Оборудование для разрушения труб. Установки разрушения (санации) труб

Установка УЗТ-100(120) предназначена для бестраншейной замены вышедших из строя трубопроводов методом разрушения старых труб с одновременной укладкой новых диаметром от 125 мм до 900 мм на расстояние до 200 м. Установка УЗТ-100(120) выполнена в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 и сохраняет свои параметры при температуре окружающего воздуха от минус 30 до плюс 40 ºС.

Достоинства метода

• Сокращение временных затрат на замену трубопровода;
• Возможность увеличения проходного сечения трубопровода;
• Выполнение работ без разрушения дорог и коммуникаций.

Проведение работ

Установка размещается в исходном котловане, после чего при помощи гидроцилиндров производится проталкивание штанги в канал заменяемого трубопровода. В процессе проталкивания штанга наращивается за счет дополнительных секций, присоединяемых при помощи специальных замков. После выхода конца штанги в заданную точку, к ней присоединяется нож-разрушитель и уширитель с закрепленной к нему протягиваемой трубой. Производится протягивание новой трубы в канал старого трубопровода до ее выхода в исходный котлован.

Отличительные особенности установки УЗТ-100(120):

• Возможность разрушения труб из различных материалов (сталь, чугун, керамика, асбоцемент, бетон;
• Возможность замены трубопроводов диаметром до 900 мм;
• Максимальная длина протяжки - 200 м;
• Возможность одновременно с затягиванием новой трубы вводить штанги в следующий участок;
• Обслуживающий персонал - 3 чел.;
• Для удобства монтажа штанг, дополнительно возможно комплектование специальным грузоподъемным механизмом;
• Рабочее давление в гидросистеме - 25-30 МПа, позволяющее существенно уменьшить массогабаритные характеристики и повысить рабочее усилие исполнительного механизма;
• К гидравлической насосной станции возможно подключение дополнительного оборудования, например помпы шламовой погружной для откачки воды из котлована;
• Простота монтажа и транспортирования;
• высококачественные швейцарские гидравлические компоненты Bieri, позволяющие существенно увеличить срок службы оборудования.

В полный комплект установки УЗТ-100(120) входят:

• Силовая установка;
• Гидравлическая насосная станция с дизельным / электрическим приводом, с пультом дистанционного управления;
• Блок автоматического свинчивания и поворота штанг для установки санации;
• Упорная плита, проставка, комплект оголовков;
• Комплект расширителей c захватами;
• Комплект ножей;
• Штанги;
• Контейнеры для штанг.

После подготовки здания к сносу, который осуществляется рабочими с помощью оборудования ручного класса, начинается демонтаж объекта как таковой. Его можно разделить на три этапа: механизированный снос строения, сортировка отходов, дробление бетона, железобетона, кирпича и другого строительного мусора. В условиях плотной городской застройки часто применяется технология разбора здания вручную, с использованием средств малой механизации: стенорезных и сверлильных машин, вронарезчиков, бензорезов и так далее. Но это длительный и трудоемкий процесс, поэтому использование спецтехники с навесным оборудованием, если оно возможно, при демонтаже всегда предпочтительней. В данной статье мы рассмотрим несколько типов машин и оборудования, традиционно используемых для разрушения зданий и переработки строительных отходов на месте.

ЭКСКАВАТОР-РАЗРУШИТЕЛЬ, ОН ЖЕ ДЕМОЛЯТОР

Главный персонаж на площадке, где происходит разрушение строительного объекта, - гусеничный экскаватор. Именно он, снабженный соответствующим навесным оборудованием, участвует в большинстве этапов процесса - от сноса до сортировки строительных отходов. И все же его главная функция здесь - разрушение; именно поэтому такую технику называют экскаватором-разрушителем или демолятором, от английского demolator. От своих созидающих собратьев демолятор отличается прежде всего стрелой увеличенной длины, прямо пропорциональной мощности машины. Опционально демолятор может быть оснащен дополнительными устройствами безопасности - плюс к тем, которые имеются у современного гусеничного экскаватора.

По большому же счету, единой системы критериев, как именно дефинировать экскаватор-разрушитель, до сих пор нет. Одни компании кроме вышеперечисленных выделяют в качестве важных технических характеристик этих машин максимально возможную массу навесного оборудования при полном вылете стрелы, другие - предельно возможную рабочую высоту и так далее.

Версии экскаваторов с удлиненной стрелой, с помощью которой удобно добираться даже до сравнительно удаленных частей разрушаемого объекта, выпускают такие всемирно известные производители спецтехники, как Volvo, Komatsu, Doosan, Hyundai, Case, Liebherr, CAT и другие. Некоторые производители вместе с удлинненной стрелой для разрушения дополнительно комплектуют свои экскаваторы и обычной стрелой для копания - как, например, у модели Volvo EC460CHR High Reach. Разрушающая стрела у нее имеет длину 27,4 метра (с рукоятью). Как уверяет производитель, в случае необходимости одна стрела меняется на другую в течение получаса. Толщина дверей наклоняющейся на резиновых демпферах кабины у разрушительной версии этой машины вдвое больше, чем у обычной. Масса демолятора 48,87 тонны без орудия и 61,76 тонны с орудием. Мощность двигателя экскаватора-разрушителя 245 кВт, вырывное усилие - 311,6 кН. Максимальная масса навесного оборудования, с которым способна работать машина, составляет 3 тонны. Скорость движения экскаватора - 5,1 км/ч. Экскаватор может оснащаться гусеничным шасси с изменяемой шириной колеи. Модель начала выпускаться в 2009 году и в качестве специализированного экскаватора-демолятора заслужила большую популярность в разных странах.

Некоторые производители демоляторов оснащают свои машины приборами мониторинга и контроля оригинальной разработки. К примеру, система Liebherr Demolition Control (DLC) на демоляторах марки Liebherr при любом положении стрелы обеспечивает устойчивость машины, рабочая зона которой составляет 360°.

НАВЕСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕМОНТАЖА

Несколько десятков лет назад для разрушения зданий вместе с экскаватором использовалась так называемая баба - увесистый металлический шар на цепи или стальном тросе, который раскачивали с помощью стрелы и прицельно наносили удар в то или иное место здания. Такая практика требовала не только большого свободного пространства, но и поистине виртуозного мастерства оператора. Сегодня для разрушения строительных объектов используется широкий выбор навесного оборудования, позволяющий превратить в груду обломков любой строительный объект, от крыши до фундамента, с минимально возможным уровнем шума. Это дробильные ковши, гидромолоты, гидроножницы-бетоноломы, вибропогружатели и разного рода захваты. Поскольку подробно о навесном оборудовании для экскаватора мы подробно рассказывали в №70 нашего журнала, здесь лишь вкратце остановимся на тех его разновидностях, которые применяются для демонтажа и последующей сортировки строительного мусора.

Ковш как базовое орудие экскаватора способен выполнить немалую часть работ по демонтажу. Для разрушения строительных объектов чаще применяют особо прочные, массивные ковши весом от 600 до 2100 кг. Материал, из которого их изготавливают, - сталь 10ХСНД (твердость 250 HB) или сталь Hardox 400 (твердость 400 HB). Для увеличения прочности и износостойкости ковшей часто применяется так называемый обвес из более прочных и износостойких сталей. Производите- лей экскаваторных ковшей в мире множество: Hitachi, Komatsu, Caterpillar, Hyundai, Daewoo, JCB, Volvo, Liebherr, Kato, «Кранэкс», «Ковровец», «Тверской экскаватор».

Специальный дробильный ковш способен разбивать бетон или железобетон уже в процессе сноса. Такие ковши бывают роторными либо щековыми. В первых дробление осуществляется при попадании материала на вращающиеся навстречу друг другу роторы. В щековом ковше материал разрушается ударами сближающихся щек, одна из которых неподвижна, другая же сближается с ней и отходит за счет шатуна. Большой выбор ковшей, как дробильных, так и универсальных, предназначенных в том числе и для вторичного разрушения материалов (о нем будет сказано ниже), предлагает компания ALLU Finland Oy.

Гидромолоты выполняют наиболее сложные работы при демонтаже, разрушая монолитные и очень плотные объекты. Они могут работать не только с экскаватором, но и с погрузчиком или трактором, имеющим гидравлическую систему. При работе с мощным гусеничным экскаватором полезная реализация усилий этого оборудования максимальная. Легкие гидромолоты наносят сравнительно несильные частые удары, дробя тонкие конструкции и крупные фрагменты зданий, гидромолоты тяжелые бьют реже, но с большей силой, разрушая крупные бетонные конструкции вплоть до фундамента. Конструктивно гидромолоты подразделяют на мембранные и поршневые, в зависимости от запирающей газ конструкции. Мембранные гидромолоты сложнее в производстве и дороже стоят - но и возможности их фокусировки и производительность в целом намного выше. Среди именитых производителей гидромолотов - Rammer, Montabert, Furukawa, Krupp, Soosan, Impulse, Delta, Hummer и ряд других. Гидромолот, будучи сам разновидностью навесного оборудования, оснащается собственным рабочим инструментом - это могут быть продольные или поперечные клинья, конусная пика или зубило.

Гидроножницы, они же бетоноломы, процессоры или крашеры, при демонтаже зданий применяют как при первичных работах, например при разборке конструкции, так и при вторичных, таких как резка лома, разрушение и измельчение бетона и железобетона. Наиболее популярными марками этого оборудования являют ся американский Caterpillar, южнокорейский MaxPower, французский Arden, а также итальянский Delta.

Применяемые сегодня гидроножницы намного совершеннее тех, что выпускались еще 5-10 лет назад. Гидроножницы позволяют быстро отделять друг от друга куски разрушаемых строительных конструкций, разрезая стальные детали и арматуру вместо газовой сварки. Модели с усилием резания до 740 тонн способны разрезать стальные детали толщиной до 70 мм, например двутавровые балки. Гидроножницы режут точно, аккуратно и очень быстро. При этом экономится рабочее время и уменьшается вероятность травмирования рабочих. Предприятия, специализирующиеся в сфере навесного оборудования для спецтехники, стремятся предложить своим клиентам максимально возможный выбор подобных орудий. Так, компания «Традиция-К» предлагает гидроножницы специализированные и универсальные со сменными и быстросъемными челюстями для первичного и вторичного разрушения бетона и железобетона, а также для резки листового и профилированного металла. Это оборудование имеет знак европейского качества и производится в Италии под известным в России брендом Delta.

Второй тип гидроножниц называют мультипроцессором; слово «мульти» в данном случае указывает на большое (больше двух) количество челюстей. Такое оборудование режет арматуру, участвует как в первичном, так и во вторичном (для получения более мелких фракций) разрушении бетона. Работающий с мультипроцессором оператор может менять челюсти разного назначения (до шести типов). Так, если выполняется первичное разрушение, устанавливаются челюсти с большим количеством зубьев для дробления бетона, кирпича и других материалов, из которых состоят наружные стены зданий, колонны и фундамент здания. Мультипроцессор обрушивает конструкции вниз, затем оператор меняет челюсти - и инструмент режет стальные балки, арматуру, швеллеры, тросы и уголки на отрезки, удобные для транспортировки и переплавки. Мультипроцессоры могут оснащаться челюстями в виде лепестков. Некоторые мультипроцессоры, оснащенные челюстями типа combi-cutter, могут одновременно ломать бетон и резать арматуру, а также стальные элементы строительных конструкций без замены челюстей. Способность двигать челюстями по отдельности, независимо одна от другой, позволяет дробить или резать материал, даже если он расположен не очень удобно для резания. Мультипроцессор с ротацией стал инструментом, совершившим настоящий переворот во всей отрасли демонтажа конструкций, поскольку позволил быстро и четко позиционировать челюсти в оптимальное положение для резания без дополнительного движения экскаватора. Вышеупомянутая компания «Традиция-К» предлагает итальянские мультипроцессоры со сменными челюстями серии Delta MF, а также Delta MK с уникальным запатентованным механизмом быстросъемных челюстей. Масса мультипроцессоров может колебаться в пределах от 400 до 5500 кг, а усилие резания - достигать 1100 тонн. Их установка возможна на экскаваторы любой массы - от 3 до 110 тонн, что позволяет выполнять широкий спектр задач повышенной сложности. Компактность, высокие показатели маневренности и простота технического обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации позволяют им уверенно лидировать в рейтинге самого востребованного навесного оборудования.

Захваты грейферные, а также других типов, строго говоря, орудиями разрушения не являются. С их помощью происходит подборка и погрузка демонтированных частей в автотранспорт или дробильную установку. Видов захватов очень много, из тех, что вза- имодействуют непосредственно с гидравлической системой экскаватора, чаще всего используются грейферы с двумя и более лопастями или зубьями. Также используют грейферный ковш или ковш с крышкой, действующий по принципу ладони и большого пальца, прижимающего к ней строительный обломок. Грейферы и другие захваты производит целый ряд известных компаний, специализирующихся на изготовлении спецтехники и оборудования, в их числе - Atlas, Rozzi, Hammer, Impulse, Delta.

Кроме навесного оборудования для разрушения строительных объектов используются и разного рода автономные устройства и приспособления. Так, для разрушения мощных фундаментов и же- лезобетонных монолитов в полметра и более толщиной применяют специальные системы разрыва - гидроклинья. Этот метод безопасен и практически бесшумен, он полностью подконтролен проводящему расклинивание оператору - при этом мощность воздействия на монолитные части конструкции невероятно велика. Алгоритм этой работы выглядит так: в специально просверленные в монолите отверстия вставляются гидроклинья, вдоль клиньев с противоположных сторон устанавливаются накладки, гидростанция дает давление на поршни, которые эти накладки раздвигают, и они давят на монолит с усилием в десятки тонн - в итоге происходит разрыв, разрушающий бетон и арматуру. Дальнейшая работа выполняется с помощью гидромолота или демонтажного оборудования ручного класса.

Отметим, что при разрушении зданий кроме специализированного оборудования широко применяются строительные машины более широкого профиля. Тот же фронтальный погрузчик с удлиненной стрелой способен не только работать с рядом вышеописанных навесных механизмов, но и собирать строительный мусор для дальнейшей погрузки в дробилку или кузов самосвала. А работающие от гидравлической системы спецтехники вибропогружатели способны не только забивать, но и извлекать сваи, трубные конструкции, шпунт. Так, вибропогружатель от одного из самых известных в мире производителей этого оборудования Delta VM 550 весит 1500 кг и работает с частотой 2500 оборотов в минуту, справляясь со сваями весом до 1400 кг, при этом усилие погружение/извлечение составляет 22 500 кг.

ВТОРИЧНОЕ РАЗРУШЕНИЕ

Демонтаж строительных объектов имеет целью не только разрушение конструкции здания, но и утилизацию (а в идеале - вторичное использование) строительных отходов. Даже если строительный мусор просто вывозится на свалку, он должен обладать высокой насыпной плотностью, чтобы использование всего объема кузова самосвала было максимальным. Для этого строительные обломки подвергают измельчению. Если же строительный мусор подлежит дальнейшему использованию, в процессе вторичного разрушения происходит и его сортировка: бетонная крошка, части арматуры и другие материалы отделяются один от другого и вывозятся с места работ по отдельности. Для этого используют дробильные ковши с магнитом, сортировочные ковши и гидроножницы-измельчители.

Измельчители, пульверайзеры или процессоры, которые крепятся к стреле или к рукояти экскаватора, представляют собой разновидность гидроножниц, имеющую одну загнутую челюсть, которой удобно сгребать обломки. Она может быть как неподвижной, так и с ротацией.

От гидравлической системы экскаватора или другой спецтехники работают сортировочные ковши. Процесс сортировки строительного мусора внутри них происходит за счет быстрого движения сит (которые являются расходным материалом, но их разновидности, выполненные из высококачественной стали Hardox, могут служить довольно долго) или же за счет работы роторов по принципу мясорубки. Грунт в механизме ковша отделяется от строительного мусора, затем оба полученных материала погружаются отдельно. Целая линейка дробильных и сортировочных ковшей, а также измельчителей, выпускаемых под брендом Delta, представлена в числе предложений компании «Традиция-К».

Кроме дробильных ковшей для вторичного разрушения материалов при демонтаже строительных объектов широко применяются как мобильные дробилки разных типов (щековые, роторные и т.д.), так и целые дробильные установки и дробильно-сортировочные комплексы, если объем материалов, подлежащих дроблению, делает их применение целесообразным. Такой тщательный подход к утилизации строительного мусора во многих странах мира, включая Россию, продиктован соображениями как экологии, так и экономики. Вторичный бетонный щебень, к примеру, в который превращается большая часть демонтируемых объектов, широко используется для обустройства щебеночных оснований под полы и фундаменты зданий; под асфальтобетонные покрытия дорог всех классов; в качестве крупного заполнителя в бетонах прочностью 5-20 МПа; при производстве бетонных и железобетонных изделий; при отсыпке временных дорог; при подсыпке под все виды тротуарных дорожек; при подсыпке под автостоянки и асфальтированные площадки; для замены грунта при засыпке; под фундаментное основание, а также при ландшафтных работах. При этом щебень, полученный при дроблении бетона, ненамного уступает по своим качествам щебню, полученному из природного камня, а вот в производстве обходится ощутимо дешевле. Бетон - искусственный камень, и чем выше был класс дробленого бетона по прочности, тем выше будет прочность вторичного щебня, получаемого из него.

Если подлежащие демонтажу объекты строительства достаточно велики, в процесс вторичного разрушения включается мощная техника вроде российской МПР-1500, производства НПП «Обуховская Промышленная компания» из Нижнего Новгорода. Аббревиатура в названии модели расшифровывается как «машина прессово-разрушающая». Это целый комплекс узлов и механизмов, способный разрушать некондиционные материалы вроде железобетонных изделий, фрагментов кирпичных построек и так далее. После отделения от арматуры и просыпи сквозь колосник материал подается на стол пресса толкателем, движущимся по рельсам, смонтированным на колосниковом столе. Затем уже разрушенный материал поступает на приемное оборудование (конвейер), а арматура - на приемный лоток. После этого крупные куски бетона поступают в дробилку для дальнейшего измельчения и далее - на грохот, для сортировки на щебень и песок.

Нужно отметить, что хотя комплекс МПР-1500 - довольно крупногабаритное оборудование, которое при необходимости может транспортироваться отдельными частями, его установка не требует сложных фундаментов и приямков - обычно для монтажа машины достаточно располагать площадку - выровненную, забетонированную или с уложенными дорожными плитами. Но использование такой техники в непосредственной близости от подлежащих демонтажу строительных объектов, скорее, редкость, которая может быть обоснована особо крупными размерами подлежащих сносу строений и соответственным объемом строительных отходов. В большинстве же случаев для вторичного разрушения используются мобильные дробилки и дробильные ковши.

СНОС СООРУЖЕНИЯ ВЗРЫВОМ И ДРУГИЕ НЕМЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Напоследок вспомним о другом, более кардинальном способе разрушения зданий, чем механический, с помощью спецтехники и оборудования. Это разрушение конструкций и массивов направленным взрывом.

Направленным взрывом разрушают, как правило, высотные здания, башни, трубы, стоящие в нескольких десятках метров от других строений. Для такого разрушения в уже подготовленном к демонтажу объекте в шпурах и рукавах закладывается взрывчатое вещество, а затем дистанционно осуществляется подрыв. В результате него по периметру конструкции образуется сквозной подбой высотой до трети объекта. Таким образом, весь объект, падая на свое основание, разрушается.

Наиболее важная технологическая особенность подобного варианта в том, что конструкция обрушивается исключительно вовнутрь. Это дает возможность избежать чрезмерного засорения прилегающей территории.

Хотя сам взрыв и обрушение объекта занимают считанные секунды, этому моменту предшествуют анализ документации на объект, изучение здания и выявление несущих конструкций. Затем проводятся тщательные расчеты, готовится соответствующая документация; наиболее длительный этап процесса - получение всех необходимых разрешений и согласований в различных инстанциях на проведение демонтажных работ.

Когда же все окончательно согласовано, готовится само здание. В местах, определенных в проекте, сверлятся отверстия для взрывчатого вещества, которое многочисленными шнурами детонатора соединено с удаленным пультом, с которого и осуществляется подрыв. Далее за вторичное разрушение обломков конструкции принимаются операторы спецтехники и оборудования. Стоимость взрывных работ довольно велика, к тому же оформление соответствующей документации является довольно хлопотным делом. Поэтому к разрушению строительных объектов направленным взрывом прибегают лишь тогда, когда снос любым другим способом просто нецелесообразен.

Иногда разрешение на демонтаж взрывом просто не выдается. Это относится к демонтажу исторических зданий и архитектурных памятников, а также объектов, находящихся на территории заповедников. Нередко не удается прийти к соглашению с владельцами расположенных рядом домов и многоэтажек, если у них нет уверенности, что их имущество не пострадает в ходе взрывных работ. Если же все спорные моменты все-таки удалось согласовать, а все требующиеся разрешения - получить, практически любое разрушение объекта направленным взрывом представляет собой впечатляющее, очень зрелищное мероприятие, видеоотчеты о которых обычно предоставляются заказчику и часто размещаются в Интернете, собирая тысячи просмотров.

Для частей зданий, находящихся в земле, а также для разрушения коробчатых конструкций и резервуаров применяется гидровзрывной способ демонтажа. Его особенность в том, что свободное от взрывчатки пространство шпура заполняется водой или глинистым раствором. Разлет осколков при таком способе подрыва существенно меньше, чем при взрыве обычном.

Если говорить о других немеханических способах демонтажа строительных объектов, кроме взрывного, нужно также отметить термический метод разрушения монолитных конструкций, основанный на использовании мощного источника тепла в форме высокотемпературного газового потока или электрической дуги. Устройство, с помощью которого производится резка бетона и железобетона, называют кислородным копьем. С его помощью материал плавится продуктами сгорания железа в кислородной струе. Кислород при этом процессе поступает в сгораемую трубу в количестве, достаточном для горения и выноса шлака из прорезаемой конструкции.

Еще один метод разрушения монолитов из бетона и кирпича, бутобетонной и каменной кладки - электрогидравлический. Он основан на применении ЭГЭ - установки электрогидравлического эффекта. Этот метод предполагает использование физического эффекта гидроудара высокого давления, который при электрическом разряде возникает в ограниченном объеме жидкости, находящейся внутри предварительно подготовленного шпура. За счет разряда в жидкости возникает мощная ударная волна, воздействующая на расположенную вблизи часть монолита и разрушающая ее.

Наиболее же малозатратный, но при этом самый протяженный во времени способ разрушения строительных объектов - предоставить им разрушаться самостоятельно, под действием времени. Интернет полон фотоснимков покинутых зданий и живописных развалин разных времен. Однако природа, как известно, не терпит пустоты - и может случиться, что, покинув здание, люди в скором времени обнаружат, что оно занято такими формами жизни, соседство с которыми им совсем не по душе.

Средства разрушения массивов и конструкций

Для разрушения материалов разбираемых строительных конструкций широко применяются или находятся в стадии разработки и испытания средства разрушения, которые можно классифицировать по виду энергии, воздействующей на материал разрушаемых конструкций, и приложению разрушающих сил. По виду энергии способы разрушения делятся на механические, термические и взрывные, по приложению сил - на контактные и шпуровые средства (табл.
ел).

Контактные средства. Основными недостатками контактных средств разрушения в условиях реконструкции являются большой разлет осколков разрушенного материала, а также значительные габариты установок. По этой же причине ограниченно применяются шпуровые заряды гидровзрыв и другие шпуровые взрывчатые средства на основе взрывчатых веществ. Однако при разрушении ряда конструкций, например фундаментов, можно организовать рабочую зону разрушения (на свободных площадках, в цехах, из которых выведено действующее производство или возможна остановка, отключение или защита действующего оборудования). В этих условиях целесообразно применение таких высокопроизводительных контактных средств разрушения, как гидро- и пневмомолот, взрывогенератор, накладные и кумулятивные заряды.

Шпуровые средства. Преимуществами "шпуровых средств являются относительно малый разлет осколков разрушаемого материала, бесшумность, простота конструкции, надежность в работе, возможность расположения установок разрушения на расстоянии до 30 м от рабочего органа, что позволяет применять их в особо стесненных условиях реконструкции. Недостаток шпуровых средств - необходимость производства трудоемких работ по бурению шпуров.

При разрушении шпуровыми средствами железобетонный массив (например, фундамент) разбивается в плане на технологические захватки или участки разрушения, размеры которых зависят от разрушающей силы применяемых средств и способа уборки разрушенного бетона. Последовательность разрушения по захваткам, а также расстояние между шпурами зависят от числа поверхностей фундамента, освобожденных от земли и примыкающих конструкций, т. е. от свободных поверхностей фундамента (рис. 6.3).

При количестве свободных поверхностей менее трех нецелесообразно производить работы по разрушению фундаментов без освобождения дополнительных свободных поверхностей. Так, разрушение материала фундамента на захватке I обеспечивает образование третьей свободной поверхности на границе с захваткой II и следующими захватками и так далее по ходу разрушения (рис. 6.3, б).

Расстояния между шпурами, которые бурятся по границам захваток, при четырех свободных поверхностях составляют 0,3...0,4 м для бетонных и 0,25...0,3 м для железобетонных фундаментов, при трех свободных поверхностях - соответственно 0,15...0,4 м и 0,12...0,3 м.

При толщине более 1 м фундамент разбивается на вертикальные слои, высота которых для шпуровых средств принимается 0,5...0,8 м.

При разрушении фундамента шпуровыми средствами на первой захватке откалываемая часть обычно имеет форму куба или прямоугольного параллелепипеда. На последующих захватках бетон откалывается по наклонной плоскости,

Причем на каждом последующем отколе уменьшается угол откола частей фундамента. При угле откола менее 60° необходимо бурить дополнительные шпуры, перпендикулярные к плоскости откола, и разрушать бетон, откалывая небольшие куски до получения взаимно перпендикулярных плоскостей откола.

Механический способ. Ручные пневмо- и электромашины применяют при обрушении монолитных бетонных, железобетонных и кирпичных сводчатых покрытий, а также при разрушении монолитных бетонных конструкций небольшого объема. Этот способ является трудоемким и дорогим, поэтому его можно применять только при небольшом объеме работ.

Другие разновидности механического способа разрушения конструкций применяют для разрушения сводчатых кирпичных, бетонных и железобетонных перекрытий (с применением клин-молотов на экскаваторе, кране), для разрушения кирпичных стен и перегородок (с применением шар-молота), разрушения бетонных оснований (автобетоноломы, рыхлители ударного действия, гидро- и пневмомолоты от гидравлических экскаваторов), бетонных и кирпичных конструкций (гидро- и пневмомолоты, гидравлические раскалыватели).

Механический и термический способы применяют для разделения конструкций (при их разборке) и устройстве проемов и отверстий в различных конструкциях: механическое сверление, бурение и резка (с использованием ручных сверлильных машин с твердосплавными и алмазными кольцевыми сверлами, сверлильных станков с алмазными кольцевыми сверлами, буровых установок и перфораторов, машин и станков с алмазными отрезными дисками, гидравлического навесного оборудования и установок для срезки голов свай, электрических бороздоделов); газокислородная резка и термическая резка (кислородное копье, газоструйное порошково-кислородное копье, порошково-кислородный резак, реактивно-струйная горелка, термобур); электродуговая, плазменная и лазерная резка (установки электродугового плавления, плазменной и лазерной резки), гидроструйная резка (установки гидроструйного действия).

Взрывной способ при реконструкции промышленных зданий применяется для разрушения или дробления каменных, бетонных и железобетонных конструкций, обрушения старых зданий и сооружений на их основание или в заданном направлении. Взрывной способ может быть также использован при разрушении металлических и железобетонных конструкций на более мелкие части, удобные для перемещения.

Наряду с общеизвестными средствами разрушения в последние годы все более широкое применение находят для разрушения железобетонных и других конструкций такие шпуровые средства, как установки электрогидравлического эффекта (ЭГЭ), гидроклиновой раскалыватель, гидропороховой скалолом, расширяющиеся смеси, а также взрыво-генераторные установки.

Принцип действия электрогидравлических установок (ЭГУ) основан на применении электрогидравлического эффекта Л. А. Юткина. который представляет собой высоковольтный импульсный разряд электрического тока в жидкости, сопровождающийся выделением энергии в виде ударных и акустических волн и др. В электрогидравлическом эффекте (ЭГЭ) используется энергия, накопленная в конденсаторной батарее. В результате электрического разряда, происходящего в жидкой среде, формируется канал, представляющий собой парогазовую полость, расширение которой сопровождается волнами давления и скоростным потоком, образующим электрогидравлический удар, который разрушает материал разбираемой конструкции. Искровой разряд происходит в жидкости, залитой в шпур глубиной 0,3-0,5 м и диаметром 25-42 мм, пробуренный в теле конструкции (например, фундамента).

В настоящее время для разрушения строительных конструкций применяют ЭГУ типа «Вулкан», ЭГУРН, «Базальт» и др.

В технологический комплекс по разрушению железобетонных конструкций ЭГЭ входят: установка ЭГУРН, источник электроэнергий напряжением 380/220 В установленной мощностью 20кВА, источник сжатого воздуха производительностью 5 м3/мии, источник технической воды (водопровод, емкость), аппаратура для резки арматуры (газо- или электросварка), средства бурения шпуров (перфораторы, шланги, буровые штанги), средства разборки бетона (клинья, ломы, пневмомолотки), подъемно-транспортные средства для погрузки и удаления бетонного боя и кусков арматуры.

Гидроклиновой раскалыватель, приводимый в действие с помощью гидроцилиндра, применяется для разрушения бетонных фундаментов с маркой бетона до 300 при любой степени внутренней стесненности реконструируемого здания. Рабочий орган этого устройства представляет собой вертикально стоящий цилиндр, в средней части которого на всю высоту вырезан клин, сужающийся снизу вверх. При подъеме клинообразной части цилиндра вверх боковые части раздвигаются, увеличивая диаметр цилиндра. За счет подбора углов клина усилие, развиваемое цилиндром, увеличивается в несколько раз (до 10) и достигает 1500-2000 кН.

Так, для раскалывания бетонных фундаментов применяют установки, состоящие из маслонасосной станции и нескольких (до 5) клиновых устройств. Для отделения частей бетона в нем бурят шпуры с шагом, зависящим от прочности бетона и составляющим 400-800 мм. Диаметр шпуров на 3-5 мм больше диаметра рабочего органа. Рабочий орган вводится в шпур, затем масло под давлением - в гидроцилиндр. Откалывание кусков бетона происходит без разлета осколков, сопровождается слабым треском. Производительность установки 0,25-0,5 м3/ч.

Гидроимпульсный скалолом, разработанный Украинским отделением института Гидропроект им. С. Я. Жука, относится к взрывным шпуровым средствам, и разрушение им является разновидностью гидровзрыва. В пробуренную в бетоне скважину (шпур) диаметром 43 мм и предварительно залитую водой вставляют скалолом, снабженный охотничьим патроном 12-го калибра, который заряжен бездымным порохом марки «Сокол» или «Беркут», а затем производят выстрел. Разрушение бетона скалоломом происходит в режиме воздействия на стенки скважины гидравлического пресса, возникающего при резком расширении пороховых.

Расширение твердых смесей предварительно пробуренных шпурах представляет большой интерес, особенно расширение смеси типа «Бристар» (Япония) и НРС-1, разработанной НПНПстромом.

В массиве бурят шпуры, параметры и расположение которых определяются в зависимости от физико-механических характеристик разрушаемого материала. Глубина шпуров составляет не менее 70 % высоты разрушаемого массива; при этом чем больше диаметр шпура, тем сильнее разрушающее усилие на его стенки. Смесь порошка с водой заливается в пробуренные шпуры до их устья.

Расход порошка, необходимого для приготовления расширяющейся смеси, определяется из расчета 2 г на 1 см3 шпура. Водотвердое отношение по массе должно находиться в пределах 0,30-0,32. Расширяющее усилие увеличивается со временем и за сутки достигает ЗОМПа.

Преимуществами их перед другими средствами являются отсутствие осколков и шума, большое количество одновременно заполняемых шпуров, которые через сутки вызывают растрескивание неограниченных в объеме массивов.

Взрывогенераторную установку типа ВН-2, разработанную ЦНИИподземмашем, целесообразно применять для разрушения фундаментов и других железобетонных конструкций, негабаритных скальных кусков породы и т. д.

Принцип действия ВН-2 заключается в следующем: два жидких компонента (окислитель и горючее) непрерывно поступают из специальных емкостей в струйный взрывной аппарат (форсунку), откуда вытекают отдельными струями. При смешении отдельных струй образуется компактная струя сильнодействующего взрывчатого вещества, направляемая на разрушаемый материал. Инициатором взрыва является жидкий сплав калия с натрием, впрыскиваемый небольшими порциями (0,5 г) в струю взрывчатого вещества с регулируемой частотой (80-1500 в мин).

Бетон и другой материал дробится за счет энергии взрыва, воздействия целого комплекса газодинамических, механических и термических процессов, способствующих интенсивному разрушению.

Разрушение массивов из бетона марки 300 и более, а также густоармированных массивов производится с предварительным бурением вертикальных или наклонных шпуров. При этом увеличивается производительность взрывогенератора, которая в зависимости от прочности разрушаемых конструкций составляет 42... 150 м3/ч.

Недостатками взрывогенераторов являются большой разлет осколков, значительный шум (до 108 дБ в радиусе 50 м) и выделение токсичных газов.

При выборе способов разборки и разрушения конструкций одними из основных показателей являются трудоемкость (табл. 6.2) и сроки выполнения работ, однако эффективность применения того или иного способа существенно зависит также от выхода годных к повторному использованию материалов.

Последние материалы

• Основные закономерности татического деформирования грунтов

  За последние 15...20 лет в результате многочисленных экспериментальных исследований с применением рассмотренных выше схем испытаний получены обширные данные о поведении грунтов при сложном напряженном состоянии. Поскольку в настоящее время в…

• Упругопластическое деформирование среды и поверхности нагружения

  Деформации упругопластических материалов, в том числе и грунтов, состоят из упругих (обратимых) и остаточных (пластических). Для составления наиболее общих представлений о поведении грунтов при произвольном нагружении необходимо изучить отдельно закономерности…

• Описание схем и результатов испытаний грунтов с использованием инвариантов напряженного и деформированного состояний

  При исследовании грунтов, как и конструкционных материалов, в теории пластичности принято различать нагружение и разгрузку. Нагружением называют процесс, при котором происходит нарастание пластических (остаточных) деформаций, а процесс, сопровождающийся изменением (уменьшением)…

• Инварианты напряженного и деформированного состояний грунтовой среды

  Применение инвариантов напряженного и деформированного состояний в механике грунтов началось с появления и развития исследований грунтов в приборах, позволяющих осуществлять двух- и трехосное деформирование образцов в условиях сложного напряженного состояния…

• О коэффициентах устойчивости и сопоставление с результатами опытов

  Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости к3 = 1. Для…

• Давление грунта на сооружения

  Особенно эффективны методы теории предельного равновесия в задачах определения давления грунта на сооружения, в частности подпорные стенки. При этом обычно принимается заданной нагрузка на поверхности грунта, например, нормальное давление р(х), и…

• Несущая способность оснований

  Наиболее типичной задачей о предельном равновесии грунтовой среды является определение несущей способности основания под действием нормальной или наклонной нагрузок. Например, в случае вертикальных нагрузок на основании задача сводится к тому…

• Процесс отрыва сооружений от оснований

  Задача оценки условий отрыва и определения требуемого для этого усилия возникает при подъеме судов, расчете держащей силы «мертвых» якорей, снятии с грунта морских гравитационных буровых опор при их перестановке, а…

• Решения плоской и пространственной задач консолидации и их приложения

  Решений плоской и тем более пространственных задач консолидации в виде простейших зависимостей, таблиц или графиков очень ограниченное число. Имеются решения для случая приложения к поверхности двухфазного грунта сосредоточенной силы (В…

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Гоеударстевнный комитет

СССР (53) УДК 66.066. .5(088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы. изобретения

Ф. Л. Саяхов, B. С. Хакимов, A. И. Арутюнов, А. А. Демьянов и Ф. Л. Минхайров

Башкирский государственный университет им. 40 петия Октября (71) Заяви ель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких смесей и может, в частности, найти применение при обез.воживании нефтей и разрушении водосодержащих масляных эмульсий, Известны установки термохимическо5

ro обезвоживания, на которых разрушение агреративно устойчивых водонефтяных эмульсий осуществляется с использованием электродегидраторов и других устройств для ускорения процесса коалесценции капель эмульгированной воды 1).

Процесс разрушения эмульсий в таких установках происходит с большими затратами тепла и реагента, что в конечном счете, повышает экституатацион, ные затраты и влияет на качество продукта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет- 2О ся установка для разрушения эмульсии, включающая корпус, по оси которого расположен высокопотенциальный электрод, покрытый диэлектриком (2), 2

Недостатком установки является то,. что несмотря на возможность интенсификации процесса коалесценции капель эмульгированной воды, в ней не происходит одновременного нагрева глобул воды, т. е. не достигается снижение агрегативной устойчивости эмульсии, что не позволяет обойтись без стадии термохимической обработки.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения путем снижения агрегативной устойчивости эмульсии.

С этой целью установка снабжена

СВЧ генератором и волноводом прямоугольного сечения, один конец которого выполнен с прорезями и размещен внутри электрода, а другой - соединен с генератором, причем электрод выполнен с продольными щелями.

Целесообразно выполнить волновод с покрытием из диэлектрика с целью герметизации и изоляции.

На фиг. 1 изображена установка для разрушения эмульсий, общий вид; на фиг.

2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3часть Вопновода.

Установке содержит корпус 1, внутри которого соосно размещен покрытый диэлектриком высокопотенциальный электрод, *выполненный в виде трубы 2, на поверхности которой размещены продольные щели 3. Внутри электрода 2 с одного (или двух) торца размещен конец прямоугольного волновода 4 с воздушным, 10 заполнением, который выполнен с проре зями 5 и закрыт заглушкой 6 для осуществления электрического согласования СВЧ генератора 7 с волноводом. Излучающим, является конец 4 волновода, 15 который переходит далее в волноводный изгиб 8 и жестко соединяется, например, сваркой с составной частью корпуса 1 — " и далее с выходом сверхвысокочастотного генератора 7, например магнетрона, с частотой генерации более 10000 Мгц.

Излучающая часть волновода покрыта высокочастотным диэлектриком 9, который исключает электрический контакт между заземленным волноводом и высокопотенциальным электродом и одновременно исключает попадание во внутреннюю полость волновода эмульсии из рабочего объема установки.

Подача высокого напряжения низкой частоты на высокопотенциальный электрод осуществляется через патрубок 10„ который одновременно служит и подвесом наряду с волноводными изгибами.

Для ввода водонефтяной эмульсии в рабочий объем, а также отвода обезвоженной нефти служат соответственно отверстия 11 и 12. Отвод воды из водосборника 13 осуществляется через отверстие 14.

Установка работает следующим образом, Эмульсию, предварительно смешанную с деэмульгатором, вводят через отверстие

ll в рабочий объем установки, где она

45 подвергается одновременному воздействию низкочастбтного и сверхвысокочастотного полей высоких напряжений с помощью высокоцотенциального электрода с продольными щелями, внутри которого расположен волновод с прорезями. После этого обезвоженная нефть через отверстие 12 направляется в отстойник, а отделенная от эмульсии вода через отверстие 14 водосборника поступает в дренажную систему.

Предлагаемое решение позволяет объединить две стадии (разрушение бронирующих оболочек капель воды и коалесценция), положительный эффект возникает при одновременном действии двух полей и связан с механизмом действия СВЧ поля соответствующей частоты на агрегативную устойчивость водонефтяных эмульсий, и с механизмом действия низкочастотного поля (промышленной частоты) на процесс коалесценции капель воды с разрушенными бронирующими оболочками.

Формула изобретения

1, Установка для разрушения эмульсии, включающая корпус, по оси которого расположен высокопотенциальный электрод, покрытый диэлектриком, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности разрушения путем снижения агрегативной устойчивости эмульсии, установка снабжена СВЧгенератором и волноводом прямоугольного сечения, один конец которого выполнен с прорезями и размещен внутри электрода, а другой соединен с СВЧ-генератором, причем электрод выполнен с продольными щелями.

2. Установка поп. 1, отл ичаю щ а я с я тем, что, с целью герметизации и изоляции, волновод выполнен с покрытием из диэлектрика.

Кандидаты техн. наук А. К. ПОСТОЕВ, В. А. ЗИМНИЦКИЙ, В. А. БРЫЗГАЛОВ (проблемная лаборатория электрогидравлического эффекта, Ленинград)

Реконструкция действующих цехов и предприятий требует большого объема работ по разрушению старых бетонных и железобетонных фундаментов и других строительных конструкций. Эти работы, как правило, выполняют с применением ручного труда, так как использование.взрывчатых веществ и различных механизмов ударного действия ограничивается спецификой проведения работ и требованиями техники безопасности.

В проблемной лаборатории электрогидравлического эффекта разработаны четыре модели электрогидравлических установок типа «Вулкан», повысивших производительность работ по разрушению конструкций. Работа установок основана на использовании высоких давлении, возникающих в жидкости при высоковольтном импульсном разряде между двумя электродами. Технология производства работ по электрогидравлическому разрушению включает следующие операции: бурение шпуров диаметром 25 мм, глубиной 300-700 мм; установку электрогидравлического взрывателя в шпур; осуществление высоковольтного разряда между электродами взрывателя и разрушение конструкций; разборку разрушенной конструкции.

Преимущества электрогидравлического разрушения в малом радиусе опасной зоны (10 м), отсутствии разлета осколков и выделения ядовитых газов, а также возможности управления разрушающим усилием.

Для изучения технических возможностей электрогидравлических установок для раскола камней их применяли при разрушении бетонных и железобетонных объектов в различных условиях.

В 1972 г. на Ленинградском кирпичном заводе в условиях действующего цеха, в непосредственной близости от работающего конвейера, был разобран железобетонный фундамент печи обжига кирпича объемом 30 м3 с применением экспериментальной электрогидравличеокой установки «Вулкан», состоящей из двух блоков размером 1500Х Х800Х800 мм. Работы были выполнены бригадой из четырех человек. Фундамент разрушали в следующей последовательности: в теле фундамента на расстоянии 200-250 мм друг от друга при помощи пневмоперфораторов марки ПР-20Л бурили шпуры диаметром 25 мм на глубину 300-700 мм; в них заливали воду, вставляли проволочный взрыватель и осуществляли высоковольтный импульсный разряд конденсаторной батареи. Под действием возникающего при этом давления бетонные куски откалываются, а при наличии стальной арматуры появляются трещины. Применяя отбойные пневматические молотки, арматуру обнажали по трещинам и пережигали электрической дугой. Энергия импульса электрогидравличеокой установки «Вулкан» определяет максимальный объем откалываемого за один импульс куска бетона до 0,2 м3. Глубина трещин в железобетоне достигает 500- 900 мм.

Электрогидравлическая установка «Вулкан-1», состоящая из пяти блоков размером 800X700X940 мм, предназначена для работ в стесненных условиях подземных тоннелей диаметром более 2 м и других помещений с повышенной влажностью. Ее применяли для разборки кессонных бетонных перемычек в подземном тоннеле и разрушения замороженного грунта при проходке. При разборке кессонных перемычек сроки выполнения работ сокращены в 3 раза по сравнению с разборкой отбойными пневматическими молотками. -Разрушение замороженного грунта при проходке тоннеля электро гидравлической установкой «Вулкан-1» малоэффективно, так как требует вспомогательного времени для удаления установки из забоя после каждой серии разрядов и специального инструмента для скоростного бурения в мерзлом грунте шпуров диаметром 25 мм.

Наибольшая эффективность достигнута при разрушении старых фундаментов электрогидравлической установкой «Вулкан-2» па Ленинградском заводе гипсомраморных изделий и Целлюлозно-бумажном комбинате в г. Зугдиди объемом 220 и 540 м3 соответственно. Работы выполняли комплексные бригады, состоящие из 2 взрывников, обслуживающих установку «Вулкан-2», и 4-8 чел., обеспечивающих бурение шпуров и разборку конструкции после серии электрогидравлических расколов.

Применение электрогидравлических взрывателей многоразового действия увеличило среднюю производительность по разрушению и уборке фундаментов на каждого члена бригады за 1 ч сменного времени до 0,15-0,25 м3/ч железобетона и 0,6 ,м3/ч неармированного бетона.

Во всех случаях применения электрогидравлических установок типа «Вулкан» для разрушения бетонных и железобетонных объектов сокращены сроки выполнения работ в 1,5-3 раза и значительно облегчен труд рабочих.

Экономический эффект с учетом досрочного введения в действие нового оборудования достигал 2,5-70,7 тыс. р.