- •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
- •Лекция 4. Горный массив, свойства, геомеханические процессы.
- •1. Механические свойства горных пород.
- •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.
2.2. Промышленно-технологические сооружения
Расположение под землей части технологического оборудования рационально в процессах металлургического цикла в дробилъно-сортировочных цехах обогатительных фабрик в некоторых объектах тепловых и атомных электростанций; главным образом в подземном исполнении проектируются атомные котельные. В комплексы современных очистных сооружений водопроводных и канализационных сетей больших городов и промышленных узлов обычно входят крупные подземные емкости и помещения с технологическим оборудованием.
В ходе подготовки к войне и во время второй мировой войны фашистская Германия разместила производство секретных видов вооружения на подземных заводах. К концу войны их было 143 с общей площадью помещений 1,3 км2, строилось еще 5 км2 подземных производственных помещений. Типовая схема подземного завода изображена на рис. 2.6. Штольни 1 связывают с поверхностью камеры, 2. Сечение камер 1212 м, без крепления. Подобные заводы строились в устойчивых породах – доломитах, песчанике.
Начатое во время войны строительство подземных заводов в Швеции продолжается в возрастающем темпе и сейчас.
Хотя стоимость строительства подземных помещений (по шведским данным) примерно, на 10 % превышает стоимость поверхностного, однако сокращение затрат на планировку территории, окраску крыши и наружных стен, отопление; простота поддержания частоты атмосферы, необходимой для прецизионного производства; повышение производительности труда благодаря отсутствию внешних раздражителей – все это делает выгодным подземное производство. На рис. 2.7 приведен план подземного приборостроительного завода «Ага-Балтик» (Швеция) и поперечное сечение камеры. Камера не имеет крепления. Под кровлей камер подвешены на анкерах листы гофрированного железа для предохранения от капежа воды и падения мелких камней; стены декорированы деревянными щитами.
|
|
Рис. 2.6. Типовой план подземного завода в Германии. |
Рис. 2.7. План и разрез подземного завода «АГА-Балтик» (Швеция). |
2.3. Сооружения гражданской обороны
Поражающими факторами ядерного взрыва являются световое излучение, проникающая радиация, ударная волна 1 радиоактивное заражение местности.
Убежища гражданской обороны делятся на несколько классов по степени защиты. Убежища высшего класса, снабженные запасом продуктов и воды, обеспечивают защиту в эпицентре взрыва. Простейшие убежища – укрытия – обеспечивают защиту от первых трех поражающих факторов на определенном расстоянии от взрыва.
Убежища ГО являются элементом промышленных и жилых комплексов и располагаются с таким расчетом, чтобы в них можно было попасть в течение 10–15 минут после объявления опасности ядерного нападения. Каждое подземное сооружение стремятся дооборудовать так, чтобы оно могло играть роль убежища, а каждое убежище так, чтобы оно могло использоваться в мирное время. Подземные станции метро, оборудованные прочными герметичными воротами превращаются в убежища высокого класса.
Убежища размещают в подвальных и цокольных этажах зданий, а при отсутствии такой возможности строят отдельно стоящие заглубленные убежища (рис. 2.8). В мирное время убежища используют в качестве гардеробов, складов, магазинов, гаражей, подземных переходов, спортивных сооружений. Дооборудование убежища для использования в мирное время по тому или иному назначению обходится в несколько раз дешевле, чем строительство этого объекта. В табл. 1.1 по зарубежным данным, приведена относительная стоимость дооборудования убежищ под объекты различного назначение в сравнении с полной стоимостью наземного варианта объекта (в расчете на 1 м2 площади).
Назначение в мирное время |
Дополнительные затраты |
Стоимость строительства нового здания |
Хранилище |
1,0 – 2,0 |
9,0 – 12,0 |
Автостоянка-гараж |
2,5 – 4,0 |
5,0 – 8,0 |
Клуб |
3,0 – 5,5 |
10,0 – 13,0 |
Спортзал |
5,0 – 15,0 |
18,0 – 30,0 |
Плавательный бассейн |
14,0 – 18,0 |
30,0 – 40,0 |
Убежища ГО, используемые в мирное время, могут иметь необходимые технологические проемы, которые должны быть оборудованы герметичными воротами.
В Швейцарии осуществлен крупномасштабный проект обеспечения всего населения страны бомбоубежищами, используемыми в мирное время для различных надобностей. Рядовое убежище швейцарской системы ГО рассчитывается на давление в ударной волне 0,1 МПа, что соответствует давлению в отраженной волне 0,37 МПа; более ответственные убежища, например пункты управления н связи, рассчитываются на давление 0,37 МПа (1,16 МПа в отраженной волне). Убежища швейцарской ГО рассчитаны на пребывание в них населения в течение недель в кризисные периоды в полной изоляции от поверхности.
|
Рис. 2.8. Убежище ГО: а – встроенное; б – отдельно стоячее. |
Убежища должны иметь два выхода, один из них – за пределом зон возможных завалов от разрушений здании. В состав убежища, в зависимости от величины и класса, входит ряд вспомогательных помещений: фильтровентиляционная камера, санузлы, медицинские пункты и др.
|
Рис. 2.9. Преодоление участков оползней, осыпей и снегозаноса кости горными тоннелями. |
Подземными сооружениями оборонного назначения, по зарубежным источникам, являются шахты для запуска баллистических ракет и помещения для их хранения, ангары для самолетов, командные пункты и т. д.
