- •Конспект лекций по дисциплине «проектирование и строительство подземных сооружений» для специальности «Шахтное и подземное строительство»
- •Лекция №1. Состояние и перспективы освоения подземного пространства.
- •Лекция № 2-3. Классификация и конструкции подземных сооружений.
- •2.1. Классификация.
- •2.2. Конструкции подземных сооружений.
- •2.2. Промышленно-технологические сооружения
- •2.3. Сооружения гражданской обороны
- •2.7. Заглубленные жилые дома
- •1. Механические свойства горных пород.
- •Лекция 4. Горный массив, свойства, геомеханические процессы.
- •2. Геомеханические процессы.
- •Лекция 5. Общие принципы проектирования подземных сооружений.
- •1. Классификация расчетных схем.
- •2. Примеры выбора расчетных схем.
- •3. Общие требования к проектированию.
- •Лекция № 6. Проектирование опускных колодцев. (Определение нагрузок на конструкции опускного колодца).
- •1. Исходные данные для проектирования.
- •2. Нагрузки и воздействия.
- •3. Расчет колодца.
- •4. Примеры расчета.
- •Лекция №8. Определение нагрузок на сооружения, возводимые горными способами.
- •Нагрузка в условиях совместного деформирования крепи и массива.
- •Лекция № 9. Котлованный и траншейный способы строительства подземных сооружений.
- •1. Обеспечение устойчивости стен котлована.
- •2. Земляные работы в котловане.
- •3. Дренаж и водоотлив.
- •Лекция №10. Технологические схемы строительства подземных сооружений методом «стена в грунте».
- •Лекция №11. Технология строительства подземных сооружений методом «опускного колодца».
- •Лекции №13, 14. Закрытые способы строительства подземных сооружений.
- •Щитовой способ.
2. Земляные работы в котловане.
Разработку неглубоких котлованов без шпунтового ограждения можно вести с поверхности экскаваторами типа обратная лопата, драглайнами. При отрывке более глубоких котлованов земляные работы ведутся на дне котлована. При этом могут использоваться экскаваторы типа прямая лопата с погрузкой грунта в автотранспорт. Возможно использование дорожной техники: бульдозеров, скреперов.
При работе обратной лопаты или драглайна угол откоса должен обеспечивать устойчивость борта с учетом веса оборудования, а расстояние от бровки до ближайшей опоры экскаватора должно быть не меньше 1,5 м. При работе прямой лопаты в котловане высота уступа не должна превышать высоту черпания экскаватора. Если проектная глубина котлована превышает высоту черпания применяемого экскаватора, разработка котлована производится последовательно в два или более слоев.
При откопке котлована в скальных или полускальных породах производится их предварительное рыхление с помощью взрывных работ.
Заряды взрывчатого вещества размещаются в скважинах диаметром d=80–120 мм. При откопке больших котлованов могут использоваться скважины диаметром до 200 мм и более. Скважины располагаются в плане по квадратной сетке с шагом а (а = 20–30 d в зависимости от крепости пород).
Скважины бурятся ниже дна котлована на величину ~ ⅓а; заглубленная ниже дна котлована часть скважин называется перебуром. Скважина заполняется взрывчатым веществом за исключением верхней части длиной ~0,8a, которая заполняется инертной забойкой (песком, буровой мелочью). Таким образом, емкость скважины по взрывчатому веществу составляет
где lскв – длина скважины, м; lз – длина забойки, м; d – диаметр скважины, м; – плотность ВВ, кг/м3, обычно = 900 -1200 кг/м3.
Шаг сетки скважины определяется по формуле
где q – удельный расход ВВ, кг/м3; h – высота разрабатываемого слоя, м.
Удельный расход ВВ на взрывание 1 м3 породы определяется крепостью пород и типом применяемого ВВ. Ориентировочные значения q таковы:
Коэффициент крепости пород по Протодьяконову |
6–8 |
10–12 |
16–20 |
Удельный расход ВВ, кг/м3 |
0,3–0,4 |
0,5–0,6 |
0,8–1 |
Эффективным способом разработки песков, супесей, легких суглинков является гидромеханизация. Грунт размывается струей гидромонитора под давлением 1,5-2 МПа, а жидкая пульпа откачивается специальным насосом. Метод особенно удобен в условиях сильной обводненности грунтов, так как одновременно решается проблема водоотлива.
Разработку грунтов в котлованах со шпунтовым ограждением можно вести с поверхности грейферами, в том числе и в заполненном водой котловане. Недостатком грейферной разработки является малая производительность. В незатопленных котлованах возможно применение бульдозеров, фронтальных погрузчиков, экскаваторов с подъемом грунта из котлована в бадьях.
Если грунт, извлеченный из котлована, укладывается на поверхности вблизи бортов, то вес грунта должен учитываться при расчете устойчивости бортов и давления ограждения.
