Гидравлический перфоратор с шумоподавлением: низкий уровень шума для муниципального строительства, необходим для городских проектов

Бурение скальных пород в городе — это не просто инженерная задача. Это вопрос получения разрешений. Допустимый уровень шума по стандарту OSHA для 8-часовой смены составляет 90 дБА в зоне нахождения оператора — это норматив по охране труда. В то же время соседнее жилое здание, расположенное в 30 метрах, подпадает под совершенно иной режим: во многих муниципалитетах уровень шума от строительных работ на границе участка ограничен 70–80 дБА в разрешённые часы, а в Манхэттене этот временной интервал закрывается в 18:00 по будням без специального разрешения на работу в вечерние часы.

Стандартный гидравлический скалобойный молот при работе в городском котловане может создавать уровень шума 110–114 дБА в непосредственной близости. Даже на расстоянии 15 метров (50 футов) показания редко опускаются ниже 80 дБА на плотном грунте. Шумопоглощающие системы бурового оборудования сокращают этот разрыв не за счёт снижения уровня ударного шума непосредственно в источнике, а за счёт контроля распространения шума — а в некоторых конструкциях — и за счёт принципиального изменения механизма разрушения скальных пород.

Источник шума

Ударное бурение создаёт шум через три канала, поведение которых различно и требует разных подходов к его снижению. Первый — это воздушный ударный шум: акустическая ударная волна, возникающая при ударе поршня по хвостовику, которая распространяется непосредственно через корпус буровой установки в окружающий воздух. Второй — структурно-передаваемые колебания: рама-носитель, подающая балка и стрела передают энергию удара в виде механических колебаний, которые повторно излучаются в виде звука со всех поверхностей, соприкасающихся с грунтом или соседними конструкциями. Третий — шум выхлопа пневматического промывочного воздуха; в случае гидравлических буровых установок, использующих водяную промывку, этот шум практически отсутствует — одно из конкретных преимуществ гидравлических систем по сравнению с пневматическими в городских условиях.

Инженерные меры воздействуют на первые два канала. Виброизоляторы между креплением отбойного молотка и направляющей балкой снижают передачу структурного шума на 8–10 дБ — этот показатель был подтверждён в коммерческих условиях ещё на ранних этапах разработки промышленных дорожных разрушителей. Акустические кожухи вокруг корпуса отбойного молотка добавляют ещё один уровень защиты, направляя остаточный воздушный шум вверх, а не горизонтально — в сторону соседних зданий. Гидравлический привод изначально создаёт меньше шума выхлопа по сравнению с пневматическим приводом, поэтому в руководстве FHWA по шуму при строительных работах прямо указано, что гидравлическое оборудование работает тише аналогичного пневматического оборудования.

Уровни шума различных видов городской строительной техники

Снижение уровня шума на 6 дБА при удвоении расстояния от источника (правило точечного источника) означает, что уровень шума от шумоподавляющей буровой установки, составляющий 70 дБА на расстоянии 15 футов, снижается примерно до 64 дБА на расстоянии 30 футов и до 58 дБА на расстоянии 60 футов — что уверенно укладывается в предел дневного шумового уровня 65 дБА для коммерческих зон, принятый в таких юрисдикциях, как Вашингтон, округ Колумбия. Уровень шума от стандартной буровой установки на тех же расстояниях остаётся значительно выше этого порога.

Гидравлические и пневматические системы: вопрос для городских условий решён

Пневматические горные буры требуют компрессора. На плотной городской площадке этот компрессор размещается где-то в пределах квартала и работает непрерывно, добавляя 80–90 дБА к фоновому уровню шума независимо от того, ведётся ли в данный момент бурение. Гидравлические системы получают энергию от компактного силового агрегата или существующей электрической цепи несущего транспортного средства — отдельный компрессор не требуется, отсутствует постоянный шум выхлопных газов двигателя и второй источник шума, который необходимо контролировать.

Полевые испытатели, сравнивающие гидравлические и пневматические горные перфораторы на граните, последовательно отмечают, что гидравлические установки ощущаются более устойчивыми под нагрузкой и требуют меньших усилий от оператора для удержания в заданном положении. Устойчивость имеет значение при городских земляных работах, поскольку точность направления скважин влияет на глубину фундаментных свай или анкерных стержней: отклонение оси скважины при рытье котлована в подвале приводит к переделке, которая создаёт соседям значительно большие неудобства, чем первоначальное бурение.

Планирование и стратегия ограждения: одних инженерных мер недостаточно

Даже хорошо шумопоглощённый перфоратор должен укладываться в установленные муниципальные временные окна. В Нью-Йорке для выполнения любых работ вне рамок 7:00–18:00 в будние дни требуется специальное разрешение на проведение работ в вечернее время. В Сан-Диего запрещено проведение буровых работ в жилых зонах до 7:00 и после 19:00 с понедельника по субботу. Наилучший выбор оборудования не отменяет эти временные ограничения — он максимизирует продуктивное время внутри них за счёт снижения риска остановки работ из-за жалоб на шум.

Временные акустические барьеры, устанавливаемые между буровой установкой и ближайшим объектом воздействия — сплошные щитовые панели с нормированным уровнем шумоподавления или модульные акустические стены, — обеспечивают дополнительное ослабление звука на границе на 5–10 дБ. В сочетании со специально шумоподавляемым гидравлическим перфоратором этот запас обычно позволяет удерживать уровень шума на строительной площадке в пределах муниципальных норм даже в зонах высокой жилой застройки. Стратегическое размещение силового агрегата за офисным помещением на площадке или за ограждением даёт ещё 3–5 дБ снижения за счёт экранирующего действия конструкций.

Обслуживание уплотнений в городских циклах: короткие смены, много переустановок

Городские строительные перфораторы работают не в непрерывном режиме по 10 часов подряд. Их фактическое время ударных циклов составляет 2–3 часа, затем следует пауза для проведения осмотра соседних зданий или контроля уровня шума; после этого оборудование снова настраивается и возобновляет работу. Количество холодных пусков на один час ударных циклов значительно выше, чем на горнодобывающих объектах. Циклы холодного пуска — при которых ударная гидросистема нагнетает давление от атмосферного уровня — создают иную нагрузку на уплотнения поршня по сравнению с длительной эксплуатацией в условиях высоких температур.

HOVOO поставляет комплекты уплотнений для горных буровых установок с использованием полиуретановых (PU) материалов, сохраняющих эластичность в широком диапазоне температур и выдерживающих циклы термического нагрева и охлаждения от низких до высоких температур, характерные для городских условий эксплуатации. Для буровых установок, которые простаивают в течение ночи и запускаются утром при температуре окружающей среды, гибкость уплотнительного материала при низких температурах столь же важна, как и его долговечность при высоких температурах. Ссылки на модельно-специфические комплекты уплотнений доступны на сайте hovooseal.com.