книги из ГПНТБ / Коротеев Д.В. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве

Таблица II

Технико-экономические показатели н данные травматизма при подготовке различными способами мерзлых грунтов к разработке

*В числителе приведены показатели, относящиеся « -рыхлению при глубине -промерзания до 1 м, в знаменателе—при глубине про­ мерзания более 1 м.

**В показатели включена стоимость разработки грунта.

Анализ фактических показателей разработки мерз'- лого грунта ів организациях страны свидетельствует о том, что в большинстве случаев применение машин осу­ ществляется без учета основных физико-механических свойств мерзлого грунта (величины отрицательной тем­ пературы, влажности, гранулометрического состава). Такой подход к разработке грунта в зимнее время ведет « тому, что 'Производительность машин в зависимости

30

от механических свойств грунта значительно падает, уве­ личивается число поломок узлов машин, а это уже ока­ зывает влияние на безопасность работ.

Приведенные данные говорят о необходимости выбо­ ра машин для разработки грунта в зимнее время с уче­ том прочностных свойств грунта; такой подход позво­ лит снизить стоимость разработки грунта и уменьшит износ машин. Важным фактором снижения стоимости ма­ шин является их специализация по температурным зо-

и —УЦз/іичение трудозатрат^тыс чел ■ѵос. —------- Уд ер ж а н и е ст оимост и разраЬот ни,ш нруд

Рис. 8. Диаграмма затрат труда и удорожания стоимости в зависимости от способа разработки мерзлых грунтов

нам страны,, так как машины имеют различные показате­ ли производительности, стоимости и трудоемкости в за­ висимости-от глубины. промерзания грунта.

На рис. 8 приведен график ежегодного увеличения затрат труда и стоимости работ ів зависимости от спо­ соба разработки мерзлых грунтов, из которого видно, что при самых массовых средствах рыхления (рабочими ор­ ганами ударного действия) происходит ежегодное уве­ личение затрат труда приблизительно на 68 тыс. чел-час.

31

и стоимости на 192 млн. руб. Эти цифры не учитывают затрат на износ базовых машин, канатов и на компенса­ цию случаев травматизма.

Мероприятия по предупреждению травматизма при разработке мерзлых грунтов механическим (ударным) способом, оттаиванием различными теплоносителями, взрывом и резанием рассматриваются ниже.

2. ОТТАИВАНИЕ ГРУНТА РАЗЛИЧНЫ М И ТЕПЛОНОСИТЕЛЯМИ

'Способы оттаивания грунта можно классифициро­ вать как по применяемому виду теплоносителя (горячая вода, пар, электроэнергия и т. д.), таки по направлению распространения тепла в грунте. По второму признаку все способы оттаивания грунта делят на три группы: оттаивание грунта сверху вниз; оттаивание грунта сни­ зу вверх и радиальное оттаивание грунта.

Основными видами травм при оттаивании грунта являются электротравмы и ожоги (включая электроожо­ ги) . При прогреве .мерзлого грунта электрическим током возможны сл'учаи травм атизма веледствие поиадання р а- ботающих и посторонних лиц под электрическое напря­ жение в зоне прогрева грунта при наличии оголенных ■соединений электропроводов и контактов электрической сети или в зону шагового напряжения при наличии ос­ таточного напряжения в грунте, особенно при прогреве током высокого напряжения.

Для предотвращения электротравматизма при выпол­ нении работ по оттаиванию мерзлого грунта электри­ ческим током зону прогрева необходимо ограждать. На ограждениях должны быть вывешены предупредитель­ ные надписи и плакаты, а в темное время суток — сиг­ нальные красные лампочки. Работы по электропрогреву должны вестись под руководством ответственного инже­ нерно-технического работника, и в течение всего време­ ни работ на площадке должен находиться дежурный электромонтер. Электропрогрев грунта следует выпол­ нять в строгой (Последовательности, предусмотренной проектом производства работ или технологической кар­ той.

При прогреве грунта током высокого напряжения особую опасность представляет наличие остаточного на­ пряжения или замыкание одной фазы на грунт. В этом

32

случае создается замкнутая цепь между поврежденной

ровом масле или природном газе. При оттаивании мерз­ лого грунта для разработки траншей хорошо зареко­ мендовала себя установка ОМГ-70, предложенная ЦНИИОМТП.

Основными частями установки являются: горелка, топливный бак, центробежный вентилятор и комплект коробов с воздушной вентиляцией, а также теплорасиределителыные трубы с двумя отсеками. Производи­ тельность установки 0,3—0,5 м.3/ч, на 1 ж3 оттаиваемого грунта расходуется 6—8 кг жидкого топлива или 9— 11 ж3 газа. К особенностям установки ОМГ-70 следует отнести наличие теплораспределительной трубы, которая позволяет боле^ равномерно распределить тепло под ко­ робами. При оттаивании грунта с помощью установки ОМГ-70 во избежание прогорания металлических коро­ бов и для уменьшения расхода топлива температура под коробами не должна превышать 500—600°С.

Для безопасной эксплуатации установки надо сле­ дить за исправностью всех материальных подводящих шлангов и надежностью их соединений, газовые трубо­ проводы должны быть оснащены манометрами, при мон­ таже и демонтаже установки должны приниматься ме­ ры против возможных ожогов.

Более совершенным является способ оттаивания мерзлых грунтов по принципу подачи тепла снизу вверх. При этом способе тепло распространяется в вертикаль­ ном направлении снизу вверх, т. е. от нижней границы мерзлого слоя к дневной поверхности. Этот способ наи­ более экономичен, так как оттаивание происходит под защитой мерзлой корки и теплопотери в пространство фактически исключены: Кроме того, некоторое количе­ ство тепловой энергии при этом способе может быть сэ­ кономлено за счет того, что верхняя корка (имеющая более низкую температуру и поэтому требующая боль­ шего расхода тепла на оттаивание) не отогревается, а разрушается ковшом экскаватора.

При оттаивании мерзлых грунтов горячей водой или паром персонал, обслуживающий установки, может по­ лучить ожоги при прикосновении к горячим трубам или

При разрыве трубопровода, который может произойти из-за образования ледяных пробок. Для устранения причин травматизма при отогреве мерзлого грунта порячей водой или паром требуются правильная органи­ зация работ в 'Соответствии -с проектом производства работ и постоянный технический надзор. При этом осо­ бое внимание -следует обращать на исправность мано­ метров, фиксирующих наличие рабочего давления в •системе. У водогрейных и паровых котло-в всегда долж­ ны находиться лица, отвечающие за их эксплуатацию.

Тульским политехническим институтом были проведе­ ны исследования по применению электрохимического

способа оттаивания мерзлого грунта. Для этой цели бы­ ли применены трубчатые перфорированные электроды, представляющие собой металлические трубы диаметром 19—25 мм (рис. 9). Электроды по всей поверхности име­ ют отверстия d=6 У- 8 мм через 50—60 мм. Электроды в мерзлый грунт погружаются с помощью пневматичес­ ких молотков на 15—20 см ниже зоны промерзания грун­ та. Перед началом прогрева мерзлого грунта в трубча­ тые электроды заливаіот водный раствор электролита. Электролит выбирается в зависимости от степени элект­ рической диссоциации, а также дефицитности и стоимос­ ти. Наиболее дешевым является хлористый кальций (СаС12), примерно 9—9,5 руб. за 1 т.

34

Кроме того, что он обладает высокой степенью дис­ социации (0,8—0,95) и электропроводностью. На рис. 10 приведен график потребной мощности электрического тока на 1 лг3 оттаиваемого грунта при различной глуби­ не промерзания суглинистого грунта. Данные на графике рис. 10 были получены при температуре воздуха —8°С. Из данных графика видно, что при увеличении глѵбины промерзания с 0.6 до 1,4 м расход электро­ энергии уменьшается с 5,8 до 4.2 квт/м3, так как при малых глубинах промерзания (0,4—0,6 м) потребная мощность повышается вследствие больших теплопотерь в окружающую среду. При оттаивании грунта с глуби­

вать местными тепляками и

В качестве нагревательного элемента в таких тепляках используют электрические спирали накаливания, водя­ ные или паровые батареи, подвешиваемые к крышке короба. Средняя ' температура внутри тепляка поддер­ живается в пределах 50—60°С. Отражательные печи от­ личаются от тепляков формой крыши, представляющей собой обращенное книзу параболическое зеркало, по­ крытое изнутри отражающим материалом.

ß фокусе этого зеркала располагается наігреватель- «ый элемент .в виде 'Опирали накаливания или излучате­ ля инфракрасных лучей; при этом тепловые лучи кон­ центрированно направляются на -поверхность .грунта, благодаря чему энергия расходуется более экономично, а оттаивание грунта происходит более интенсивно.

3. РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ МЕХАНИЧЕСКИМ (УДАРНЫМ ) СПОСОБОМ

За последние годы в связи с увеличением парка и по­ вышением мощности строительных машин метод 'Механи­ ческого рыхления мерзлого грунта приобретает все боль­ шее распространение. В табл. 12 приведены типы обору-

дования, применяемого для рыхления мерзлого грунта в зависимости от объема работ.

При 'небольшом объеме работ разумно использовать для рыхления грунта .приспособления, являющиеся сменным оборудованием той машины, которая служит для его последующей разработки. Поэтому относитель­ но большое распространение для рыхления мерзлого прунта получило навесное оборудование к одноковшо­ вым экскаваторам в .виде молотов свободного падения. Чтобы обеспечить достаточную высоту падения молота,

влияние оказывает геометрическая форма ударного ра­ бочего органа машины.

36

та (ДО—Ь8 м/сек); К — экспериментальный коэффициент (—0,63);

а— угол приложения рабочего органа, определя­ ющий максимальную дальность отлета кус­

Максимальную высоту разлета кусков мерзлого грун­

где со — начальный угол разлета кусков грунта.

4. РАЗРУШ ЕНИЕ ГРУНТА ВЗРЫ ВНЫ М СПОСОБОМ

в

При рыхлении мерзлых грунтов взрывным способом случаи травматизма возможны при бурении шпуров и •скважин различными машинами и станками, а также при транспортировании, хранении, заряжении шпуров и скважин, ликвидации, отказов, отсутствии охранной зо­ ны и т. п.

До начала взрывных работ необходимо установить границы опасной зоны путем установки условных знаков или постов охраны. При работах с взрывчатыми матери­ алами запрещается иметь при себе спички и другие за­ жигательные приборы. Патроны-боевики следует вво­ дить в заряды очень осторожно, не допуская толчков. Вы­ дергивать или тянуть огнепроводный, детонирующий шнур, а также проводники электродетонаторов, введен­

37

где Л’общ — общее сопротивление электровзрывной сети;

хождении более 10% необходимо выявить и устранить неисправности в сети (нарушение изоляции, плохая за­ чистка жил проводов и т. и.).

При производстве взрывных работ существует све­ товая или звуковая система сигналов: первый сигнал — предупредительный, после подачи которого все .рабочие, не производящие взрывание зарядов, обязаны уйти в укрытие; второй сигнал — боевой, дающий право взрыв­ нику зажечь шнур и удалиться в укрытие, а при элект­ рическом взрывании, находясь в укрытии, включить электрический ток; третий сигнал — отбой подается пос­ ле осмотра места взрыва. О способах подачи и значении сигналов все рабочие и население близлежащего района должны быть осведомлены. Правилами безопасности ра­

38

венного действия, а при применении 'электродетоініаторов замедленного действия — по истечении 5 мин после

.взрыва.

Ниже приведены размеры опасных зон при рыхлении мерзлого грунта взрывами.

Абсолютная суммарная величина одновременно взры­ ваемых (детонирующим шнуром или электродетонато­ рами мгновенного действия) наружных зарядов не

должна превышать 10 кг ВВ.

При применении электродетонаторов мгновенного действия подходить ік отказавшему заряду разрешается через 5 мин, а при применении электродетонаторов замедленного действия — по истечении 15 мин. При об­ наружении отказов у последних выставляют отличитель­ ные знаки, и каждый случай отказа заносится в специ­ альный журнал. Затем пробуривают вспомогательные шпуры или .скважины так, чтобы отказавший заряд ока­ зался в зоне действия взрыва нового заряда, и произво­

дят взрыв в обычном порядке.

Выполнение взрывных работ вблизи зданий и соору­ жений связано с разлетом кусков породы и колебаниями почвы. К числу эффективных способов уменьшения ра­ диуса разлета кусков породы можно отнести метод ко­ роткозамедленного взрывания, оптимальные параметры которого зависят от физико-механических свойств сре­ ды и параметров буровзрывных работ (вес заряда, сет­ ка скважин, интервал замедления, очередность подрыва зарядов). Другим средством, способным обеспечить безо­ пасное 'производство взрывных .работ вблизи зданий и сооружений, является укрытие места взрыва защитными сетками, щитками, специальными камерами.

В настоящее время в практике городского строитель­ ства при рыхлении мерзлого грунта взрывом для предот­ вращения разлета кусков грунта и защиты сооружений от действия взрывной волны иногда применяют пан­ цирные укрытия. Такие укрытия позволяют за смену вы­ полнить 20—30 циклов взрыва или взрыхлить мерзлые грунты на площади более 350 м2 Укрытия выполняют­

39