Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Строительство тоннелей и метрополитенов Минимаркер Сооружение тоннелей большого сечения

Сооружение тоннелей большого сечения

Страница 11 из 16
Содержание лекции:
Технология строительства тоннелей горным способом

К тоннелям большого сечения относятся выработки с площадью поперечного сечения 100 м2 и более, а также подземные камеры различного назначения объемом 1000 м3 и выше.

Выработки большого сечения в настоящее время широко используются при строительстве гидротехнических тоннелей, подземных машинных зданий гидравлических, атомных и гидроаккумулирующих электростанций, многополосных автодорожных и двухпутных железнодорожных тоннелей, односводчатых станций метрополитенов, подземных складов, хранилищ, убежищ, а также подземных сооружений специального назначения.

Из условий устойчивости выработки большого сечения располагаются, как правило, в крепких скальных грунтах. В связи с этим тоннели и камеры большого сечения разрабатываются в основном с использованием буровзрывных работ следующими способами: уступным, опертого свода, опорного ядра. Применительно к выработкам большого сечения указанные способы имеют характерные особенности, заключающиеся в разбивке поперечного сечения выработки на минимальное число элементов, что требует применения нескольких иных технологических методов строительства. Разработка грунта каждого элемента выработки, имеющей максимально возможные для данных условий размеры, осуществляется способом сплошного забоя. Последовательность разработки поперечного сечения сооружения устанавливается в зависимости от его размеров и конкретных инженерно-геологических условий. В качестве крепи в трещиноватых грунтах используют анкеры, набрызгбетон и их сочетания. В грунтах средней крепости применяют металлическую арочную или многоугольную рамную крепь. В сильнотрещиноватых грунтах возможно использование опережающих анкеров длиной до 10 м в сочетании с металлическими арками, а также комбинированной крепи, когда под защитой покрытия из набрызгбетона производят цементацию окружающего выработку горного массива. Кроме того, применяют проходку тоннелей с креплением по методу Бернольда (рис. 1.75). Сущность этого метода состоит в возведении жесткой армированной бетонной крепи толщиной 0,20–0,30 м сразу же вслед за проходкой забоя с использованием специальных опалубочно-арматурных щитов (1), представляющих собой гибкие перфорированные металлические конструкции различных размеров и форм, соединяемых между собой внахлестку с помощью тяг (3) и закладываемых за монтажные арки (2). Пространство между опалубочными щитами и грунтом заполняется пластичным бетоном (4), что дает возможность быстрого создания индустриальной несущей армированной (щиты работает в качестве арматуры) бетонной крепи даже в слабых грунтах непосредственно у забоя.

Схема крепления тоннельной выработки по методу Бернольда

Рис. 1.75 – Схема крепления тоннельной выработки по методу Бернольда

Наиболее широкое распространение при проходке тоннелей большого сечения получил уступный способ, при котором выработки сечением около 100 м2 и высотой более 10 м разделяются на отдельные участки, разрабатываемые последовательно.

В скальных монолитных грунтах способом сплошного забоя разрабатываются обычно выработки сечением 100–130 м2 и только в наиболее благоприятных условиях площадь сечения таких выработок может достигать 160 м2. При этом ширина (пролет) выработок обычно не превышает 20 м.

Проходку с боковыми или верхними уступами целесообразно применять при пролете выработок более 20 м. В этом случае сначала разрабатывают центральную часть, а затем дорабатывают оба боковых уступа, что позволяет более целесообразно использовать буровое и проходческое оборудование и сократить количество взрывчатых веществ за счет появления дополнительных плоскостей обнажения. При значительной длине тоннелей разработку сечения начинают с проходки опережающей штольни, которая располагается либо по оси тоннеля, либо сбоку и проходится сразу на всю длину. В этом случае, несмотря на некоторое удорожание проходческих работ, появляется возможность проведения более тщательной геологической разведки по трассе тоннеля, улучшаются условия вентиляции и расширяется фронт работ.

При проходке с нижним уступом в первую очередь сразу на всю длину сооружения разрабатывается верхняя сводчатая часть сечения (калотта), после чего бетонируется свод, который опирается пятами на грунт, и разрабатывается послойно нижний уступ, причем высота каждого слоя по Правилам техники безопасности не должна превышать более чем в 1,5 раза максимальную высоту копания экскаватора. Как показывает практика подземного строительства, обычно высота слоя уступа составляет около 8–10 м, но не более 15 м. Для проходки каждого слоя организуют самостоятельный горизонтальный подход, а при значительной длине сооружения (100 м и более) вместо подходов к каждому горизонту (слою) применяют наклонные съезды, размещаемые в пределах самого сооружения. Способ нижнего уступа дает возможность быстрого закрепления свода, что обеспечивает безопасность работ по разработке уступов и совмещение по времени процессов бурения и погрузки грунта. Эти достоинства обеспечивают высокие темпы проходки.

В нарушенных трещиноватых грунтах (f ≥ 3) при сооружении тоннелей большого сечения успешно применяется способ опертого свода. В зависимости от длины тоннеля могут быть применены две схемы организации работ по этому способу. Для тоннелей длиной до 300 м, Проходимых в неводоносных грунтах, применяется одноштольневая схема (рис. 1.76, а), а для тоннелей длиной более 300 м и в водоносных грунтах двухштольневая схема (рис. 1.76, б).

Схемы проходки тоннелей большого сечения способом

Рис. 1.76 – Схемы проходки тоннелей большого сечения способом опертого свода (цифрами показана последовательность выполнения работ)

В случае, когда пролет выработки превышает 20 м, а также в скальных нарушенных и слабых грунтах разработку верхней (подсводовой) части осуществляют с помощью контурной прорези, которую проходят в несколько приемов. Использование контурной прорези при проходке верхней части выработки обеспечивает большую устойчивость крепи при минимальной высоте закрепляемого пространства.

В достаточно устойчивых грунтах средней крепости при сооружении выработок пролетом более 20 м может применяться способ опорного ядра, который по своим технико-экономическим показателям в данном случае успешно конкурирует с другими способами проходки. Эффективность этого способа достигается тем, что разработка основного объема грунта, приходящегося на центральную часть (ядро) выработки, производится с помощью высокопроизводительных средств механизации.

Наряду с применением классической схемы сооружения выработок большого сечения способом опорного ядра возможны и модификации этого способа.


© 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