Файл: Стратегия развития тоннелестроения в России.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 183

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


  1. Основные операции проходческого цикла при щитовом способе сооружения тоннелей в составе тоннельных пересечений.

Щитовой способ сооружения тоннелей основан на применении в забое тоннеля специального агрегата - проходческого щита. Щит представляет собой подвижную металлическую крепь, надёжно ограждающую забойную зону от окружающего грунтового массива. Под его защитой выполняются основные операции проходческого цикла: разработка грунта, крепление забоя, транспортировка грунта и материала, возведение обделки. Форма поперечного сечения щита повторяет очертание тоннельной обделки и, как правило, круговая. Щиты целесообразно использовать при проходке тоннелей в неустойчивых грунтах, где требуется обязательное крепление призабойного пространства.

В состав комплекса с механизированными щитами входят щит с исполнительным рабочим органом и породопогрузочными устройствами, система транспортеров для выдачи грунта, подъемно-транспортное оборудование для подачи к щиту строительных материалов и изделий, укладчик тоннельной обделки, а также технологические тележки, подвижные платформы и транспортные средства. Машины и механизмы, расположенные за щитом, состоят из оборудования для возведения обделки, передвижной технологической платформы, транспортного моста для ленточного транспортёра, средств для транспортировки грунта из тоннеля, гидравлического и электрического оборудования.

Операции:

  1. разработка забоя с креплением его, чаще всего в процессе продвижения машины,

  2. выдача разработанного грунта от забоя в тоннель с передачей его на средства внутритоннельного транспорта,

  3. возведение в хвостовой части машины очередного кольца тоннельной обделки.

К забою должны быть подведены: сжатый воздух, силовые и осветительные кабели, водопровод, вентиляционные трубы.

П од защитой ножевого кольца (1) за один или несколько приемов разрабатывают забой на заходку длиной l, равной ширине кольца обделки, с одновременной уборкой разрыхленного грунта. После разработки забоя включают щитовые гидравлические цилиндры (3), расположенные по всей окружности опорного кольца (2). Отталкиваясь от готовой обделки (5), щит передвигается вперед в свободное пространство. Затем, включая обратный ход, убирают штоки гидроцилиндров в исходное положение и под защитой оболочки щита (4) возводят обделку из сборных элементов или из монолитно-прессованного бетона, одновременно разрабатывая забой на следующую заходку.


  1. Временная крепь. Виды временной крепи.

Виды:

  1. анкерная

  2. стальная арочная

  3. набрызгбетонная

  4. комбинированная

Требования:

  • работает от момента постановки до момента возведения постоянной обделки

  • быстрая установка

  • лёгкая сборка и разборка

  • лёгкое перемещение

  • комплексная

При выборе крепи учитывают размеры пролета выработки и степень трещиноватости и устойчивости пород.

При разработке выработки на полное сечение за один прием применяют стальную арочную крепь. При разработке забоя уступным способом с опережением верхней части забоя выработку закрепляют арочной крепью в два приема. При разработке породы в нижней части тоннеля под арочную крепь подводят стойки.



Анкерная крепь (длиной 0,8-2,5 метров и диаметром 20 мм) — это металлические стержни, вставленные в предварительно пробуренные в кровле и боках выработки шпуры. Стержни закрепляют в шпурах различными способами. Анкеры «прошивают» слои пород, расположенных вокруг выработки, не дают им расслаиваться и обрушаться.




Сущность способа крепления выработки набрызгбетоном заключается в том, что сразу после разработки грунта или в процессе на обнажаемую поверхность выработки наносят поддерживающий слой из быстросхватывающегося и быстротвердеющего бетона. Этот слой наносят методом набрызга (торкретированием). Это достигается путем подачи по шлангу под давлением сжатого воздуха сухой смеси песка, мелкого щебня и цемента, которая в специальном устройстве — сопле — смешивается с водой и выбрасывается на набрызгиваемую поверхность. Высокая скорость истечения смеси от сопла обеспечивает ее плотную укладку и хорошее сцепление с породой.


  1. Разработка грунта, погрузка и транспорт грунта при горном способе производства работ.

Способы разработки определяются свойствами грунта:

  • твёрдость,

  • вязкозть,

  • упругость,

  • трещиноватость

  • прочность.

  1. способ разработки вручную: применяют лопаты и кирки. Для механизации разработки грунтов применяют пневматические лопаты и отбойные молотки.

  2. механизированным (комбайновым) способом: комбайны – это самоходные машины на гусеничном ходу, имеющие для отбойки грунта стреловидный рабочий орган с резцами, армированными твёрдыми сплавами, и устройства для погрузки грунта нагребающими лопатами (лапами) на скребковый транспортёр. Они могут разрабатывать только мягкие слабые грунты.

  3. буровзрывные работы: это комплекс буровых и взрывных работ, выполняемых с целью безопасного и рационального разрушения горных пород энергией взрыва.

Последовательность: установка бурового инструмента, бурение шпуров-скважин, заряжение и взрывание шпуров, проветривание забоя, уборка взорванного грунта, установка временной крепи.

Шпуры:

  • врубовые,

  • отбойные(вспомогательные),

  • контурные

  • подошвенные.

Бурение шпуров:

  • горные свёрла

  • пневматические перфораторы

  • тяжёлые бурильные машины (на буровых подмостях, буровых рамах)

  • самоходные буровые установки

Погрузка грунта (40% проходческого цикла) осуществляется с помощью погрузочных машин, тоннельных экскаваторов.

Транспортировка осуществляется с помощью:

  • рельсовых транспортёров,

  • безрельсового транспорта (автомобильный),




  1. Классификация обделок. Материалы обделок тоннелей.

Тоннельная обделка – основная несущая конструкция тоннеля, воспринимающая воздействия со стороны горного массива (горное и гидростатическое давление, сейсмические воздействия, агрессивность среды и т.п.), а также воздействия изнутри тоннеля (нагрузка от транспортных средств, инженерных систем, аварийные воздействия и т.д.).

При строительстве тоннелей имеется две основных разновидности тоннельной обделки: сборная и монолитная (при щитовом способе).

Монолитные:

бетонные конструкции выполняются из бетонов различной прочности, которая характеризуется классом или маркой бетона.

железобетонные конструкции дополнительно усилены стержневой или дискретной (фибра) арматурой.

Сборная тоннельная обделка:

  1. из железобетонных блоков (в большинстве случаев). Точность геометрических размеров при изготовлении таких обделок ±1 мм.

  2. металлические обделки (чугунная, стальная),

  3. сталежелезобетонные – дорогостоящие и применяются при строительстве тоннелей в особо тяжелых условиях – в сильно обводненных неустойчивых грунтах.

  • чугунные

  • железобетонные:

    • тюбинговые (тюбинг – более мощный блок с ребрами жёсткости)

    • блочные (нет жёстких соединений между элементами):

      • сплошного сечения

      • ребристого

В зависимости от инженерно-геологических условий:

  1. В монолитных, невыветриваемых и неводоносных крепких скальных грунтах (f >10) обделка не требуется.

  2. Скальные (f=6-8) - обделка со сводом очерченным по радиусу и с прямым вертикальными стенками.

  3. Полускальные (f=4-6, 4-8 - двухпутный) - эллиптическая с прямыми стенами и объемистым сводом.

  4. Связные и пластичные (f =2,5-4) - эллиптическая с внутренним очертанием по пятицентровой коробой кривой.

  5. Рыхлые и сыпучие (f=0,8-2,5) - эллиптическая с внутренним очертанием по трёхцентровой коробовой кривой.




  1. Горное давление. Гипотеза полного веса столба грунта.

Горное давление – объёмная сила, которая вызывает деформации обнажений грунтов в выработках, в следствие изменения их первоначального напряжённого состояния.

Г орное давление нарастает постепенно. Характер его развития зависит от свойства грунтов.

Участок АВ соответствует деформированию грунтов без разрыва сплошности.

ВС – процессу трещинооброзования

СD - если трещинооброзование приостановлено, горное давление становится постоянным.

Различают неустановившееся и первичное горное давление, развивающееся за промежуток времени t1.

Первые методы расчёта горного давления основывались на гипотезе, согласно которой горное давление вызвано весом определённого объёма пород, приуроченного к данному несущему элементу.

Наибольшую известность получила гипотеза русского учёного М. М. Протодьяконова (1907), в которой указанный объём представляет собой параболический свод. Этот свод – новое состояние устойчивости.

Его высота (b) связана с полупролётом выработки (а) соотношением: b=а/f, где f — тангенс угла внутреннего трения для сыпучих пород или коэффициент крепости для связных. Расчёты по этой формуле для глубин до 200-300 м (при отсутствии тектонических напряжений) дают практически приемлемые результаты.



,

Н- глубина заложения тоннеля

.


  1. Гипотеза М.М.Протодьяконова. Коэффициент крепости грунтов.

М.М. Протодьяконовым предложена теория для широкого диапазона грунтов — от слабых до крепких скальных. В качестве объединяющей их характеристики в этой теории принят коэффициент f крепости, являющийся кажущимся коэффициентом трения, т.е. тангенсом угла φ внутреннего трения

Смотрите также файлы