Файл: Вовк, А. А. Действие взрыва в грунтах.pdf

Если в грунтах с весовой влажностью 18% глубина выемки, как правило, на 40—60%, а в отдельных случаях опытных взрывов даже на 80—90% превышала глубину зарядной траншеи, то в грунтах с весовой влажностью до 8% глубина выемки увеличи­ лась лишь на 30—40%. Это объясняется тем, что с уменьшением влажности (подсыханием грунта вокруг зарядной траншеи) пла­ стичность грунта уменьшалась и, следовательно, резко ухудша­ лась взрываемость, что привело к увеличению расхода ВВ.

Технико-экономические расчеты показали, что широкое при­ менение взрывного способа позволит получить в условиях 4-й очереди Каракумского канала на участках Геок-Тепе—Казанд- жик общей длиной 250 км весьма значительный экономический эффект.

Применение энергии взрыва на строительстве Главного Мур-

габского коллектора. Трасса коллектора проходит в глинах, су­ глинках, супесях и песках с удельным весом грунта 2,67— 2,74 г/см3, влажностью 8—16%. Разведкой на глубину до 10 м грунтовые воды не обнаружены. По проекту, разработанному институтом «Туркменгипроводхоз», строительство коллектора шириной по дну 5 м с заложением откосов 1 : 2,5 и глубиной 3— 4 м намечалось осуществить с помощью землеройных машин.

Связные грунты на такырах, пересушенные и высокоминера­ лизованные, отличаются значительной механической прочно­ стью. Поэтому получить в них выемку коллектора проектного сечения с помощью скреперов невозможно. Готовый канал имеет заложение откосов 1 : 3 и ширину выемки по низу 4 ж вместо соответственно, 1 : 2,5 и 5 ж по проекту. Увеличение рабочего се­ чения по сравнению с проектным повышает общую стоимость и удлиняет сроки строительства коллектора. К тому же необхо­ димость эксплуатации землеройных машин и содержания кол­ лектива строителей вдали от населенных пунктов и источников водоснабжения в три-четыре раза (по сравнению с нормативны­ ми) повышает накладные расходы. Все это и послужило основа­ нием для применения на строительстве коллектора взрывной тех­ нологии.

На строительстве опытных участков Главного Мургабского коллектора применяли несколько технологических схем. Необхо­ димые размеры поперечного сечения коллектора достигались за счет расположения основного заряда выброса в один ряд. С це­ лью же получения направленного выброса и выполаживания одного из бортов применяли двухрядное расположение заря­ дов — основного и вспомогательного — с замедлением в 200 мсек.

Траншеи по оси коллектора разрабатывали экскаватором Э-308. Глубина траншей была 2—3 ж, что составляло 0,5—0,6 требуемой глубины выемки. В качестве основного ВВ использо­ вался игданит.

По схемам, показанным на рис. 44, а—в, предусматривалось получение выемки коллектора сечением 30—60 ж2, глубиной до

124

4,5 л и шириной по низу до 6 м. По схеме, приведенной на рис. 44, г, предусматривалось выполаскивание одного из бортов и получение направленного выброса. При этих взрывах намече­ но было использовать преобладающий сильный северо-восточ­ ный ветер для смещения поднятого взрывом грунта на один из бортов. Расчеты показывают, что время, в течение которого под-

50 кг/пог. м (вспомогательный); штриховые линии — проектный профиль, штрих-пунктирные — рабочий, сплошные — фактиче­ ский профиль.

нятый взрывом грунт движется в воздухе, достаточно, чтобы сместить его на нужное расстояние.

Время, необходимое для вовлечения частиц грунта диаметром D в движение ветром,

t =3000 — . 8 "в

При диаметре частиц менее 0,01 м и постоянной скорости ветра

125

Проходческие подготовительные работы при применении горизонтальных цилиндрических зарядов не требуют буровых машин, экскаваторов и другого горного оборудования. Достаточ­ но иметь в хозяйстве универсальный трактор типа «Беларусь», которым проводится траншея, глубиной 1,8 м и длиной, опреде­ ляемой объемом водохранилища. При взрывании в такой тран­ шее горизонтального заряда игданита погонным весом 32 кг/м вследствие выброса и уплотнения пластичных глин образуется водоем глубиной 2,7—3,0 м, шириной по верху 10—12 м.

Увеличение параметров водоема по глубине и ширине может быть получено при комбинированном взрывании траншеи и кот­ ловых зарядов, пройденных параллельно траншее. При этом устройство котловых зарядов может быть произведено без буро­ вых машин иглопрокалыванием или ручным буром. При иглопрокалывании грунта в отверстие, полученное иглой, вводится отрезок детонирующего шнура, после взрыва которого получа­ ется скважина за счет уплотнения грунта. Дальнейшей прострел­ кой этой скважины создается котел, как и в случае проходки скважины ручным бурением. Такой способ строительства водо­ ема может увеличить его сечение до 35—40 м2.

Например, при взрыве аналогичного описанному выше тран­ шейного заряда и цепочки сосредоточенных зарядов игданита весом 230 кг с расстоянием между зарядами 5 м образовался котлован шириной по верху 16—17 м и видимой глубиной 4,0 м. При длине водоема 200 м его объем составлял 8 тыс. м3.

Большой практический интерес представляют работы по углублению неровностей рельефа и получению направленного выброса грунта. В этом случае дальность выбрасываемого грун­ та ограничивается площадью, отведенной под водоем, или расстоянием до того объекта, для которого необходима вода.

Известно, что основная масса выбрасываемого грунта напра­ влена по кратчайшему расстоянию от заряда до свободной по­ верхности h. Дальность полета тела, брошенного под углом а к горизонту, определяем по формуле

грунту при выбросе. При взрывании удлиненного заряда, распо­ ложенного параллельно свободной поверхности, элементы вы­ брасываемой массы грунта пропорциональны h2. Из расчетов следует, что скорость пропорциональна корню квадратному из отношения энергии к массе, что приводит к соотношению

(11.49)

где kB— постоянная величина, зависящая от свойств грунта и

128

взрывчатого вещества. Заменяя v по формуле (11.48), получаем

kl

или, заменив 2 —- = 6=const, имеем g

Величина L в зависимости от способа эмпирического расчета величины Ь выражает предельную дальность метания грунта или дальность горизонтального перемещения центра тяжести

Рис. 45. Технологические схемы, применяемые при строительстве котлованов:

а — комбинированная; б — направленный выброс с применением парал­ лельных зарядов.

выбрасываемой массы грунта. Изменение угла а вызывает изме­ нение траектории движения массы выброшенного грунта.

Влияние вертикальной компоненты перемещения центра тя­ жести масс грунта на величину L тем значительнее, чем больше угол а. Согласно [78], коэффициент дальности метания грунта b равен 18,5—35 м*/кг в пределах угла откоса 45 °^ а^7 0 °.

С учетом приведенных положений проводились взрывные работы по получению котлована водоемов вблизи полевого ста­ на и виноградной плантации. В результате взрыва двух тран­ шейных зарядов аммонита длиной 150 м, весом 90 и 60 кг/м, глу­ биной заложения соответственно 2,8 и 2,2 м с расстоянием меж­

брошенного грунта (80%) была уложена на участок со стороны оврага, непригодный для использования. Получение котлована такого объема гарантировало сохранение достаточного количе­ ства воды в конце самого засушливого летнего сезона.