§ 51. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ (ч. 10)

Гладкое взрывание. Для совершенствования способов проходки подземных выработок в скальных породах огромное значение имеет сокращение переборов за пределами проектного контура, достигающих в зависимости от геологических условий и сечения выработки 8—20% его площади.

Переборы искажают форму выработки, увеличивают объемы работ по погрузке и транспорту и значительно (на 50—80%) повышают расход бетона в связи с необходимостью заполнения пространства за проектным контуром выработки.

Приближение контура выработки к проектному может быть достигнуто с помощью так называемого гладкого или контурного взрывания, которое позволяет сократить переборы до 5—10 см, уменьшить расход бетона на их заполнение в 1,5—2 раза и погрузочно-транспортные расходы, а также снизить общую стоимость сооружения тоннеля на 20—40%, несмотря на некоторое повышение стоимости буровзрывных работ.

Кроме того, обеспечение правильной формы выработки повышает ее устойчивость и создает благоприятные условия для применения современных видов временной крепи (анкерная, арочная, набрызгбетон) и сборных железобетонных обделок, которые в этом случае смогут конкурировать с монолитными бетонными.

Условиями гладкого взрывания являются: расположение контурных шпуров в непосредственной близости к проектной поверхности выработки; уменьшение дробящего действия их зарядов за счет применения ВВ с минимальной бризантностью (например, серный аммонит № 1, аммониты ПЖВ-20 и № 8); бурение контурных шпуров коронками, диаметр которых существенно превышает диаметр патронов ВВ (например, 42 и 32 мм); рассредоточение зарядов контурных шпуров по их длине за счет устройства между патронами ВВ воздушных промежутков.

Наличие воздушных промежутков по длине заряда, а также между патронами и стенками шпура тормозит действие взрыва контурных шпуров, направляя его не на разрушение окружающего массива, а в основном по линии наименьшего сопротивления в сторону выработки, особенно если при взрыве применяют детонаторы короткозамедленного действия.

Гладкое взрывание осуществляют методом сближенных зарядов или методом предварительного откола. В первом случае контурные шпуры, удовлетворяющие перечисленным выше требованиям, располагают по контуру выработки с шагом 40—90 см в зависимости от крепости пород и взрывают в последнюю очередь или перед взрыванием подошвенных шпуров. Во втором случае контурные шпуры располагают более часто — через 30—60 см — и взрывают одновременно с врубом. В результате их взрыва по контуру образуется сплошная щель, отражающая ударную волну от взрыва отбойных шпуров. При этом получается правильный контур выработки даже в слабых и сильно трещиноватых породах.

Эффективность гладкого взрывания зависит от точности бурения контурных шпуров. Поэтому рекомендуется применять шпуры глубиной до 2,5 м, так как иначе возрастает их возможное отклонение при бурении. Расстояние от устья контурного шпура до проектного очертания выработки, зависящее от технических возможностей бурения, должно быть как можно меньше и не более 10 см. Направление шпуров должно приближаться к параллельному оси выработки с расположением донной части шпуров на проектном контуре.

Конструкция заряда такого контурного шпура изображена на рис. 130, а. В донной части шпура размещаются два патрона повышенной бризантности (например, скальный аммонит № 1), один из которых является боевиком 1. Таким образом обеспечивается повышение коэффициента использования шпура, хотя существует и другая точка зрения, что более целесообразно избегать применения высокобризантных ВВ по всей глубине контурных шпуров. Остальные патроны 3 пониженной бризантности и иногда уменьшенной массы (до 100 г) отделяются друг от друга деревянными прокладками 2 сечением 15×15 мм и длиной а. Устье шпура заполняют забойкой 5.

Конструкция заряда контурного шпура при гладком взрывании
Рис. 130. Конструкция заряда контурного шпура при гладком взрывании

В слабых породах расход ВВ составляет 0,3—0,5 кг на 1 пог. м шпура и длина а прокладок может достигать 200—300 мм. При таких больших промежутках между патронами для обеспечения устойчивой передачи детонации от боевика вдоль заряда прокладывают детонирующий шнур 4 (рис. 130, б).

В крепких породах, требующих большего расхода ВВ (0,5—0,7 кг на 1 пог. м шпура), применяют прокладки меньшей длины (до 30—50 мм). При коротких воздушных промежутках детонация от боевика надежно передается вдоль заряда и надобность в детонирующем шнуре отпадает (рис. 130, в).

Для получения более правильной сводчатой поверхности выработки, особенно в слабых и средней крепости породах, можно рекомендовать заряжать шпуры через один, оставляя незаряженные шпуры, служащие в качестве дополнительных поверхностей обнажения.

Для взрывания контурных шпуров применяют электродетонаторы с одной степенью замедления.

Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены