CC BY
37
УДК 622.235 С.Л. Маташ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ДЕЙСТВУЮЩИХ ГАЗОПРОВОДОВ, ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ВБЛИЗИ ТРАНШЕЙ В СКАЛЬНЫХ ГРУНТАХ БУРОВЗРЫВНЫМ СПОСОБОМ ДЛЯ НОВЫХ МАГИСТРАЛЕЙ
Приведена методика определения сейсмобезопасной массы одновременно взрываемого заряда ВВ при строительстве новых магистралей газопроводов буровзрывным способом.
Ключевые слова: безопасность, методика, строительство, газопровод.
Т/Г ногда в опасную зону взрывных работ при проведении
.Ж-Ж. траншеи под трубу строящегося газопровода попадают различные охраняемые объекты, таким может быть труба действующего газопровода. К числу опасных факторов при производстве данного вида работ относится воздействие сейсмовзрывных волн на него.
В таких ситуациях принимают решение о проведении полигонных исследований по определению параметров сейсмовзрывных волн непосредственно в условиях проведения работ.
Интенсивность сейсмической волны характеризуется скоростью колебаний частиц грунта, являющейся показателем силового воздействия и энергии колебаний [1]. Для установления количественной связи интенсивности сотрясений массива с параметрами взрывных работ и расстояниями от места взрыва до точки регистрации по предложению М.А. Садовского используются формулы для амплитуды скорости колебаний V и периода колебаний Т, которые имеют следующий вид:
где / - эмпирический коэффициент, определяемый экспериментально (0.05-0.09), для пород данного класса; Q - масса одновре-
R
у
(і)
V
менно взрываемых зарядов ВВ, кг; К - коэффициент сейсмичности, отражающий свойства грунта в месте расположения охраняемого объекта; r - расстояние от места регистрации до очага взрыва, м; n -показатель степени затухания колебаний, зависящий от свойств пород по профилю распространения сейсмовзрывных волн.
Решение поставленной задачи, т.е. определение массы заряда, вызывающей скорость смещения в районе охраняемых сооружений не более допустимой, требуют экспериментального определения коэффициентов К и n.
В месте расположения измерительной площадки полигона буровым станком «Фуракава» пробуривались скважины диаметром 64 мм. 89 мм. 102 мм. (рис. 1) На расстояниях отвечающим точкам измерения по соответствующей скважине делались «под-бурки» под установку сейсмических датчиков (СВ-30 и СВ-5) с ориентацией по составляющим полного вектора скорости (рис.2). Задействованные расстояния приведены в табл. 3. Жесткий контакт датчика с породой обеспечивался быстросхваты-вающейся смесью на основе строительного гипса.
Регистрация параметров сейсмовзрывных волн осуществлялась четырехканальным электронным осциллографом фирмы «Tektronix» и аналого-цифровым преобразователем информации Е-330, подключаемым к портативному компьютеру типа Notebook (рис. 3).
Характерные эпюры скоростей смещений по составляющим полного вектора представлены на рис. 4.
Результаты обработки данных по скоростям смещений на различных абсолютных и относительных расстояниях для соответствующих диаметров шпуров и скважин приведены табл. 1.
Полученные данные позволили определить величины коэффициента сейсмичности - К и показатель затухания - n.
Теоретически, для определения К и n достаточно иметь, как минимум, два различных набора известных и измеренных величин: и, Q и R, однако, на практике такой подход встречает значительные трудности, поскольку коэффициент - n в значительной степени зависит от состояния нарушенности и структуры грунтов (трещиноватости, пористости, водонасыщения и др.) по ходу распространения сейсмовзрывной волны, а также практически невозможно учесть форму земной поверхности в зоне производства работ.
Рис. 1. Пробуренная скважина
Рис. 2. Установленные сейсмодатчики
Рис. 3. Комплекс измерительной аппаратуры
Таблица 1
Данные по экспериментальным взрывам
взрыв диаметр скважины, мм абсолютное расстояние до датчиков, м относительное расстояние до датчиков, диаметров Полный вектор скорости, см/с Расчетная скорость, см/с
1 102 8,4 82 3,9 4,2
2 102 5,8 57 7,4 9,8
3 89 6,5 73 6,72 7,5
4 89 10,6 119 2,27 2,45
5 64 7,7 120 2,16 5,11
6 64 6 94 4,22 9,08
Определение параметров К и п , проводится по следующей схеме:
- по известным физико - механическим свойствам грунтов в районе измерений по методике изложенной в [2] оценивается коэффициент сейсмичности по формуле
К = 10003
С
Р
( 4 £2 ^
1 - - ч
3 С
V У
где Ср и Cs - скорость продольных и поперечных волн в грунте (м/с), р - плотность грунта (кг/м3). Для приповерхностных гранитов со значительной естественной трещиноватостью: Ср = 4000 м/с, Cs ~0.7Ср =2800 м/с, р = 2700 кг/м3, тогда
Рис. 4. Характерные эпюры скоростей смещений по составляющим полного вектора
Рис. 5. Зависимости изменения значений массовых скоростей смещений в сейсмовзрывной волне от относительного расстояния в диаметрах заряда
Таблица 2
Значения коэффициента -п для различных диаметров
Диаметр, мм 102 89 64
п 2,3 2,3 2,7
К = 1000.3
4000
2700
1 --•
3 4000
= 560
-по полученному значению-К, измеренной экспериментально скорости смещения грунта в сейсмовзрывной волне и фиксированной массе заряда в 1кг. для каждого диаметра и соответствующего расстояния определялся свой показатель затухания. Определение производилось путем логарифмирования формулы М.А. Садовского.
Показатель затухания для каждого диаметра сведены в табл. 2.
В качестве определяющего значения коэффициента затухания следует выбрать значение п=2,3, которое соответствует наиболее вероятным условиям распространения сейсмовзрывных волн при ведении взрывных работ. Графики (экспериментальный и расчетный) изменения значения массовых скоростей смещений в сейсмовзрывной волне от относительного расстояния в диаметрах шпуров и скважин представлены на рис. 5.
Таким образом, сейсмобезопасную, относительно действующего газопрвода, массу мгновенно взрываемого заряда ВВ (при КЗВ с интервалом между ступенями не менее 35 мс.), приходящегося на ступень замедления можно определить по формуле
(2)
где ¡доп - допустимая скорость в месте залегания действующего газопровода.
При принятой допустимой скорости ¡доп = 5см/с. и минимальном расстоянии до действующего газопровода R=18 м., масса заряда на ступень замедления составит:
( 5 Л3/23
Q = 1-----I 183 = 12,5кг;
I 560 ]
1. Азаркович А.Е., Шуйфер М.И., Тихомиров А.П.. «Взрывные работы вблизи охраняемых объектов». М.: Недра, 1986.
2. Сейсмика промышленных взрывов. Сб. «взрывное дело» №85/42, М., Недра, 1983. ЕЕН
Matash S.L.
SAFETY OF WORKING GAS PIPELINES AT BUILDING NEAR TO TRENCHES IN ROCKY SOIL IN THE BLAST-HOLE DRILLING WAY FOR NEW MAIN LINES
It is resulted the technique of definition of seismic safe weight of simultaneously blown up high explosive charge at building of new main lines of gas pipelines by blast hole drilling way.
Key words: safety, technique, building, gas pipeline.
— Коротко об авторе --------------------------------------------
Маташ С.Л. - аспирант кафедры химической энергетики, Санкт-Петербургский государственный технологический институт, тел.:(812) 316-4711
А
