Військовий інженерний інститут ПДАТУ
Зтверджую
Начальник кафедри інженерних загороджень
полковник В.Г. Григор'єв
“ ” _________ 200 р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
з дисципліни “ВИБУХОВА СПРАВА”
Тема № 4 “Підривання елементів конструкцій з дерева, сталі, цегли, каміння, бетону”
Заняття № 2 “Підривання елементів конструкцій з цегли, каміння, бетону,
залізобетону”.
АВТОР підполковник Савіцький А.О.
“Розглянуто на засіданні кафедри” (предметно-методичної комісії)
(Протокол № від 200 р.)
м. Кам'янець -Подільський
2005 р.
МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА
для проведення занять з вибухової справи
Тема № 4 “Підривання елементів конструкцій з дерева, сталі, цегли, каміння, бетону”.
Занняття № 2 “Підривання елементів конструкцій з цегли, каміння, бетону й залізобетону.”
НАВЧАЛЬНА МЕТА: 1. Вивчити розрахунки, розміщення та кріплення зарядів при підриванні елементів конструкцій з цегли, каменя, бетону й залізобетону.
2. Вивчити заходи безпеки при підриванні елементів конструкцій з цегли, каменя, бетону й залізобетону.
ЧАС: - 2 години.
МІСЦЕ: - аудиторія вибухової справи.
ВИД ЗАНЯТТЯ: - групове заняття.
НАВЧАЛЬНО-МАТЕРІАЛЬНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ
Плакати з розрахунку зарядів ВР при підриванні каменя, бетону й залізобетону.
Таблиці коефіцієнтів “А”, “В”, “К”.
Діафільм “Підривна справа”.
РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА:
“Руководство по подрывным работам” РПР-69 стор. 145-155, 364-365, 371-372.
“Методическое пособие по специальной подготовке” (подрывные работы) Військ друк. 1971 р. стор. 191-206.
Г.М. Соломахин “Разрушение взрывом элементов конструкций” стор. 5-7, 26-31, 77-81.
ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНИХ ПИТАНЬ І РОЗРАХУНОК ЧАСУ:
1. Перевірка засвоєння пройденого матеріалу - 15 хв.
2. Способи розміщення зарядів. Типи зарядних пристроїв
і способи їх влаштування - 15 хв.
3. Розрахунок контактних і неконтактних зарядів для підривання
елементів конструкцій з цегли, каменя, бетону та залізобетону - 30 хв.
4. Підривання елементів конструкцій шпуровими зарядами - 15 хв.
5. Нормативи й заходи безпеки при підриванні цегли, каміння,
бетону й залізобетону - 10 хв.
6. Підведення підсумків заняття - 5 хв.
ПЕРЕВІРКА ЗАСВОЄННЯ ПРОЙДЕНОГО МАТЕРІАЛУ:
Викладач перевіряє наявність особового складу, готовність до заняття, виконання завдання виданого курсантам для самостійної роботи, засвоєння вивченого попереднього заняття:
Розрахунок, розміщення та кріплення зарядів ВР при підриванні сталевих листів.
Розрахунок, розміщення та кріплення зарядів ВР при підриванні сталевих стержнів, прутків, тросів.
Особливості підривання елементів з металу під водою.
І.Способи розміщення зарядів. Типи зарядних пристроїв
і способи їх влаштування
Підривання конструкцій з цегли, бетону та залізобетону застосовують при руйнуванні мостів для недопущення їх використання противником, при поробленні проходів у загородженнях противника, при рятувальних і поновлювальних роботах і т. і.
Елементи конструкцій з цегли, каменя бетону та залізобетону підривають:
зовнішніми контактними зарядами;
зовнішніми неконтактними зарядами;
внутрішніми зарядами, розміщеними в нішах, борознах, рукавах, свердловинах, шпурах і т.і.
Заряди за формою можуть бути:
зосереджені;
здовжені;
кумулятивні.
Усі ніші і заглиблення в конструкціях, виготовлені для розміщення зарядів - називають зарядними пристроями.
Ніша (для зосередженого заряду), борозна (для здовженого заряду ) – це виробка (виїмка) у конструкції, яка має форму та розмір, близький до форми й розміру заряду.
Рукавом називають горизонтальну або злегка нахилену виробку, глибина якої більша ніж глибина ніші, але не перевищує 5,0 м, поперечний розріз рукавів круглий, або прямокутний з розміром сторін від 10 см і більше.
Свердловиною (трубою) – називається циліндричне заглиблення діаметром більше 7,5 см при глибині до 5 м або заглиблення тієї ж форми й будь-якого діаметру при глибині більше 5 м.
Шпуром – називають циліндричне заглиблення діаметром до 7,5 см і глибиною до 5 м.
Колодязем називають виробку квадратного типу (круглого) розрізу.
У зарядних пристроях заряд ВР займає частину об'єму виїмки, весь інший об'єм виїмки, заповнюється інертним матеріалом, який називається забивкою.
Влаштування зарядних пристроїв здійснюють за допомогою ручного й механічного інструменту (додаток № 12): мотоперфоратори, електроперфоратори, електросвердла, ручні перфоратори, шлямбури, свердла, ложки, молотки, зубила, ломи і т. і.
Влаштування зарядних пристроїв можна здійснювати вибуховим способом, при цьому застосовують одиночні або послідовні вибухи кумулятивних зарядів, а також невеликих зосереджених зарядів з ПВР, закладених у шпури на глибину 5...10 см, які попередньо вироблені за допомогою інструментів або вибухами кумулятивних зарядів невеликої ваги.
Виготовлення зарядних пристроїв, це робота, яка займає дуже багато часу, і тому при нестачі часу застосовують зовнішні заряди.
Зовнішні контактні заряди (у т.ч. і кумулятивні) застосовують при прискореному підриванні об'єктів і це вимагає більшої кількості ВР, ніж при використанні внутрішніх зарядів.
Заряди в шпурах доцільно застосовувати також і в тих випадках, коли необхідно уникнути значного розльоту великих осколків.
Неконтактні заряди застосовують в умовах обмеження часу на виконання підривних робіт по підриванню складних конструкцій малою кількістю зарядів.
Заряд можна підривати:
вогневим способом;
електричним способом;
із застосуванням ДШ.
ІІ. Розрахунок контактних і неконтактних зарядів для підривання елементів конструкцій з цегли, каменя, бетону та залізобетону.
Викладач розповідає як здійснюється розрахунок контактних і неконтактних зарядів для підривання елементів конструкцій з цегли, каменя, бетону та залізобетону. Основні положення та висновки записує на дошці, на плакатах показує розміщення зарядів та кріплення їх на елементах.
А. Зосереджені контактні заряди.
Для підривання цегляних, кам’яних, бетонних та залізобетонних конструкцій типу колон, стовпів, балок ширина яких не перевищує подвійну товщину, масу заряду ВР визначають за формулою:
С = АВR3 (кг);
де С – маса заряду, кг;
А – коефіцієнт, що залежить від властивостей матеріалу та ВР (табл. 19, стор. 147).
В – коефіцієнт, що залежить від розміщення заряду (табл. 20, стор. 148).
R – необхідний радіус руйнування в метрах (табл. 20, стор. 148).
Рис. 1 Підривання залізобетонної балки зовнішнім зосередженим зарядом:
1 — заряд; 2-мотузка (дріт); 3 — запалювальна трубка
Для пробивання окремих отворів у плитах, стінах і подібних їм конструкціях із цегли, каменя, бетону та залізобетону зосередженими контактними зарядами маса заряду, що визначається за формулою С = АВR3 (кг) збільшується в 2-3 рази.
С = (2-3) АВR3 (кг);
Діаметр отворів приблизно дорівнює подвоєній товщині конструкції що пробивається.
При наявності в конструкції, що пробивається (наприклад в конструкціях залізобетонних фортифікаційних споруд) противідкольного одягу у вигляді двотаврових балок, рейок, швелерів і т. і., зосереджені заряди розраховані за формулою С = АВR3 (кг) збільшуються в 6 разів
С = 6АВR3 (кг);
Для пробивання вузьких отворів у конструкціях вказаного типу доцільно використовувати КЗ, пробивна здатність яких визначається по таблиці 2, стор. 24 РПР-69.
Характеристика кумулятивних зарядів
Сталь (броня) (мм)
Залізобетон (мм)
Цегляна кладка (мм)
КЗ – 2
300
1300
2000
КЗ – 4
500
2000
3000
КЗ – 5
450
1400
1500
КЗУ
120
1000
-
Якщо вибух одного кумулятивного заряду не забезпечує наскрізного пробивання даної конструкції, то в ній здійснюється наскрізне послідовне підривання наступного КЗ до одержання наскрізного отвору.
Приклад:
Потрібно вибити бетон із залізобетонної колони 0,9 х 0,9м. в поперечному перерізі. Визначити масу зовнішнього зосередженого заряду.
По таблиці 19, стор. 147 і 20, стор. 148 визначаємо відповідні значення коефіцієнтів ( А – 5,0 – для вибивання бетону, В – 9 – для зовнішнього заряду без забивки). Визначаємо масу заряду за формулою, приймаючи R = 0,9 м.
С = АВR3 = 5 · 9 · 0,93 = 33 (кг);
Б. Здовжені контактні заряди.
Здовжені заряди застосовують для підривання цегляних, бетонних ,кам’яних та залізобетонних конструкцій, ширина яких більше ніж у двічі перевищує їхню товщину та розраховується за формулою:
С = 0,5АВR2L (кг);
де R, А, В – мають ті ж значення що й у формулі для зосереджених зарядів;
L – довжина заряду в метрах.
Рис. 2. Підривання залізобетонної плити зовнішнім здовженим зарядом:
1 — заряд: 2 — запалювальна трубка
Для підривання залізобетонних елементів типу колон, балок, плит доцільно застосовувати заряди з пластичної ВР у м'якій оболонці.
Кількість ниток здовженого заряду визначають за табл.. 21 РПР – 69, стор. 151.
Приклад:
Потрібно вибити бетон із частковим перебиванням арматури із залізобетонної плити товщиною 20 см і шириною 3,0 м. Визначити масу зовнішнього здовженого заряду ВР без забивки.
По таблиці 19,20, стор. 147, 148 знаходимо значення коефіцієнтів (А-20, В-9).
Визначаємо масу заряду за формулою С = 0,5АВR2L (кг);
Приймаємо R = 0,2 м, L = 3,0 м.
С = 0,5АВR2L = 0,5 · 20 · 9 · 0,22 · 3 = 10,8 (кг);
Округляємо до 12,0 кг (тридцять великих тротилових шашок, складених в один ряд).
В. Особливості підривання залізобетонних елементів:
1. Зосереджені та здовжені заряди, маса яких визначається за формулами: С = АВR3, С = 0,5АВR2L (кг) навіть при найбільшій величині коефіцієнта А = 20 не забезпечують перебивання всієї арматури залізобетонних елементів. Забезпечення найбільш повного перебивання арматури досягають раціональним розміщенням зарядів. Доцільно розділити заряди на дві частини, розміщуючи їх з двох боків елементу, що підривається, якомога ближче до основної маси прутків робочої арматури.
Рис. 3. Роздільне розташування заряду на залізобетонній балці, що підривається:
1 — частини заряду; 2 —мотузка (дріт); 3 — запалювальна трубка; 4 — відрізок ДШ з капсулями-детонаторами на кінцях
При дуже гнучкій арматурі або при наявності жорсткої арматури повного перебивання залізобетонних елементів таке розміщення зарядів не забезпечує. У цих випадках залізобетонні елементи при необхідності перебивання всієї арматури, вважаються суцільним металом та підриваються зарядами, розрахованими за формулою:
С = 10 hF (гр.);
(товщина залізобетонного елемента завжди більше 2 см).
З метою економії ВР у деяких випадках (наприклад, при підриванні зруйнованих залізобетонних конструкцій), застосовують роздільне (послідовне) підривання бетону й арматури.
Вибухом першого заряду, розрахованого за формулою С=АВR3 (кг), або С = 0,5 АВR2L (кг) на вибиванні бетону, утворюється пролом в елементі, а вибухом другого заряду, масу якого визначають за формулою: С = 10 hF (гр.) перебивається арматура. При розрахунку другого заряду враховується тільки частина площі поперечного перерізу елементу, в якій знаходиться основна маса арматури.
Рис.4. Роздільне (послідовне) підривання бетону і арматури:
а — вибивання бетону (перший вибух); б — перебивання арматури (другий вибух); C1 і C2 — заряди; F— площа поперечного перерізу найбільш густо армованої ділянки.
Для підривання залізобетонних елементів конструкцій з перебиванням основної маси арматури краще застосовувати КЗУ.
При підриванні конструкцій з цегли, каменя, бетону під водою контактним зарядом масу заряду визначають за формулою:
С = АВR3 (кг), С = 0,5 АВR2L (кг);
Для залізобетонних елементів масу заряду визначають за формулами:
С = АВR3 (кг); зі збільшенням в 1,5 рази
С = АВR2L (кг);
С = 1,5АВR3 (кг), С = 0,75АВR2L (кг).
Г. Розрахунок неконтактних зарядів для підривання елементів конструкцій:
Масу неконтактних зарядів для підривання цегляних, кам’яних, бетонних та залізобетонних колон і балок визначають за формулою:
С = 10 Аhr2(кг);
де С – маса заряду, кг;
А – коефіцієнт, що залежить від властивостей матеріалу, що підривається, а також ВР (табл. 19, стор. 147);
h – товщина елемента в метрах;
r – відстань між центром заряду та віссю елемента в метрах.
Для пробивання отворів у плитках і стінах з цегли, каменя, бетону неконтактним зарядом масу заряду визначають за формулою:
С = 10 Аhr2 (кг), зі збільшенням у тричі:
С = 30 Аhr2(кг);
Для підривання під водою конструкцій з цегли, каменя, бетону та залізобетону неконтактні заряди визначають за формулою:
С = 10 Аhr2(кг)
зі зменшенням в 1,5 рази, якщо глибина занурення зарядів є не менше половини розрахункової відстані (відстань від центру заряду до вісі елемента, що його підривають).
Приклад:
Потрібно пробити отвір у цегляній стіні (на цементному розчині) товщиною 0,8 м з відстані 2 м. Визначити масу неконтактного заряду.
За таблицею 19 знаходимо коефіцієнт А=1,2; визначаємо масу заряду за формулою:
С = 30 Аhr2 = 30 · 1,2 · 0,8 · 2,42 = 166 (кг);
ІІІ. Підривання елементів конструкцій шпуровими зарядами.
При підриванні конструкцій з цегли, каменя, бетону та залізобетону шпуровими зарядами масу заряду визначають за формулою:
С = Kh3 (кг);
де С – маса заряду, кг;
К – коефіцієнт, що залежить від міцності і товщини конструкції та від властивостей ВР (табл. 22, стор. 152);
h – глибина (довжина) шпуру в метрах.
Рис. 5 Розташування шпурового заряду в елементі, що підривається:
1 — заряд; 2 — забивка.
Глибина (довжина) шпуру дорівнює 2/3 товщини елементів, що їх підривають. Діаметр шпуру повинен бути таким, щоби заряд заповнював його на половину глибини, а на іншій частини шпуру робиться забивка.
У якості матеріалу для забивки використовують глину, пісок, бурову муку (два останні матеріали застосовують у паперових патронах).
Відстань між шпурами у ряду та між рядами залежить від матеріалу конструкції. В одних випадках вона дорівнює глибині шпуру, в інших – 0,5 товщини конструкції.
Усі наведені формули для розрахунку зарядів і таблиці розрахункових коефіцієнтів, залежних від властивостей ВР, стосуються тільки ВР нормальної потужності.
ІУ. Нормативи й заходи безпеки при підриванні цегли, каменя, бетону та залізобетону.
а) Нормативи.
Підготовка рукавів, камер, ніш або борозен у бетоні, кам’яній кладці чи скелі за допомогою пневматичного відбійного молотка 0,1 м3 – 1 особа – 1,25 год.
Буріння шпурів ручним пневмоперфоратором
1 п.м. шпуру – 1 особа – 15...20 хв.
Заряджання й забивка шпурів 1 особа – 1 м – 6...12 хв.
Заряджання й забивка рукавів у кам’яній кладці, довжина рукава – 1 м. - 2 особи – 15...30 хв.
б) Заходи безпеки при підриванні цегли, каменя, бетону та залізобетону.
Для особового складу на відкритій місцевості безпечною відстанню є – 350 м.
Відходити на безпечну відстань треба в той бік, з якого розміщено заряди й усупереч напрямку вітру.
При зарядженні шпурів, свердловин і рукавів КД і ЕД треба розміщувати в середину заряду ВР так, щоб між нею і забивкою перебував невеликий шар забивки, введеної без ущільнення, а наступні шари ущільнюють злегка, з надалі збільшеним зусиллям.
При заряджанні шпурів і свердловин перш ніж ввести в них заряд, їх слід дбайливо прочистити.
Заряди треба досилати в шпури та свердловини дерев’яними пробійниками або опускати їх при допомозі шпагату, дроту. Підвішувати заряди на вогнепровідному шнурі або на проводах ЕД - ЗАБОРОНЕНО.
У. Підведення підсумків заняття та завдання на самостійну підготовку.
Викладач нагадує курсантам основні положення матеріалу, вивченого в ході заняття й наголошує на його практичному значенні для вирішення бойових задач.
Для закріплення вивченого на занятті матеріалу викладач на самостійну підготовку дає вивчити рекомендовану літературу та вирішити два приклади.
Задача № 1:
При розчищенні вулиці в населеному пункті від завалу вибуховим способом слід зруйнувати колону перерізом 0,6 х 0,6 м. Колона залізобетонна, ВР – тротил.
Визначити масу заряду. Розміщення й кріплення заряду показати на кресленні.
Задача № 2:
З метою забезпечення просування військ, у загородженні з залізобетонних надовбів слід проробити вибуховим способом прохід. Переріз надовба 0,3 х 0,3 м.
Надовби поставлено в 3-и ряди з відстанню в ряду й між рядами 2 метри.
Визначити кількість ВР і ЗП. Розміщення та кріплення зарядів показати на кресленні.
Старший викладач кафедри інженерних загороджень
підполковник А.О. Савіцький