Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и взрывной технике, а именно к разрушению льда на реках при ледоходах. Установка включает опорную площадку, подводящие газопроводы, контактирующий с кабелем электроразрядник. На опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником. Опорная площадка снабжена защитным обтекателем, анкерами и захватом фиксатора положения, выполненного в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом. При этом трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами. Пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха. Возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке. Электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля. Технический результат заключается в предотвращении образования ледяных заторов, повышении уровня безопасности, производительности при дроблении крупных льдин во время ледохода, снижении энергозатрат и повышении экологичности. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к взрывной технике, а именно к разрушению льда на реках при ледоходах.
Предотвращение ледяных заторов, инициирующих наводнения, в значительной мере решается разрушением крупных льдин и ледовых полей. Однако такие меры трудоемки, часто сопряжены со значительной опасностью для людей, экологически вредны и обременены значительными транспортными затратами. Использование течения реки как механизм перемещения ледовых полей в зону разрушения наиболее экономически предпочтителен, а использование для взрывов газовых смесей наиболее экологично при всех взрывных работах.
Известно устройство для снижения нагрузки на гидротехнические сооружения от действия льда, включающее магистрали для подачи взрывчатых газов в подледное пространство через выходные патрубки и средство для воспламенения газов, при этом средство для воспламенения газов выполнено в виде дополнительной магистрали с выходными патрубками, соединенными с источником инициирующего взрыв газа, при этом выходные патрубки магистралей выполнены из эластичного материала и размещены вертикально над магистралями /SU A.C. №1629400, 1991 г./.
Это устройство предполагает использование только на гидротехнических сооружениях при малоподвижных массах льда, что малопроизводительно и не решает проблем заторов в русле рек, особенно на поворотах и отмелях, устройство малотехнологично и малоэкологично, т.к. предполагает использование окиси фтора.
Известно устройство для разрушения льда на воде, включающее генератор взрывчатой газовой смеси, генератор электроимпульсов, взрывную емкость, отличающееся тем, что взрывная емкость выполнена в виде рулона из трубчатой газонепроницаемой оболочки, соединенной с одного конца с генератором взрывчатой газовой смеси газопроводным шлангом, а с другого конца - герметизированной, при этом внутри взрывной емкости размещены пировоспламенители, а снаружи закреплен вытяжной трос. /RU Патент №2322548, 2005/.
Известное устройство малопроизводительно, предполагает присутствие людей при подготовке взрыва на поверхности ледяного покрова, не решает проблему разрушения льда во время ледохода.
Наиболее близкой является установка для разрушения льда при ледоходе, включающая газопроводы, соединенные с источниками избыточного давления, электроразрядник с источником высокого напряжения, один газопровод соединен с источником избыточного давления горючего газа, а другой - с источником избыточного давления воздуха, а вторые концы обоих газопроводов совместно с электроразрядником закреплены на установочной площадке, зафиксированной на дне водоема, при этом электроразрядник выполнен в виде упругой штанги с возможностью контакта с нижней плоскостью льда, снабжен разрядными электродами и соединен кабелем с источником высокого напряжения. /RU Заявка №2002107060/.
Известная установка недостаточно технологична в использовании и хранении и в режиме «ожидание», недостаточно экономична и не обеспечивает высокой степени использования взрывчатой газовой смеси, ограничено применима для инициирования серии мелких взрывов вдоль движущихся ледяных полей.
Задачей изобретения является предотвращение образования ледяных заторов, при этом повышение уровня безопасности, технологичности и производительности при дроблении крупных льдин, движущихся ледяных полей во время ледохода, снижение энергозатрат и повышение экологичности.
Задача решается тем, что в установке для разрушения льда при ледоходе, включающей опорную площадку, подводящие газопроводы, контактирующий с кабелем электроразрядник, согласно решению на опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником, опорная площадка снабжена защитным обтекателем, анкерами и захватом фиксатора положения, выполненного в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом, при этом трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами, вместе с тем, пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха, возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке, а электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля, при этом каждый электрод экранирован защитным токопроводящим козырьком, закрепленным на стальной линейке.
Отличительными признаками являются:
На опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником (обеспечение подачи взрывчатой смеси газов непосредственно под кромку движущегося льда и надежность воспламенения даже мелких взрывных объемов, экономичность расхода газовой смеси);
Опорная площадка снабжена защитным обтекателем, захватом фиксатора положения и анкерами (обеспечение надежности, долговечности функционирования, повышение технологичности использования);
Захват фиксатора выполнен в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом (повышение технологичности и безопасности процесса трансформации из режима «ожидание» в рабочее состояние);
Трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами (обеспечение необходимой производительности при подаче газовой смеси, повышение надежности функционирования);
Пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха (повышение технологичности изготовления, надежности функционирования, возможность автоматически попадать в оптимальное стехиометрическое соотношение подаваемой смеси газов при одинаковом давлении последних);
Возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке (повышение технологичности, трансформации из режима «ожидание» в рабочее состояние, «надежность копирования» нижней поверхности льдин);
Электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля, при этом каждый электрод экранирован защитным токопроводящим козырьком, закрепленным на стальной линейке (повышение надежности функционирования при взрывах газовой смеси, долговечность узла электроразрядника).
Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с аналогами не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «изобретательский уровень».
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - установка на виде сбоку, фиг.2 - установка на виде сверху, фиг.3 - разрез по А-А установки в режиме «ожидание», фиг.4 - возвратный механизм, вид Б, фиг.5 - обратный клапан, фиг.6 - установка в режиме «ожидание», вид сбоку, фиг.7 - узел электроразрядника, фиг.8 - разрез по В-В электроразрядника.
Установка для разрушения льда содержит опорную площадку 1 с защитным обтекателем 2 и анкеры 3, кабель 4, подводящие газопровод 5 горючего газа, газопровод 6 воздуха, гибкие патрубки 7, коллектор воздуха 8 и коллектор горючего газа 9, опоры 10, возвратный механизм 11 с зацепами 12, трубчатую штангу 13, зацеп 14 фиксатора положения, электроразрядник 15, стяжки 16, 17, 18, упругую линейку 19, коннекторы 20 с электродами 21, защитные токопроводящие козырьки 22, обратный клапан 23 с перфорационными окнами 24, пружиной 25 и шариком 26, захват фиксатора 27 с жестким кронштейном 28, упругой защелкой 29 и натяжным тросом 30.
Установка для разрушения льда при ледоходе используется следующим образом.
Предварительно осенью до образования ледяного покрова установку в собранном состоянии подсоединяют к кабелю 4, подводящим газопроводу 5 горючего газа и газопроводу 6 воздуха, и в компактном виде устанавливают на дно реки в положении режима «ожидание» и закреплением опорной площадки 1 с защитным обтекателем 2 анкерами 3. Возможно укрепление установки для разрушения льда с поверхности ледяного покрова через прорубь перед ледоходом. Подводящие газопроводы 5, 6 подсоединяются к системе питающих ресиверов на берегу, а кабель 3 - к источникам высокого напряжения (не указаны). Натяжной трос 30 выводится по дну реки на берег.
Перед началом подвижки льда установка выводится из режима «ожидание» натяжением троса 30 с отгибом упругой защелки 29 от кронштейна 28 и освобождением зацепа 14 фиксатора положения. Возвратный механизм 11 зацепами 12 поднимает трубчатую штангу 13 на шарнире опоры 10 почти в вертикальное положение. Подводящие газопроводы 5, 6 продуваются соответственно горючим газом и воздухом с поступлением последних в гибкие патрубки 7, коллекторы 8, 9 и далее в пакет труб штанги 13. При движении льда по поверхности реки льдины наклоняют и погружают под лед трубчатую штангу 13, при этом упруго деформируются пружины кручения возвратного механизма 11 и электроразрядник 15 начинает скользить по нижней поверхности движущейся льдины. При этом упругая линейка 19 обеспечивает постоянный прижим электроразрядника, а защитные токопроводящие козырьки 22 предохраняют коннекторы 20 с электродами 21 от повреждения. При достижении положения установки, близкого к центральной области льдины, в системе подачи поднимается давление до значения срабатывания обратных клапанов 23 и порция горючего газа и воздуха, диспергируясь через перфорационные окна 24, смешивается до качественной взрывчатой смеси. Образовавшиеся объемы последней взрываются путем подачи на электроды 21 импульсов высокого напряжения и инициирования тем самым разрядов между электродами и защитными токопроводящими козырьками 22. Материал деталей и узлов установки для разрушения льда выполнен с прочностными характеристиками, многократно превышающими прочность льда, а обратные клапаны 23, работающие в критической зоне давления, снабжены только стальными деталями - пружиной 25 и шариком 26. Подача порций взрывчатой смеси может чередоваться через 5-15 сек и более (в зависимости от площади и скорости движения ледовых полей), а объем взрывчатой смеси (в зависимости от толщины льда) - от 10 до 200 литров. После завершения ледохода установка вновь трансформируется в компактное положение режима «ожидание», а защитный обтекатель 2 предохраняет установку от возможных ударов топляков, коряг и т.п. до следующего ледохода.
Установка для разрушения льда при ледоходе обеспечивает предотвращение образования ледяных заторов, повышение уровня безопасности, технологичности изготовления и использования, производительности при дроблении крупных льдин, движущихся ледяных полей во время ледохода, снижение энергозатрат и повышение экологичности.
1. Установка для разрушения льда при ледоходе, включающая опорную площадку, подводящие газопроводы, контактирующий с кабелем электроразрядник, отличающаяся тем, что на опорной площадке шарнирно закреплена соединенная с газопроводами трубчатая штанга, снабженная возвратным механизмом, зацепом фиксатора положения и закрепленным на конце штанги электроразрядником.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что опорная площадка снабжена защитным обтекателем, захватом фиксатора положения и анкерами.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что захват фиксатора выполнен в виде закрепленных на опорной площадке жесткого кронштейна и упругой защелки, снабженной натяжным тросом.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубчатая штанга выполнена в виде пакета труб, соединенных с подводящими газопроводами через гибкие патрубки, коллектор воздуха и коллектор горючего газа, а на выходе пакета труб последние снабжены обратными клапанами.
5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что пакет труб выполнен из труб одинакового диаметра, закрепленных стяжками, при этом три трубы - для горючего газа, а две - для воздуха.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что возвратный механизм выполнен в виде пары пружин кручения с зацепами, закрепленными на стяжке и на опорной площадке.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что электроразрядник выполнен в виде упругой стальной линейки с закрепленными в перфорациях последней коннекторами с электродами подводящего кабеля, при этом каждый электрод экранирован защитным токопроводящим козырьком, закрепленным на стальной линейке.
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.
Представляем вашему вниманию технологию замены трубопроводов методом гидравлического разрушения.
Метод гидравлического разрушения трубопроводов заключается в разрушении старой трубы, с одновременной протяжкой по старому каналу новой трубы большего или равного диаметра под землей, без вскрытия дорожного покрытия.
Метод разрушения - самый распространенный способ во всем мире. Данная технология нашла широкое применение при замене чугунных, стальных, железобетонных и других видов трубопроводов на полиэтиленовые, почти вечные трубы водопровода, канализации и тепловых сетей.
Объективно необходимость в методе разрушения обусловлена следующими причинами:
Отметим основные преимущества данной технологии:
Работа начинается с подготовки приемного и стартового котлована.
Самым важным в подготовке стартового котлована является четкая центровка рабочего станка разрушителя относительно разрушаемой трубы. Горизонт станка должен совпадать с горизонтом трубы, что предъявляет определенные требования к подготовке поверхности приямка, упорной стенки и среза самой трубы: все эти элементы должны быть максимально ровными. При тщательной подготовке приямка удается избежать движения разрушающего станка в поперечной плоскости и излишних вибраций. Кроме того, для страховки от обводнения немаловажно подготовить «пол» приямка, осуществив отсыпку щебнем или положив настил из досок.
Требования к приемному котловану просты - главное обеспечить удобный заход для затягиваемой трубы.
Погружается в котлован при помощи крана, а гидравлическая маслостанция, приводящая его в действие, остается на поверхности. Длина шлангов позволяет легко разместить эти два основных агрегата установки.
Для работы с разрушителем изготовляют стальной упор. Например, это может быть плита размером 1,2х2,5 м, толщиной 15 мм. Иначе, установка с усилием обратной тяги 50 тонн и выше закопала бы себя, не найдя в процессе разрушения трубы достаточной платформы для опоры.
Штанги гидравлического разрушителя поступательно скручиваются специальным механизмом и проталкиваются по старому каналу трубопровода до выхода в приемный котлован. Важно отметить, что уклон канала трубы от стартового до приемного котлована не должен превышать 20 градусов, что обусловлено гибкостью штанг разрушителя.
После выхода штанг в приемный котлован устанавливается разрушающая головка и за ней через цанговый захват труба. Разрушающая головка-нож подбирается исходя из внешнего диаметра протягиваемой трубы (например, 110, 160, 225, 325, 425 мм):
Когда все элементы соединены, установка переключается в режим обратного протягивания и начинается процесс замены старой трубы на новую:
Разрушение происходит одновременно с протаскиванием новой ПНД трубы. Осколки старой трубы вдавливаются в стенки канала разрушающей головкой. Если разрушаемая труба стальная, нож разрушающей головки взрезает ее, а ее голова раскрывает в стороны. В конце процесса разрушения разрушающая головка подходит к установке:
Разрушитель отодвигается от трубы (используется собственный ход штанг как при проталкивании). Между разрушителем и старой трубой устанавливается упорная рама. После этого разрушитель втаскивает разрушающую головку с новой трубой в котлован:
Упорная рама вытаскивается из котлована, вся буксировочная система разбирается и демонтируется. Новая ПЭ труба протянута и готова к присоединению:
Гидравлические разрушители Ditch Witch® позволяют разрушать старые трубы с одновременной протяжкой новых в самом распространенном в России диапазоне диаметров 110, 160, 225, 315, 425 мм и более.
Преимущества технологии очевидны, но наиболее наглядно их демонстрируют уже осуществленные работы:
Например, для замены 120 метров стальной трубы диаметром 200 мм на полиэтиленовую трубу диаметром 225 мм, без учета времени на подготовку стартового и приемного котлованов, требуется шесть часов работы .
По самым предварительным подсчетам проведение данной работы открытым способом с последующей отсыпкой и благоустройством территории займет от нескольких дней (при отсутствии работ по благоустройству) до двух недель и более .
Отметим, что разрушение трубы диаметром 200 мм - не самая сложная задача для разрушителя Ditch Witch®. Во время подобной работы мощность 91-тонного разрушителя используется не более чем на 30 %.
Особенно оценят данный способ прокладки городские Водоканалы. Другие методы санации, такие как технология «труба в трубе» или восстановление старых трубопроводов не всегда возможны и экономически целесообразны. А открытый способ дольше, требует более масштабного привлечения техники и значительных трудозатрат. В дальнейшем непременно понадобится отсыпка грунта и благоустройство территории. Не стоит забывать и основное преимущество всех бестраншейных методов прокладки коммуникаций - отсутствие необходимости перекрывать движение при проходке под автотрассами.
На этом и завершим. Выводы всем очевидны.
Менеджер ООО ««Системы ДИТЧ ВИТЧ»,
Давид Шахназаров
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Разрушая, созидают (Часть 1)
Чтобы удержаться на плаву в нынешней непростой экономической обстановке, строительные компании стремятся расширить сферу своей деятельности. Одним из способов является выполнение работ по сносу зданий и сооружений.
Это достаточно прибыльный бизнес. Объемы застройки в городах постоянно растут, и вместе с ними растет количество сносимых, отживших свой век построек. Для разрушения используются главным образом специализированные экскаваторы, имеющие ряд отличий от своих землеройных «братьев». Машина обязательно оснащается гидросистемой повышенной мощности, утяжеленной, более мощной рамой гусеничной тележки и усиленными удлиненными стрелой и рукоятью. Кабина оборудуется защитой FOPS либо FOGS. Все это необходимо машине для того, чтобы эффективно разрушать крепкие стены и перекрытия из кирпича и бетона.
При проведении демонтажных работ образуется большое количество отходов. На Западе вторичная переработка этого строительного мусора уже давно является источником дополнительных доходов для компании-подрядчика, поскольку захоронение отходов там стоит очень дорого. В России пока еще утилизация и вторичная переработка строительного мусора являются более затратными процессами, чем вывоз строительных отходов и их захоронение на полигонах. Однако работа по ужесточению законов по охране окружающей среды постепенно меняет эту ситуацию. Переработка строительных отходов позволяет прямо на месте получить вторичные строительные материалы. Сначала отделяют стальную арматуру от бетона и кирпича. Затем из боя бетона и кирпича путем дробления получают вторичный щебень. Щебнем можно засыпать котлованы, которые остаются от старых зданий, подземные пустоты или использовать для сооружения подушки под фундамент нового здания, основания дорожного полотна или площадки под автостоянку. Вторичные материалы можно продавать прямо на месте разборки, и покупатели сами забирают товар.
Специализированные экскаваторы оснащаются специальным навесным оборудованием для разрушения зданий и для последующей переработки строительных отходов, которое повышает экономичность и производительность работы машин.
Можно подобрать самое современное оборудование для разрушения и сноса, но если оно окажется в руках неквалифицированного оператора, все затраты окажутся напрасными.
Что должен выполнять оператор:
А теперь рассмотрим подробнее наиболее распространенные виды навесного оборудования.
Гидромолоты разделяют на легкие и тяжелые. У легких энергия удара невелика, но высокая частота ударов. Такие гидромолоты применяются для разрушения небольших конструкций и дробления больших обломков.
Тяжелые гидромолоты развивают высокую мощность удара при малой частоте и служат для разрушения скальной породы и железобетонных конструкций, обнажая арматуру, а гидроножницы разрезают ее. Привод осуществляется через специальный контур гидросистемы машины-носителя, управление – c помощью педали или рычага. В первую очередь гидромолоты применяют для разрушения массивных бетонных плит перекрытия и железобетонных колонн, хотя их применение для данных целей постепенно сокращается с появлением все более мощных и высококачественных гидроножниц и бетоноломов, преимуществами которых являются низкий уровень шума и отсутствие вибрации при работе.
В зависимости от прочности разрушаемого материала и его толщины для гидромолота подбирается сменный инструмент – упрочненная конусная пика, зубило или долото, продольные или поперечные клинья. Инструмент воздействует на разрушаемый материал под действием ударного механизма с пневмоаккумулятором, заправленным азотом. Если гидромолот используется неправильно, износ поршня, поршневой камеры, уплотнительных колец и сменного инструмента идет ускоренными темпами. В частности, удары «вхолостую», когда инструмент гидромолота не касается разрушаемого материала, могут вызвать очень быстрый износ и привести к выходу из строя гидромолота.
Гидроножницы используются прежде всего для разрезания арматуры и металлических конструкций зданий, а также для разрушения бетона. Особенно рекомендуется применять гидроножницы, если металл после разрушения сооружения предполагается сдавать на металлолом, гидроножницами металлические детали будут сразу разрезаться на отрезки, удобные для транспортировки. Например, можно разрезать металлоконструкции на отрезки длиной по 6 м, их затем удобно грузить на автопоезд или в железнодорожный вагон. На металлобазе их уже разрежут на более мелкие куски. Гидроножницы могут также использоваться для «окончательной резки» металлоконструкций прямо на рабочей площадке на куски, пригодные для загрузки в шредер для переработки металлолома.
Гидроножницы могут использоваться и для резки неметаллических и комбинированных материалов, например автомобильных шин с металлическим кордом.
Существуют также гидроножницы, предназначенные для разрушения железобетонных конструкций – бетоноломы . Их используют для разрушения бетонных плит перекрытий, колонн и прочих строительных конструкций. Использование этого инструмента высокоэффективно и рентабельно, особенно при разрушении высоких сооружений и строений неудобной формы. Когда цельность бетонной конструкции нарушена, снесены связующие элементы, конструкция становится неустойчивой, особенно в точках концентрации напряжений. С помощью бетонолома такую неустойчивую конструкцию можно разрушить с безопасного расстояния, хотя использование бетоноломов имеет и некоторые ограничения, главным образом по ширине раскрытия челюстей и их конфигурации, а также по длине рукояти стрелы экскаватора.
Гидравлические бетоноломы также могут оснащаться челюстями для вторичного измельчения крупных кусков и глыб бетона до размеров, удобных для дальнейшей переработки или транспортировки, а также для того, чтобы отделить стальную арматуру от бетона. Сменные челюсти с резцами для дробления и измельчения бетона и разрезания арматуры часто используются вместе с зубьями челюстей разного типа и конфигурации, такие комбинации позволяют скомпоновать инструмент, наиболее подходящий для данных конкретных условий работы.
Весь инструмент, режущий сталь по принципу ножниц, выполняет эту работу быстрее и безопаснее, чем ацетиленовая горелка, которая пожароопасна и наполняет помещение ядовитым дымом.
Гидроножницы режут и бетон, и арматуру, то есть разрушают железобетон. При этом получаются обломки самых разных размеров. Эта операция называется первичным разрушением.
Вторичное разрушение производится бетоноизмельчителями . Это навесное оборудование монтируется либо на стреле, либо на рукояти экскаватора. Впрочем, бетоноизмельчители могут использоваться и для первичного разрушения.
Существуют отличия бетоноизмельчителей от гидроножниц: у первых одна челюсть неподвижна и загнута для удобства захвата обломков с земли. Также гидроножницы обычно оснащаются вращателем на 360° для удобства работы, бетоноизмельчитель может и не иметь способности поворачиваться. Чтобы более эффективно разделять материалы при вторичной переработке, большинство моделей бетоноизмельчителей оснащаются ножами, располагающимися в задней части челюстей, для резки арматуры и небольших стальных деталей. Привод подвижной челюсти бетоноизмельчителя может быть гидравлическим или механическим – тягой, соединенной с гидроцилиндром «привода ковша». Задняя или правая челюсть соединяется через тягу с нижней частью рукояти стрелы. Хотя бетоноизмельчители механического типа способны совершать меньше движений, они популярны у небольших компаний, так как стоят дешевле, имеют меньше движущихся деталей и требуют меньше гидравлического оборудования.
При вторичной обработке бетонного боя разделяются бетонная крошка, металл арматуры и т. д. Это оборудование также может использоваться для дробления кирпича и обломков бетона при заготовке материала для отсыпки подушки при возведении фундамента или заполнения пустот в грунте.
При установке механического или гидравлического бетоноизмельчителя на экскаватор производители рекомендуют проконсультироваться у продавца, как подбирать длину хода штока гидроцилиндра ковша, которая, в частности, зависит от того, для какой работы будет использоваться орудие, например, для первичного разрушения или вторичной переработки. Гидроцилиндр закрепляется на рукояти стрелы на приваренной «бобышке», в которой обычно имеется три отверстия для крепления.
Если бетоноизмельчитель навешивается с помощью квик-каплера, также необходимо рассчитать длину хода штока гидроцилиндра и выбрать место крепления тяги. Кроме того, следует учесть, из какого металла выполнены детали сцепного устройства: из чугуна или малоуглеродистой стали. Если предполагается использовать орудие для первичного разрушения, при котором приходится с силой тянуть фрагменты постройки, на сцепное устройство могут воздействовать очень высокие нагрузки, что может стать причиной аварии, если металл сцепного устройства не выдержит.
Бетоноизмельчитель может помочь сэкономить значительные средства. Например, одна строительная компания, получив контракт на разрушение здания, сначала планировала взять в аренду дробильную установку, чтобы перерабатывать бетонные отходы на месте. Однако экономический расчет показал, что использовать эту дробильную установку придется не менее трех недель. Когда же компания приобрела навесной бетоноизмельчитель, с помощью которого бетонные конструкции отламывались от постройки, сбрасывались на землю и измельчались уже на земле, дробилка выполнила свою работу (и была отдана арендодателю) в течение всего четырех дней. Так, благодаря применению бетоноизмельчителя компания сэкономила более $10 тыс.
Режущие кромки всего инструмента, режущего бетон и сталь по принципу ножниц, изготавливаются из износостойкого материала и крепятся на болтах или сваркой. Обычно режущие кромки можно переворачивать противоположной стороной для повторного использования. Усилие сжатия челюстей создается гидроприводом. Чтобы продлить срок эксплуатации таких орудий, следует их правильно использовать.
Мультипроцессоры – это универсальные гидроножницы, которые благодаря применению разных сменных челюстей могут использоваться и в качестве гидроножниц, и в качестве бетоноизмельчителей. Приобретение дополнительного комплекта челюстей обходится намного дешевле, чем новые гидроножницы.
Мультипроцессоры идеальны для работы в условиях тесноты. Благодаря набору сменных челюстей с помощью универсального мультипроцессора можно выполнить работы, для которых пришлось бы использовать несколько разных орудий: бетонолом, бетоноизмельчитель, гидроножницы для разрезания различных типов конструкций – от арматуры до стальных баков.
Однако универсальный инструмент не всегда оптимальный выбор. В некоторых случаях специализированный инструмент для работы с одним материалом будет работать с намного большей производительностью и скоростью, чем мультипроцессор, способный разрушать разные материалы.
