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

разработка подсводовой части камеры 1, 2, устройство кре­ пи свода 3, затем разработка основного массива породы (ядра) 4—7 и закрепление стен камеры 4—7 (рис. 4.2,а);

создание прорези по периметру камеры 1 с закреплением стен 2 и свода камеры 3, 4 из этой прорези, затем разработка основного массива породы (ядра) 5—8 под защитой установлен­ ной крепи (рис. 4.2,6).

Цифры на рис. 4.2 указывают на очередность выполнения горностроительных работ, каждая из них включает в себя ряд этапов.

Как правило, первое решение применяют при строительстве подземных сооружений, располагаемых в сравнительно креп­

решение — в способе опорного ядра. Имеются также отдельные модификации этих решений.

Вскрытие подземного сооружения удобнее всего производить с обеих торцовых сторон с тем, чтобы организовать работы вдоль оси камеры встречными забоями. Однако это не всегда удается, приходится проходить вспомогательные подходные вы­ работки и примыкать их в различных местах сооружения к тор­ цам или к средней части по длине камеры.

Подходные выработки к подземным сооружениям камерного типа по своему назначению делят на постоянные (эксплуатаци­ онные) и временные (строительные). При решении вопросов выбора типа и числа подходов следует иметь в виду, что каж­ дое сооружение имеет определенное число подходов, обеспечи­ вающих нормальную эксплуатацию этого сооружения. Для ус­ ловий строительства в первую очередь проверяется, можно ли ограничиться только этими выработками, т. е. использовать эксплуатационные подходы в качестве строительных.

Необходимость проведения дополнительных строительных подходов может возникнуть, если число эксплуатационных под­ ходов или продолжительность их проведения не обеспечивают заданного срока окончания строительства камеры, если местопримыкания подходов к подземному сооружению не позволяет организовать разработку и вывоз породы из всех участков ка­ меры или если размеры постоянных подходных выработок не­ достаточны для пропуска по ним строительного оборудования.. В принципе устройство дополнительных строительных подходов, требует технико-экономического обоснования.

При разработке камерных сооружений число подходов, име­ ющих самостоятельный выход на поверхность, должно быть не* менее двух. Это правило диктуется требованиями обеспечения безопасности подземных работ. Один из подходов должен при­ мыкать к нижней части камеры, а второй — к верхней или сред­ ней части. Три подхода и более могут быть применены при не­ обходимости форсировать сроки строительства подземного со­ оружения и когда длины третьего и последующих подходов соизмеримы с первыми двумя, а объем разрабатываемой в ка­ мере и вывозимой по каждому строительному подходу породы составляет не менее 20 тыс. м3.

Подходные выработки к подземному сооружению выполняют в виде горизонтальных или слабонаклонных тоннелей, верти­ кальных или наклонных стволов; возможно также сочетаниетоннелей и стволов. Горизонтальные тоннели, наиболее дешевые- и удобные для проезда крупногабаритного оборудования, реко­ мендуется применять в горной местности, когда боковая врез­ ка позволяет сократить длину подхода.

Подходы в виде вертикальных или наклонных стволов сле­ дует устраивать лишь там, где применение тоннелей по ряду причин нецелесообразно. Соотношение трудоемкости проведе­ ния стволов и тоннелей составляет 1:5—1:4, т.е. выгоднее пройти тоннель длиной 100 м, чем ствол глубиной 20—25 м. Кроме того, применение шахтных подходов ограничивает воз­ можность механизации производственных процессов. Для ис­ пользования при разработке подземного сооружения экскавато­ ров и автосамосвалов требуется проводить стволы очень боль­ шого сечения, также затрачивается много времени на монтаж:: крупного оборудования, спущенного в разобранном виде постволу.

Число, типы, размеры и расположение подходов устанавлива­ ют в каждом отдельном случае на основании выбора вариан­ тов в соответствии со схемой компоновки разрабатываемых под­ земных сооружений, топографическими и инженерно-геологиче­ скими условиями. На рис. 4.3 показан пример применения раз­ личных типов подходов при строительстве крупного подземного1 сооружения камерного типа.

а — проведение подсводово­ го пространства сплошным забоем; б — проведение подсводового пространства с опережением на 1 заходку (цифрами показана по­ следовательность выполне­ ния работ)

сти по шкале М. М. Протодьяконова / > 8) рекомендуется вы­ полнять, как правило, на полное сечение с последующим возве­ дением постоянной крепи (обделки) свода.

Размеры верхней подсводовой части сечения камеры долж­ ны обеспечить беспрепятственную работу не только погрузочно­ го и транспортного оборудования, но и пропуск транспорта и вентиляционных труб под опалубочными агрегатами. Посколь­ ку нижние уступы разрабатывают значительно быстрее, чем верхнюю часть камеры, высота последней обычно назначается минимальной в зависимости от размеров указанного оборудова­ ния (6—9 м).

Условиями осуществления разработки подсводовой части камеры на полное сечение являются не только наличие крепких пород, а также наличие горизонтального или слабо наклонного подходного тоннеля, выведенного на подошву подсводовой части, и надлежащая длина подземного сооружения (порядка 100 м и более). Это вызвано тем, что при вертикальных подхо­ дах или в коротких камерах нет возможности организовать про­

Подходной тоннель 1 был пройден по подсводовой части на длину 40 м (/'), затем было сделано расширение (7"), после чего проведение осуществлялось на полное сечение 2 и бетони­ ровался железобетонный свод 3.

На сравнительно коротких нарушенных или ослабленных участках, с тем чтобы не менять принятую технологическую схему проведения подсводовой части на полное сечение, можно рекомендовать способ, показанный на рис. 4.4,6 с опережением на одну-две заходки. По этому способу (применительно к ка­ мере затворов второго строительного тоннеля Нурекской ГЭС) работы выполняют в следующем порядке:

первоначально на длину 9 м проводят центральную часть шириной 13—15 м (1) и добавляют боковые части до проект­ ного пролета (/');

бетонируют свод на полный пролет длиной 6 м. Участок длиной 3 м, примыкающий к забою, оставляют незабетонированным, что позволяет обуривать забой для следующей заход­ ки 3 м. В дальнейшем цикл повторяют.

При такой технологии можно не бетонировать свод практи­ чески вплотную к забою, а для ускорения работ применить ком­ бинированную анкерно-набрызгбетонную крепь, очередность возведения которой 'будет отличаться от обычно практикуемой. Сразу же после взрыва зарядов в забое и оборке кровли до начала погрузки породы на поверхность выработки следует наносить покрытие из набрызгбетона толщиной до 5 см. После погрузки породы через это покрытие пробуривают шпуры, уста­

брызгбетона, доводя общую толщину покрытия до расчетного значения (10—15 см).

На коротких участках в сильно нарушенных породах также с целью избежать поэтапного раскрытия подсводовой части камеры возможно осуществлять проведение сплошным сечением с применением опережающих анкеров и металлических арок. Для этого по контуру камеры бурят горизонтальные шпуры, заполня­ ют их цементно-песчаным раствором и вставляют в них анкеры из арматуры периодического профиля. Концы анкеров привари­ вают к металлической арочной крепи, устанавливаемой вплот­ ную к забою. Подвигание забоя после взрыва осуществляется под прикрытием опережающей крепи, причем концы анкеров заделаны в массиве.

В последнее время в Японии и некоторых других странах взамен опережающих анкеров применяют специальные полые обсадные трубы с кольцевыми твердосплавными коронками на конце. Эти трубы используют вместо буровых штанг, которы­

ми обуривают периметр выработки, и оставляют в скважинах для предохранения кровли при очередной заходке вперед,

В том случае, если пролет подсводовой части камеры пре* вышает 20 м, то необходимость и возможность ее разработки на полное сечение должны быть обоснованы в проекте произ­

лее 20 м в устойчивых скальных породах и независимо от про­ лета в скальных породах средней устойчивости (коэффициент крепости по шкале М. М. Протодьяконова /= 4-=-8) рекомен­ дуется выполнять, как правило, с опережением центральной части сечения. При этом в первую очередь центральная часть сечения должна быть пройдена на полную длину подземного сооружения или (что реже) лишь несколько опережать базо­ вые части сечения.

На рис. 4.5 показаны характерные примеры разработки под­ сводовой части подземного сооружения с опережением цент­ ральной части сечения. На рис. 4.5, а центральная часть сечения шириной 0,5 общего пролета пройдена на всю длину камеры, после чего расширена подсводовая часть путем одновременной разработки боковых частей 2 и возведен железобетонный свод. Порода вывозилась через транспортный тоннель 1.

Несколько иная схема разработки боковых частей показана на рис. 4.5,6. Здесь после сквозного проведения передовой вы­ работки 1 осуществляется поочередная разработка левой и пра­ вой частей 2 и 3. Пока производится погрузка взорванной поро­ ды у одной из боковых частей, ведется бурение шпуров в дру­

центральная часть 1 имеет высоту 7 м, как и в подходном тон­ неле. Выдача породы из боковых частей 2 и 3 по этому тоннелю осуществляется по наклонному въезду (пандусу 4), разработка которого выполняется в последнюю очередь.

На рис. 4,4,6 показана принципиальная схема проведения подсводовой части с опережением центрального участка на две заходки. Боковые части разрабатывают поочередно (по типу, показанному на рис. 4.5,6). Подобная схема применима для коротких камер или при вертикальных подходах, когда нецеле­ сообразно организовывать работы с применением сложной ком­ плексной механизации.

Для того, чтобы начать разработку боковых частей по всем этим схемам, необходимо обеспечить соответствующее рабочее пространство, позволяющее разместить буровое оборудование.

На рис. 4.5, г показана одна из возможных схем создания такого пространства.

Рис. 4.5. Примеры разработки подсводовой части подземных сооружений с опережением центральной части сечения (цифрами показана очередность выполнения работ)

В камерах длиной более 100 м при наличии центральной пе­ редовой выработки, пройденной на всю длину, имеется возмож­ ность организовать расширение подсводовой части из несколь­ ких участков (через 50—80 м).