Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
1.1. Общие сведения
о тоннеле.
Мацестинский
тоннель - важное
звено окружной
автомобильной
дороги Новороссийск-Тбилиси-Баку
в обход г. Сочи.
Длина проектируемого
тоннеля составляет
1315,6 м. В плане тоннель
расположен
на кривой радиусом
1000 м. общей длиной-
1088,38 м. с продольным
уклоном i=16
% и на прямой-
227,1 м. (см. лист 1).
Экология
местности-
район строительства
объекта относится
к санитарной
зоне №1А г.Сочи.
Геологические
исследования
показали, что
на пути тоннеля
могли бы встречаться
слабые разрушенные
породы, поэтому
было выбрано
данное направление
тоннеля по
кривой радиусом
1000м. (см. лист 1).
1.2.
Горно-геологические
условия.
Исследуемый
район характеризуется
сложным геологическим
строением,
вызванным
неоднократными
поднятиями
и погружениями
на различных
этапах альпийского
цикла орогена.
В геологическом
строении района
принимают
участие палеогеновые
(Олигоцен- Р3)
и четвертичные
отложения.
Олигоценовые
отложения
распространены
в Абхазской
структурно-фациальной
зоне, где в их
составе выделены
осадки Мацестинской,
Сочинской и
др. свит. Мацестинская
свита отличается
от других
преобладанием
в ее разрезе
песчаников.
По литологическим
признакам свита
подразделена
на две пачки:
а) песчаниковую-
представленную
песчаниками
(80-95%) желтовато-серыми,
кварцевидными,
мелкозернистыми
с тонкой параллельной
слоистостью
и плотными
аргиллитами
желтовато-серыми
и серыми. В подошве
некоторых
пластов песчаников
наблюдаются
маломощные
(5-10 см) черные
гравелиты,
обогащенные
обуглившимися
растительным
детритом. Мощность
пачки 150-180 м.
б) песчаниково-аргиллитовую,
характеризующуюся
резким уменьшением
количества
(до 20-50%) и мощности
(от 1-5 см. до 20-30 см.)
пластов песчаников.
Мощность же
аргиллитовых
слоев увеличивается
до 70 см. Вся мощность
пачки 120-170 м. А общая
мощность свиты
с юго-востока
на северо-запад
уменьшается
от 1000 до 180 м.
Гидрогеологические
условия района
тесно связаны
с геологическим
строением и
климатом.
Исследуемый
район характеризуется
огромным количеством
выпадающих
осадков, играющих
одну из основных
ролей в процессе
накопления
подземных вод.
В районе
пролегания
тоннеля грунтовые
воды приурочены
к коре выветривания
скальной основы,
к делювиальным
и оползневым
глинистым
образованиям,
а также частично
невыветрелой
или слабовыветрелой
зоне многочисленным
трещинам разной
величины.
Проявление
грунтовых вод
в большом количестве,
зафиксированы
буровыми скважинами
в делювиальных
образованиях
на разных глубинах.
На протяжении
всего тоннеля
ожидается
приток воды
в виде капежа
и прерывистых
струй по трещинам
и тектоническим
зонам.
На некоторых
участках Qзаб
достигает до
15 м3/ч. (см. л. 1).
При интенсивном
выпадении
атмосферных
осадков, подземные
воды оказывают
на породы склона
гидростатическое
и гидродинамическое
давление, а
также приводят
к уменьшению
прочности пород
- вследствие
их переувлажнения.
Вдоль прослоек
мергелей, аргиллитов
и песчаников
трещины напластования
образуют своеобразный
канал для
интенсивного
просачивания
атмосферных
осадков в глубокие
толщи коренных
пород.
По химическим
показателям
грунтовые воды
района строительства
тоннеля характеризуются
малой минерализацией
и не агрессивны
к любому цементу
по всем видам
агрессии.
Ввиду близости
к дневной поверхности
(max
глубина от
поверхности
земли 100-110 м.), горные
породы в зоне
заложения
тоннеля и выше
дегазированы
и проявления
взрывоопасных
газов исключается.
1.3. Поперечное
сечение тоннеля.
Сечение в
проходке Sпр=110м2.
Внутреннее
очертание
обделок тоннеля
запроектировано
для автомобильной
дороги I
категории.
Габарит приближения
строения принят
по ГОСТу 24451-80 при
длине тоннеля
свыше 300 м. Принятый
габарит не
требует уширения
проезжей части
на кривой радиусом
R=1000
м. при длине
автопоезда
L=15,0
м.
Принятое
внутреннее
очертание
обделки предусматривает
подвеску осевых
вентиляторов
М8-6/I основной
вентиляции.
Студент Титченко
Д.В. разрабатывает
варианты
проветривания.
В зависимости
от инженерно-геологических
условий и способа
строительства
запроектированы
4 типа тоннельных
обделок. Типы
обделок I-T;
II-T; III-T; IV-T запроектированы
соответственно
для пород с
коэф. крепости
по Протодьяконову
f=1,5;
f=2; f=3; f=4. Эти
типы обделок
подковообразного
очертания,
замкнутые, с
обратным сводом,
имеют одинаковые
геометрические
размеры; друг
от друга отличаются
только армированием.
Размеры
обделок тип
I-T, II-T, III-T
и IV-T
составляют:
ширина- 12,8 м., высота-
9,15 м., толщина в
замке свода-
0,7 м., в стенах- 1,0
м, в обратном
своде- 1,25 м.
В качестве
материала
тоннельных
обделок принят
бетон класса
по прочности
на сжатие В22,5
, марки по
водонепроницаемости
W6,
марки по морозостойкости
F150.
Подземные
воды в районе
строительства
не обладают
агрессивностью
по отношению
к бетону, поэтому
применение
специальных
цементов не
требуется.
С обеих сторон
тоннеля шагом
150 м. в шахматном
порядке размещены
9 камер размером
3,5х3х2,7 (h)м.
Обделка камеры
принята из
монолитного
бетона класса
В22,5. В левой стене
тоннельной
обделки (по
ходу пикетажа)
шагом 40 м. устраиваются
33 ниши, размерами
1,4х1,4 (h)м.,
глубиной 0,3 м.
для размещения
пожарных кранов.
На пк16+00 с левой
стороны тоннеля
(по ходу пикетажа)
расположена
электрокамера
размерами
8,3х4,5х3,7 (h)м.
Свод электрокамеры
железобетонный,
а стены и плоский
лоток бетонные.
1.4. Существующее
положение.
Исходные
данные для
решения проекта:
С южного
портала:
-сооружена
припортальная
стройплощадка
(см. л. 2);
-пройдена
верхняя часть
тоннеля на 200
м. и возведена
вре-
менная
крепь;
-предстоит
осуществить
дальнейшую
проходку и
сбойку.
С северного
портала:
-соорудить
пром. площадку;
-предстоит
осуществить
врезку тоннеля,
проходку и
сбойку.
Учитывая
изложенное
считаем, что
данный дипломный
проект отвечает
условиям
производства,
он является
актуальным,
что и побудило
автора заняться
разработкой
данного проекта.
Данная
технология
отвечает условиям
производства
и горно-геологической
ситуации.
Учитывая
сложность
данного дипломного
проекта, студент
Титченко Д.В.
применительно
к данному тоннелю
разрабатывает
вопросы проветривания.
Таким образом,
данную работу
следует рассматривать
как комплексную.
2.1. Выбор и
обоснование
способа сооружения
тоннеля.
В основу
разработки
данного проекта
положено, что
со стороны
южного портала
пройдено 200 м.
верхней (калоттной)
части тоннеля.
Проходка
верхней (калоттной)
части тоннеля
осуществлялась
с применением
взрывных работ.
Для этой цели
применялась
буровая установка
“Максиматик”
(см. л. 3), представляющая
собой машину
на пневматическом
ходу, передвигающаяся
от электрического
источника тока
подключаемого
к машине, напряжением
380 В, 50 Гц. Буровая
установка имеет
2 манипулятора
для размещения
на них буровых
машин и 3-ий
манипулятор
для обслуживания
лба забоя, т.е.
для оборки
забоя, прочистки
и заряжания
шпуров и т.д.
С помощью
буровой установки
“Максиматик”
бурятся шпуры
глубиной 1,2 м.,
обеспечивающие
подвигание
забоя до 1м.
Применяемое
ВВ- аммонит
№6ЖВ или аммонит-200.
Технологический
отход машин
ПНБ-3Д2, “Максиматик”
и технологической
тележки перед
взрывными
работами - 50 м.
Во время взрывания
конструкции
обделки и техники
не страдают.
Проветривание
забоя и вывозка
породы путем
погрузки ее
породопогрузочной
машиной ПНБ-3Д2
в подземные
автопоезда
типа МоАЗ.
После уборки
породы возводится
временная
крепь, состоящая
из арки I№30,
которая состоит
из 4-х сегментов.
Для того чтобы
быть собранной,
4 части арки
устанавливают
на 4 направляющие
рандбалки и
соединяют между
собой болтами.
Затем установленную
арку раскрепляют
14-тью металлическими
рошпанами с
ранее установленной
аркой (см. л. 4).
Эти 4 направляющие
рандбалки
прикрепляют
к концам двух
верхних сегментов
арки скобами,
приваренными
к двум предыдущим
аркам (см. л. 3).
В последствии
проходки эти
направляющие
рандбалки
передвигаются
дальше к забою
(опираясь на
2 предыдущие
арки) и на них
устанавливают
следующую арку.
Затем набирается
опалубка из
досок по внутренней
полке арки и
укладывается
бетон класса
В25 с помощью
бетоноукладчика.
Работы по
установке
временного
крепления
ведутся с рабочих
площадок
технологической
тележки.
Технологическая
тележка установлена
на рельсовом
ходу. Основная
несущая часть
представляет
собой портальную
раму к которой
крепятся две
боковые площадки
и одна сверху.
Эти площадки
предназначены
для установки
временной
крепи, возведения
элементов
деревянной
опалубки и др.
работ.
Временный
путь под технологическую
тележку выполняется
из рельс Р53 на
полушпалах
с шагом 0,5 м.
Доставка
строительных
материалов
в забой производится
автотранспортом
и погрузодоставочной
машиной ПД-5.
Бетонная смесь
доставляется
автобетоносмесителями
(миксерами) с
перегрузкой
в бетоноукладчик
или автобетоноукладчиками.
Продолжительность
проходческого
цикла осуществляется
приблизительно
за полутора
суток. Продолжительность
рабочей смены
6 ч. Обычно при
этом задалживается
8-10 рабочих в смену.
После возведения
временной
обделки с отставанием
от забоя 30-40 м.
производится
первичное и
контрольное
(повторное)
нагнетание
(см. л. 4) с помощью
растворонагнетателей
находящихся
на технологической
тележке. Для
выполнения
этой работы
также привлекаются
8-10 человек, которые
работают вслед
за проходческой
бригадой.
С отставанием
от забоя до 50
м. заходками
по 10-15 м. бетонируются
полосы под
стены постоянной
обделки (основание
выработки) с
закладкой в
них элементов
гидроизоляции
обделки.
Эта технологическая
схема отвечает
производственным
и геологическим
условиям сооружения
тоннеля. Поэтому
считаем возможным
эту технологическую
схему использовать
при решении
всех вопросов
в нашей работе.
Расчет
буровзрывных
работ.
определение
количества
шпуров:
N=
N=
количество
ВВ: Qобщ=
qSLзах=
1,5691,0=
103,5 кг.
количество
ВВ в шпур: Q=
количество
патронов: n=
Принимаем
патроны по 300
гр.
- общее
количество
патронов: nобщ=
Nшпn=
1333=
399 шт.
Qф=
Nn0,3=
13330,3=
119,7 кг.
расход
ВМ на 1 м3: Q1м3=
глубина
шпуров: Lшп=
врубовые
шпуры принимаем
1,3 м.
- общая длина
шпуров: Lобщ=
1271,2+
71,3=
161,5 шпм.
- количество
ЭД: N=
- количество
ЭД на 1 м3: Nэд
1м3=
Меры безопасности:
перед заряжанием:
обесточить
все машины и
механизмы в
тоннеле, кроме
освещения 36В;
вывести всех
людей за зону
оцепления;
взрывник
свистком подает
сигнал - предупредительный.
2) после заряжания
и монтажа цепи
взрывник подает
второй сигнал
- боевой.
после взрыва
взрывник подает
третий сигнал
– отбой (три
коротких);
проветривание
не менее 30 мин.;
осмотр забоя
– 10 мин.;
допуск людей
в забой через
40 мин.;
4) При обнаружении
«отказа» принимаются
меры согласно
правил ТБ при
ЕПБ взрывных
работ.
2.2. Определение
трудоемкости
работ на 1 п.м. Табл.
№1.Определение
трудоемкости
работ
в
забое тоннеля.
Наименование Объем
работ Норма Трудоемкость работ на
1 п.м. времени чел.
см. 1.
Бурение шпуров 161,5 0,5 13,32 2.
Погрузка породы 69 0,09 1,03 3.
Вывоз породы 124,2 0,42 8,85 4.
Возведение
крепи: а)
установка
арки 1 21,6 3,6 б)
установка
опалубки 22 0,2 0,7 в)
укладка бетона 6,2 2,17 2,25 г)
разборка опалубки 22 0,15 0,55 q=30,3
Принимаем
30 чел.
Коэф.
выполнения
выр-тки К=
Производительность
1 проходчика
за цикл:
П=1/30=0,03
м. Табл.
№2.
Определение
трудоемкости
работ
по
первичн. и
контр. нагнетанию.
Наименование Объем
работ Норма Трудоемкость работ на
1 п.м. времени чел.
см. 1.
Бурение шпуров 5 2 1,66 2.
Нагнетание
цем. р-ра; монтаж
и установка 20,68 0,84 2,17 оборудования;
м2. q=3,83 Табл.
№3.
Определение
трудоемкости
работ
по
постоянной
обделке.
Наименование Объем
работ Норма Трудоемкость работ на
1 п.м. времени чел.
см. 1.
Установка
опалубки 24 3,75 15 2.
Укладка арматуры 21,8 2 7,24 3.
Бетонирование 18,5 0,8 2,52 4.
Разборка опалубки 24 1,9 7,47 q=32,23
Зная объемы
работ и нормы
времени, определяем
продолжительность
цикла в забое
по следующей
формуле:
t=
- бурение
шпуров t=
- уборка породы
t=
- установка
арки t=
- набор опалубки
t=
- укладка
бетона t=
- разборка
опалубки t=
t=
28,55 ч.
29 ч.
Определение
общего срока
строительства
верхней (калоттной)
части тоннеля.
Зная, что
длина тоннеля
1315 м. и lзах=
1м. имеем:
Т= 1315
29= 38135 ч.
1589 дн.
52,9 мес.
4,4 года.
Т.к. продолжительность
цикла составляет
29 часов, т.е. 5 смен
(продолжительность
смены 6 ч.), то
количество
проходчиков
работающих
в забое составляет:
n=
30/5
6 чел. В состав
работающих
в смену 6-ти
проходчиков
входят еще 3
рабочих из
других бригад
работающих
в эту же смену:
дежурный слесарь,
электрик и
сварщик. Бригада
взрывников
вызывается
отдельно от
рабочей смены
непосредственно
перед ведением
взрывных работ.
Производительность
работ 1-го рабочего
с учетом всех
людей работающих
в забое: П=
2.3. Сооружение
врезки со стороны
Северного
портала.
Для безопасного
ведения работ
по врезке тоннеля
выполняются
работы по закреплению
лобового откоса
и устройству
свода из труб
на участке
врезки (см. л.6).
Во избежания
падения породы
по лобовому
откосу укладывается
металлическая
сетка (за исключением
сечения тоннеля)
размером 1001005.
Устанавливаются
балки из
№20 по нижней
грани которых
набирается
опалубка и
укладывается
бетон крепления
лобового откоса
марки В12,5. Укладка
бетона также
производится
с устройством
проема по сечению
тоннеля.
Сверху вниз
производится
бурение скважин
защитного
экрана (см. л.
6). Бурение скважин
осуществляется
станком Тони-Боринг.
Количество
скважин принимается
конструктивно.
Первоначально
шарошкой
191 мм. бурятся
скважины длиной
по 1,5 м., в которые
устанавливаются
кондукторы
(или направляющие)
из труб
1684
длиной 1,8 м. Кондукторы
омоноличиваются
цементно-силикатным
раствором.
После выстойки
продолжается
бурение скважин
шарошкой
145мм. с буровой
трубой
1147.
По достижению
скважиной
проектной
глубины буровая
труба оставляется
в скважине и
через кондуктор
производится
прокачка скважин
цементно-силикатным
раствором.
Нагнетание
производится
насосом НБ-4.
Состав раствора
на 1 м3: вода- 750 л.,
цемент- 750 кг.,
жидкое стекло-
до37,5 кг. Давление
нагнетания-
до 10 атм. Нагнетание
производится
до отказа, либо
до появления
выходов раствора
по лобовому
откосу.
После завершения
работ по созданию
свода из труб,
срезаются балки
крепления
лобового откоса
в пределах
верхнего уступа
(на высоту 3,05 м.),
разрабатывается
грунт верхнего
уступа в пределах
оголовка. Для
крепления лба
забоя верхнего
уступа на время
бетонирования
оголовка, а
также при проходке
на участке
врезки станком
НКР-100М бурятся
5 скважин глубиной
20 м., в которые
устанавливаются
анкерные трубы
764,5
мм. (см. л. 6). Зазор
между трубой
и грунтом
законопачивается
паклей и производится
нагнетание
раствора составом
1:0 с добавками
бентонитовой
глины. Нагнетание
производится
насосом НБ-4
давлением до
10 атм. до излития
раствора через
законопаченное
пространство
между трубой
и грунтом. Срезаются
балки крепления
лобового откоса
в пределах
нижнего уступа,
и разрабатывается
грунт нижнего
уступа в пределах
оголовка.
Устанавливаются
2 сводовых части
арок на верхнем
уступе и 3 полных
арки временной
крепи тоннеля
из I
№30. По боковым
граням оголовка
устанавливаются
вертикальные
балки наружной
опалубки (см.
л.6) из I
№20 шагом 1м., которые
соединяются
с арками временной
крепи с помощью
горизонтальных
связей из стали
10мм. По внутренним
граням арок
и балок из I
№20 набирается
опалубка и
бетонируется
оголовок. Монтажные
работы ведутся
с помощью крана
“Като”.
Врезка в
горный массив
ведется способом
опережающего
верхнего уступа
с применением
самоходной
буровой установки
“Максима-тик”.
Уборка породы-
порододоставочной
машиной ПД-5.
Разработка
ведется заходками
по 1м. с отставанием
нижнего уступа
от верхнего
на 3-4 м. Арки временного
крепления
устанавливаются
с шагом 1 м. После
сооружения
врезки дальнейшая
проходка
осуществляется
сплошным забоем.
2.4. Северная
пром. площадка.
(см. л.5).
2.5. Производство
работ в тоннеле.
1) Производство
работ по возведению
постоянной
обделки сводовой
части тоннеля. С
опережением
30-40 м. от участка
бетонирования
с помощью
оборудованной
передвижной
технологической
тележки на
временную крепь
(черновой бетон)
наносится
двухслойная
гидроизоляция
(1слой- дренажный
слой геотекстиля,
2 слой- гидроизоляционная
лента).
С помощью
технологической
тележки, оснащенной
подъемником,
впереди опалубки
“Сага”
(см. л. 7) монтируются
армокаркасы.
На установленные
армокаркасы
надвигается
опалубка “Сага”
и укладывается
бетон класса
В25.
Бетон доставляется
автобетоносмесителями
и укладывается
за опалубку
двумя пневмобетоноукладчиками
равномерно
на обе стороны.
Уплотнение
бетонной смеси
производится
вибраторами,
смонтированными
на опалубке,
и при необходимости
глубинными
вибраторами
типа ИВ-47. 2)
Производство
работ по разработке
нижней части
тоннеля.
Разработка
нижней части
тоннеля осуществляется
в 3 этапа (см. л.
7). Работы ведутся
буро-взрывным
способом с
подведением
металлических
ножек под арки
временного
крепления и
их бетонирования. В
1-ый этап начинается
разработка
средней штроссы
(ядра). Для этого
бурятся вертикальные
шпуры глубиной
3,7м. Длина заходки-
1м. Бурение
осуществляется
с помощью буровой
установки
“Максиматик”.
Применяемое
ВВ- аммонит №6
ЖВ. После взрывных
работ порода
убирается
погрузочной
машиной ПНБ-3Д
в автосамосвалы.
Во
2-ой и 3-ий этапы
разрабатывают
боковые штроссы.
Сначало обуривается
забой левой
бермы горизонтальными
шпурами глубиной
1,2м. После взрыва-ния
и уборки породы
подрабатывается
порода под
металлические
ножки арок.
Затем устанавливается
ножка арки,
набирается
опалубка и
бетонируется.
Аналогично
разрабатывают
правую берму.
Расчет паспорта
буровзрывных
работ по разработке
ядра.
количество
шпуров N=
длина шпуров
Lшп=
расход ВВ
Q= q
S
q= 1,50,8=
1,2
S
Lзах=
1 м.
Q= 1,2
8,3
1= 9,96
10 кг.;
- количество
ВВ в шпур Qшп=
- количество
патронов в шпур
n=
(при массе
патрона 300 гр.)
Qф=
Nшпn300=
17
2
300= 10,2
кг; Табл.
№4.
Определение
трудоемкости
работ по
разработке
средней штроссы
(ядра).
Наименование Объем
работ Норма Трудоемкость работ на
1 п.м. времени чел.
см. 1.
Бурение шпуров 62,9 1,33 3,53 2.
Погрузка породы 22,65 0,12 0,34
q=10,46
Принимаем
10 чел. Коэф.
выполн. выр-тки=
10,46/ 10=1,04
10 чел.- 1 п.м.
30 чел.- Х
(Lзах)
Х=
Производительность
1 проходчика
за цикл: П=
Определение
продолжительности
работ по разработке
ядра:
t=
бурение
шпуров t=
уборка породы
t=
t=
44,9 ч.
45 ч.
Определение
общего срока
разработки
ядра при строительстве
всего тоннеля:
При Lзах 3,12 м.
за цикл и длине
тоннеля 1315 м. имеем
кол-тво циклов:
Nц=
Т= 45
422= 18990 ч.
791 дн.
26,4 мес.
2,2 года.
Расчет
паспорта буровзрывных
работ по разработке
боковой штроссы.
количество
шпуров N=
длина шпуров
Lшп=
расход ВВ
Q= q
S
q= 1,50,8=
1,2
S
Lзах=
1 м.
Q= 1,2
7,2
1= 8,64 кг.;
- количество
ВВ в шпур Qшп=
- количество
патронов в шпур
n=
(при массе
патрона 300 гр.)
Qф=
Nшпn300=
15
2
300= 9 кг; Табл.
№5. Определение
трудоемкости
работ
по
разработке
боковой штроссы.
Наименование Объем
работ Норма Трудоемкость работ на
1 п.м. времени чел.
см. 1.
Бурение шпуров 18,75 1,33 3,12 2.
Погрузка породы 7,2 0,12 0,1 3.
Передвижка
опалубки 3 0,93 0,35 4.
Сборка бетоновода 2 0,44 |