7. Производство работ по сооружению тоннеля. Обоснование выбора способа производства работ на участках

Выбор способа производства работ зависит от следующих условий:

1. Инженерно-геологических условий.

2. Размеров выработки.

3. Конструкции временной крепи.

4. Конструкции и технологии возведения постоянной обделки.

Сооружение тоннелей подковообразного очертания может производиться следующими способами:

в полускальных:

• способ полностью раскрытого сечения

• способ опёртого свода

• способ опорного ядра

• способ опёртого свода с опережающей калоттой

в скальных породах:

• способ сплошного забоя

• способ ступенчатого забоя

• способ нижнего уступа

• способ центральной штольни

1. Обоснование выбора метода производства работ на первом участке.

На этом участке залегает мергель мягкий с коэффициентом крепости f=1.2. Длина участка L1 = 380 м. Для данного участка выбираем способ опорного ядра, сущность которого сводится к разработке грунта по контуру выработки с опиранием временной крепи на ненарушенный грунт (ядро) в средней части сечения и возведением обделки по частям, начиная со стен.

В разрабатываемом варианте в месте расположения стен обделки проходим штольни на всю длину сооружаемого участка тоннеля, в которых бетонируют нижние части стен. Проходку штолен и бетонирование стен чередуем. После продвижения штольни на всю длину сооружаемого участка тоннеля бетонируем стены в направлении от забоя штольни к выходу из нее.

Сооружение стен требует обычно не менее двух ярусов штолен. Штольни верхнего яруса проходим после набора бетоном стены нижнего яруса 25 % проектной прочности и заполнения грунтом пространства между забетонированной нижней частью стены и штольневой крепью для предотвращения подвижек грунта в ядре. Затем бетонируем верхнюю часть стены. Следующим этапом работ является проходка верхней штольни, на базе которой раскрываем каллоту кольцами длиной не более 4 м (в неблагоприятных геологических условиях до 2 м) с интервалами между ними в 2-3 кольца. Бетонирование свода выполняем с опиранием его на готовые стены. Ядро вынимаем механизированным способом под прикрытием свода после раскружаливания его на всем протяжение участка работ. Также можно пройти по оси тоннеля нижнюю транспортную штольню, используемую для разбивочных работ, остатки грунта и устройства подходов к боковым штольням.

При способе опорного ядра, как правило, устраивают обратный свод, бетонируемый в поперечных траншеях, ширина которых не должна превышать половины длины кольца обделки. Для предотвращения сдвига стен обделки внутрь выработки устанавливаем распорки из бревен (тиранты), используемые для размещения откаточных путей и деревянного желоба, являющегося продолжением водоотводной канавы. Очередную траншею под обратный свод разрабатываем не раньше, чем будет забетонирован обратный свод на смежном участке.

К достоинствам способа опорного ядра следует отнести его надежность, обеспечивающую безопасность проходки в самых сложных геологических условиях, а также возможность сооружения обделки без подводки ее элементов, начиная со стен, и хорошее осушение массива. В случае необходимости можно в первую очередь сооружать обратный свод в поперечных сбойках между продольными штольнями.

К недостаткам способа опорного ядра относятся его неэкономичность, связанная с разработкой большой части сечения в штольнях, стесненность работ, затрудняющая достижение высокого качества обделки (особенно при большом числе рабочих швов), и низкая скорость сооружения тоннеля.