Схемы вскрытия подземных сооружений

Выбор схемы вскрытия ПС существенно зависит от его привязки к местности, протяженности, формы и размеров. Для рассмотрения таких схем предлагается классификация ПС по трем признакам:

1. По рельефному признаку:

1.1. Горные ПС (под возвышениями рельефа).

1.2. Подводные (под водоемами).

1.3. Равнинные (при равнинном рельефе).

2. По соотношению длины и поперечных размеров:

2.1. Протяженные (тоннели), когда длина значительно превышает

поперечные размеры.

2.2. Камеры, когда длина соизмерима с поперечными размерами.

2.3. Комбинации тоннелей и камер.

3. По типу вскрытия:

3.1. Портальное (или рамповое).

3.2. Штольневое.

3.3. Стволовое (вертикальными или наклонными стволами).

3.4. Комбинированное (сочетание пп. 3.1; 3.2; 3.3)

Комбинированные схемы вскрытия длинных тоннелей сочетают разные варианты вскрытия (рис.4.1-4.3).

Чисто портальная или рамповая схемы вскрытия применимы в тех случаях, когда рельеф местности позволяет разместить строительные площадки и подъездные пути у обоих порталов или рамп, и когда проходка двумя встречными забоями при выбранном оборудовании, схемах и технологиях строительства тоннеля обеспечивает ввод его в эксплуатацию к данному сроку. Подход к порталу или рампе осуществляют устройством выемки переменной глубины (см. рис.4.1 и 4.2). Бока выемки укрепляют подпорными стенами, анкерами с набрызгбетоном и т.п. или оформляют в виде естественных

Рис.4.1. Схема комбинированного вскрытия горного тоннеля: а – продольный профиль; б – план трассы 1 – припортальная выемка; 2 – портал; 3 – тоннель; 4 – штольня; 5 – вертикальный ствол Рис.4.2. Схема комбинированного вскрытия подводного тоннеля 1 – рампа; 2 – береговой участок подводного тоннеля; 3 – вертикальный ствол (островной); 4 – остров (естественный или искусственный); 5 – вертикальный ствол (береговой); 6 – подводный участок тоннеля

откосов. Если обозначенные условия не обеспечиваются, то рассматривают варианты вскрытия тоннеля посредством вспомогательных подходных выработок – штолен, вертикальных и наклонных стволов (см. рис.4.1-4.3).

а         б   Рис.4.3. Схема комбинированного вскрытия равнинного тоннеля (автодорожный тоннель): а – продольный профиль; б – план трассы 1 – вентиляционный ствол; 2 – тоннель; 3 – уширение для аварийного отстоя автотранспорта; 4 – рампа; 5 – подходные выработки; 6 – околоствольный двор

Одни из них могут использоваться только для строительных целей (строительные подходы), другие и для эксплуатационных (строительно-эксплуатационные), третьи – только для эксплуатации (эксплуатационные).

Выбор схемы вскрытия камерызависит не только от рельефа местности, но и от ее высоты, особенно, если строительство камеры ведут слоями высотой по 6-10 м (рис.4.4, 4.5). При штольневой схеме вскрытия горной камеры (рис.4.4) штольни могут располагаться только на уровне подошвы верхнего строительного слоя (рис.4.4, а); на уровне подошвы камеры или по обоим рассматриваемым вариантам. В первом случае наилучшие условия обеспечиваются при проходке и креплении верхнего слоя I. Работы в слоях II и III выполняют через восстающие выработки (фурнели), располагаемые либо в пределах площади камеры, либо вне ее, и оснащаемые подъемно-транспортным оборудованием. Второй случай зеркально аналогичен первому. Третий случай наиболее благоприятен по технологии строительства, проветривания и безопасности, однако он требует повышенных затрат, которые могут быть компенсированы сокращением продолжительности и рисков строительства.

Стволовая схема вскрытия камеры (рис.4.4 и 4.5) применима для камер горного, равнинного и подводного типов. Она менее технологична по сравнению со штольневой схемой, но в одних случаях безальтернативна, а в других экономически выгодна.

	а

Рис.4.4. Схемы комбинированного вскрытия камеры при горном рельефе:

а – двухсторонними разноуровневыми штольнями; б – штольней

и вертикальным стволом

1 – припортальная выемка; 2 – портал; 3 – вскрывающая штольня; 4 – камера; 5 – строительные слои; 6 – вспомогательная подходная выработка; 7 – шахтный ствол; 8 – околоствольный двор

Рис.4.5. Комбинированная схема вскрытия подводной камеры

1 – камера; 2 – строительные слои; 3 – нижняя подходная выработка; 4 – наклонный ствол

или тоннель; 5 – рампа; 6 – рамповая выемка; 7 – шахтный ствол; 8 – околоствольный двор;

9 – верхняя подходная выработка

а             б Рис.4.6. Схема вскрытия участка линии метро глубокого заложения: а – продольный профиль; б – план трассы 1 – шахтный ствол (строительно-эксплуатационный); 2 – вентиляционный ствол (эксплуатационный); 3 – водоем; 4 – околоствольный двор; 5 – станция метро; 6 – подходные выработки; 7 – перегонные тоннели; 8 – камеры вентиляторов

В проектах строительства закрытым способом коллекторных, в том числе канализационных, тоннелей и линий метро глубокого заложения, вскрытие обычно предусматривают вертикальными шахтными стволами. Их располагают на линиях метро всегда в стороне от трассы перегонных тоннелей (рис.4.6), а на коллекторных тоннелях – как в стороне (строительные стволы), так и на оси трассы (строительно-эксплуатационные). На линиях метро пристанционные стволы имеют обычно строительно-эксплуатационное назначение, так как после завершения строительства используются для вентиляции. Вентиляционные стволы, располагаемые на серединном участке перегонных тоннелей между станциями, имеют, как правило, эксплуатационное назначение. Следует проектировать вскрытие так, чтобы в максимальной степени использовать строительные подходы в целях эксплуатации сооружения, например, для вентиляции, эвакуации людей при авариях и т.п.