![](/user_photo/59031_ixqng.jpg)
- •7. Наблюдения за состоянием верхнего строения пути и путевых обустройств. 39
- •II и реконструкция тоннелей 67
- •Раздел I эксплуатация и содержание железнодорожных тоннелей
- •Глава I
- •§ 1. Задачи текущего содержания тоннелей
- •§ 2. Техническая документация на эксплуатируемые тоннели
- •§ 3. Влияние различных факторов на состояние эксплуатируемых тоннелей и классификация дефектов тоннельных обделок
- •§ 4. Надзор за состоянием тоннелей
- •§5. Периодические и постоянные наблюдения за тоннельными сооружениями и обустройствами
- •7. Наблюдения за состоянием верхнего строения пути и путевых обустройств.
- •§ 6. Особенности содержания тоннелей в зимний период
- •Глава II текущий ремонт тоннельных сооружений и обустройств § 7. Текущий ремонт обделки тоннеля, порталов, ниш и камер
- •§ 8. Текущий ремонт водоотводных и дренажных устройств
- •§ 9. Охрана труда и техника безопасности при выполнении работ в эксплуатируемых тоннелях
- •II и реконструкция тоннелей
- •Глава III
- •§ 10. Причины, определяющие необходимость капитального ремонта и реконструкции тоннелей
- •§ 11. Особенности определения нагрузок на обделки при капитальном ремонте и реконструкции тоннелей
- •§ 12. Особенности организации работ в эксплуатируемых тоннелях
- •Глава IV
- •§ 13. Перекладка сводов и стен обделки
- •§ 14. Перекладка обратных сводов и водоотводных лотков
- •Глава V
- •§ 15. Усиление существующей конструкции обделки
- •§ 16. Замена существующей обделки более мощной
- •§ 17. Сооружение обделки в эксплуатируемых безобделочных тоннелях
- •§ 18. Устранение негабаритности тоннелей
- •§ 19. Реконструкция однопутных тоннелей под двухпутное движение
- •§ 20. Удлинение тоннеля
- •§ 21. Раскрытие тоннеля в выемку
- •Глава VI
- •§ 22. Металлические кружала
- •§ 23. Приспособления для установки кружал
- •§ 24. Передвижные подмости для ремонта и осмотра тоннелей
- •§ 25. Механизмы для погрузочных и монтажных работ
- •Глава VII
- •§ 26. Общие сведения об осушении и гидроизоляции тоннелей
- •§ 27. Осушение горного массива
- •§ 28. Гидроизоляция тоннелей
- •Глава VIII
- •§ 29. Основные направления в развитии метрополитенов
- •§ 30. Сооружение второго входа на эксплуатируемую станцию метрополитена
- •§ 31. Удлинение среднего и боковых тоннелей станции и раскрытие дополнительных проемов
- •§ 32. Переустройство промежуточной станции в пересадочную
- •§ 33. Сооружение камер съездов и дополнительных станций на перегонах
- •Раздел III восстановление тоннелей
- •Глава IX
- •§ 34. Причины разрушения тоннелей в процессе их постройки и эксплуатации
- •§ 35. Виды разрушений тоннелей
- •§ 36. Выбор рационального варианта восстановления тоннеля
- •Глава X
- •§ 37. Обделки и поперечные сечения временно восстанавливаемых тоннелей
- •§ 38. Расчистка портальных завалов и восстановление входных участков тоннелей
- •§ 39. Способы восстановления отдельных участков тоннелей при завалах с отрывом и глухих завалах
- •Глава XI
- •§ 40. Переход от временного восстановления тоннелей к капитальному
- •§ 41. Капитальное восстановление тоннелей без осуществления промежуточных этапов работ
- •Юрий Андреевич Лиманов, Владимир Анатольевич Подчекаев,
§ 38. Расчистка портальных завалов и восстановление входных участков тоннелей
Наиболее поврежденными при землетрясениях участками являются входные участки тоннелей, порталы и подходные выемки.
Восстановительные работы начинают обычно с расчистки подходных выемок. В некоторых случаях эти работы осложняются большим объемом обрушившихся в выемку земляных масс, а также и нарушением устойчивости откосов выемки.
При восстановлении тоннеля иногда раскрывают в выемку не только подходы к нему, но и порталы и даже входные участки, а иногда и средние разрушенные участки тоннеля, не глубоко заложенные (рис. 111). Откосы выемок обычно делают уступами, что улучшает организацию работ и увеличивает их безопасность.
Рис.
112. Деревянные рамы, применяемые для
устройства галерей
Поперечное осечение выемок выбирают с учетом инженерно-геологических, гидрогеологических и других условий. Особое внимание при этом необходимо обратить на правильно организованный отвод поверхностных вод.
Способы раскрытия разрушенных участков в выемку выбирают в зависимости от объема работ, местоположения участка и срока работ и имеющихся возможностей с учетом необходимости применения высокопроизводительных землеройных машин, а также буро-взрывных работ, в том числе взрывов на выброс.
При частичном раскрытии в выемку входного разрушенного участка тоннель на некотором протяжении заменяют временной галереей с устройством над ней подушки из насыпного грунта (рис. 112).
Диаметры отдельных элементов временных деревянных галерей принимают обычно равными 25—35 см. Элементы деревянных рам соединяют врубками глубиной около 5 см. Скрепляют их болтами и скобами. Рамы в продольном направлении соединяют распорками диаметром 16—20 см. Между рамами устраивают сплошную деревянную обшивку с тщательной забутовкой пространства между ней и породой. Все деревянные элементы временных галерей покрывают •огнезащитной краской.
В некоторых случаях временные галереи выполняют из полигональных деревянных рам.
При частичных разрушениях в пределах сводовой части обделок на входных участках тоннелей крепление осуществляют в виде деревянных защитных шатров.
§ 39. Способы восстановления отдельных участков тоннелей при завалах с отрывом и глухих завалах
Способы восстановления разрушенных участков тоннелей весьма разнообразны и зависят от конструкции тоннеля, характера его разрушения, вида восстановления и других конкретных условий. Определяющим условием является характер разрушения тоннеля. Это условие позволяет разграничить восстановительные работы на три группы:
работы по ликвидации местных повреждений и разрушений тоннелей;
работы на участках завалов с отрывом и работы на участках с полным или неполным глухим завалом.
Поскольку начавшееся разрушение тоннеля и образование завалов в нем могут развиваться во времени, необходимо восстановительные работы провести в кратчайшие сроки высокими темпами. Все работы следует производить со строгим соблюдением правил охраны труда, снижением их трудоемкости, применением комплексной механизации работ и в первую очередь наиболее тяжелых и трудоемких (погрузка и транспортировка породы и др.).
Поскольку работы по восстановлению тоннеля ведут в нарушенной, среде, сохранение равновесия которой является обязательным, то отставание постановки крепи от забоя должно быть минимальным и допустимо лишь при проходке отдельных элементов выработок малого сечения, например штолен. Наличие в завалах обломков породы и кладки обычно не позволяет применить забивную крепь и часто приходится устанавливать закладную крепь.
Если в ядре завала находятся крупные обломки породы и кладки, а также поврежденное оборудование, то при разработке завала и постановке временной крепи их оставляют в ядре завала. Временные обделки, состоящие из отдельных элементов, возводят либо целиком по> всему контуру (в случае проходки завала на временных крепях), либо по частям (в этом случае целесообразно использовать способность, отдельных элементов включаться в работу по мере их установки).
При повреждении обделки тоннеля, пройденного в толще водонасыщенных пород и выносе в тоннель большого количества этого- грунта, этот участок тоннеля восстанавливают специальными способами (например, с применением сжатого воздуха или методом замораживания грунтов).
Иногда на участках тоннеля, смежных с разрушенными участками, обделка не получает значительных повреждений, но в ней появляется много опасных трещин, выколов, недопустимых деформаций, местных повреждений и разрушений.
Работы по ликвидации местных повреждений и разрушений. .Местные повреждения и разрушения тоннеля могут возникнуть и самостоятельно, вне связи с большими разрушениями тоннеля. В этих случаях, обделки усиливают с применением деревянных или металлических кружал, обычно из старогодных рельсов. Кружала устанавливают либо> вплотную к внутренней поверхности обделки с тщательной их заклин- кой, либо по габаритным требованиям в специально вырубленные в обделке штрабы.
Если выколов и угрозы выпадания отдельных камней обделки нет, то кружала можно устанавливать без опалубки, при наличии выколов за кружалами делают сплошную затяжку из досок. Для усиления обделки в этих случаях можно рекомендовать нанесение на обделку, усиленную металлическими кружалами, набрызг-бетона, иногда в сочетании с анкерами и металлической сеткой.
В случае образования местных разрушений в виде вывалов кладки обделки и кусков породы бреши закрывают с помощью дощатых затяжек, а пустоты за затяжкой тщательно забучивают и возводят в таких местах усиленную обделку (рис. 113).
Работы по восстановлению отдельных разрушенных участков тон- иелей при завалах с отрывом. Такие работы выполняют различными способами, которые можно разделить на две группы:
-
способы, в которых работы ведут без закрепления или с последующим закреплением свода вывала;
-
способы с первоначальным закреплением свода вывала.
Выбор способа зависит от состояния горных пород в образовавшемся естественном своде вывала, от его устойчивости и степени стабилизации.
Способы восстановления тоннелей первой группы при нахождении свода вывала в завалах с отрывом в состоянии устойчивой и даже временной стабилизации не предусматри-
Рис.
113.
Ликвидация большого вывала кладки и
породы
в
своде тоннеля: J
— сварные кружала из рельсов; 2 — дощатая
затяжка; 3 — забутовка вывала породой
и деревом;
4 — рельсовые кружала,
установленные для усиления обделки на
смежных с вывалом участках тоннеля
вают первоначальную закладку или закрепление вывала. Обделку тоннеля возводят по мере расчистки завала. Состояние свода вывала определяют путем остукивания, а в некоторых случаях путем забивки в трещины кровли узких клиньев. При нанесении ударов кувалдой по кровле ощущаемое рукой дрожание или глухой звук, а также выпадание из трещин клиньев свидетельствуют о неустойчивости свода вывала.
После установления устойчивости свода вывала приступают к выполнению восстановительных работ одним из следующих методов.
Расчистка завала без защитных приспособлений. При разрушении тоннеля в крепких породах в случае устойчивой стабилизации естественного свода вывала при временном восстановлении обделку не устраивают и завал расчищают без защитных приспособлений. Перед расчисткой завала делают тщательную оборку свода вывала. Для более надежной эксплуатации тоннеля иногда поверхность вывала закрепляют торкретом или набрызг- бетоном.
Надвижка заранее смонтированной временной обделки. Такую обделку надвигают по мере расчистки завала на разрушенном участке тоннеля. Установленную временную обделку в виде галереи усиливают связями и затяжками, а затем засыпают грунтом.
Как показал опыт, рамная конструкция обделки оказывается более жесткой, чем обделка, образованная из кружал. При расчистке завала непосредственно перед надвигаемой конструкцией желательно в головной ее части укрепить навесной защитный козырек, который будет защищать работающих в забое людей от падения мелких кусков породы.
Работа под защитой подвижных прикры- т и й, перемещаемых по мере разработки завала. Такое ведение работ целесообразно в тех случаях, когда возможны падения небольших кусков породы. Защитные прикрытия выполняют из различных материалов и делают небольшой длины и ширины. В хвостовой части
Рис.
114. Восстановление участка под защитой
подвижного прикрытия:
/ — рамы временного
крепления;
2 — засыпка;
3 — защитный козырек;
4 — обрушенная порода
Рис.
115. Схема подвижного шатра (в рабочем
состоянии):
/ — породопогрузочная
машина:
2 — вагонетка; 3 — временная
деревянная крепь по металлическим
аркам;
4— сохранившаяся обделка;
5 — закладка вывала;
6 — крепление вывала;. 7 —
хвостовая подъемная часть шатра;
8—головной козырек
прикрытие опирается на установленные рамы обделки, а в головной части—на завал (рис. 114). Перемещают защитное прикрытие на салазках с помощью лебедки.
Работы с помощью подвижного шатра. Такие работы ведут при расчистке завалов большого объема, требующих применения высокопроизводительного оборудования и машин, обеспечивающих высокие темпы и безопасность работ. Подвижной шатер представляет собой комплексный агрегат в виде подвижного (на специальных тележках) защитного устройства, оборудованного механизированными средствами для производства расчистки завала, монтажа обделки, закладки и крепления вывала.
Подвижной металлический шатер рамной конструкции (рис. 115) имеет головной козырек для прикрытия работ по расчистке завала и хвостовую подъемную часть для защиты при сооружении обделки и закладке. Перекрытие шатра выполнено из двойной листовой обшивки по каркасу из прокатных балок с постановкой в опорных узлах амортизаторов пружинного типа.
Наличие в хвостовой части шатра телескопических стоек позволяет пропускать шатер с помощью лебедок в опущенном состоянии в пределах неразрушенных участков однопутных тоннелей, а при поднятом его положении вести работы по восстановлению тоннеля на полный профиль однопутной или двухпутной тоннельной выработки и закладке вывала.
Применение скрепера и породопогрузочных машин в забое позволяет достичь высокой производительности расчистки завала, а установленные на шатре лебедки и блоки обеспечивают монтаж временной обделки тоннеля. Вывал закладывают дробленым за пределами тоннеля материалом с применением специальной закладочной машины.
Способы второй группы применяют при нахождении свода вывала в состоянии неустойчивой стабилизации, требующей
предварительного его закрепления. Вывал закрепляют с учетом инженерно-геологических условий и характера дальнейшей эксплуатации тоннеля. Иногда эти работы ведут параллельно с расчисткой, с применением временных конструкций, уменьшающих объем закладочных работ или совсем их исключающих.
К числу таких способов может быть отнесен способ работ с применением защитного шатра. В этом способе для закрепления вывалов применяют временные конструкции шатрового типа (рис. 116). Такую конструкцию можно применять и на входных разрушенных участках тоннеля при устройстве защитных галерей.
При более крупных вывалах применяют более сложные одноярусные и двухъярусные конструкции (рис. 117). Работы по закреплению вывала начинают с тщательного обследования состояния свода вывала, оборки нависающих кусков породы и выравнивания верха завала. Затем разрабатывают траншеи, в которых укладывают продольные опорные лежни шатра и последовательно возводят конструкцию по ярусам. Высоту отдельных ярусов принимают от 2,5 до 5,5 м.
Вывалы большого объема требуют возведения шатра более сложной многоярусной конструкции.
В таких случаях часто применяют многоярусные деревянные конструкции (рис. 118), опирающиеся непосредственно на рамы первого нижнего яруса. Опорные рамные конструкции возводят под защитой уже возведенного шатра с последующим перекреплением и передачей на них всей нагрузки от шатра. Поскольку опорные лежни в таких случаях являются основными элементами конструкции шатра, то их сечения делают наиболее мощным. Например, такие лежни делают составными из трех бревен диаметром по 25 см, двутавра № 33а, двух швеллеров № 22а, скрепленных болтами.
Во всех конструкциях шатров отдельные фермы ярусов ставят на расстоянии 1,0—1,5 м одну от другой.
Помимо рассмотренных выше деревянных конструкций шатров, могут быть применены и другие конструкции.
Рис.
116. Защитный шатер на восстановленном
входном участке
Рис.
117. Конструкция двухъярусного деревянного
шатра, опирающегося продольными
лежнями на завал
с деревянным перекрытием и породной подушкой на них. Расчищают завал породопогрузочными машинами. Зещитные козырьки перемещают лебедками или реечными домкратами.
Восстановительные работы на участках с полным и неполным глухим завалами. Такие работы осуществляют преимущественно различными тоннельными способами: методом разработки завала на полное или ограниченнее сечение Еыработки, методом опертого свода и методом опорного ядра. Однако эти методы при Ессстановлении тоннелей существенно отличаются от методов, применяемых при сооружении новых тоннелей. Возведение Еременной обделки происходит в нарушенной среде глухого завала сложного состава. Тоннельную выработку в завале нельзя оставлять незакрепленной на длительный срок (некоторое отставание крепления выработки допустимо лишь при проходке штольни). Из-за наличия в завале крупных обломков породы и кладки при восстановительных работах неприменима забивная крепь, а может быть применена только закладная крепь. При восстановлении разрушенного участка тоннеля и возведении обделки в зоне завала обычно перед началом работ картина разрушения недостаточно ясна.
Обычно при восстановлении тоннельную выработку раскрывают таким способом, который позеолил бы вносить в порядок производства
работ необходимые изменения в соответствии
с выявляющимся характером
действительного разрушения тоннеля.
Наиболее целесообразно разработку
профиля тоннельной выработки в завале
начинать сверху. Временную обделку
можно возводить по всему контуру
выработки или по частям по мере ее
раскрытия. Если разработку профиля
Рис.
118. Конструкция многоярусного шатра
для закрепления вывала в двухпутном
тоннеле
выполняют с применением временной крепи, то возводить обделку целесообразно одновременно по всему контуру выработки, а при использовании способности •отдельных элементов включаться в работу по мере раскрытия тоннельной выработки можно применить и последовательную схему монтажа этих элементов.
Временные восстановительные работы следует осуществлять с учетом необходимости замены в дальнейшем временной обделки на постоянную при капитальном восстановлении без перерыва движения поездов.
Исходя их этих соображений в однопутных тоннелях разработку завалов следует вести по профилю полной тоннельной выработки, контур которой совпадает с наружным очертанием новой обделки, в этом случае капитальное восстановление сведется только к возведению постоянной обделки и не потребует производства горных работ. В двухпутных тоннелях разработку завала и временную обделку следует осуществлять по ограниченной тоннельной выработке. Хотя в этом случае последующие капитальные работы потребуют выполнения большого объема работ по дальнейшему раскрытию профиля для возведения двухпутной обделки, зазоры между профилем временной и постоянной обделки позволяют вести работы без особого стеснения.
Восстановление однопутных тоннелей начинают с расчистки завалов и закрепления лобовых откосов с начала уступами высотой до 1,5 м, а затем переходят к креплению забоя в виде одной вертикальной плоскости. Примыкающая к завалу поврежденная обделка должна быть усилена предохранительными кружалами.
Работы по возведению временной обделки в зоне завала начинают с проходки верхней штольни. Уровень подошвы штольни должен располагаться в плоскости верхнего уступа. В процессе проходки верхней штольни уточняют картину разрушения тоннеля, устанавливают характер и состояние повреждения обделки и состояние завала, а в конечном итоге, определяют метод работы по восстановлению тоннеля.
После проходки верхней штольни на длину 6—8 м в ней устанавливают подхваты (унтерцуги) и расширяют профиль на малую калот- ту. Если на этом участке завала разрушен один свод, то профиль калотты закрепляют металлическими кружалами (рис. 120) и разбирают завал уступами.
Рис.
119. Инвентарные защитные металлические
козырьки
Рис.
120. Начальная стадия восстановления
однопутного тоннеля: 1 —
предохранительные «ружала;
2 — несущие металлические
кружала; 3 — завал;
4 — марчеваны (затяжка);
5 — прогоны;
6 — распорка
чивают установкой типовых металлических кружал по наружному контуру выработки, после чего разрабатывают ядро завала и восстанавливают верхнее строение пути.
Если в завале обнаружено громоздкое оборудование или подвижной состав, то после раскрытия профиля на малую калотту продолжают расширение профиля путем разработки с обеих сторон колодцев (рис. 121, б), в которых затем устанавливают металлические кружала. Заканчивают работы расчисткой ядра завала, извлечением из него заваленных элементов оборудования и восстановлением верхнего строения пути.
Восстановление двухпутных тоннелей производят теми методами, что и восстановление однопутных тоннелей. Разница заключается лишь в том, что в двухпутных тоннелях завал разрабатывают по профи-
Рис.
121. Разработка профиля тоннеля при
разрушении всей обделки:
а — без оборудования
в завале; б — при наличии оборудования
в завале; 1 — прокладки;
2 — штендеры; 3 — металлическое
кружало
лю однопутной ограниченной, а не полной тоннельной выработки. Временную однопутную выработку в толще завала двухпутного тоннеля рекомендуется, как правило, располагать по оси тоннеля. В этом случае создаются более благоприятные условия для возведения капитальной •обделки двухпутного тоннеля.
Работы по расчистке завала ведут путем последовательной проходки верхней штольни, раскрытия профиля на малую, а затем на большую калотту, из которой проходят боковые траншеи. Временное восстановление двухпутного тоннеля заканчивают закреплением профиля металлическими кружалами и устройством путей. Если в завале находятся элементы громоздкого оборудования, то после раскрытия профиля на малую калотту необходимо разработать боковые колодцы и в них установить металлические кружала (рис. 122). Расчисткой завала и извлечением из него оборудования заканчивают восстановительные работы. В этом случае более целесообразно ось возведенной крепи размещать не по оси двухпутного тоннеля, а смещать ее в сторону заваленного оборудования.
В практике восстановления глухих завалов могут быть применены и другие методы в соответствии с конкретными условиями разрушения тоннеля и возможностями его восстановления.