Полупоперечная вентиляция

Представляет собой комбинированное решение. Свежий воз­дух подается по вентиляционному кана­лу, параллельному оси тоннеля, а за­грязненный воздух удаляется по тон­нелю, служащему воздуховодом.

«-»: - большая скорость воздуха в тоннеле; - неравномер­ность концентрации окиси углерода.

Скорость движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6м\с. Скорость движения воздуха по каналу не должна превышать 20м\с.

10. Ниши и камеры. Путь в тоннелях.

Ниши и камеры.

Для укрытия людей, находящихся в тоннеле при прохождении поезда в обделке устраивают углубления – ниши. Углубления большего размера, называемые камерами, предназначены для хранения рабочего инвентаря и оборудования.

ж\д:

Для обеспечения безопасности при ремонтных работах в ж\д тоннелях устраиваются ниши шириной 2м, глубиной 1м и высотой 2м. Ниши располагают через 60 м с каждой стороны в шахматном порядке.

Для размещения ремонтного оборудования через 300м по каждой стороне устраивают камеры шириной 4м, глубиной 2,5м и высотой 2,8м.

а\д:

В тоннелях длиной 300м и более для ремонтного оборудования д\б устроены камеры шириной 2м, глубиной 2м, и высотой 2,5м. Камеры располагаются в обеих стенах тоннеля через 300м в шахматном порядке.

Путь в тоннелях.

ж\д:

Путь устраивается на щебеночном балласте и жб шпалах. Рельсы Р50-Р75. При длинне тоннеля более 300м возможно применение без стыкового пути.

а\д:

1-керамическая перфорированная трубка диаметром 500мм; 2-каменная наброска; 3-чугунная труба диаметром 150мм; 4- чугунный трап; 5-коммуникации; 9-цементобетон слоем 15мм.

Полотну придается поперечный уклон 2%.

11. Порталы. Назначение и конструкция.

Переход от тоннеля к предпортальной выемке осуществляется при помощи портала для обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов выемки, от­вода воды с лобового откоса и архитектурного оформления входа в тоннель. Порталы тоннелей устраивают в зависимости от состояния грунтов на склонах горного массива и подходов к тоннелю врезными (а) или наклонными (б) с торцовой подпорной стеной 1 либо выносными с искусствен­ной засыпкой 2 для уположения лобо­вого откоса в случае неустойчивых скло­нов.

Кроме торцовой стены, в состав пор­тала входят водоотводная канава и первое кольцо обделки. Для устройства портала выполняют срезку и укрепление лобового откоса.

Торцовая стена связывается с первым кольцом обделки с помощью арматуры или отрезков прокатных профилей. Подошвы торцовой и боковых пор­тальных стен заглубляют относительно низа кюветов в соответствии с глубиной промерзания в их основании.

Наибольшей опасности повреждения от сейсмических воздействий подвер­гаются входные участки тоннеля, вы­полняемые поэтому из железобетона. Откосы и дно канав защищают от раз­рыва и просачивания воды мощением или бетонным покрытием. Дно канавы располагают не ниже чем на расстоянии 1,5 м от верха тоннельной обделки для обеспечения слоя породы, достаточного для амортизации возможных ударов кам­ней, скатывающихся с лобового откоса. Ввиду возможности падения камней с лобового откоса и для предотвращения попадания их на пути или проезжую часть дороги расстояние от низа лобо­вого откоса до портальной стены прини­мают не менее 1,5 м, а парапет стены — не менее чем на 1 м выше верха канавы.

Слева для грунтов с f=1-1,5. Справа для грунтов с f=>2.

12. Понятие о горном давление и теории его определения.

Процесс изменения напряженно деформируемого состояния массива, вызванный проходкой выработки назыв. проявлением горного давления. Возникающее в результате этого напряжение назыв. горным давлением.

До проведения выработки горный массив находится в состоянии устойчивого равновесия, и оно определяется напряженным состоянием грунтов, а также тектоническими и температурными факторами.

Начальное напряженное состояние массива:

- коэф. бокового горного давления.

- коэф. Пуассона.

Грунты, слагающие горный массив, рассматривают как линейно деформируемые, использую для определения их напряженного состояния методы теории упругости.

Если контур выработки не поддержан временной крепью, происходит выпадание глыб разрушенного грунта с увеличением отношения высоты выработки к пролету до тех пор, пока сечение не примет форму устойчивого равновесия. Такой формой является сводчатое очертание.

1-выработка; 2-вывал.

В случае закрепления выработки на временную крепь или обделку тоннеля будет действовать только вес разрыхленного грунта (вывала), отделившегося от образовавшегося над выработкой свода естественного равновесия, называемого также сводом давления. Т.о. давление грунтов на подземную конструкцию – горное давление – не зависит от глубины заложения выработки. Однако, в случае расположения выработки на небольшой глубине обрушение нарушенных проходкой грунтов может распространиться до поверхности и вызвать осадки грунта на поверхности. При этом давление на подземную конструкцию определяется полным весом столба вышерасположенного грунта.

Существуют следующие гипотезы:

- гипотеза сводообразования;

- по отвесу отдельного вывала;

- от полного веса столба грунта над выработкой.

13. Теоретическое определение величины горного давления. Гипотеза проф. М. М. Протодьяконова.

Процесс изменения напряженно деформируемого состояния массива, вызванный проходкой выработки назыв. проявлением горного давления. Возникающее в результате этого напряжение назыв. горным давлением.

В качестве объединяющей характеристики в его теории выбран коэффициент крепости f.

- кажущийся угол внутреннего трения.

Принятие в качестве универсальной характеристики коэффициента крепости грунта равносильно отождествлению всех грунтов с сыпучими телами, имеющими кажущийся угол внутреннего трения: . В сыпучих телах в стенах выработки образуются плоскости сползания, наклоненные под углом к вертикали. Вследствие этого расширяется зона нарушения окружающих выработку грунтов. На уровне верха обделки пролёт этой зоны: .

h1 – высота выработки; B – пролёт выработки. Над выработкой и призмами сползания грунта образуется вывал, верхняя граница которого носит название свода давления. Выше свода давления находится несущий свод, прочность которого должна быть достаточной, чтобы выдержать давление вышележащих более слабых грунтов. Высоту свода давления h, образующегося над выработкой и очерченного по квадратичной параболе, определяют по формуле: .

1-свод давления; 2-вывал.

-горизонтальное давление (боковое).

- вертикальное давление.

Условия применения теории:

- наличие над выработкой достаточно мощного несущего свода, способного выдержать нагрузку от веса вышерасположенных слабых грунтов ( ).

«+»: - универсальность.

«-»: - не учитывает напластование, считается, что грунт однороден;

-не учитывает деформацию обделки и технологию ее возведения.

14. Особенности работы тоннельных обделок. Упругий отпор грунта. Нагрузки.

Конструкции подземных сооружений рассчитывают на наиболее невыгодные (основные и особые) сочетания нагрузок. Основные сочетания: собственный вес, горное и гидростатическое давление, временные нагрузки, а также воздействия возникающие в процессе сооружения тоннеля (от домкратов, установок и тд). Особые сочетания: постоянные нагрузки, наиболее вероятная временная нагрузка и одной из особых (сейсмической и тд) нагрузок.

Нормативные строительные нагрузки принимают в соответствии с конкретными характеристиками, используемого при строительства тоннеля оборудования. Расчетные нагрузки получают умножением нормативных на коэффициент надежности, принимаемого по СНиПу с учётом характера влияния данной нагрузки на работу конструкции.

Тоннельные обделки, сооружаемые горным способом, являются конструкциями распорного типа, работающими в упругой среде. Под действием внешних нагрузок обделка деформируется, изменяя свое положение относительно контура выработки. На той части контура, где перемещение обделки происходит в сторону выработки, обделка деформируется свободно, не взаимодействуя с грунтом. Она называется без отпорной и на ней возникают значительные изгибающие моменты. На остальной части контура – смещение происходит в сторону грунта, вызывая с его стороны сопротивление – упругий отпор, ограничивающий деформации конструкции и возникающие в ней моменты.

-упругий отпор грунта.

k – коэф. упругого отпора грунта.

u – величина дефф.

k0 – коэф. удельного упругого отпора грунта (отпор за стенами выработки единичного радиуса).

Условия применения:

- грунты д\б достаточно устойчивыми и упругими.

- обделка д\б деформируемой.

- прилегание обделки к грунту д\б плотным и непрерывным.

15. Расчет обделки как стержневой конструкции в упругой среде. Метод Метрогипротранса.

В расчете обделок способом М. используется метод сил. Степень статической неопр-и расчетной схемы определяется числом узлов, к которым примыкают упругие опоры, с добавлением верхнего узла.

При построение расчетной схемы приняты следующие допущения:

- плавное очертание нейтральной оси обделки заменяется вписанным стержневым многоугольником.

- окружающие грунты заменяются отдельными упругими опорами.

- распределенные нагрузки заменяются сосредоточенными в узлах многоугольника усилиями.

- в пятах разомкнутой обделки вводится запрет перемещений узлов по горизонтали, моделирующей силы трения в пяте.

- к расчету принимают половину обделки разбитую на 13-16 участков.

ОС получается введением шарниров в указанных узлах с одновременным приложением неизвестных усилий – парных изгибающих моментов. В связи с симметричностью системы решается уравнение только для одной половины. Система канонических уравнений имеет вид:

Ri – реакция упругого отпора.

- длина элемента обделки.

Dm – жесткость упругой опоры.

Km – коэф. упругого отпора грунта.

b – расчетная длина участка обделки (b=1м).

Усилия в ОС определяют, начиная с ее верхней части, представляющий трехшарнирный свод. Усилия в шарнирной цепи, примыкающей к трехшарнирному своду, находят последовательным вырезанием узлов, начиная с верхнего.

Т.о. усилия определяют из следующих выражений:

Mmp – изгиб. момент в m-ом стержне ОС в грузовом состояние.

Mmn – изгиб. момент в m-ом стержне в единичном состояние n.

Расчетная схема М. пригодна и для расчета методом перемещений.

16. Проверка прочности сечений обделки из монолитного бетона.

После определения внутренних усилий (изгибающих моментов и нормальных сил) необходимо проверить прочность бетонных сечений. Для этого вычисляем величину предельной нормальной силы N_П, которую может воспринять данное сечение, и сравниваем её с величиной нормативной силы N, полученной при статическом расчете для этого же сечения. При этом должно соблюдаться условие N_П > N. Поперечное сечение тоннельных обделок подковообразного очертания обычно подвергают внецентренному сжатию. Если по условиям эксплуатации обделки не допускается образование в ней трещин (например, сооружение тоннелей в обводненных грунтах), то расчет производится с учетом сопротивления бетона растянутой зоны. Тогда формула имеет вид:

k – коэф. учитывающий вид бетона.

m – коэф условия работ

Rb – расчетное сопротивление бетона растяжению.

В общем случае внецентренно сжатые сечения бетонных обделок можно рассматривать без учета сопротивления бетона растянутой зоны. - коэф учитывающий гибкость обделки.

Эти формулы справедливы если экцентриситет , где h – высота сечения.

При несоблюдении этих условий работа сечения обделки приближается к работе изгибаемых элементов и проверка прочности элемента должна производиться из условия:

Если по результатам проверки выяснится, что прочность сечения не обеспечивается, то необходимо изменить конструкцию (изменение очертания обделки, увеличение высоты сечения, армирование конструкции, повышение класса бетона).

17. Разработка грунта в забое. Особенности разработки грунта буровзрывным способом.

Процесс сооружения тоннеля состоит из 2ух операций: - проходка выработки; - возведение обделки. В зависимости от крепости и состояния грунтов проходу выполняют с временным креплением или без него. В зависимости от св-в грунтов и размеров сечения выработки ее раскрывают за один прием или по частям. В 1ом случае площадь забоя – 1,а затем в ней возводят обделку 2.

Во 2ом случае проходят опережающую штольню 3, затем из нее путем наклонных ходов разрабатывают калотту 4. Затем разрабатывают грунт в средней штроссе 6 и в последнюю очередь в боковых штроссах 7 и 9. Тоннельную обделку сооружают по частям в ходе раскрытия выработки.

У

Для увеличения скорости проходки стремятся увеличить число открытых забоев. Для этого можно применять опережающую штольню, стволы шахт, штольни-окна (пройденные в поперечном от оси тоннеля направление).

Проходка грунта с целью создания выработки:

- ручной труд (лопаты, кирки);

- ручной мех. труд (пневмолопата,пневмомолоток);

- механизированный комбайновый способ (самоходные машины на гусеничном ходу со стреловидным рабочим органом с резцами, а также устройство для погрузки грунта);

- БВР.

Разрабатываемость – способность грунта сопротивляться разрушающему действию механизмов и энергии взрыва.

БВР.

Наиболее распространен для разработки скальных и полускальных грунтов.

БВР – комплекс буровых и взрывных работ проводимых с целью рационального и безопасного разрушения грунтов энергией взрыва.

Цикл БВР представляет собой ряд последовательных операций, производимых для разрушения забоя на некоторую глубину, называемую глубиной заходки. В состав цикла входят основные работы (установка бурового инструмента, бурение, заряжание и взрывание шпуров, проветривание, уборка взорванного контура, установка временной крепи) и вспомогательные (наращивание путей, кабелей, трубопроводов, разбивка осей).

Отношение длины использованной части шпура (W) к его полной длине назыв. коэф. использования шпура.

Взрываемый грунт зажат окружающим горным массивом, поэтому целесообразно образовывать доп. поверхности обнажения, освобождающие грунт от зажима. Для это в первую очередь взрывают более глубокие врубовые шпуры 1, создающие врубовую воронку 2. Затем взрывают отбойный шпуры 3, а после них контурные и подошвенные шпуры 4

.

Цели БВР: - равномерное дробление грунты; - получение кусков заданной крупности; - проходка необходимой глубины заходки; - соблюдение заданных параметров отвала грунта.

Вруб: в центре бурится отверстие (не заряженное) большего диаметра чем под шпуры, вокруг него на расстояние 25см во все стороны бурятся отверстия под врубовые шпуры. Таких групп можно сделать несколько, зависит от грунта и площади забоя.

Взрывчатые вещества (ВВ).

ВВ (по уменьшению мощности): аммонит №1, аммонит №6 и №6жв, аммонит №6 прессованный, аммонит ПЖВ-20.

Число шпуров определяется следующим образом: находят массу ВВ, необходимую для разрушения грунта в объеме, соответствующую глубине заходки, а затем число шпуров, нужное для размещения получающегося общего заряда.

Средства взрывания.

Наиболее распространено электрическое взрывание с применением электродетонаторв (ЭД). Кроме мгновенно взрывающихся ЭД, существуют ЭД замедленного действия ЭД-3Д с замедлением 0,5;0,75;1;1,5;2;4;6;8;10c. При короткозамедленном взрывании применяют ЭД-К3 с замедлением 25;50;75;100;150;250мс.

Схема шпура:

1 – патроны ВВ; 2 – патрон-боевик; 3 – забойка (смесь крупного песка и глины); 4 – ЭД.

Работы могут производиться: - с буровых рам или подмостей; - самоходные буровые установки, а заряжают со спец. машин со стрелой и люлькой.

Условиями контурного (гладкого) взрывания явл:

- расположение контурных шпуров в непосредственной близости к проектной поверхности выработки; - бурение контурных шпуров коронками, диаметр которых существенно превышает диаметр патронов ВВ.

Шаг контурных шпуров 0,3-0,6м.

Всегда составляется паспорт БВР:

- схема расположения шпуров выработке в 3ех проекциях с указанием очередности взрывания.

- таблица характеристик шпуров.

- основные показатели БВР.

18. Временное крепление. Анкерная и арочная крепь.

Временная крепь необходима для ограничения остаточных деформаций контура выработки и способствует сохранению несущей способности окружающих грунтов до возведения постоянной обделки.

Виды крепи: - набрызгбетон; - анкерная крепь; - арочная крепь.

Анкер 1 закладывается в предварительно пробуренное в грунте отверстие – шпур и закрепляют вблизи дна шпура или по всей его длине. Анкеры заделанные в горный массив, скрепляют его части, разделенные слоями и трещинами, повышая устойчивость обнаженных грунтов. В слабых грунтах анкеры поддерживают металлические дуги (стальные арки обычно из прокатных профилей), за которые закладываются доски затяжки кровли (не допускающие выпадания кусков грунта из кровли). В грунтах средней крепости и крепких к анкерам подвешивают стальную сетку. Наибольшее распространение получили стальные и жб анкеры. С тальные анкеры клинощелевого типа отличает простота изготовления. Однако, в связи с небольшой поверхностью контакта головки анкера и грунта несущая способность не велика.

Значительно большей несущей способностью обладают стальные анкеры распорного типа, у которых в головной части помещена специальная гильза, распираемая гайкой, навинчивающейся на стержень анкера при его вращение.

Из-за коррозии стальные анкеры не долговечны.

Жб анкеры долговечны, имеют большую несущую способность, но включаются в работу после твердения раствора. Набивной анкер, образуется при вдвигании стального стержня в шпур, наполненный раствором. В кровле выработки это сделать очень трудно, поэтому применяется в основном в стенах и подошве выработки.

Перфорированные жб анкеры, в них раствор укладывается в полый цилиндр из жести с отверстиями. Перфорированный цилиндр с раствором вставляют в шпур, а затем внутрь цилиндра вдвигают стальной стержень, выдавливающий через отверстия раствор, заполняющий пространство м\у стенками шпура и цилиндра.

Сталеполимерный анкер: на конце стержня анкера закрепляют ампулу. В которой отдельно помещены эпоксидная смола и отвердитель. Ампула раздаливается о дно шпура и ее состав перемешивается вращением стержня.

19. Основные способы проходки тоннелей в скальных грунтах.

способ сплошного забоя.

Применим в устойчивых скальных грунтах для 1ж\д при f=>4; 2ж\д и а\д при f=>6. При h<=10м, L=>300м.

«+»: - высокая скорость проходки; - применение высокопроизводительных механизмов.

«-»: - повышенный расход ВВ; - отсутствие опережающей выработки.

Используемые механизмы: для бурения буровая рама (СБУ,УБШ), для уборки грунта машина типа ПНБ. Бетонирование обделки производится в опалубке на расстояние 100-150м.

уступный способ.

Применим в скальных трещиноватых и сильнотрещиноватых грунтах для 1ж\д при 2<=f<=4; 2ж\д и а\д при2<= f<=6. Существует 2 способа. По 1му одновременно с проходкой калотты на определенном расстояние от ее забоя производят разработку уступа на ширину пролета выработки и затем по всему периметру выработки за один прием бетонируют. Длина уступа назначается 50-100м. По 2ому варианту бетонирование обделки производится в 2 этапа. Применяется в том случае, если находится длительное нахождение выработки на временной крепи не безопасно. По этому варианту свод обделки бетонируется вслед за проходкой калотты на некотором расстояние от забоя. Разработка уступа производится за один прием на всю ширину пролета (при f=>4). В противном случае разработка ведется по частям: разрабатывается средняя штросса с сохранением породных целиков под пятами свода, а затем участками по 4-6м разрабатываются боковые штроссы и сооружаются стены.

Для обеспечения устойчивости свода обделки целесообразно пяты его несколько уширить.

Высоту колоты назначают минимум 4м из условий прохода техники по габариту.

«+»: - одинаковое оборудование в калотте и нижнем уступе; - одновременное ведение работ и там и там.

Используемые механизмы в калотте: для бурения СБУ, для уборки ПНБ, для транспортировки к уступу ВС-15.В нижнем уступе такие же механизмы.

Также существует вариант (он справедлив для предыдущих), когда нижний уступ разрабатывается не горизонтальными шпурами, а наклонными скважинными зарядами. Однако этот способ имеет следующие «-»: - разное буровое оборудование; - не гладкая выработка в месте применения скважинных зарядов.

Общие «+» всех вариантов:

- безопасность производства работ; - повышенная производительность труда; - экономия ВВ.

Общие «-» всех вариантов: - двойная работа по вывозу грунта.

способ центральной штольни.

Применим в крепких скальных грунтах, где не требуется временная крепь.

Первоначально проходится центральная штольня (3м на 3м), а затем из неё разрабатывается все сечение. Разработка ведется путем пробуривания радиальных шпуров из центральной штольни. После взрыва разрабатывается все сечение. Затем на все сечение бетонируется постоянная обделка.

«+»: - применимо высокопроизводительное оборудование.

«-»: - неровный контур выработки; - затраты на опережающую штольню.

20. Основные принципы организации работ по сооружению тоннелей. Циклограмма и график производства работ (пример).

Организация работ в забое должна строиться на основе комплексной механизации и цикличности выполнения строительных процессов. Комплексная механизация обеспечивается путем использования оборудования, связанного в единую технологическую цепочку, с учетом производительности, габаритов, вида потребляемой энергии. При составление циклограммы следует стремиться к такой организации работ, чтобы продолжительность цикла была кратна продолжительности рабочей смены, что обеспечивает ритмичность в работе и позволяет вести определенныую специализацию звеньев проходческой бригады.

Так как основными операциями проходческого цикла являются бурение шпуров в забое и погрузка взорванной породы, продолжительность цикла определяется по формуле:

Т_б, Т_п, Т_всп - продолжительность операций бурения, погрузки и вспомогательных операций.

На базе полученных данных построена циклограмма – графическое изображение последовательности работ.

График работ составляется на основе циклограммы. Он позволяет отразить последовательность и сроки выполнения работ в целом по объекту, связь м\у работами и общий срок строительства. В соответствие с ним устанавливают потребность в строит конструк, материалах, рабочик кадрах и тд. Одним из видов такого графика является график в наклонных линиях. По оси абсцисс откладываю длину тоннеля, а по оси ординат – время. Выполнение каждого рабочего процесса изображают на графике наклонной линией, котангенс угла наклона которой с осью абсцисс равен установленной по циклограмме скорости выполнения этого процесса. Работы, постоянно выполняющиеся в одном месте, показываются на графике прямоугольниками.

Пример для 1 ж\д(сплошной забой): в предпортальной выемки 1 оборудуют строит площадку, что показано в виде прямоугольника 3. Затем с некоторым с некоторым совмещением во времени осуществляют врезку тоннеля и сооружение портала 2. Эта работа – прямоугольник 4. Наклонные линии 5,6,7 – соответственно проходка тоннеля, бетонирование обделки, нагнетание раствора за нее. Доработку грунта в лотке и бетонирование обделки лотка ведут от середины тоннеля к порталу – линия 8. Работы по сооружению тоннеля завершает линия 9 – устройство верхнего строения пути. 10 – график потребности в рабочей силе (число рабочих отложено влево по оси абсцисс для каждого момента времени). Правильному планированию соответствует плавное увеличение числа рабочих постепенно с развертыванием строительства. Промежуточных колебаний быть не должно.

21. Элементы тоннельной выработки. Крепление штолен.

Элементы: калотта, центральная штросса, боковые штроссы.

Характер временной крепи штолен определяется устойчивостью грунтов в которых ведут проходку. В крепких скальных грунтах закрепляют только кровлю выработки. Верхняки из бревен диаметром 20-30см укладываются на уступы, образованные взрыванием в верхней части стен выработки и плотно заклиниваются в грунт.

В средних и слабых скальных грунтах штольневая крепь представляет собой так назыв неполный дверной косяк, состоящий из верхняка 4 диаметром 20-30см и двух стоек 1 диаметром 18-25см. Стойки опираются на деревянные прокладки.

Раму тщательно расклинивают по контуру. Соединяют верхняк со стойками взаимной врубкой «в лапу» («в шор») и укрепляют скобами 7. Продольная жесткость крепи обеспечивается постановкой в углах рамы распорок (рошпанов) 2 диаметром 12-15см. Кровля штольни поддерживается досками (марчеван) 6 толщиной 5-7см, концы которых подхватываются поперечинами (филатами) 5 из досок толщиной 7см и плотно прижимаются к грунту забивкой клиньев 3.

В мягких грунтах требуется большая площадь опирания стоек. Поэтому конструкцию крепи дополняют лежнем диаметром 20-30см. Получается замкнутая рама – полный дверной оклад.

Шаг рам принимают 1-1,5м. Стены выработки затягивают досками 1 в разбежку.

«-»: - дороговизна; - невозможность повторного использования; - трудоемкость; - необходимость в высококвалифик. плотниках.

В слабых грунтах применяют забивную крепь. Смысл: марчеваны, заложенные поверх филаты, забивают в массив и под защитой марчеван по мере их продвижения разрабатывают грунт. При полном заглубление марчеван одного посада под их передние концы подводят верхняк новой штольневой рамы. Цикл повторяется.

22. Новоавстрийский способ сооружения тоннелей.

Сущность: максимально использовать несущую способность грунтового массива и вовлечение его в совместную работу с обделкой.

По другому назыв способом ядра с податливой оболочкой. Применяется в скальных и полускальных грунтах. Заключается в следующем: разработка грунта производится по частям по контуру свода и стен I,V, оставляя нетронутым ядро III,VII для поддержания забоя. По мере выемки грунта устанавливаются анкера. По сетке натянутой поверх анкеров наносится набрызгбетон толщиной 15-20см. Незамкнутая оболочка II, VI представляет собой податлиую крепь выработки, способную деформироваться без разрушения, приспосабливаясь к изменению напряженного состояния. Оболочка, поддерживающая контур выработки, деформируется вместе с ним, предупреждая разрыхление окружающего грунта. Данные деф регулярно замеряются. После выемки ядра VII-VIII немедленно бетонируют обратный свод 4 замыкая оболочку, что сокращает ее деф до минимума. Когда измерения деф подтвердят наступление равновесия в горном массиве, возводят несущую обделку 2 из монолитного бетона.

Главное условие: - скругленное очертание выработки; - минимальное число элементов выработки.

23. Способ опёртого свода. Его разновидности и условия применения.

Применяют в полускальных и мягких грунтах. Закрепляют выработку обычно с помощью деревянной временной крепи.

Большое распространение имеет веерная крепь, основу которой составляют продольные элементы (лонгарины), по длине равные длине раскрываемого кольца. Перед раскрытием калотты необходимо усилить крепь верхней штольни и одновременно обеспечить опоры для досок, затягивающих кровлю калотты, посредством постановки подхвата.

1 – продольные прогоны; 2 – стойки; 3 – распорки; 4 – подхват; 5 – продольные распорки; 6 – поперечные распорки; 7 – клинья; 8 – стойки штольневой рамы.

Идея способа заключается в предотвращение осадок кровли выработки и развития гонного давления путем быстрого возведения в калотте постоянной обделки. Разработку боковых штросс производят в шахматном порядке или с 2ух сторон одновременно, зависит от условий. Этот способ применим при площади калотты менее 15м.

Если площадь больше, то целесообразно прибегнуть ко 2ому способу с транспортной штольней, позволяющей развернуть высокий фронт работ, путем открытия доп забоев.

«+»: - возможность быстрого возведения свода обделки; - возможность использования металлической крепи.

«-»: - расчлененность обделки в поперечном направление; - сложность подводки стен под готовый свод обделки; - снижение скорости.

24. Способ опорного ядра. Условия его применения.

Применим для выработок большого сечения в слабых грунтах с f=0,5-2. Сущность способа сводится к разработке грунта по контуру выработки с опиранием временной крепи на на несущей грунт (ядро) в средней части сечения и возведение обделки по частям, начиная со стен. В месте насмеченного расположения стен обделки проходят штольни I на всю длину сооружаемого участка тоннеля, в которых бетонируются нижние части стен II. Сооружение стен требует обычно не менее двух ярусов штолен. Штольни III верхнего яруса проходят после набора бетоном стены нижнего яруса некоторой прочности. Затем бетонируют верхнюю часть стены IV. Затем осуществляется проходка верхней штольни V, на базе которой раскрывают калотту VI. Бетонирование свода VII осуществляется с опиранием его на готовые стены. Ядро VIII вынимают механизированным способом. Обратный свод X устраивают после разработки лота IX. Для предотвращения сдвига стен обделки внутрь выработки м\у стенами устанавливают распорки из бревен.

«+»: - безопасноcть проходки; - возможность использования нижних штолен для осушения массива.

«-»: - расчлененность обделки в поперечном сечение; - сложность ведения работ по бетонированию стен в нижних штольнях; - небольшие скорости проходки.

25. Возведение тоннельных обделок. Механизация тоннельных работ. Нагнетание раствора за обделку.

3 варианта возведения обделки:

- последовательная организация работ. Применима при сооружение коротких тоннелей длиной до 500м. Суть: сначала разрабатывают целиком, затем все за раз бетонируют.

«+»: - удобство размещения транспортных потоков и оборудования; - сокращение трудозатрат.

«-»: - увеличение сроков строительства.

- параллельная организация работ. Применима при сооружение коротких тоннелей длиной более 500м. Суть: разработка и бетонирование ведется одновременно на расстояние 100-150м.

«+»: - сокращение сроков строительства.

«-»: - сложности размещения транспортных потоков; - ограничения по габариту для применяемой техники.

- схема замкнутого цикла (кольцевая). Применяется при любой длине как вынужденная мера в слабых грунтах.

Механизация при ведение бетонных работ заключается в применение инвентарной передвижной опалубки, средств укладки бетонной смеси, средств для транспортировки бетонной смеси, а также средст для нагнетания раствора за обделку.

Механизированные способы укладки бетонной смеси требуют применения инвентарной передвижной опалубки. Виды опалубки:

- жесткая передвижная, смонтированная каждая на отдельной тележке, допускает небольшие радиальные перемещения.

- передвижная телескопическая, смонтировано все на одной тележке. Допускает значительные перемещения.

- сборно\разборная опалубка.

Перемещение бетонной смеси к месту укладки выполняется бетононасосами или пневматическими бетононагнетателями по стальным трубопроводам.

Нагнетание раствора за обделку:

- первичное (с целью заполнения полостей за обделкой и включения ее в совместную работу с грунтом).

- контрольное (ликвидация трещин при усадке бетона).

26. Понятие о щитовом способе сооружения тоннелей. Основные конструктивные элементы проходческих щитов.