CC BY
30
© Г.А. Катков, М.А. Свилетелев, 2003
YAK 69.035.4
Г.А. Катков, М.А. Свилетелев
ВОЗВЕАЕНИЕ ПОАЗЕМНЫХ СООР"ЖЕНИЙ В НЕ"СТОЙЧИВЫХ ГОРНЫХ ПОРОААХ
В общем комплексе транспортных коммуникаций важное место занимают подземные сооружения. Тоннели и станции метрополитенов, пешеходные и коллекторные тоннели, подземные гаражи и стоянки - далеко не полный перечень подземных сооружений, без которых невозможна жизнь современного крупного города.
Все это выдвигает перед строителями подземных сооружений ряд задач по обеспечению высокоэффективной и безопасной проходки протяженных подземных выработок.
Следует отметить, что большинство подземных транспорт-ных коммуникаций возводится в неустойчивых горных породах, характеризуемых малой прочностью, значительной водонасы-щенностью. Поэтому зачастую при их сооружении используются специальные способы ( замора-живание или укрепление грунтов, кессонный способ ), а также щитовой способ. При обычных способах проходки тоннелей в неустойчивых породах раскрытие сечения в большинстве случаев ведут в несколько этапов с тщательным креплением выработки на каждом этапе расширения. При этом возведение постоянной крепи (обделки) значительно отстает от головного забоя, что приводит к необходимости длительное время поддерживать выработку на временной крепи.
Щитовой способ сооружения тоннелей основан на сближении двух процессов - собственно проходки и возведения постоянной крепи. Головной агрегат -щит представляет собой подвижную металлическую крепь (оболочку), под защитой которой выполняются основные операции: разработка породы и крепление забоя, уборка породы и возведе-
ние постоянной крепи. Главное достоинство щитовой проходки состоит в отсутствии временного крепления выработки, что повышает безопасность и экономическую эффективность горнопроходческих работ.
Кроме того, щитовая проходка возможна в большом диапазоне геологических и гидрогеологических условий при значительном горном давлении. В качестве примера рассмотрим технологию строительства перегонного тоннеля одной из линий Московского метрополитена. Район строительства тоннеля находится в застраиваемом районе города Москвы и в геологическом отношении представлен достаточно слабыми породами, позволяющими вести проходку выработок щитовым способом без применения буровзрывных работ.
Глубина заложения тоннеля составляет 25 м от поверхности, площадь сечения - 24,8 м.кв. при диаметре в свету - 5,1 м. Согласно геологическому разрезу на глубине до 3,5 м залегают пески мелкие, средней плотности, с глубины 2,0 м -водонасыщенные. Далее около трех метров мощности залегают суглинки мягкопластичные с включениями щебня кремня и известняка. Основную часть массива составляют
Рис. 1. Общий вид щитового комплекса КТ-5,6 Б2: 1-
оболочка щита; 2-рабочий орган; 3-перегружавтель; 4-
железобетонные тюбинги
Рис. 2. Сборная обделка из железобетонных блоков
глины с прослоями песчаника до 1,0 м. В подошве тоннеля залегает прочный мелкозернистый известняк. В гидрогеологическом отношении участок проходки тоннеля характеризуется водоносностью практически по всей глубине. Ожидаемый приток в выработку составит 10-15 м3 в сутки с напором до 15,5 м.
С увеличением водопритока в выработку наблюдался рост горного давления и деформации крепи. В этом случае смещения пород в стенках выработки достигали 140-150 мм. Для увеличения устойчивости массива пород по трассе тоннеля применялись специальные мероприятия по снижению фильтрации подземных вод путем их откачки или закрепления химическими реагентами. Для развития работ по проходке перегонного тоннеля было осуществлено вскрытие трассы с помощью вертикальных стволов круглой формы диаметром 5,5 м, закрепленных чугунными тюбингами. Стволы оборудованы двух-клетьевым подъемом.
Проходка перегонного тоннеля осуществлялась с помощью механизированного щитового комплекса типа КТ- 5,6 Б2, в состав которого входит щит типа ПЩМ-5,6, рабочий орган для разрушения породы, ленточный конвейер и крепеукладчик кольцевого типа (рис. 1).
Проходка тоннеля механизированным комплексом осуществляется путем разрушения грунта по всей площади забоя при помощи рабочего органа щелевого типа с четырехлучевым баром, работающим на принципе резания и скола. Разрушенный грунт из забоя поступает на щитовой конвейер, далее на конвейер комплекса, установленный на опорных тележках, и отгружается в вагонетках к стволу.
В качестве постоянной крепи перегонного тоннеля принята об-
делка из сборных элементов в виде железобетонных тюбингов и блоков (рис. 2.). Обделка из железобетонных тюбингов с шарнирным стыком состоит из шести нормальных блоков, одного лоткового, образующего плоское основание шириной 220 см для размещения откаточных путей, и замкового вкладыша. Внешний диаметр кольца обделки - 5,5 м, внутренний - 5,1 м, ширина
кольца - 1,0 м. Для обеспечения плотного контакта обделки с породой осуществляется ее обжа-
тие в породу с помощью распорного устройства. Монтаж сборной обделки осуществляется с помощью механического укладчика, расположенного на специальной платформе.
Образующиеся за обделкой пустоты до 0,5 м заполняются песчано-цементным раствором. Этим обеспечивается равномерное распределение нагрузок на крепь, улучшение ее статической работы, уменьшение деформаций тоннеля, повышение ее водонепроницаемости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Строительство подземных сооружений. Справочное 3. Потапенко В.А., Казанский Ю.В., Цыплаков Б.В. и др.
пособие ( под редакцией Шуплика М.Н.). - М.: Недра,1990. Проведение и поддержание выработок в неустойчивых по-
2. Справочник инженера - тоннельщика . - М.: Транс- родах. - М.: Недра,1990 порт,1993.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Катков Г.А. - профессор, доктор технических наук, Московский государственный открытый университет. Свидетелей М.А. - аспирант, Московский государственный открытый университет.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова: Заметки:
Дата создания:
Число сохранений: Дата сохранения: Сохранил:
Полное время правки: Дата печати:
При последней печати страниц: слов: знаков:
КАТКОВ
G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB5_03 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.dotm Г
Дмитрий Кудрявцев
28.04.2003 11:10:00 4
08.11.2008 0:36:00 Таня
4 мин.
08.11.2008 0:59:00 2
863 (прибл.)
4 921 (прибл.)
