Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Общие сведения об организации работ при проходке тоннелей горным способом

Общие сведения об организации работ при проходке тоннелей горным способом

Страница 7 из 16
Содержание лекции:
Технология строительства тоннелей горным способом

Горный способ предусматривает разработку грунта в забое с временным креплением частей выработки и последующим возведением постоянной тоннельной конструкции – обделки. В зависимости от особенностей залегания и физико-механических свойств грунтов, а также от размеров сечения горной выработки ее проходка осуществляется либо за один прием, либо по частям. Причем разработку грунта производят либо буровзрывным способом, либо с применением ручного механизированного инструмента (отбойных молотков) или комбайнами.

В зависимости от инженерно-геологических условий, размеров, формы поперечного сечения и длины тоннеля назначаются различные способы производства работ. При этом надо помнить, что наиболее оптимальный для данного конкретного случая способ производства работ должен обеспечивать достаточно высокие скорости проходки (для транспортных тоннелей они должны составлять в грунтах с коэффициентом крепости f > 4 примерно 100–160 м в месяц, в грунтах с коэффициентом крепости 2 ≤ f ≤ 4 – 50–100 м в месяц и в грунтах с коэффициентом крепости f < 2 – от 30 до 50 м в месяц).

Для сокращения сроков строительства протяженных тоннелей предусматривается открытие дополнительных забоев в виде подходных выработок. В качестве подходных выработок используются передовые щтольни, расположенные параллельно основному тоннелю, которые предназначены для своевременного уточнения инженерно-геологических данных по трассе тоннеля, раскрытия дополнительных забоев, осушения грунтового массива и отвода воды при проходке, улучшения системы вентиляции и организации транспорта. Проходка таких штолен должна значительно (до 500 м) опережать продвижение забоя основного тоннеля.

Учитывая, что сооружение тоннеля состоит из двух основных процессов: проходки, т. е. раскрытия выработки с установкой при необходимости временной крепи и возведения обделки, существуют различные способы производства работ, которые подразделяются на три группы.

В первую группу объединяются способы, характеризуемые тем, что сначала сечение выработки раскрывается полностью (за один или несколько приемов) с постановкой, как правило, временной крепи, а затем уже возводится обделка. К этой группе относятся способы полностью раскрытого профиля, сплошного забоя, ступенчатого забоя, верхнего и нижнего уступов, центральной штольни и подсводного разреза, а также способ опорного ядра с податливой обделкой (новоавстрийский).

Вторая группа характеризуется тем, что в первую очередь раскрывается верхняя часть выработки (калотта), после чего бетонируется свод, опирающийся на грунт. Под защитой возведенного бетонного свода производится разработка нижней части выработки (средняя и боковые штроссы) и подводка стен. К второй группе относятся способы опертого свода (одноштольневой, двухштольневой и с опережающей калоттой).

Третья группа отличается тем, что сначала проходят боковые штольни (в один, два или три яруса в зависимости от высоты выработки) на всю длину сооружаемого участка (кольца) тоннеля и в них сразу же возводят стены обделки, после чего проходят верхнюю штольню, раскрывают калотту и бетонируют свод, который опирается на уже готовые подведенные стены. Затем под защитой свода и стен разрабатывают среднюю часть (ядро) сечения выработки, лоток и бетонируют обратный свод. К этой группе относится способ опорного ядра.

Выбор наиболее рациональных способов проходки тоннелей и средств механизации определяется проектом производства работ на основе результатов технико-экономического сравнения вариантов.

Все операции по проходке и возведению обделки в зависимости от конкретных условий могут производиться либо по последовательной схеме, при которой сначала осуществляется проходка на всю длину тоннеля, а затем уже сооружается монолитная обделка, либо по параллельной (совмещенной) схеме, когда проходка и возведение обделки ведутся одновременно с отставанием бетонных работ от забоя на величину, определяемую устойчивостью окружающего грунта и конструкцией временной крепи (обычно эта величина разрыва составляет 150–500 м), а также по схеме «замкнутый цикл», когда все основные виды проходческих и бетонных работ выполняются последовательно на при забойном участке.

Последовательная схема применяется в основном для коротких тоннелей (длиной до 800 м) в. устойчивых скальных грунтах с постановкой временной крепи (анкеры, набрызгбетон, металлические арки). Такая схема упрощает организацию работ и позволяет применить высокопроизводительную проходческую технику.

Параллельная (совмещенная) схема организации работ используется обычно при сооружении длинных тоннелей в трещиноватых скальных грунтах, которые нельзя оставлять без обделки на длительное время. Наиболее «узким» местом при такой схеме является фронт бетонных работ, где необходимо предусматривать пропуск груженых и порожних транспортных средств как от забоя, так и к забою. Оптимальное решение организации работ в этом случае достигается путем проходки параллельно с основным тоннелем вспомогательной разведочно-транспортной штольни, которая служит для транспортировки по ней грунта, материалов и порожних транспортных средств. В этом случае между основным тоннелем и вспомогательной штольней устраиваются транспортные сбойки (ходки) через каждые 300–500 м. В настоящее время при строительстве тоннелей большой протяженности, особенно в сильно обводненных грунтах, наличие такой штольни (а иногда и двух) является обязательным, так как это облегчает проходку основного тоннеля (уточнение инженерно-геологических данных, частичное осушение грунтового массива и т. д.) и сокращает сроки строительства за счет расширения фронта работ (увеличивает число забоев).

Организацию работ по схеме замкнутого цикла рекомендуется применять в сильно разрушенных неустойчивых грунтах. В этом случае обделка (в основном сборная) должна возводиться сразу же вслед за разработкой грунта в забое. Применение монолитной бетонной обделки допускается только, как исключение, на отдельных коротких участках ввиду того, что раскрытие забоя по частям и бетонирование требуют больших трудозатрат и времени.

Основным фактором, влияющим на выбор способа сооружения тоннеля, являются свойства окружающих грунтов. В настоящее время принято подразделять грунты на слабые, мягкие, полускальные и скальные, которые характеризуются тем, что при проходке в них выработок наблюдается большое горное давление. Поэтому в таких грунтах применяется способы с членением сечения выработки на сравнительно небольшие участки с обязательным закреплением их временной крепью.

При проходке в неустойчивых (т. е. в слабых, мягких и полускальных) грунтах наличие большого количества элементов временной крепи, располагаемой по сечению выработки, затрудняет применение механизации проходческих и бетонных работ. Разработка грунта в этом случае производится с помощью ручного и пневматического инструмента, а погрузка – вручную или малогабаритными погрузочными машинами. Бетонирование обделки обычно также выполняется вручную из-за отсутствия широкого фронта работ, необходимого для применения высокопроизводительных бетоноукладочных машин.

В устойчивых скальных грунтах, обладающих значительной крепостью, сечение выработки возможно разрабатывать либо сразу же целиком либо с разбивкой на более крупные части. В качестве временной крепи в этом случае используется контурная крепь.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика