Міністерство освіти і науки України
Кафедра: ГО і ВП
з дисципліни «Цивільна оборона»
(Вибух поза будинком)
м. Сімферополь-2009 р.
Завдання
Внаслідок впливу вибуху в середині крупноблочного житлового бескаркасного будівлі, сталося його руйнування. КЧС об'єкта, штаб ліквідації, разом з рятувальними формуваннями прибули на місце аварії, визначені причини та масштаби руйнування будівлі. Аварійно-рятувальні команди приступили до розбирання завалів.
Комісія з НС організує всебічне забезпечення СіДНР, використовуючи для цього фінансові та матеріальні резерви об'єкта. При їх можливу нестачу здійснює поповнення, за заявками, що подається на підставі розрахунків членів КЧС і служб ЦЗН об'єкта через відповідні служби КТЕБ та НС міста.
Виконати:
Визначити показники, безпосередньо характеризуючи завал і його уламки: (L, Aзав, Bзав, hзав, структуру завалу за вагою уламків, структуру завалу по складу елементів, вага основних осколків конструктивних елементів будівлі та наявність у них арматури).
Побудувати розрахункову схему завалу, з огляду на показники завалу, в масштабі (вибрати самостійно) із зазначенням вихідних і розрахункових розмірів.
Зробити розрахунок загального обсягу завалу (W).
Провести аналіз показників завалу і його уламків, вибрати спосіб розбору завалу.
Провести розрахунок сил та засобів, необхідних для ліквідації завалу.
Провести розрахунок фінансових засобів необхідних для проведення робіт з розбирання та ліквідації завалів на території об'єкта.
Теоретична частина
Вибух - це швидко протікає процес фізичних і хімічних перетворень речовин, що супроводжується звільненням значної кількості енергії в обмеженому обсязі, в результаті якого в навколишньому просторі утворюється і поширюється ударна хвиля, що призводить до виникнення НС. Вибух - процес виділення енергії за короткий проміжок часу, пов'язаний з миттєвим фізико-хімічними зміною стану речовини, що призводить до виникнення стрибка тиску чи ударної хвилі, що супроводжується утворенням стислих газів або парів, здатних виробляти роботу.
Основними вражаючими чинниками є: повітряна ударна хвиля, що виникає при ядерних вибухах, вибухах ініціюють та детонуючих речовин, при вибухових перетвореннях хмар паливно-повітряних сумішей, вибухів резервуарів з перегрітої рідиною і резервуарів під тиском - зону сильного стисненого повітря, що розповсюджується в усі сторони від центру вибуху з надзвуковою швидкістю, осколкові поля, створювані летять уламками різного роду об'єктів технологічного устаткування, будівельних деталей і т.д. Основними параметрами вражаючих факторів при цьому виступають: - повітряна ударна хвиля - надлишковий тиск у її фронті; швидкісний напір і час дії ударної хвилі.
Надмірний тиск це різниця між максимальним тиском повітря у фронті ударної хвилі і атмосферним тиском.
Під уламками. У результаті вибухів можуть виникнути пожежі, витік небезпечних речовин з пошкодженого обладнання. При вибухах люди отримують термічні та механічні пошкодження. Характерні черепно-мозкові травми, множинні переломи і удари, комбіновані ураження.
Причинами вибухів служать підриви: вибухових речовин; пило повітряних сумішей (відбуваються в обмеженому просторі); газопиле повітряних сумішей (можуть відбуватися як в обмеженому так і в необмеженому просторі).
Фізичні вибухи, - їх, як правило, пов'язують з вибухами судин від тиску парів і газів, причому основною причиною їх утворення є не хімічна реакція, а фізичний процес, обумовлений вивільненням внутрішньої енергії стислого і зрідженого газу.
До фізичних вибухів відноситься також явище фізичної детонації (що виникає при змішуванні гарячої та холодної рідин, коли температура однієї з них значно перевищує температуру кипіння інший, наприклад виливання розплавленого металу у воду).
За безпосередньої дії ударної хвилі причиною ураження є надмірний тиск. При непрямому - люди дивуються уламками будівель, осколками та іншими предметами переміщаються під дією швидкісного напору Непряме вплив можливо в зонах з надлишковим тиском 3 кПа (кілопаскалей)
При вибухах відбувається руйнування будівель і споруд за рахунок впливу на них надлишкового тиску.
Найбільшим руйнувань зазнають будівлі і конструкції великих розмірів з легкими несучими конструкціями, значно підноситься над землею, а також немасивна безкаркасні споруди з несучими стінами з цегли та блоків.
Ступінь руйнування конкретного типу будівлі, споруди чи обладнання при дії ударної хвилі визначається головним чином надлишковим тиском.
Ступеня руйнувань, при різних надлишкових тисках, прийнято ділити на повні, сильні, середні, слабкі:
-Зона слабких руйнувань - від 10 кПа до 20 кпа - У будівлях і спорудах зруйновані частина внутрішніх перегородок, заповнення дверних і віконних прорізів. Устаткування підприємств має незначні деформації другорядних елементів. На КЕС є незначні руйнування і поломки конструктивних елементів.
-Зона середніх руйнувань - від 20 до 30 кПа - У будівлях і спорудах зруйновані головним чином не несуть, другорядні конструкції (легкі стіни, перегородки, дахи, вікна, двері). Можливі тріщини в зовнішніх стінах і вивалив в окремих місцях. Перекриття і підвали не зруйновані, частина приміщень придатна до експлуатації. Деформовані окремі вузли обладнання та техніки. Техніка підприємств виходить з ладу і потребує капітального ремонту. На КЕС деформовані і зруйновані окремі опори повітряних ліній електропередач, є розриви технологічних трубопроводів. Для відновлення будівель, які отримали середні руйнування, потрібен капітальний ремонт.
-Зона сильних руйнувань - від 30 до 50 кПа - У будівлях і спорудах значні деформації несучих конструкцій, зруйнована велика частина перекриттів і стін. Відновлення будинків можливо, але недоцільно, тому що практично зводяться до нового будівництва з використанням деяких збережених конструкцій. Устаткування підприємств здебільшого руйнується і значно деформується. Окремі деталі і вузли устаткування можуть використовуватися як запасні частини. На КЕС і трубопроводах розриви і деформації на окремих ділянках підземних мереж, деформації опор повітряних ліній електропередач і зв'язку, а також розриви технологічних трубопроводів.
-Зона повних руйнувань - понад 50 кПа - У будинках зруйновано всі основні несучі конструкції і завалені перекриття. Відновлення неможливо. Устаткування підприємств відновленню не підлягає. На КЕС і технологічних трубопроводах розриви кабелів, руйнування значних ділянок трубопроводів, опор повітряних ліній електропередач тощо
Розрахункова частина:
1.Взрив газоповітряної суміші у відкритому просторі.
, Де
r 0 - радіус дії вибуху хвилі
к-коефіцієнт враховує частку акт. Газу (0,05)
Q - кількість газу до вибуху (120м3)
r 0 = 33,67 м
Визначимо надлишковий тиск
D Р = r / r 0, де r-відстань то ємності до будівлі
D Р = 30м/33, 67м 3 = 0,89 кПа
2. Визначимо показники, які безпосередньо характеризують завал і його уламки:
Основними показниками завалів є:
Дальність розльоту уламків будівлі (L) - відстань від контуру будинку до кордонів основної маси уламків, розраховується в метрах за формулою:
L = H / 4
де L - дальність роздягнена уламків,
H - висота будинку = 36м
L = 9м
Довжина завалу (Азаві) - геометричний розмір завалу в напрямку найбільшого розміру будинку
Для вибухів розміри довжини завали визначаються за формулою:
Азаві = А +2 L, де
А - довжина будівлі,
L - дальність розльоту уламків
A зав = 52 +2 * 9 = 74 м
Ширина завалу (Взав) - геометричний розмір завалу в напрямку другого за величиною розміру будинку
Для вибухів розміри довжини завали визначаються за формулою:
B зав = B +2 * L,
де В - ширина будівлі,
L - дальність розльоту уламків
Взав = 24 +2 * 9 = 42 м
Висота завалу (h) визначається за формулою:
,
де g - питома обсяг, знаходиться за таблицею 1 (для житлового бескаскадного крупноблочного = 36 м 3);
H - висота будівлі; k - коефіцієнт для вибуху всередині будівлі = 2,5
h = 36 * 36/100 +2 * 36 = 7.5 м
Обсяг завалу визначається за формулою:
,
де g - питома обсяг;
А - довжина будівлі;
В - ширина будівлі;
H - висота будівлі;
W = 36 * 74 * 42 * 7.5/100 = 8391.6м 3
Об'ємно-масові характеристики завалу визначаються за табл. 2:
- Великих уламків від 2 до 5 тонн-30%
- Середніх уламків за вагою від 200 кг до 2т - 60%
- Дрібних уламків за вагою до 200 кг - 10%.
Завал за складом визначається за табл. 3:
- Уламки залізобетонних конструкцій - 75%
- Дерев'яні конструкції - 8%
- Металевих конструкцій -2%
- Будівельне сміття - 15%
Висновок: в результаті вибуху середині крупноблочного житлового бескаскадного будівлі утворився завал довжиною (А) 74 метри, шириною (В) 42 метрів і заввишки (h) 7.5 метра. Загальний обсяг завалу (W) становить 8391.6м 3
Розрахункова схема завалу
Вид збоку:
Вид зверху:
Азаві = 74М
Взав = 42м
А = 56М
В = 24 м
Н = 36 м
h = 7.5 м
L = 9 м
Масштаб 3 см - 1 м
Проаналізувавши отримані дані, можна зробити висновок, що для розбору завалів необхідно використовувати механізований спосіб розбирання завалів.
Кількість механізованих груп:
,
де n м.р. - кількість механізованих груп;
W - обсяг завалу в м 3;
Т - час розбору завалу (5 c качок = 120 годин)
n mp = 8391.6/15 * 120 = 4.6 (округляємо до 5-ти груп)
У одній механізованій групі 17 осіб Необхідна наступна техніка на 5 груп: 10 вантажних автомобіля (Камаз), 5 бульдозер, 5 екскаватор, 5 освітлювальна станція, 5 компресор і 3 кран.
Кількість груп ручної розбирання завалів:
,
де n р.р. - кількість груп ручної розбирання завалів;
n - кількість змін (роботи будуть проводитися в 3 зміни);
к - коефіцієнт, що враховує тип будівлі (дорівнює 3)
45 * 5 = 225 осіб ручної розбирання
Розрахуємо матеріальні витрати на наймання робочої сили:
ЗП робочих = 30грн
Харчування = 20грн
Отже:
Механізована розбирання = 17 * 3 * (30 +20) * 5 = 12 750 грн
Ручне розбирання = 225 * (30 +20) * 5 = 56250грн
Разом матеріальних витрат: 12750 +56250 = 69000 грн.
Витрата палива на техніку.
Солярка 8 грн літр.
Камаз, витрата палива: W м3 / 8 = 1049 рейсів * 2 = 2098 рейсів необхідних для розбирання завалу
Складемо пропорцію: 100км-44, 5 л, 20км-Х, отже
Х = 44,5 * 20/100 = 8,9 л, необхідно для одного рейсу до полігону ТПВ
Розрахуємо витрати на паливо для 10 вантажних камазів = 2098рейсов * 8,9 л * 8грн = 149377,6 грн
Розрахуємо загальні грошові витрати на паливо для 5 бульдозерів = 120ч * 35л / год * 8грн * 5шт = 16800грн
Розрахуємо загальні грошові витрати на паливо для 5 екскаваторів = 120ч * 14л / год * 8грн * 5шт = 67200грн
Розрахуємо загальні грошові витрати на паливо для 5 освітлювальних станцій = 9ч * 5суток * 2л / год * 8грн * 5шт = 3600грн
Розрахуємо загальні грошові витрати на паливо для 5 компресорів = 120ч * 6л. \ Ч * 8грн * 5шт = 28800грн
Розрахуємо загальні грошові витрати на паливо для 3 кранів = 120ч * 0,9 * 8,2 л / год * 8грн * 3шт = 21254,4 грн
Разом грошових витрат на паливо для техніки = 16800грн +149377,6 грн +67200 грн +3600 грн +28800 грн +21254,4 грн = 287032грн
Загальна сума фінансових витрат складає = 287032 + 69000 = 356032грн
Оскільки розмір резервного фонду (196 тис грн) менше ніж необхідна сума коштів на розбір завалу, то ми звертаємося в письмовій формі з проханням надати матеріальну допомогу в такі державні установи, як Міністерство Фінансів АРК, Міністерство Економіки та МНС.