По форме поперечного сечения
1. Прямоугольная, трапециевидная – для коллекторов и тоннелей мелкого назначения, а также горных выработок проводимых в благоприятных условиях (рисунок 2а,б,в,г,д).
2. Кругового очертания – для тоннелей, сооружаемых механизированным способом и в сложных инженерно-геологических условиях (рисунок 2е,ж,з,и).
3. Сводчатая – для тоннелей сооружаемых в скальных породах средней и высокой прочности (рисунок 2к,л,м,н).
4. Подковообразная – в слабых породах при большом вертикальном и горизонтальном горном давлении (рисунок 2о,п)
Рисунок 2. Формы поперечного сечения ПС
9. По глубине заложения
1. Местные инженерные коммуникации
Мелкое заложение – 0-2 м
Среднего заложения – 2–4 м
Глубокого заложения – более 4 м
2. Подземные здания
Мелкое заложение – 1-10 м
Среднего заложения – 10–30 м
Глубокого заложения – более 30 м
3. Городские транспортные системы и сооружения
Мелкое заложение – 0-10 м
Среднего заложения – 10–50 м
Глубокого заложения – более 50 м
4. Горное производство
Мелкое заложение – 0-100 м
Среднего заложения – 100–1000 м
Глубокого заложения – более 1000 м
На выбор инженерных решений при проектировании ПС влияет много факторов:
класс и подкласс ПС по изложенной выше классификации;
геологические, инженерно-геологические и гидрогеологические условия;
климатические, экологические и психологические особенности;
экономические обстоятельства;
потребность комплексного освоения подземного пространства (КОПП).
Вопросы для текущего контроля и зачёта.
Чем было вызвано интенсивное строительство тоннелей в первой четверти XIX века?
Дайте определение термину – подземное пространство
Перечислите факторы, по которым оцениваются достоинства и недостатки расположения объектов в подземных сооружениях
Перечислите достоинства и недостатки расположения объектов в подземных сооружениях по фактору общего восприятия
Перечислите достоинства и недостатки расположения объектов в подземных сооружениях по фактору капитальных и эксплуатационных затрат
Перечислите достоинства и недостатки расположения объектов в подземных сооружениях по фактору общественной значимости
Назовите девять признаков по которым классифицируют ПС и способы их строительства
Приведите пример подземного сооружения возводимого открыто-закрытым способом
Какие подземные сооружения относятся к коммунальным?
Лекция № 2 проектирование конструкций подземных сооружений Основные положения проектирования конструкций подземных сооружений:
Конструкции подземных сооружений проектируют с учетом следующих факторов:
назначения (размеров поперечного сечения, протяженности, срока службы, схем сопряжения с поверхностью земли и другими выработками);
условий строительства (инженерно-геологических, гидро-геологических, климатических, географических, топографических);
производственно-технического уровня строительства и эксплуатации ПС (прогрессивных конструкций, способов, средств и технологий выполнения работ);
экономичности способов и средств строительства и эксплуатации;
экологичности включения ПС в окружающую среду на стадиях строительства и эксплуатации в смысле недопущения сверхнормативных вредных влияний объекта по газовыделению, шуму, вибрации, производственных и бытовых стоков и т.п.
В состав конструкций ПС входят:
обделка (постоянная крепь), взаимодействующая с окружающим массивом горных пород (грунтов) и обеспечивающая надлежащую прочность ПС и его безопасное состояние на стадиях строительства и эксплуатации;
внутренние конструкции, обеспечивающие, преимущественно, эксплуатационные свойства ПС (ниши, камеры, водоотводные, вентиляционные и электротехнические устройства, верхнее строение пути или дорожное полотно в транспортных тоннелях, пассажирские платформы и подплатформенные конструкции станций метро и т.п.).
Следует предусматривать возможность существенного различия обделок ПС на протяженных участках при локальных значительных изменениях геологии, на сопряжениях с другими выработками и с поверхностью земли, а также при других обстоятельствах.
При проектировании конструкций и технологии возведения обделок также приходится учитывать упомянутые 5 факторов.
Назначение ПС требует от обделки обеспечения ряда функциональных свойств: надлежащих прочности, долговечности и надежности в течение проектного срока службы при необходимых размерах поперечного сечения по габаритам или пропускной способности.
Условия строительства требуют учета взаимодействия обделки с массивом пород в статическом и динамическом режимах, с грунтовыми водами разных составов и температур, с колебаниями температуры воздуха, а следовательно, придания обделке нескольких специфических качеств: водонепроницаемости, морозостойкости, антикоррозийности, сейсмостойкости и т.п.
Производственно-технические требования должны обеспечить возможность использования эффективных крепежных материалов, прогрессивных конструкций и высокопроизводительных, безопасных технологий их возведения, изготовления элементов и их транспортировки до забоя, а также усиления, ремонта и погашения (если это предусмотрено проектом или при возникновении аварийных ситуаций). Раздел проекта «Промышленная безопасность» подвергается специальной экспертизе, результаты которой рассматривают и утверждают в органах Госгортехнадзора.
Экономичность требует отыскания конструктивных и технологических решений по минимизации материальных, трудовых и денежных затрат на изготовление и возведение обделок и последующее их содержание.
Экологичность требует использования материалов, конструкций и способов производства работ, безопасных для здоровья людей (строителей, эксплуатационников, пассажиров, пешеходов, жителей близлежащих домов или населенных пунктов и т.п.), а также природной среды. Следует предусматривать изыскания и последующие наблюдения за наличием и возникновением в процессе строительства различного рода загрязнений в массиве пород (грунтов), в подземных выработках, на строительных площадках, во временных зданиях и сооружениях. Особое внимание следует уделять участкам подземных сооружений, располагаемых в зонах влияния различного рода могильников, свалок, кладбищ и т.п. объектов.