3. Выбор и обоснование способа проходки тоннеля, метода раскрытия сечения.

1)Буро-взрывной способ – заключается в бурении взрывных шпуров, заряжании зарядов и погрузки горной породы.

Достоинства: универсальность, любая форма поперечного сечения, применение для пород любой крепости, трещиноватости.

Недостатки: повышенная опасность, сложность организации, затраты времени на проветривание после взрывных работ.

Область применения: тоннели любой протяженности, при крепости пород от 7 и более, любой обводнённости, при наличии газоносности применение предохранительных ВВ.

2)Механический (комбайновый) – предусматривает использование проходческих комбайнов.

Достоинства: высокий уровень механизации и более высокие темпы проходки по сравнению с БВР, безопасность работ.

Недостатки: высокая стоимость комбайна, формы ограниченные плоской кровлей.

Область применения: тоннели любой протяженности, сводчатой или прямоугольной формы поперечного сечения, крепостью до 6-7.

3)Проходка с применением ТПМК – наиболее прогрессивный и эффективный, безопасный метод проходки на полное сечение.

Достоинства: наиболее высокие темпы проходки, полная механизация работ от разрушения пород до возведения обделки.

Недостатки: высокая стоимость, большая продолжительность монтажа и демонтажа, ограничение форм поперечного сечения, только круглая форма.

Область применения: тоннели протяженностью от 1000м и более, крепостью до 10.

3.1 Обоснование проходки.

Так как тоннель имеет длину 880м, сводчатую форму поперечного сечения, среднюю крепость пород 8, преобладают устойчивые крепкие мраморные породы низкой трещиноватости, газоносность отсутствует, водоприток равен 0.5м³/ч, применяем комбайновый метод проходки.

3.2 Выбор метода раскрытия сечений.

Применяют следующие методы раскрытия сечений:

1)Метод сплошного забоя.

Область применения: Устойчивые породы крепостью f >5-6, высота тоннеля до 10-12м, ширина тоннеля до 8-10м, площадь поперечного сечения до 110-113м².

Достоинства: возможность коллективной механизации с использованием высокопроизводительного оборудования, простая организация работ при отсутствии совмещения процессов, высокие темпы проходки (150-200м/мес), однократные воздействия на породный массив взрыванием.

Недостатки: Сложность применения при ухудшении горно-геологических условий, сложность и высокая трудоемкость работ по бурению и креплению при высоте тоннеля 7-8м, применение дорогостоящего и крупногабаритного оборудования.

2)Метод верхнего уступа.

Область применения: породы крепостью f>7-8, высота тоннеля >10м, площадь поперечного сечения >120-130м², в устойчивых не трещиноватых породах, не требующих применение временной крепи, применяется редко.

3)Метод нижнего уступа.

Опережение коллоты на 10-30м с временной крепью, далее проходка штроссы на всю длину с отставанием постоянной крепи свода. При БВР проходки нижний уступ взрывается с помощью нисходящих скважин диаметром 60-105мм, пробуренных под углом 70-75^о к горизонту. При большой ширине поперечного сечения штросса может разделятся на 2-3 уступа.

Область применения: породы крепостью f>4, высота тоннеля >10м, площадь поперечного сечения >120-130м², в слабых трещиноватых породах, с применением временной крепи коллоты, получил широкое распространение.

Достоинства: небольшой размер буровых рам их сравнительно не большая стоимость, возможность применения эффективных конструкций временной крепи при проходке коллоты, безопасность работ в нижнем уступе под возведенным бетонным сводом.

Недостатки: двухстадийное проведение работ и увеличение продолжительности строительства на 30-50%, ступенчатая схема транспортировки породы из забоя коллоты.

4)Многоступенчатый метод.

Область применения: высота тоннеля свыше 12м, ширна тоннеля свыше 10м, площадь поперечного сечения 120-200м² и более.

Достоинства: сокращение сроков строительства, возможность сооружения тоннеля любых размеров поперечного сечения, возможность использовать проходческое оборудование небольших размеров.

Недостатки: сложная организация работ, необходимость взрывания во всех уступах, необходимость устройства наклонных съездов между уступами.

5)Метод передовой штольни.

Область применения: протяженные тоннели глубокого заложения, подводные тоннели.

Достоинства: детальное изучение инженерно-геологических условий по трассе тоннеля, упрощение вентиляции тоннеля, комплексная механизация проходческих работ, возможность использования боковой штольни для вспомогательных целей.

Недостатки: дополнительный объем работ по проведению штолень и сбоек, ограниченная область применения устойчивыми породами.

При БВР способе проходке расширения пилот-штольни до проектного сечения осуществляется веерными скважинами.

6)Метод опертого свода.

Область применения: высота тоннеля свыше 8м, ширина тоннеля свыше 8м, длина тоннеля до 300м, крепость 1-4, раскрытие сечения участками по 5-6.5м.

Достоинства: возможность возведения свода практически в самом начале раскрытия сечения, то есть повышение надежности и безопасности работ.

Недостатки: повышенная трудоемкость работ, стесненность, низкие темпы сооружения тоннеля, значительный расход материалов на временную крепь.

7)Метод опорного ядра (германский).

Самый старый метод в тоннелестроении 1803 г.

Область применения: высота тоннеля свыше 8м, ширина тоннеля свыше 8м, длина тоннеля до 300м, крепость пород 2-4 (породы не способные воспринять давление от свода обделки)

Достоинства: уменьшение осадок вследствие разделения сечения на мелке элементы, непрерывность возведения обделки стен и свода, низкая стоимость разработки центрального ядра с применением высокопроизводительных механизмов.

Недостатки: сложность и высокая трудоемкость работ по раскрытию контурной прорези тоннеля, высокий расход материалов на крепление прорези.

1-боковые нижние штольни, 2-бетоная обделка стен, 3-боковые штольни второго яруса, 4-бетонная обделка стен второго яруса, 5-верхняя штольня, 6-коллота, 7-бетонный свод, 8-опорное ядро, 9-лоток, 10-обделка лотка.

Боковые штольни проходятся на всю длину тоннеля. Раскрытие верхней части сечения – участками по 5-6м.

Вывод: так как поперечное сечение и устойчивость тоннеля позволяют проходить тоннель без разделения на уступы, принимаем метод сплошного забоя, то есть разработка тоннеля на все сечение.