книги / Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок

Выпуск свежего воздуха из трубопровода при нагнетатель­ ной схеме осуществляется через вентиляционные окна, площадь которых регулируется шиберами (м2) :

SOH= 0,38d2-^22.

ок Qz

где SOK— площадь вентиляционного окна, м2; d — диаметр вен­ тиляционного воздуховода, м; Qz — количество воздуха, проте­ кающего через поперечное сечение трубопровода у вентиляцион­ ного окна, м3/с:

Qz= Q3 [ 1 + т (Р*- 1 ) ] ’

где Z — длина тоннеля от забоя до вентиляционного окна, м. Количество свежего воздуха, выпускаемого через окно, м3/с,

Фвып= Q3I (^у \)/L ,

где / — расстояние между вентиляционными окнами (150...

...200 м); т]у — коэффициент естественных утечек воздуха из трубопровода длиной L.

Для выбора типа вентилятора определяются его производи­ тельность (м3/с) и депрессия (Па) :

QB5= Фз^у»

# = 10/?(32зЛу.

За последнее время для проветривания сквозных выработок, в том числе и нижних уступов проходимых тоннелей, .нашла применение беструбная схема проветривания с помощью вен­ тиляторов-эжекторов главного проветривания, устанавливаемых на нижнем уступе. Применение вентилятора-эжектора целесооб­ разно лишь в том случае, если аэродинамическое сопротивле­

Место установки вентилятора-эжектора, при котором вели­ чина эжекции увеличивается на 10 15%, определяется по формуле:

^эж = Д 0,5) LT,

где 1ЭЖ— расстояние от портала до места установки вентилято­ ра, м; LT—длина проветриваемого тоннеля, м.

По найденным значениям Н и QBпо табл. 3.12 подбирается необходимый вентилятор, режим работы которого устанавлива­ ется по индивидуальным характеристикам. Технические харак­ теристики наиболее распространенных вентиляторов приведены в табл. 3.12.

7.5. П О Г Р У З К А И Т Р А Н С П О Р Т И Р О В А Н И Е П О Р О Д Ы

Погрузка породы является вторым после бурения шпуров трудоемким процессом проходческого цикла. Несмотря на пол­ ную механизацию работ, погрузка породы занимает до 40% всех трудозатрат, а продолжительность ее составляет 30—50% длительности цикла.

Механизация и организация работ по погрузке породы тес­ но увязаны с транспортированием породы. Выбор оборудования для погрузки и транспортирования породы зависит от размеров тоннеля, требуемой производительности погрузки породы и фи­ зико-механических свойств пород.

При проведении тоннелей следует применять высокопроизво­ дительные погрузочные машины и большегрузное транспортное оборудование. В тоннелях площадью поперечного сечения до 50 м2 для погрузки породы применяют погрузочные машины периодического (ППН-3 и 1ППН-5) и непрерывного (2ПНБ-2, ПНБ-ЗК, ПНБ-ЗД, ПНБ-4) действия. Транспортирование по­ роды производится электровозами в большегрузных вагонетках, думкарами и самосвалами. В тоннелях небольшой (до 600 м) длины могут применяться погрузочно-транспортные машины ПД-8, ПД-12, ПТ-10, ПТ-16.

В тоннелях площадью поперечного сечения 40—80 м2 для погрузки породы целесообразно применять самоходные ковшо­ вые машины (Д-538, Д-574 и др.) и экскаваторы ЭП-1 й ЭО-5114 (в. тоннелях площадью поперечного сечения > 8 0 м2 — экскаваторы ЭО-7114), à транспортирование породы произво­ дить автосамосвалами ЗИЛ-555, МАЗ-503, КРАЗ-256, БелАЗ-540, думкарами ДР-60 и др. Экскаваторы, применяемые для прове­ дения тоннелей, по конструкции аналогичны обычным экскава­ торам.

Техническая производительность экскаватора У7Т = 3600qKü/tn,

Число машин, необходимых для непрерывной работы экска­ ватора,

Рекомендуемая грузоподъемность 'автосамосвалов по дан­ ным В. М. Мосткова приведена в табл. 3.13.

7.6. ВОЗВЕДЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ КРЕПИ (ОБДЕЛКИ)

Обделка (крепь) тоннелей предназначена для предотвраще­ ния обвалов и вывалов вмещающих пород и сохранения проект­ ных размеров сечения в течение всего срока эксплуатации тон­ неля.

Общими требованиями к обделкам (крепи) тоннелей явля­ ются: длительный срок эксплуатации, минимальные затраты средств и труда на возведение, максимальная механизация ра­ бот, восприятие нагрузки от горного давления без деформации,, минимальный расход металла, устойчивость в агрессивной среде.

Обделки гидротехнических тоннелей, предназначенных для переброски воды, кроме того, должны обладать устойчивостьюот абразивного воздействия мелких фракций, исключать эксфильтрацию воды, иметь минимальную шероховатость и без­ ремонтный срок, равный времени эксплуатации тоннеля.

Выбор типа обделки предопределяется назначением и раз­ мерами тоннеля и инженерно-геологическими условиями прове­ дения тоннеля.

Впроизводственной лрактике при проведении тоннелей при­ меняют монолитно-бетонные (железобетонные), анкерные, набрызгбетонные и сборные тюбинговые обделки.

Вкрепких, монолитных или слаботрещиноватых, преимуще­ ственно изверженных скальных породах возможно проведение тоннелей без .обделки. Эти тоннели должны проходиться с ус­

ловием сохранения естественных свойств породного массива по всей трассе и наименьшей шероховатости породной поверх­ ности.

При проведении таких тоннелей буровзрывным способом це­ лесообразно применять контурное взрывание методом сближен- ных-зарядов или предварительного щелеобразования. Тоннели без обделки должны находиться под наблюдением с инструмен­ тальной проверкой деформации пород сводов и стен, трещинообразований и т. п. Встречающиеся отдельные нарушения и тре­ щиноватые зоны укрепляются анкерами. На отдельных участ­ ках с резким ухудшением геологических условий возводят бе­ тонную обделку.

Толщина бетонной обделки определяется расчетом и изме­ няется от 0,3 до 1 м. Внедрение метода расчета обделок по пре­ дельному состоянию, а также применение в проектах нетрещи­ ностойких конструкций (обделки, в которых допускается обра­ зование трещин не более 0,5 мм) позволило уменьшить толщи-

.ну обделки в 1,5—2 раза, обычно толщина свода обделки нахо­ дится в пределах 30—50 см, а толщина стен — 30—80 см.

Уменьшение толщины обделки производится также с по­

расчету необходимо применять бетонную обделку значительной толщины (более 0,1 ширины пролета).

При возведении обделки из монолитного бетона (железобе­ тона) применяют в основном две схемы — параллельную и по­ следовательную.

Эту схему применяют в случаях, когда проведение тоннеля осу­ ществляется в породах, не допускающих оставления выработок с временной крепью на длительное время, или независимо от их длины. Величина отставания обделки от забоя зависит от инженерно-геологических условий, схемы движения транспорта :и размещения оборудования в призабойной части тоннеля. Обычно это расстояние применяют 75—100 м.

П ри п о с л е д о в а т е л ь н о й с х е м е тоннель проводят на полную длину, а затем возводят обделку. Эту схему приме­ няют при проведении тоннеля в крепких устойчивых породах* допускающих оставление выработки с временной крепью на дли­ тельное время.

Комплекс работ по возведению бетонной обделки состоит из подготовительных работ, монтажа (установки) опалубки, при­ готовления и транспортирования бетонной смеси и укладки ее за опалубку.

Подготовительные работы ведут с опережением процесса ук­ ладки бетонной смеси й включают:

подготовку поверхности выработки к бетонированию — лик­ видацию «недоборов», очистку породной поверхности от отсло­ ившихся кусков породы, продувку сжатым воздухом или про­ мывку водой; заготовку и установку арматуры и закладных де­ талей; отвод грунтовых вод; устройство пути для перемещения опалубки.

После выполнения подготовительных работ производится установка (монтаж) опалубки.

Опалубку разделяют на передрижные механизированные и инвентарные (сборно-разборные). Передвижные опалубки бы­ вают односекционными и многосекционными. Передвижная од­ носекционная опалубка представляет собой механическую кон­ струкцию длиной 8—10 м, которая перемещается по рельсам.

Характерная схема передвижной односекцйоннрй опалубки изображена на рис. 3.16. Основными узлами опалубки являют­ ся: портальная рама ./^.верхняя 2 и боковая 3 части (элементы) опалубки, вертикальные 4 и горизонтальные 5 домкраты. Пор­ тальная. рама воспринимает нагрузку от бетонной смеси и пере­ двигает опалубку в новое положение по рельсовому пути Внутри портала проходит транспортное оборудование.

Верхние и боковые домкраты отрывают элементы опалуб­ ки от бетона и после передвижки устанавливают их в рабочееположение. Сначала открываются боковые элементы, а затем верхние. При установке в рабочее положение, наоборот, снача­ ла устанавливают верхние элементы, а затем боковые. Элемен­ ты опалубки соединяются шарнирно.

В тоннелях большого поперечного сечения число элементов опалубки и домкратов увеличивается. Например, имеются опа­ лубки с двумя верхними элементами'и четырьмя боковыми.

Многосекционная опалубка состоит из нескольких (4—6) секций шириной 1,5—2 м. Каждая секция перемещается в от­ дельности. На рис. 3.17 изображена многосекционная шарнирно, складывающаяся опалубка, которая применялась при сооруже­ нии тоннелей на железнодорожной линии Абакан-Тайшет. Опа­ лубка состоит из отдельных секций 1 шириной 2 м и самоход­ ной монтажной тележки 2, на которой находятся качающиеся гидравлические домкраты, соединенные шарнирно с опалубкой.

При отрыве опалубки от обделки сначала отрываются ниж­ ние фартуки 3, затем боковые элементы и домкратами опуска­ ется вся опалубка.

После передвижки опалубки она приводится в рабочее поло­ жение. Передвижные опалубки целесообразно применять при

стоят из отдельных секций шириной до 2 м с болтовым соеди­ нением. Каждая секция собирается из отдельных сегментов / (тюбингов) также с болтовым соединением. Демонтаж, переме­ щение и монтаж сегментов производится при помощи эректо­ ра 2. Эту опалубку применяют при возведении обделки в выра-

Рис. 3,17. Многосекци­ онная опалубка:

а —секция опалубки в рабочем положении; б — то же в транспортном положении

Рис. 3.18. Сборно-разборная опалубка

ботках большой (12—15-м) ширины и значительной (до 1 м) толщины обделки, т. е. в случаях, когда опалубка испытывает высокие нагрузки от бетонной смеси. Длина сборно-разборной

движных бетоно-смесительных установок, расположенных вбли­ зи портала тоннеля, и в автобетономешалках.

Приготовление бетонной смеси на централизованных бетон­ ных заводах производится при большом объеме горностроительных работ (например, строительство ГЭС).

При строительстве тоннеля вдали от других строительных объектов бетонная смесь приготовляется на бетоносмесительных установках, расположенных у портала тоннелей. Бетоносмеси­ тельная установка может быть стационарной или передвижной.

Стационарные бетоносмесительные установки оснащены одной или двумя бетономешалками периодического действия со сво­ бодным падением материала (С-333 и С-221П производитель­ ностью 10—16 мэ/ч) или непрерывного действия с принудитель­ ным перемешиванием (С-548 и С-543 с подачей 15—30 м3/ч). Бетоносмесительные установки оборудуются дозирующим обо­ рудованием и механизмами для загрузки инертных и цемента.

Передвижные бетоносмесительные установки типа С-392 и другие производительностью 15—30 м3/ч сокращают время на монтаж оборудования'.

Транспортирование бетонной смеси производится в автоса­ мосвалах ЗИЛ, ММЗ-555, МАЗ-503 и других грузоподъемностью 4,5—7,0 т, а в тоннелях малого сечения думкары ДР-60 или вагонетки с откидным кузовом.

При продолжительности транспортирования более 30 мин следует применять автобетономешалки типа С-1036 и С-942 или использовать добавки, замедляющие охватывание, например мылонафт.

При благоприятном рельефе земной поверхности бетонная смесь в тоннель может опускаться по скважине. К скважине бетонная смесь доставляется автосамосвалами. Из скважины смесь поступает в транспортные средства или пневмобетоноук­ ладчики, которыми она по трубам подается за опалубку.