Вопросы и ответы к экзамену по дисциплине «Проектирование и строительство а/д тоннелей». Раздел «Тоннели, сооружаемые горным способом».

Вопрос 1. Основные понятия и область применения тоннелей.

Тоннель - горизонтальное или наклонное искусственное подземное сооружение, предназначенное для транспорта, пропуска воды, размещения коммуникаций или производственных предприятий.

По назначению тоннели делятся на семь групп:

• железнодорожные

• автодорожные

• метрополитенов

• гидротехнические (для водоснабжения, для ГЭС, т.е. для пропуска большого V воды)

• коммунальные (коллекторы, канализация)

• горнопромышленные (обслуживающие горнодобывающую промышленность);

• специальные (подземные гаражи, ТРЦ, оборонка)

По местоположению тоннели подразделяют на:

• горные (проложенные в горных районах - через хребты, водоразделы и отдельные возвышенности);

• подводные (тоннели, сооружаемые под руслом водотока (или под другой водной преградой, например морским проливом), для пропуска транспортных средств и размещения инженерных коммуникаций);

• равнинные, или городские (например, тоннели метрополитенов).

По глубине заложения:

• - мелкого (15-20м);

• - глубокого (более 20м).

По способу сооружения:

• - закрытый (горный, щитовой);

• - открытый;

• - полузакрытый;

• - специальный (в водонасыщ. грунтах).

Глубина заложения тоннеля, его длина, расположение, форма поперечного сечения зависят от назначения тоннеля, топографических, геологических и климатических условий. Продольный профиль тоннеля может быть одно- и двускатным (с уклоном в обе стороны от середины тоннеля).

Проходка тоннелей относится к одному из самых сложных видов строительных работ. Проходку тоннеля ведут ограниченными по длине одинаковыми участками - заходками. Длина участка - глубина заходки - зависит от инженерно-геологических условий заложения тоннеля, размеров его поперечного сечения, главным из которых является ширина, способа проходки, материала обделки. При проходке тоннеля в скальных и полускальных грунтах глубина заходки, определяемая в первую очередь степенью устойчивости грунтового контура выработки, составляет 2-4 метра.

Тоннельные работы организуются по поточному методу с цикличным их выполнением. Строительный процесс сооружения тоннеля разделяется по видам работ. Принцип организации работ поточным методом заключается в том, что продвижение фронта работ каждой рабочей зоны вслед за передовым забоем ведется с постоянной скоростью. В этом случае все работы по сооружению тоннеля представляют собой единый строительный поток, обеспечивающий сооружение готового тоннеля со скоростью продвижения передового забоя. Максимально возможная скорость продвижения фронта работ в каждой рабочей зоне может быть различной и определяется технологическими возможностями.

Вторым принципом организации тоннельных работ является цикличность их выполнения. Под циклом понимают завершенный процесс выполнения определенного объема работ, повторяющихся через одинаковые промежутки времени. Продолжительность цикла должна быть такой, чтобы за смену или сутки завершалось целое число циклов. Это позволяет лучшим образом организовать работу сменных бригад рабочих и повышает их ответственность за качество работ.

Выработка- это искусственно образованная в земной коре полость, которая предназначена для размещения тоннелей и для вспомогательных строительных целей.

Горные выработки могут быть горизонтальными, наклонными и вертикальными. При строительстве горных тоннелей и метрополитенов горизонтальные или с небольшим уклоном выработки делаются для основных подземных сооружений. Горизонтальные выработки небольшой длины называют камерами. Наклонные выработки необходимы для эска-латорных тоннелей, вертикальные — для стволов шахт. Горизонтальная или наклонная горная выработка, как правило, небольшого сечения, предназначенная для производства строительных работ, называется штольней и сооружается в первую очередь. Вертикальная горная выработка, имеющая выход на поверхность земли, носит название ствола шахты 2. В большинстве случаев стволы оставляют в качестве постоянных сооружений для вентиляции тоннелей и других эксплуатационных целей.

Штольня- это небольшая горизонтальная наклонная выработка, которая служит для раскрытия основной выработки по основному сечению или для вспомогательных целей.

Тоннельная обделка- это строительная конструкция, которая возводится вокруг горной выработки при строительстве подземного сооружения. Предназначена для закрепления выработки, придания ей проектного вида, защиты от проникновения подземных вод.( Обделка предназначена для обеспечения устойчивости выработки и сохранения эксплуатационных качеств тоннеля. Виды: - временная крепь; - постоянная обделка).

Начало и конец тоннеля ограничиваются порталами. Торцовая поверхность горной выработки, где ведется разработка породы, называется забоем . Верхняя (сводчатая) часть горизонтальной или наклонной выработки носит название калотты, остальная часть — штросса . Выработка ограничивается внизу подошвой, вверху — кровлей, с боков — стенами.

Портал – служит для перехода от тоннеля к предпортальной выемки, а также обеспечивает устойчивость лобового откоса и архитектурного оформления входа в тоннель.

Габаритом приближения строений называют предельный поперечный оси тоннеля контур, внутрь которого не должны входить никакие части строений (выступы обделки тоннеля, платформы, колонны и др.).

Габарит приближения оборудования — это предельное поперечное очертание, внутрь которого не должны входить никакие части оборудования, размещенного в тоннеле.

Габарит подвижного состава — это предельное поперечное очертание, в которое должен вписываться подвижной состав. Этот габарит учитывает все отклонения вагона при движении и вынос кузова на кривых участках пути.

Вопрос 2.Конструкция тоннельных обделок подковообразного очертания. Выбор типа обделки в зависимости от инженерно-геологических условий. Проектирование внутреннего очертания. Материалы, применяемые для возведения обделок.