у такому випадку величину aзбл визначають графічним способом.
4.6. При підриванні колон заряд необхідно розташовувати по осі колони в зосередженому вигляді. Якщо для цього недостатньо одного шпуру, то бурять поряд декілька, один над іншим по вертикалі.
Руйнування колон діаметром (перерізом) більше 2 м проводять методом шпурових зарядів, розрахованих на руйнування заданого об'єму.
Для зручності розрахунку параметрів вибухових робіт всю будівлю (споруду) розбивають на секції (ділянки), за можливості розташовані симетрично.
4.7. Валка димових труб на свою основу досягається за рахунок створення надлишкового тиску газів усередині труби, за рахунок чого руйнуються стіни труби та окремими шматками обвалюються на землю. Такий метод необхідно застосовувати при неможливості валки в заданому напрямку, але з достатньою площею в районі основи труби, а також у випадках, коли внаслідок руйнівних процесів неможливо провести бурові роботи.
Для створення надлишкового тиску необхідно підірвати зосереджений безконтактний заряд ВР, який повинен бути підвішений по повздовжній осі труби вище входів у трубу (димоходів, димососів та інших отворів).
Вагу заряду необхідно визначати із розрахунку 3 - 4 кг ВР типу "Амоніт 6ЖВ", "Грамоніт 79/21" на один квадратний метр площі внутрішнього поперечного перерізу труби біля її основи. Усі отвори та входи в трубу повинні бути при цьому закладені (забиті).
Заряд ВР необхідно розміщувати в поліетиленовий рукав діаметром 110 - 160 мм. У кожному заряді необхідно розміщувати два бойовики (тротилові шашки Т-400 тощо).
Розрахунок відстаней небезпечних зон необхідно проводити, як для звичайного проведення вибухових робіт.
5. Руйнування ємностей гідропідриванням
5.1. Конструкції коробчастої форми, різні резервуари та ємності (металеві та залізобетонні) дозволяється подрібнювати на шматки гідровибуховим способом. Для цього їх до країв заповнюють водою, а потім у центрі конструкції, що руйнується, під шаром води розміщують заряд і підривають його. Розміщення заряду при гідровибуховому способі руйнування ємностей наведено на рис. 8.6 (додаток 36).
5.2. Заряди для руйнування залізобетонних резервуарів необхідно розраховувати за формулою
| див. зображення | (8.16) | |
Тимчасовий опір на розтягання та сколювання приймають відповідно до табл. 8.2 (додаток 37).
5.3. При гідровибуховому способі руйнування ємностей заряди дозволяється розташовувати безпосередньо на стінках конструкції, яку обвалюють. Заряд ВР у цьому випадку необхідно формувати у вигляді гірлянди (лінійного заряду), яка повинна бути розташована на внутрішній стіні конструкції. Масу заряду необхідно визначати згідно з розділом V цих Технічних правил для випадку вибивання бетону з арматур (A = 5,0; B = 9,0) зі зменшенням у півтора раза, якщо потужність шару води над зарядом становить не менше трьох товщин стін ємності, що перебиваються.
5.4. При використанні гідровибухового способу для дроблення металевих ємностей (виливниць, казанів, станин тощо) масу зосередженого заряду необхідно визначати за формулою
| Q = qм Vм, кг, | (8.17) |
| де | qм | - | витрата ВР на 1 м-3 конструкції, що підривається, кг; |
| Vм | - | об'єм металу, що підривається, у конструкції, м-3. |
У розрахунках за формулою (8.17) залежно від матеріалу конструкції приймаються такі значення коефіцієнта q, кг/м-3: сірий чавун - 4,5 - 5,0; білий чавун - 5,5 - 6,0; крихка розжарена сталь - 6,6 - 7,5; грузла сталь - 8,0 - 9,0. Заряд ВР повинен бути опущений на 2/3 глибини води в ємності.
6. Руйнування металоконструкцій
6.1. При руйнуванні металоконструкцій дозволяється використовувати шпурові, накладні та неконтактні заряди.
6.2. Шпурові заряди дозволяється використовувати для дроблення металевих виробів при товщині конструкції більше 15 см. Шпури діаметром 30 - 35 мм у металі дозволяється бурити свердлами або пропалювати киснем (кисневий спис). Шпури необхідно розташовувати по лінії різання із кроком, що дорівнює 1 - 1,5 довжини шпуру, але не більше 30 - 40 см один від одного. Довжина шпуру повинна становити 1/2 - 2/3 товщини конструкції, що підривається, для сталі може доходити до 3/4 товщини. Довжина заряду повинна становити 0,7 довжини шпуру, а частину шпуру, що залишилася, необхідно забити сухим піском або глиною.
6.3. Накладні заряди дозволяється застосовувати для перебивання фасонних або складених конструкцій, металевих листів і плит товщиною до 15 мм. Масу накладного заряду необхідно визначати за формулою
| Qн = Ks S, кг, | (8.18) |
| де | Qн | - | маса накладного заряду, кг; |
| Ks | - | розрахунковий коефіцієнт, кг/мм-2; | |
| S | - | площа поперечного перерізу конструкції, що перебивається, мм-2. |
Розрахунковий коефіцієнт Ks приймають відповідно до табл. 8.3 (додаток 38).
При перебиванні фасонних і складених конструкцій масу заряду необхідно визначати для кожної частини окремо.
6.4. Сталеві труби та пустотілі об'єкти дозволяється дробити зарядами, розташованими на зовнішній поверхні труб довжиною не менше 3/4 кола. Площу поперечного перерізу конструкції, що перебивається, у цьому випадку необхідно визначати за формулою
| Sm = пі Dm st, мм-2, | (8.19) |
| де | Dm | - | зовнішній діаметр труби, мм; |
| st | - | товщина стіни труби, мм. |
6.5. Сталеві стрижні, троси та інші металоконструкції дозволяється перебивати парними зосередженими зарядами, розташованими з двох протилежних боків предмета, що перебивається, зі зрушенням одного відносно іншого. Вибух обох зарядів необхідно проводити одночасно. Масу кожного із зарядів необхідно приймати з розрахунку 0,05 кг на 1 см-2 перерізу при діаметрі до 4 см і 0,1 кг - при діаметрі більше 4 см.
6.6. Для перебивання та прибивання сталевих листів необхідно застосовувати кумулятивні заряди. Діаметр кумулятивної порожнини необхідно визначати за формулою
| dв = 1,5st, м, | (8.20) |
| де | st | - | товщина листа, що перебивається, м. |
Кумулятивна порожнина повинна бути облицьована жерстю завтовшки 0,5 - 2,0 мм.
6.7. При перерізуванні металоконструкцій необхідно використовувати переважно ШКЗ і подовжені кумулятивні заряди заводського виготовлення. ШКЗ залежно від марки повинен забезпечити на повітрі розрізання перешкоди (Ст3) завтовшки 4 - 25 мм (табл. 8.4 (додаток 39)).
7. Зварювання вибухом
7.1. Зварювання вибухом дозволяється використовувати для виготовлення багатошарових (найчастіше біметалічних) листів, штаб, циліндричних виробів, композиційних матеріалів волокнистої будови з різноманітних металів і сплавів, у тому числі з тих, зварювання яких іншими способами ускладнене.
7.2. Зварювання вибухом плоских пластин (кутової та паралельної) необхідно проводити за основними схемами зварювання вибухом, що наведені на рис. 8.7 (додаток 40).
При детонації шару ВР ділянки пластин, що метають, під дією високого тиску продуктів детонації, що розширюються, послідовно набувають швидкості U, що дорівнює декільком сотням метрів на секунду, пластина, яку метають, повертається відносно свого початкового положення та ударяється з нерухомою пластиною під певним кутом зіткнення гамма. При цьому точка контакту K рухається уздовж поверхні нерухомої пластини зі швидкістю Vk. Унаслідок високої швидкості співударяння в місці контакту розвивається високий тиск і метал переходить у пластичний стан, відбувається очищення поверхонь, що зварюються, їх активація та утворення з'єднання. Міцне зварене з'єднання утвориться при деяких значеннях параметрів зіткнення. Для забезпечення випереджувального пластичного деформування в місці контакту необхідне дотримання умови Vk < Co, де Co - швидкість звуку в матеріалах пластин, що зварюються.
Якщо швидкість детонації D перевищує швидкість звуку Co, то для забезпечення дозвукового режиму зіткнення необхідно застосовувати кутову схему зварювання (рис. 8.7а (додаток 40)).
При використанні зарядів ВР з відносно низькою швидкістю детонації (D > Co ) необхідно застосовувати тільки паралельну схему розташування пластин, які метають (рис. 8.7б (додаток 40)). Кутова схема повинна використовуватися тільки при зварюванні вибухом досить товстих пластин з відносно невеликими за площею масивними слябами.
7.3. Зварювання вибухом необхідно застосовувати для з'єднання вісесиметричних виробів і плакування циліндричних поверхонь за схемами. Схеми плакування стрижнів, трубчатих заготовок наведені на рис. 8.8 (додаток 41). Плакування стрижнів наведено на рис. 8.8а (додаток 41), плакування трубчатих заготовок - на рис. 8.8б - ґ (додаток 41)).
Для запобігання руйнуванню трубчатих заготовок і зменшення деформацій при плакуванні внутрішніх поверхонь необхідно використовувати міцні матриці та оправлення (рис. 8.8б (додаток 41)). Якщо заготовка, яку плакують, має діаметр, більший 500 мм, то замість масивної матриці необхідно використовувати додатковий заряд ВР, який розташовують на зовнішній поверхні цієї заготовки (рис. 8.8в (додаток 41)), і підривати одночасно з внутрішнім зарядом ВР.
При плакуванні зовнішніх поверхонь трубчатих заготовок усередину заготовки необхідно вставляти стрижень з деяким зазором, що заповнюють водою або легкоплавким матеріалом (рис. 8.8г (додаток 41)).
7.4. Висоту заряду необхідно визначати за формулою
| H = dk K1 K2 K3, мм, | (8.21) |
| де | dk | - | критичний діаметр заряду, мм; |
| K1 | - | коефіцієнт, що враховує товщину металу елемента, приймається в межах 1 - 1,8 при товщині елемента від 3 до 25 мм; | |
| K2 | - | коефіцієнт, що враховує співвідношення мас елементів, що метають mмет, і нерухомого mосн; при mосн - пряма схема - K2 = 1; при див. зображення - зворотна схема - K2 = (1 / 1,2); | |
| K3 | - | коефіцієнт, що враховує пластичність металів, що з'єднують; для Ст3 - ОХ18Н10Т K3 = 1; для Ст3 - мідь MI K3 = 0,85. |
Для інших металів коефіцієнт K3 необхідно визначати експериментально.
7.5. Товщина заряду ВР для більшості металів і сплавів, що зварюються (конструкційні та корозійностійкі сталі, мідь, нікель та їх сплави, титан тощо), повинна вибиратися за умови: товщина шару ВР 6 - 10 мм на 1 мм товщини пластини, яку метають. При товщині пластини, що метають, дельта 1 = 3 - 15 мм товщина шару ВР h = 8 - 10 мм на 1 мм товщини пластини, а при дельта 1 > 15 мм h = 6 - 8 мм.
Вагу плоского заряду ВР необхідно визначати за формулою
| Q = HSДельта, кг, | (8.22) |
| де | H | - | висота заряду (товщина), дм; |
| Дельта | - | щільність ВР (насипна), кг/дм-3; | |
| S | - | площа плоского заряду, |
| S = b (l + 0,145b), дм-2, | (8.23) |
| де | b | - | ширина пластини, що метають, дм; |
| l | - | довжина пластини, що метають, дм. |
Параметри зарядів, що визначаються за цими формулами, повинні уточнюватися у кожному конкретному випадку експериментально.
7.6. Витрата ВР на зварювання вибухом для біметалу сталь - мідь (латунь - бронза) повинна становити 0,7 - 0,8 ваги пластини, що метають, або листа шару, що плакують; для біметалу сталь або нержавіюча сталь і титан - 0,8 - 1 ваги пластини, що метають.
7.7. При плакуванні тонкими пластинами (дельта 1 < 3 мм) між шаром ВР і пластиною, що метають, необхідно розміщати проміжну прокладку з гуми або пластмаси. У цьому випадку при виборі товщини шару ВР необхідно враховувати наявність прокладки. Початкова ширина зварювального зазору приймається рівною Дельта 0 = (1,0 - 1,5)?дельта 1.
При зварюванні металів, що вступають у хімічні реакції з утворенням крихких з'єднань (сталь + титан, сталь + алюмінієві сплави, сталь + свинець), необхідно використовувати проміжні прокладки з матеріалів, що не утворюють крихких фаз з металами, що зварюються. Необхідна товщина прокладки повинна становити 0,5 - 1,0 мм.
Оптимальні початкові параметри зварювання вибухом деяких пар металів наведені в табл. 8.5 (додаток 42).
8. Штампування вибухом
8.1. Штампування металу вибухом дозволяється застосовувати при виготовленні великогабаритних виробів, які важко штампувати (особливо з надміцних металів), частин літаків, кораблів, резервуарів тощо. Цей метод вибухової обробки металу необхідно використовувати також при виробництві дрібносерійних виробів із металів, що добре піддаються штампуванню.
8.2. Енергією вибуху дозволяється здійснювати такі операції: пробивання отворів у заготовках, а також у вже відформованих деталях; вирізку отворів вікон і різних отворів у заздалегідь виготовлених великогабаритних деталях типу обшивок, кожухів і капотів; формоутворення, тобто одержання з плоскої або об'ємної заготовки різних криволінійних поверхонь; витяжку; відбортування отворів; утворення жорсткостей і рифів; обтиснення країв трубчатих деталей; калібрування; плоску та просторову правку тощо.
8.3. При листовому штампуванні з використанням енергії вибуху дозволяється застосовувати порох і потужні ВР.
Способи передачі енергії від заряду до заготовки наведені в табл. 8.6 (додаток 43).
8.4. При формоутворенні листових деталей з використанням енергії порохового заряду обладнання для ведення процесу повинне відповідати таким вимогам:
робоча частина установки, в якій відбувається горіння порохового заряду та деформування заготовки, повинна являти собою герметично закриту камеру, розраховану на максимальний робочий тиск;
для більш інтенсивного горіння порохових зарядів вільні від заряду обсяги камери повинні бути мінімальними; для заповнення зайвих первинних обсягів дозволяється використовувати проміжне еластичне або рідке нестисливе середовище;
пороховий заряд повинен бути ізольований від рідкого середовища, щоб уникнути припинення горіння в результаті змочування пороху рідиною.
Порох (димний або бездимний) ініціюється електрозапальником.
8.5. При штампуванні вибухом з використанням потужних ВР дозволяється отримувати деталі різних розмірів з високоміцних матеріалів.
8.6. Контактний вибух дозволяється застосовувати при операціях видавлювання, вирубки тощо. При формуванні вибухом неконтактного заряду, розташованого на деякій відстані від заготовки, у якості середовища, що передає тиск вибуху на заготовку, дозволяється використовувати повітря, рідину або сипке середовище.
8.7. У якості передавального середовища дозволяється використовувати повітря та воду.
8.8. Сипка речовина (пісок, алюмінієвий порошок тощо) повинна застосовуватися у якості передавального середовища при формуванні та калібруванні з підігрівом.
8.9. Роботи з формування плоских деталей необхідно проводити в установці басейнового або наземного типу.
8.10. Величину заряду для штампування листового металу, форму та інші параметри необхідно визначати дослідним шляхом.
8.11. При штампуванні зосередженими зарядами (у вигляді сфери, напівсфери тощо)
відстань від центру заряду до заготовки (деталі) визначається відносною товщиною деталі див. зображення, де S - товщина заготовки; D - діаметр деталі.
8.12. При використанні кільцевих або спіральних зарядів із ДШ або пластичних ВР відстань від центру заряду до заготовок дозволяється зменшити.
9. Вибухові роботи з подрібнення криги на водоймах
9.1. Підривання криги на річках і водоймах при льодоході необхідно проводити з метою захисту мостів, гребель, гідроелектростанцій, річкових портів, суден та інших інженерних споруд, для попередження повеней тощо. Вибухові роботи для боротьби з кригою дозволяється проводити там, де неможливе застосування звичайних методів руйнування криги на водоймах (підняття або пониження рівня води, застосування криголамів тощо). Необхідність проведення вибухових робіт, їх обсяги необхідно визначати на основі досвіду минулих років і залежно від умов майбутнього льодоходу.
9.2. При обстеженні об'єктів, що необхідно захистити, повинні бути визначені технічний стан найбільш уразливих елементів, їх система, кількість і величина прольотів у світлі, висота розташування прольотної споруди, наявність кригорізів, їх конструкція, стан тощо.
Окрім цього, повинні бути встановлені і визначені:
товщина крижаного покриву, його структура та ширина (від них залежить потужність льодоходу), витрати ВМ і трудомісткість робіт;
торосисті та заторні ділянки, утворені в період льодоходу, що збільшують небезпеку, загрозливу для споруд, і потребують збільшених витрат ВМ;
полії, що збільшують товщину крижаного покриву і, як правило, витрати ВМ;
водойми, звідки можуть з'явитися великі крижані поля;
низьководні та наплавні мости і поромні переправи, зірвані льодоходом;
вмерзлі в кригу плоти, колоди, плавучі засоби, залишки прольотних споруд, опор мостів тощо, які можуть бути зірвані льодоходом і являти небезпеку для об'єктів, які необхідно захистити;
розташування підводних кабелів зв'язку, трубопроводів, підводних споруд і комунікацій, місця розташування зимувальних ям риби та рибних заповідників.
9.3. Для визначення маси заряду та несучої спроможності крижаного покриву його товщину, міцність і структуру необхідно визначати безпосередньо перед початком вибухових робіт. Для виміру глибини водойми і товщини криги в ній пешнею або льодобуром підготовлюють ополонки. Відстань між ополонками, що дорівнює 20 - 100 м, залежить від площі, товщини та структури крижаного покриву і маси обладнання, що застосовується.
9.4. Для складання повного плану робіт до їх початку необхідно обстежити ділянки ріки, що розташовані проти течії у межах 5 - 10 км вище від об'єктів і нижче них за течією - 2 - 3 км залежно від місцевих умов. Підготовку до боротьби з кригою необхідно починати заздалегідь з таким розрахунком, щоб на час початку сходу криги всі підготовчі роботи було закінчено. До підготовчих робіт належать: обколювання криги навкруги об'єктів, які необхідно захистити, розколювання крижаного покриву у визначених місцях, подрібнення донної криги, розбивання криги на зимових дорогах, виколювання дерев та інших предметів, що вмерзли в кригу, вибивання криги з-під плавучих засобів тощо. Обсяг вибухових робіт визначається за даними прогнозу крижаного стану, обстеження споруд, які необхідно захистити.
9.5. При проведенні вибухових робіт необхідно враховувати зону руйнівної дії вибуху на крижану поверхню, що визначається масою та конструкцією заряду, а також його положенням відносно поверхні криги відповідно до схем розташування зарядів, що наведені на рис. 8.9 (додаток 44).
Підривання заряду невеликої маси без забивки на поверхні товстої криги (рис. 8.9а (додаток 44)) повинно викликати невеликі руйнування з утворенням воронки, навкруги якої утворюється зона подрібненої і тріщинуватої криги. Вибух характеризується значною УПХ.
Від підривання такого самого заряду із забивкою (рис. 8.9б (додаток 44)) крига подрібнюється більше. При цьому зменшується УПХ і звуковий ефект.
При підриванні заряду в товщі криги із забивкою (рис. 8.9в (додаток 44)) утворюється наскрізний отвір (майна, ополонка) і руйнується значна площа криги. УПХ і звук зменшуються, але збільшується розліт шматків криги.
Підривання підводного заряду, що розташований під кригою на оптимальній глибині (рис. 8.9г (додаток 44)), руйнує площу крижаного покриву в 1,5 - 2 рази більшу, ніж підривання такого самого заряду в товщі криги (утворюється майна).
При опусканні заряду на глибину, приблизно в 1,5 раза більшу оптимальної (рис. 8.9ґ (додаток 44)), крига вибухом не викидається (майна не утворюється), а тільки спучується та розколюється на великі шматки. При підриванні зарядів на ще більшій глибині спостерігається лише невеликий підйом води через ополонку.
9.6. Підривання криги біля об'єктів, які необхідно захистити, повинно проводитися до розкривання річки (профілактичні підготовчі роботи) і в період льодоходу. Під час льодоходу необхідно проводити роботи з розколювання плавучих крижин для того, щоб забезпечити проходження криги під мостами та попередити або ліквідувати можливі затори криги.
9.7. Для розколювання криги необхідно застосовувати водостійкі ВР. За відсутності зарядів заводського виробництва можливе використання зарядів, виготовлених з водостійких пресованих і порошкових ВР. Для занурення зарядів у воду з порошкових ВР до патронів необхідно прив'язувати баласт. Заряди з неводостійких ВР повинні бути вміщені в гідроізолювальну оболонку для захисту від намокання. Місце введення ЕД в патрон-бойовик покривають ізолювальною сумішшю. Підривання зарядів під водою дозволяється проводити за допомогою ДШ, електричним способом або неелектричною системою ініціювання за умови, якщо проводи електричної мережі - у гумовій або пластиковій ізоляції. Застосування ВШ при боротьбі з кригою забороняється.
9.8. Для підривання криги застосовують підводні заряди. Поверхневі заряди застосовують за необхідності швидкого проведення вибуху, а також неможливості застосування підводного підривання через змивання зарядів течією, зривання кригою та сейсмічну дію.
9.9. Заряди в товщі криги необхідно підривати для подрібнення суцільного масиву криги, утворення ополонок і ліквідації потужних заторів. Схеми встановлення зарядів наведені на рис. 8.10 (додаток 45).
9.10. Величина підводного заряду (рис. 8.10 (додаток 45)) при подрібненні крижаного покриву розраховується згідно з формулою (5.1). При цьому значення ЛНО приймається рівним відстані від центра заряду до верху крижаного покриву (W = 1,5 - 2,0 м при товщині криги до 40 см і 2,0 - 3,5 м при більш товстому крижаному покриві).
Величина q приймається в межах від 0,3 до 1,5 кг/м-3 залежно від заданого діаметра майни, необхідного ступеня подрібнення в ній криги та допустимої величини розкидання шматків криги.
При q = 0,3 кг/м-3 відбувається подрібнення криги для утворення майни;
при q = 0,5 кг/м-3 утворюється майна діаметром (3,0 - 3,5)? W, повністю забита великими шматками криги;
при q = 0,9 кг/м-3 відбувається розкидання криги і утворення майни діаметром 4? W.
Подальше збільшення розрахункових питомих витрат ВР дозволяє утворювати майни діаметром (7,0 - 8,0)? W.
9.11. Відстань між зарядами залежить від умов підривання та необхідного діаметра майни і приймається від 5? W до 15? W. При утворенні майни безпосередньо біля об'єкта, який необхідно захистити, відстань між зарядами приймається мінімальною, рівною 5? W. За наявності закраїн і ополонок відстань між зарядами повинна прийматися у межах (10,0 - 15,0)? W. Для розчленування крижаного покриву на окремі карти заряди розташовують рядами.
9.12. Підривання зарядів повинно проводитись від середини річки до берегів, від крутого берега до пологого, знизу вверх (проти течії річки). Утворення ополонок або каналів біля опор, льодорізів і труб проводиться після їх ручного обколювання і починається з підривання зарядів вагою, що не перевищує 0,3 кг. При застосуванні зарядів вагою 0,3 кг і більше необхідно дотримуватись безпечних відстаней, що виключають пошкодження об'єктів, що необхідно захистити.
9.13. Крижини великого розміру, що пливуть, забороняється допускати до об'єктів, які необхідно захистити. Їх необхідно дрібнити підводними або поверхневими зарядами проти течії ріки на відстані вище на 1 - 5 км від об'єкта (залежно від кількості крижин, які необхідно подрібнити, та швидкості течії води).
