Строительство транспортных и гидротехнических тоннелей

 

В связи с широкой номенклатурой тоннелепроходческих комбайнов и механизированных щитовых комплексов ведущих зарубежных фирм, способных проходить тоннели в породах различной крепости, на первом этапе разработки проекта следует обосновать и выбрать способ строительства тоннеля. Способ разработки породы в тоннеле может определить форму и размеры поперечного сечения, тип обделки и количество забоев, которые необходимо вскрыть строительными подходами для оптимизации сроков строительства объекта. Не исключены варианты замены одного тоннеля с двусторонним движением на два тоннеля меньшего сечения, а также применения в основном тоннеле горного способа, а в сервисном тоннеле - механизированного тоннелепроходческого комплекса. Оценку вариантов порядка строительства с различными подходами по трассе тоннеля достаточно выполнить по горно-капитальным работам - объёмам выемки породы, укладки бетона, продолжительно-сти подготовительных и основных строительных работ.

 

При разработке породы в тоннеле буровзрывным способом необходимо рассмотреть и выбрать оптимальную схему строительства (сплошным, уступным забоями

 

и другие) с учётом прогнозируемой устойчивости пород по трассе, возможностей горнопроходческой техники и мобильности технологической схемы в случае не-предвиденного ухудшения условий проходки.

 

Варианты комплектов горнопроходческого и транспортного оборудования составляются и сравниваются с учётом возможности их максимального использования на различных этапах строительства.

 

Рассматриваются сложные узлы подземного сооружения, строительство которых требует применения специальных способов производства работ. Например, в проекте строительства транспортных тоннелей необходимо разработать технологии строительства портала и припортального участка тоннеля, обычно расположенных в трещиноватых слабоустойчивых, обводнённых породах; рассмотреть технологию рассечки сопряжений основного и сервисного тоннелей с вентиляционными сбойками и технологическую схему проходки сбоек.

 

Особое внимание необходимо уделить пересечению выработками (тоннелем) зон тектонических нарушений. Например, при пересечении зон неустойчивых пород под защитой передовой крепи с тампонажем вмещающего породного массива следует обосновать длину заходки с опережающей крепью; число, диаметры скважин и труб; состав тампонажного раствора; режим нагнетания. На участок сооружения в зоне нарушения составляется календарный график работ.

 

В проектах производства работ обосновывается состав, порядок, последовательность, производительность и продолжительность основных и вспомогательных процессов строительства объектов, составляются графики организации работ по основным процессам технологического цикла и календарные графики строительства подземного сооружения от подготовительных работ до обустройства подземных объектов для эксплуатации.

3.7. Комплексы подземных сооружений станций метрополитена глубокого заложения Станционные комплексы включают подземные сооружения различной ориентации

 

в пространстве, форм и размеров поперечного сечения, требующие существенно различающихся схем разработки и крепления выработок. В метростроении широко применяют многократно апробированные на практике типовые проекты производства горностроительных работ. В этих условиях автору дипломного проекта необходимо избежать бездумного клонирования известных решений, показать владение информацией о проблемных вопросах традиционных технологий и направлениях совершенствования техники и способов строительства. Особое внимание следует уделить перспективным технологиям строительства и применения новых средств разрушения и погрузки породы, способам снижения влияния подземных работ на состояние зданий и сооружений на по-верхности, повышению безопасности работ при разработке породы в забоях большого поперечного сечения путём упрочнения пород лба забоя, совершенствования конструкций временной крепи, применения опережающей крепи, глубоких анкеров и других способов повышения устойчивости вмещающего массива.

 

Эскалаторные тоннели. В сложных горно-геологических условиях,припересечении тоннелем мощной толщи обводнённых четвертичных отложений традиционно ориентируются на строительство с замораживанием пород. Следует рассмотреть альтернативные варианты замораживания: скважинами, параллельными оси тоннеля, вертикальными с поверхности, комбинированным способом с параллельными оси тоннеля и вертикальными скважинами. Необходимо представить производство работ подготовительного цикла, включающего строительство оголовка тоннеля и мероприятия по обеспечению направленного бурения наклонных замораживающих скважин. В связи с большой длиной замораживающих колонок, важное значение имеют способы контроля за образованием ледопородного ограждения. Рассматривается производство работ по разработке породы и креплению тоннеля в его протяжённой части и примыкании тоннеля к станции, по гидроизоляции обделки. В календарном графике строительства тоннеля должна быть учтена продолжительности подготовительных, монтажных и отделочных ра-бот.

 

Обязательным разделом дипломного проекта должно стать рассмотрение технологии строительства наклонного хода механизированным щитовым комплексом с гидро- и грунтовым пригрузом забоя, положительный опыт применения которого имеется

 

в метростроении Москвы и Санкт-Петербурга. Не ограничиваясь описанием техники и технологии механизированной проходки эскалаторный тоннелей, следует рекомендовать меры по предупреждению возможных осложнений (прорывов грунта в призабойное пространство, отклонений щитового комплекса от проектного направления, преодолению грунтов с валунными включениями).

 

Строительство односводчатых статей. Проект должен дать полноепредставление о всех этапах строительства односводчатых станций: проходке опорных тоннелей, бетонировании опор, проходке криволинейной штольни, монтаже первых арок обделки свода, монтаже комплекса для разработки контурной прорези, разработке прорези и возведении блочной обделки, разработке ядра и обратного свода. Имеется возможность реализовать творческий потенциал в детальном рассмотрении и совершенствовании таких процессов как разработка контурной прорези, сборка блочной обделки, разработка и транспортирование породы ядра камеры, с учётом производительности транспортного оборудования и подъёма породы на поверхность.

 

Станции колонного типа. Известна различная последовательность строительствастанции. Например, с опережающим возведением колонного комплекса или с первоочередной проходкой боковых тоннелей. В случае, если перегонные тоннели уже пройдены механизированным щитом, то следует выбрать вариант с опережающей проходкой боковых тоннелей. На чертежах и в пояснительной записке следует представить строительство камеры для монтажа блокоукладчика с технологией

разработки и сборки прорезных колец, рассмотреть технологию проходки и крепления бокового тоннеля, подробно рассмотреть работы по возведению колонного комплекса. Строительство среднего станционного тоннеля является ответственным и наиболее сложным этапом в связи с большой площадью поперечного сечения тоннеля и влияния боковых тоннелей на устойчивость пород в кровле и лба забоя. Должны быть рассмотрены технологии, ориентированные на предупреждение опасных деформаций пород в обнажениях, в том числе с опережающей временной крепью свода из быстротвердеющих материалов; усиление несущих элементов временной крепи лба забоя; упрочнение пород по ходу тоннеля глубокими анкерами; применение защитных экранов из труб в кровле тоннелей, сооружаемых в сложных условиях, на участках под древними долинами с малой мощностью плотных глин от контура тоннеля до контакта глин с обводнёнными отложениями. На всех объектах метрополитена и этапах их строительства должны проектироваться работы по тампонажу закрепного пространства, имеющие важное значение для обеспечения оптимальных условий взаимодействия обделок с вмещающим массивом.

 

3.8. Строительство заглублённых сооружений в условиях городской застройки Заглублённые сооружения различного назначения, размещаемые в подвальных

 

этажах гражданских и промышленных зданий, получают всё более широкое распространение. Их глубина, этажность, конструкции, компоновка в плане отличаются разнообразием. Несмотря на различия, имеется ряд общих проблемных вопросов, которые должны быть решены в дипломном проекте:

 

- выбор способов обеспечения экологической безопасности зданий и сооружений на поверхности, расположенных вблизи строительной площадки, путём применения адекватных инженерно-геологическим условиям ограждений котлованов (шпунтового ограждения, «стены в грунте», образованной по разным технологиям, замораживания, комбинированием различных методов);

 

- проектирование несущих конструкций объекта: фундаментов, стен, промежуточных опор, перекрытий с оценкой нагрузок, расчётами осадок оснований и прочности несущих элементов;

 

- разработка мер по гидроизоляции днища и стен сооружения;

 

- конструктивные решения технологических проёмов в несущих стеновых конструкциях (заезды для автотранспорта, примыкания подземных переходов, коммунальных тоннелей);

 

- проектирование схем отопления, вентиляции, водоотлива;

 

- разработка способов крепления стен котлована на основе сравнения альтернативных вариантов: горизонтальными расстрелами, глубокими грунтовыми анкерами, конструкциями этажных перекрытий, возводимых вслед за выемкой грунта;

 

- выбор способов и средств разработки и выдачи грунта из котлована;

 

- производство работ по устройству днища заглублённого сооружения, способного противостоять давлению грунта в основании.

 

Уровень дипломного проекта значительно возрастает, если для обоснования принятых решений используются относительно простые конечно-элементные модели, которые даже в плоской постановке дают важную информацию по напряжённому состоянию и деформациям грунта в боках и в основании заглубленного сооружения.