способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, и поточная линия для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, включающий предварительную обработку путем орошения приготовленным водным раствором реагента стен, перекрытий и ограждающих конструкций и последующее разрушение здания с использованием пылеподавления, отличающийся тем, что перед разрушением здания вблизи него формируют котлован-могильник с противофильтрационным защитным слоем и сооружают транспортную траншею, связывающую разрушаемое здание и котлован-могильник, при этом стены и днище траншеи обрабатывают раствором реагента, разрушение здания производят последовательно сверху вниз до глубины заложения фундамента путем избирательного микровзрывания, удаляют из разрушаемого здания крупные фрагменты, образующиеся при взрыве, а накопленные при разрушении строительные отходы транспортируют по траншее в котлован-могильник, при этом производят последовательную реагентную обработку массопотока, на входе в транспортную траншею и выходе из траншеи в котлован-могильник соответственно, раствором флокулянтов, содержащих анодные и катодные группы макромолекул полимеров, связывающих токсичные соединения и минеральные частицы в агрегаты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разрушение здания и захоронение фрагментов производят поэтапно с выделением не менее трех основных технологических стадий: разрушение надстройки здания, выемка грунта до глубины заложения фундамента внутри периметра здания, разрушение фундамента, при этом все виды работ проводят с учетом высотных отметок здания, рельефа местности, сейсмических условий, требований к ведению горных работ и охраны окружающей среды.

3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что грунт, вынимаемый при формировании котлована-могильника и транспортной траншеи, используют повторно при рекультивации нарушенных земель на территории сноса и захоронения зданий, содержащей отравляющие вещества.

4. Поточная линия для сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, содержащая устройство для приготовления и распыления раствора реагента, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит подъемно-транспортировочный комплекс, включающий подъемные механизмы и транспортный и скребковый конвейеры, бункер-накопитель, устройства для приготовления и распыления растворов флокулянтов, при этом скребковый конвейер расположен между зданием и бункером-накопителем, бункер-накопитель связан транспортным конвейером, установленным в траншее, с котлованом-могильником, а устройства для приготовления и распыления растворов флокулянтов расположены на входе и выходе из траншеи.

5. Поточная линия по п.4, отличающаяся тем, что бункер-накопитель расположен на расстоянии от разрушаемого здания не менее удвоенной глубины заложения фундамента здания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных работ, связанных со сносом промышленных зданий и сооружений, производивших высокотоксичные отравляющие вещества, например мышьяк.

Известен способ (см. патент РФ № 2301398, опубл. в бюл. № 17, 20.06.2007, F42D 3/00, E04G 23/08) разрушения зданий, подлежащих сносу, путем взрыва в плоскости разделения несущих конструкций.

Способ разрушения зданий включает бурение шпуров в плоскости разделения несущих конструкций здания, размещение в них удлиненных зарядов взрывчатых веществ с заполнением устья шпуров забоечным материалом, монтаж взрывной сети. Шпуры бурят в несущих стенах, в примыканиях и углах. Шпуры в параллельных стенах располагают с наклоном в сторону обрушения стен, а угол наклона принимают равным углу трения по контакту для материала стен. Пробуренные шпуры поочередно заполняют расширяющейся при твердении бетонной смесью и зарядами взрывчатого вещества с водяной забойкой центральной части и средствами взрывания, после чего выдерживают время, необходимое для затвердевания расширяющейся бетонной смеси и разупрочнения здания образующимися в стенах наклонными щелями, а в углах и примыканиях вертикальными щелями.

Недостатком способа является то, что разрушение конструкций здания достигается с использованием зарядов большой взрывной силы, происходит выброс значительной массы высокотоксичных тонкодисперсных частиц в виде пыли и перенос их на большие расстояния. Этот способ недопустим при разрушении промышленных зданий, материалы строительных конструкций которых пропитаны высокотоксичными отравляющими веществами типа мышьяка, так как допускает неуправляемое загрязнение не только близстоящих зданий, но и прилегающих территорий, в целом отрицательно влияя на безопасность жизнедеятельности проживающих на них людей.

В качестве прототипа заявляемого способа и поточной линии является способ детоксикации фрагментов разрушенных производственных зданий, загрязненных люизитом и продуктами его превращений, и поточная линия для его реализации (см. патент РФ № 2299100, опуб. в бюл. № 14 от 20.05.2007).

Способ включает предварительное орошение части здания перед разрушением рабочим водным раствором гидроксида кальция или водной вытяжкой из цементного порошка с pH 10, обеспечивающими перевод токсичных элементов в физиологически неактивную, нерастворимую и нелетучую форму, не опасную для окружающей природной среды, последующее механическое дробление фрагментов здания на фракции 20 мм с одновременным орошением водным раствором реагента для полной их детоксикации и получения осадка труднорастворимых соединений мышьяка. Полученные фракции смешивают с цементным раствором в соотношении 1 части массы раздробленного строительного материала, 3-6 частей песка, 1 части цемента и воды в количестве, необходимом для создания кашицеобразной массы. Масса по своим токсикологическим характеристикам относится к 5 классу опасности для окружающей природной среды. Полученная смесь вносится в формы для получения изделий в виде блоков и плит, изготавливаемых и используемых по назначению. Труднорастворимые соединения мышьяка, образующиеся при обработке фракций из раздробленных фрагментов здания, транспортируются и подлежат захоронению на специальном полигоне мышьяксодержащих отходов.

Недостатками прототипа являются:

Двухстадийность детоксикации (предварительная на стадии обработки строительных фрагментов для пылеподавления, завершающая - путем обработки фракций заданных размеров после дробления строительных фрагментов с целью получения труднорастворимого соединения мышьяка). Процесс получения фракций заданного размера является трудоемким, процесс отмывки соединений мышьяка из фракций до уровня ПДК в почве - многостадийный, трудоемкий и труднодостижимый.

Двухстадийный процесс детоксикации сносимого здания представляет экологическую опасность для окружающей среды и безопасности жизнедеятельности населения, требуются большие материальные расходы и трудозатраты на утилизацию, транспортировку и захоронение токсичных элементов, изготовление блоков, рекультивацию нарушенных земель, а также то, что снос и захоронение предусмотрены только для надстройки здания и не включают другие зараженные токсичными соединениями его элементы - фундаменты и грунты в периметре здания до глубины погружения фундамента.

Одномоментное взрывание частей здания связано с большим выбросом пыли, содержащей высокотоксичные соединения, в атмосферу и последующим загрязнением почвенно-растительного слоя, поверхностных и подземных вод.

Поточная линия прототипа (патент РФ № 2299100, опуб. в бюл. № 14 от 20.05.2007) состоит из устройства для пылеподавления разрушаемого здания, устройства для разрушения конструкций здания путем взрыва, дробильно-сортировочного комплекса измельчения фрагментов здания до необходимого размера фракций, реагентной станции для дезактивации раздробленного материала, водоочистной станции для дезактивации фрагментов от мышьяка, рабочей емкости для перевода мышьяка из растворимой формы в осадок, обезвоживающего устройства для удаления воды из осадка, устройства для транспортирования и складирования осадка в могильник; устройства для контроля ПДК по дезактивируемому веществу, например мышьяку.

Недостатком поточной линии является большая трудоемкость ее монтажа, высокие эксплуатационные затраты на дробление фрагментов здания, процесс щелочной обработки фракций раздробленного фрагмента реализуется при температурах 90-100°С, повышенный расход реагента при неблагоприятных погодных условиях - сильном ветре, высоких температурах, дополнительные затраты на транспортировку конструкций, прошедших стадию детоксикации в отвал согласно классу опасности этих отходов для окружающей среды, создание специального полигона для захоронения отходов, содержащих мышьяк, и захоронение труднорастворимых соединений мышьяка на специальном полигоне.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безопасности процесса сноса и захоронения фрагментов здания, обеспечение экологической безопасности работ при сокращении материальных затрат, времени сноса и захоронения здания.

Результат достигается тем, что способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, включающий предварительную обработку путем орошения приготовленным водным раствором реагента стен, перекрытий и ограждающих конструкций и последующее разрушение здания с использованием пылеподавления, отличается тем, что перед разрушением здания вблизи его формируют котлован-могильник с противофильтрационным защитным слоем и сооружают транспортную траншею, связывающую разрушаемое здание и котлован-могильник, при этом стены и днище траншеи обрабатывают раствором реагента, разрушение здания производят последовательно сверху вниз до глубины заложения фундамента путем избирательного микровзрывания, удаляют из разрушаемого здания крупные фрагменты, образующиеся при взрыве, а накопленные при разрушении строительные отходы транспортируют по траншее в котлован-могильник, при этом производят последовательную реагентную обработку массопотока, на входе в транспортную траншею и выходе из траншеи в котлован-могильник соответственно, раствором флокулянтов, содержащих анодные и катодные группы макромолекул полимеров, связывающих токсичные соединения и минеральные частицы в агрегаты.

Способ отличается также тем, что разрушение здания и захоронение фрагментов производят поэтапно с выделением не менее трех основных технологических стадий: разрушение надстройки здания, выемка грунта до глубины заложения фундамента внутри периметра здания, разрушение фундамента, при этом все виды работ проводят с учетом высотных отметок здания, рельефа местности, сейсмических условий, требований к ведению горных работ и охраны окружающей среды.

Способ заключается также в том, что грунт, вынимаемый при формировании котлована-могильника и транспортной траншеи, используют повторно при рекультивации нарушенных земель на территории сноса и захоронения зданий, содержащей отравляющие вещества.

Результат достигается также тем, что поточная линия для сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, содержащая устройство для приготовления и распыления раствора реагента, отличается тем, что она дополнительно содержит подъемно-транспортировочный комплекс, включающий подъемные механизмы и транспортный, и скребковый конвейеры, бункер-накопитель, устройства для приготовления и распыления растворов флокулянтов, при этом скребковый конвейер расположен между зданием и бункером-накопителем, бункер-накопитель связан транспортным конвейером, установленными в траншее, с котлованом-могильником, а устройства для приготовления и распыления растворов флокулянтов расположены на входе и выходе из траншеи.

Поточная линия отличается также тем, что бункер-накопитель расположен на расстоянии от разрушаемого здания не менее удвоенной глубины заложения фундамента здания.

Проведение сноса и захоронения зданий, загрязненных отравляющими веществами, путем поэтажного микровзрывания и селективной доставки фрагментов здания с использованием подъемно-транспортной системы в котлован-могильник, с обработкой фрагментов на входе в транспортную траншею и выходе из нее раствором флокулянтов, связывающих токсичные соединения и минеральные частицы в агрегаты, последующее восстановление земель путем использования объемов складируемого при строительстве транспортной траншеи и котлована-могильника грунта для горнотехнической и биологической рекультивации, являются существенными признаками предложенного изобретения, снижающими большие затраты на производство работ, сокращающими время производства работ, снимающими опасность экологического загрязнения окружающей среды и обеспечивающими безопасность жизнедеятельности населения.

Разрушение здания поэтажно сверху донизу, с использованием системы направленного микровзрывания, исключает одномоментный взрыв большой мощности всего здания.

Применяемая поточная линия для сноса здания исключает использование дробильно-сортировочного комплекса измельчения фрагментов здания до необходимого размера фракций, реагентной станции для дезактивации раздробленного материала, водоочистной станции для дезактивации фрагментов здания от мышьяка, рабочей емкости для перевода мышьяка из растворимой формы в осадок, обезвоживающего устройства для удаления воды из осадка, устройства для транспортирования и складирования осадка на специальном полигоне мышьяксодержащих отходов, строительство специального полигона отходов.

На фиг. изображена поточная линия, где 1 - устройство для приготовления и распыления раствора реагента, 2 - устройство для приготовления и распыления анодного раствора флокулянта, 3 - подъемный кран, 4 - скребковый конвейер, 5 - бункер-накопитель, 6 - транспортный конвейер, 7 - устройство для приготовления и распыления катодного раствора флокулянта, 8 - котлован-могильник.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед зданием, предназначенным для сноса и захоронения, строится котлован-могильник для складирования фрагментов здания, независимо от их размеров, и транспортная траншея, один конец которой примыкает к отмостке здания, второй соединяется с котлованом-могильником на высоте, равной высоте заполнения могильника фрагментами здания, фундамента и загрязненного мышьяковыми соединениями грунта, до глубины заложения фундамента. Затем создается поточная линия, включающая: устройство для приготовления и распыления раствора реагента 1, бункер-накопитель 5, скребковый конвейер 4, расположенный между зданием и бункером-накопителем, транспортный конвейер 6, установленный в транспортной траншее, а устройства для приготовления и распыления рабочих растворов флокулянтов 2 и 7 устанавливают на входе и выходе из траншеи.

Разрушаемая часть здания, с использованием устройства для приготовления и распыления раствора реагента 1, орошается рабочим (0,1 0,05%) раствором реагента, например, полиакриламидом, этим же способом и этим же раствором орошаются стенки и дно транспортной траншеи и котлована-могильника, поверхность грунта вокруг здания в зоне влияния производства сноса здания. Этот процесс обеспечивает пылеподавление при разрушении здания, залечивание (закрытие) открытых капилляров и трещин в строительных конструкциях от проникновения в них, при разрушении здания, отравляющих веществ, агрегирования тонкодисперсной пыли в крупные частицы и закрепление их на поверхности конструкций, предотвращает попадание отравляющих веществ в подземные и поверхностные воды. Проведение этой операции возможно не только при положительной, но и при отрицательной температуре воздуха. В последнем случае повышается эффект залечивания открытых капилляров и трещин в строительных конструкциях.

Разрушение части здания осуществляется направленными микровзрывами. Система микровзрывания состоит из монтажной соединительной сети, накладных зарядов и прибора для инициирования взрыва.

Крупные фрагменты здания транспортируются в котлован-могильник 8 с использованием подъемного крана 3, а мелкие фрагменты, с использованием скребкового конвейера 4, доставляются в бункер-накопитель 5, из которого транспортируются в котлован-могильник 8. Фрагменты здания обрабатывают соответственно на входе в транспортную траншею и выходе из траншеи в котлован-могильник анодными и катодными рабочими растворами флокулянтов, содержащими группы макромолекул полимеров, связывающих токсичные соединения и минеральные частицы в агрегаты.

Объем грунта в периметре здания до глубины заложения фундамента вынимают с использованием землеройной техники, используемой при строительстве транспортной траншеи и котлована-могильника, погружают в приемный бункер и обрабатывают при транспортировке и захоронении так же, как и фрагменты здания.

Разрушение фундамента осуществляется после складирования грунта, в который фундамент погружен, а его транспортировку, обработку флокулянтами и захоронение осуществляют подобно фрагментам здания.

После каждого этапа разрушения здания, берутся контрольные образцы, которые обрабатываются анодными и катодными растворами флокулянтов, после чего погружаются в емкость с дистиллированной водой и выдерживаются в ней в течение суток, после чего производится отбор воды и проверяется содержание в ней водорастворимых соединений мышьяка по методике (см. А.А.Немодрук. Аналитическая химия мышьяка. М., 1976, с.59).

Предложенный способ сноса и захоронения зданий, загрязненных токсичными и отравляющими веществами, и поточная линия для его осуществления, на основе специальной физико-химической обработки реагентами подготавливаемых к разрушению здания и его отдельных фрагментов, связывание частиц в отдельные агрегаты при обращении с накапливаемыми строительными отходами, захоронение отдельных фрагментов здания в могильник, последующая рекультивация нарушенных земель на территории, содержащей отравляющие вещества, аппаратурная реализация способа с помощью технических устройств в линии, позволяют снизить загрязнение компонентов окружающей природной среды и повысить безопасность жизнедеятельности населения.