Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Сооружение эскалаторных тоннелей

Сооружение эскалаторных тоннелей

Страница 5 из 8

Общие сведения

Для связи пассажирских платформ станций глубокого заложения с поверхностью земли сооружают эскалаторный комплекс, который состоит из машинного помещения с вестибюлем, эскалаторного тоннеля (наклонного хода) и натяжной камеры. Если ось эскалаторного тоннеля в плане не совпадает с продольной осью платформы станции, то от натяжной камеры к платформе сооружают дополнительные соединительные переходы и камеры. В отдельных случаях для того, чтобы осуществить подъем на значительную высоту, сооружают двухмаршевые эскалаторные подъемники с промежуточным подземным вестибюлем.

Наиболее сложным этапом работ при сооружении эскалаторного комплекса является проходка наклонного тоннеля, так как эти работы в большинстве случаев сопряжены с необходимостью пересечения самых разнообразных геологических напластований: от слабых и водонасыщенных до крепких скальных грунтов. Для того чтобы в таких условиях на сравнительно небольшой длине тоннеля (обычно не более 100 м) не изменять способы проходки и обеспечить полную безопасность ведения работ, эскалаторные тоннели сооружают, как правило, с предварительным искусственным замораживанием грунтов.

Применение предварительного замораживания грунтов по всей длине наклонного тоннеля позволяет даже в плывунных грунтах вести работы в сухом забое без водоотлива. Однако при большой мощности устойчивых, хотя и водоносных, грунтов может оказаться экономически невыгодным предварительное их замораживание. В таком случае следует рассмотреть вариант проходки тоннеля с встречной дренажной штольней. Проходку такой штольни ведут из станционных выработок снизу вверх на уровне лотка эскалаторного тоннеля. Наличие предварительно пройденной штольни позволяет не только вести работы в полностью осушенных грунтах, но и разделить транспортные операции: сверху по наклонному тоннелю подают тюбинги, раствор для нагнетания, крепежный лес и другие материалы, а разработанный в забое грунт направляют вниз по штольне и через бункер – в вагонетки и к стволу. Однако проходка опережающей штольни весьма трудоемка, требует дополнительного времени и средств. Поэтому в некоторых случаях (например, при пересечении тоннелем отдельных водоносных горизонтов) технически целесообразно и экономически эффективно осушать забой тремя-четырьмя наклонными дренажными скважинами диаметром 200–300 мм, пробуренными с поверхности земли в лотковой части будущего эскалаторного тоннеля параллельно его оси с выходом их на уровень станционного тоннеля в предварительно пройденную вспомогательную выработку. В пределах водоносного горизонта трубы оборудуют фильтрами. Дренажные скважины можно бурить и из забоя наклонного тоннеля, когда он приблизится к отметке водоносного горизонта.

Технология проходки эскалаторных тоннелей имеет много общего с технологией проходки горизонтальных выработок способом сплошного забоя с монтажом обделки укладчиком, но осложняется из-за наклона тоннеля под углом 30°. Проходка с таким уклоном требует специального оборудования для монтажа обделки, погрузки и транспорта грунта, существенно осложняя выполнение проходческих и монтажных операций. Так, трудоемкость большинства их увеличивается на 30%, а затраты труда на разработку и погрузку грунта в забое в 1,5–2 раза превосходят трудозатраты на выполнение аналогичных работ в горизонтальных выработках.

Размеры выработки зависят от числа эскалаторов, которые предполагают разместить в тоннеле. Так, тоннель для трех эскалаторов имеет сечение диаметром 7,5 или 8,5 м, для четырех эскалаторов – 9,5 м. Ширина колец обделки диаметром 7,5 м равна 1 м, а большего диаметра – 0,75 м.

При использовании нижней части эскалаторного тоннеля в качестве вентиляционного канала размер его сечения по высоте на участке от машинного помещения до вентиляционной сбойки увеличивают за счет вертикальных вставок на уровне горизонтального диаметра.

Обделку эскалаторных тоннелей монтируют специальными наклонными тюбингоукладчиками типа ТНУ или БУ-7,5 из чугунных тюбингов и лишь изредка в благоприятных инженерно-геологических условиях – из железобетонных тюбингов или блоков.

Исходя из заданного срока строительства объекта работы по проходке эскалаторного тоннеля могут быть организованы по параллельной или последовательной схеме. При параллельной схеме в процессе проходки эскалаторного тоннеля выполняют часть работ по сооружению машинного помещения и вестибюля; при последовательной – вначале проходят тоннель и только после этого начинают сооружать машинное помещение и вестибюль.

Если проектом предусмотрено устройство наземного вестибюля, работы целесообразно организовать последовательно. Это позволяет полностью исключить взаимные помехи и не загромождать строительную площадку. При подземном вестибюле проходку эскалаторного тоннеля ведут из котлована, разработанного для возведения конструкций машинного помещения и вестибюля, и поэтому работы по устройству их фундаментов и стен совмещают, как правило, с проходкой тоннеля.

Подготовительные работы

До начала проходки эскалаторного тоннеля должно быть выполнено замораживание грунтов по контуру будущей выработки, сооружена монтажная камера для тюбингоукладчика, забетонирован оголовник и смонтирован тюбингоукладчик.

Замораживающие скважины на строительной площадке располагают по замкнутому контуру, повторяющему очертание тоннеля, и бурят под углом 30° параллельно его оси. Бурение ведут с поверхности земли (при сооружении наземного вестибюля) или со дна котлована, вскрытого для сооружения подземного вестибюля. Расстояние от контура тоннеля до оси скважин устанавливают расчетом таким образом, чтобы при образовании льдогрунтового ограждения не допустить замораживания грунта в ядре сечения. Это значительно облегчает разработку грунта в забое.

Одновременно с бурением скважин сооружают здание стационарной замораживающей станции или размещают передвижную холодильную установку и монтируют холодильное оборудование. По окончании монтажа замораживающих колонок и рассольной сети начинают активное замораживание грунта. Период активного замораживания длится обычно 40–50 сут. За это время по контуру будущего тоннеля образуется льдогрунтовой цилиндр, предохраняющий забой выработки от проникновения воды или прорыва водо-насыщенных грунтов.

В период активного замораживания выполняют следующие основные работы: по оси эскалаторного тоннеля из временных полуколец сооружают монтажную камеру для тюбингоукладчика; возводят поверхностный горный комплекс с наклонной металлической эстакадой, подъемной лебедкой, породным бункером и тельферной эстакадой; в монтажной камере собирают тюбингоукладчик. В этот период выполняют также различного рода вспомогательные работы.

Схема подготовки котлована и монтажной камеры для врезки эскалаторного тоннеля зависит от гидрогеологических условий. При достаточно низкой отметке уровня грунтовых вод временные полукольца монтажной камеры собирают в котловане, вскрытом для сооружения машинного помещения (рис. 5.19, а). Торцовую стену котлована, обращенную к эскалаторному тоннелю, разрабатывают под углом 30° к вертикали. Глубину котлована у этой стены принимают такой, чтобы можно было собрать первые два кольца (1) обделки наклонного тоннеля, закрепив их в железобетонном оголовке (2). С особой тщательностью собирают первое кольцо, допуская отклонения от оси тоннеля не более ±5 мм и эллиптичность ±10 мм. Затем на спланированном под углом 30° откосе снизу вверх стреловым краном собирают еще одно-два временных кольца и несколько полуколец (3). Число полуколец должно обеспечить длину монтажной камеры lk, достаточную для размещения тюбингоукладчика. Для сохранения проектного контура полуколец их скрепляют стяжками. Стяжки устанавливают на таком уровне, чтобы они не препятствовали передвижению тюбингоукладчика.

Схемы подготовки котлована и камеры для монтажа тюбингоукладчика

Рис. 5.19 – Схемы подготовки котлована и камеры для монтажа тюбингоукладчика (в сечении А–А показано положение смонтированного тюбингоукладчика и откаточных путей)

В том случае, если уровень грунтовых вод расположен близко к земной поверхности, монтажную камеру для тюбингоукладчика устраивают в неглубоком котловане (рис. 5.19, б), а временные полукольца собирают на наклонном бетонном лотке (4). Для того чтобы они не сползали на забой, через отверстия для нагнетания в лотковых тюбингах в бетонную подушку заделывают металлические штыри. С этой же целью полукольца крепят стальными тяжами к бетонным тумбам или металлическим сваям, расположенным на расстоянии 8–10 м от оси тоннеля. Пространство за полукольцами заполняют бетоном.

После монтажа тюбингоукладчика с помощью его рычага (5) собирают временные кольца и далее осуществляют врезку тоннеля (продвижение под землю). Первое кольцо, ключевой тюбинг которого располагается ниже поверхности земли, является началом постоянной обделки эскалаторного тоннеля. Бетонный оголовок в этом случае устраивают после проходки эскалаторного тоннеля при сооружении машинного помещения с вестибюлем.

Проходка эскалаторного тоннеля

К проходке эскалаторного тоннеля можно приступать только после образования в результате замораживания грунтов льдогрунтовой цилиндрической стенки проектной толщины. К этому времени должен быть смонтирован и принят специальной комиссией тюбингоукладчик, опробованы и сданы в эксплуатацию скиповой подъем, тельфер, лебедка для спуска тюбингов, подведены к забою сжатый воздух, электрическое освещение, вентиляционные устройства и т. д.

Технологическая схема проходки эскалаторного тоннеля показана на (рис. 5.20). В основу производственного процесса должна быть положена цикличная организация работ с включением в цикл следующих основных операций: разработка грунта в забое с погрузкой в скип; установка и разборка временного крепления кровли и лба забоя; передвижка тюбингоукладчика и погрузочной платформы; монтаж обделки; первичное нагнетание цементно-песчаного раствора за обделку.

Схема организации работ по проходке наклонного тоннеля

Рис. 5.20 – Схема организации работ по проходке наклонного тоннеля: 1 – затяжка кровли марчеванами; 2 – металлические трубы крепления лба забоя; 3 – затяжка досками вразбежку; 4 – скип; 5 – погрузочная платформа; 6 – тюбингоукладчик; 7 – трубы для замораживания грунта; 8 – шлагбаум; 9 – коллектор замораживающей системы; 10 – инвентарные подмости; 11 – растворный узел; 12 – ограждение котлована; 13 – временные полукольца; 14 – тельферная эстакада; 15 – лебедка для спуска тюбингов; 16 – бункерная секция вместимостью 20 м3; 17 – здание подъемной машины

Проходку эскалаторного тоннеля следует вести способом сплошного забоя, наклоненного параллельно плоскости колец обделки (60° к горизонту). Величину заходки устанавливают в зависимости от устойчивости забоя. Обычно ее принимают равной ширине кольца обделки, реже (в крепких грунтах) – вдвое большей. Замороженные пески и мягкие глины разрабатывают отбойными молотками (в исключительных случаях вручную), замороженные водоносные полускальные и скальные грунты – буровзрывным способом.

При разработке грунта отбойными молотками вначале с выдвижных платформ тюбингоукладчика производят рассечку забоя в его верхней части на высоту до 1,5 м. Далее, стоя на уступе, разрабатывают грунт, устраивая через 1,5–1,8 м по высоте две-три ступени по 150–200 мм (ступенчатая форма придает большую устойчивость лбу забоя). Однако в этом случае существенно увеличивается расстояние от кольца обделки до лба забоя по кровле. Так, при ширине кольца 1 м это расстояние достигает 1,6–1,8 м, что снижает устойчивость кровли.

Временная крепь забоя должна соответствовать утвержденному паспорту. Кровлю в недостаточно устойчивых грунтах крепят марчеванами (1). Один конец марчеван заводят за тюбинги ранее уложенного кольца, а другой – в штрабу глубиной 10–15 см, сделанную по контуру забоя. В более устойчивых грунтах доски укладывают на металлические кронштейны, прикрепляемые болтами к тюбингам уложенного кольца. Для крепления лба забоя применяют крепь из нескольких ярусов металлических труб (2), располагаемых горизонтально. Концы труб заводят в углубления в боках выработки и расширяют рошпанами в торец тюбингового кольца. За трубы вразбежку или всплошную закладывают доски (3) и расклинивают их вплотную к забою.

Разрыхленный грунт скатывается по наклонному забою и направляемый отбойными щитами падает в люк погрузочной платформы (5). Платформа представляет собой раму из швеллеров, покрытых стальным листом. Рама подвешена к тюбингоукладчику (6) или установлена на кронштейнах, прикрепленных к тюбингам. В первом случае погрузочная платформа перемещается на забой вместе с тюбингоукладчиком, во втором – двумя ручными лебедками, установленными по сторонам платформы.

В некоторых случаях применяют другой прием разработки забоя: вначале на глубину заходки посередине забоя до уровня погрузочной платформы разрабатывают вертикальную прорезь шириной около 2 м, а затем сверху вниз с обеих сторон раскрывают забой на полное сечение, используя образовавшуюся прорезь для спуска грунта к люку погрузочной платформы. При разработке нижней части забоя платформу оттягивают назад, а разрабатываемый грунт грузят непосредственно в скип (4) вручную или специальным погрузочным механизмом грейферного типа, прикрепленным к тюбингоукладчику.

Груженый скип вместимостью 1,5 м3 поднимают на эстакаду подъемной машиной (17) по рельсовому пути, уложенному на бревна (тиранты) в лотковой части готового тоннеля с шириной колеи 1560 мм, и опрокидывают над бункером (16). С одной стороны рельсового пути на всю длину тоннеля должен быть устроен лестничный проход с поручнями. Ширина прохода в свету должна быть не менее 0,7 м, а его уровень – находиться выше наиболее выступающих частей скипа.

При разработке грунта буровзрывным способом забой взрывают в три яруса последовательно сверху вниз. Расположение и глубина шпуров должны строго соответствовать паспорту буровзрывных работ, утвержденному главным инженером строительства.

Во время работы в забое следует вести наблюдение за состоянием замороженных грунтов по контуру выработки. Если в сечение выработки попадает замораживающая колонка (вследствие искривления скважины при бурении), необходимо заблаговременно отключить ее от сети и удалить рассол.

Возведение обделки

После продвижения забоя на одну заходку приступают к монтажу кольца обделки тюбингоукладчиком. Тюбингоукладчик передвигают к забою по кронштейнам с помощью гидравлических домкратов (как и в горизонтальных выработках) или двумя установленными на нем лебедками. В последнем случае тюбингоукладчик перемещается к забою под действием собственного веса, скользя по роликовым кронштейнам. Для этого ослабляют натяжение тросов, идущих от лебедок и закрепленных концами в обделке. Во время передвижки укладчика в забое не должно находиться людей.

Тюбинги подают в забой на специальной тележке с бортами, доставляя их с тельферной эстакады по рельсам, проложенным внутри скипового пути. Тюбинговый путь у забоя оканчивается выдвижным звеном. На время опускания тюбингов в забой скип должен быть поднят на бункерную эстакаду. На верхних площадках тюбингового и скипового путей должны быть установлены стопоры, а за тюбингоукладчиком – прочный предохранительный барьер – шлагбаум (8) (см. рис. 5.20). Нормальное положение шлагбаума – закрытое, его открывают только для пропуска транспортных средств.

Монтаж обделки ведут в следующем порядке. Вначале укладывают, выверяют и скрепляют по маркшейдерским отметкам лотковые тюбинги и устанавливают выдвижное звено тюбингового пути. После этого продолжают монтаж обделки симметрично в обе стороны.

Кольцо из чугунных тюбингов бригада в составе 8–9 человек (включая машиниста тюбингоукладчика) собирает за 2,5–3 ч. Эллиптичность колец эскалаторного тоннеля по техническим условиям не должна превышать ±30 мм.

Нагнетание раствора за обделку

Вслед за монтажом обделки ведут первичное нагнетание раствора за нее. Раствор нагнетают за каждое последнее собранное кольцо обделки, предварительно законопатив кольцевой зазор со стороны забоя между наружной поверхностью кольца и контуром выработки (пикотаж). Отставание зоны нагнетания от забоя допускается не более чем на три кольца. Растворный узел (11) (см. рис. 5.20) располагают на поверхности. Цементно-песчаный раствор состава от 1:3 до 1:6 подают к забою от нагнетателя по металлическим трубам диаметром 50 мм, смонтированным вдоль тоннеля. К нижнему концу трубы присоединяют прорезиненный шланг с соплом. К особым требованиям относятся выполнение мероприятий, обеспечивающих температуру раствора не ниже +20°С. Для этого в зимнее время подогревают воду затворения и песок, утепляют трубы и т. п. Рекомендуется также к обычному раствору добавлять хлористый кальций в пределах 2–3% массы сухого цемента. Первичное нагнетание раствора выполняет отдельное звено из 3 человек: двое готовят раствор на поверхности, а третий в забое переставляет сопло, выполняет пикотаж, подает сигналы. Контрольное нагнетание в замороженной зоне должно быть полностью выполнено до оттаивания грунтов. Работы ведут в обычном порядке при температуре раствора не ниже +20°С. Забой наклонного тоннеля проветривают с помощью вытяжной вентиляции, используя вентиляторы типа «Проходка 500» или СВМ-6М.

Представление об организации работ в забое эскалаторного тоннеля, предназначенного для размещения в нем трех эскалаторов и вентиляционного канала, дает циклограмма, приведенная на (рис. 5.21).

Циклограмма на проходку 2 м эскалаторного тоннеля с обделкой из чугунных тюбингов

Рис. 5.21 – Циклограмма на проходку 2 м эскалаторного тоннеля с обделкой из чугунных тюбингов (цифрами показано число рабочих, выполняющих операцию)

Гидроизоляция обделок

К работам по гидроизоляции эскалаторных тоннелей приступают, как правило, после оттаивания грунтов, когда стабилизируются деформации обделки, а ее температура будет не ниже +5°С. Работы ведут снизу вверх с постепенной разборкой рельсовых путей. На изолируемом участке длиной 6–8 м очищают лоток тоннеля, обрабатывают пескоструйным аппаратом канавки, затем зачеканивают швы между тюбингами и заменяют монтажные болты на постоянные с асбобитумными шайбами. Для работы в верхней части сечения тоннеля используют инвентарные переносные подмости (10) (см. рис. 5.20).

По окончании гидроизоляционных работ ячейки тюбингов лотковой части тоннеля заполняют монолитным бетоном, бетонируют основание под сборные фундаменты эскалаторов и в направлении снизу вверх приступают к монтажу фундаментных, опорных и лестничных блоков плит перекрытия.

Начиная с верхней части эскалаторного тоннеля, монтируют водозащитный зонт. В зависимости от конструкции зонта для выполнения этой работы используют инвентарные подмости, с которых ранее вели гидроизоляционные работы, или специальные монтажные тележки. С этих подмостей или тележек ведут затем отделочные работы в верхней части сечения тоннеля.

Завершающие работы

В процессе проходки наклонного тоннеля или после завершения проходческих работ по спланированному дну котлована подземного или наземного вестибюля устраивают бетонную подготовку, оклеечную гидроизоляцию и цементную стяжку. На подготовленном основании сооружают сплошную железобетонную фундаментную плиту и часть стен машинного помещения. После демонтажа горного комплекса возводят фундаменты под приводную станцию и привод эскалаторов, стены, перекрытия и другие конструкции вестибюля с применением общестроительных средств механизации бетонных, каменных и монтажных работ.

В последнюю очередь после прекращения осадок, вызванных оттаиванием льдогрунтового массива и уплотнения грунта в основании вестибюля, устраивают сопряжение вестибюля с эскалаторным тоннелем. Сопряжение выполняют в виде монолитного железобетонного оголовка, жестко охватывающего первые кольца наклонного тоннеля или телескопического соединения, которое допускает взаимное смещение конструкций.

Натяжную камеру сооружают как со стороны эскалаторного тоннеля, так и со стороны станции. Сопряжение эскалаторного тоннеля с натяжной камерой в большинстве случаев выполняют горным способом, раскрывая выработку по частям, с обделкой из монолитного бетона. Обделку сопряжения возводят в виде оголовка, который охватывает снаружи кольца эскалаторного тоннеля и обделку натяжной камеры. В зависимости от конструкции натяжной камеры возможны и другие варианты сопряжений.


© 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