Строительство транспортных тоннелей

Содержание

Слайд 2

Заряжание шпуров

Заряжание шпуров

Слайд 3

Проект производства работ (ППР) Проект производства работ разрабатывается в соответствии с

Проект производства работ (ППР)

Проект производства работ разрабатывается в соответствии с требованиями

СП 48.13330. ППР в полном объеме включает в себя:
Календарный план производства работ по объекту;
Строительный генеральный план;
График поступления на объект строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования;
График движения рабочих кадров по объекту;
График движения основных строительных машин по объекту;
Слайд 4

ППР в полном объеме включает в себя: Технологические карты на выполнение

ППР в полном объеме включает в себя:

Технологические карты на выполнение видов

работ;
Схемы размещения геодезических знаков;
Пояснительную записку, содержащую:
- Решения по производству геодезических работ,
-Решения по прокладке временных сетей водо-, тепло-, энергоснабжения и освещения строительной площадки и рабочих мест;
- Обоснования и мероприятия по применению мобильных форм организации работ, режимы труда и отдыха;
Слайд 5

ППР в полном объеме включает в себя: -Решения по производству работ,

ППР в полном объеме включает в себя:

-Решения по производству работ,

включая зимнее время;
-Потребность в энергоресурсах;
-Потребность и привязка городков строителей и мобильных (инвентарных) зданий;
-Мероприятия по обеспечению сохранности материалов, изделий, конструкций и оборудования на строительной площадке;
-Природоохранные мероприятия;
-Мероприятия по охране труда и безопасности в строительстве;
- Технико-экономические показатели.
Слайд 6

Слайд 7

Лекция 2 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ) 1. Циклограммы и графики производства

Лекция 2 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ)

1. Циклограммы и графики производства работ.
2.

Организационно-техническая подготовка строительства
3.Основные принципы строительства.
4. Классификация способов строительства тоннелей
5. Сооружение тоннелей закрытым (горным) способом
Слайд 8

Слайд 9

Циклограммы и графики производства работ

Циклограммы и графики производства работ

Слайд 10

Циклограмма Строительство тоннелей осуществляют циклами, в результате которых забой каждый раз

Циклограмма

Строительство тоннелей осуществляют циклами, в результате которых забой каждый раз продвигается

вперед на величину заходки, а бетонная обделка – на длину опалубочных секций.
Работа циклами сводится к повторению основных технологических операций в определенном порядке, предусмотренным циклограммами – графиками выполнения циклов проходки и бетонирования.
Порядок строительства тоннеля в целом определяет Календарный план производства работ по объекту и графиком производства работ, составляемым на основании циклограмм.
Слайд 11

Циклограммы Циклограмма определяет, в каком порядке должны выполняться технологические операции цикла,

Циклограммы

Циклограмма определяет, в каком порядке должны выполняться технологические операции цикла,

их продолжительность и необходимое количество рабочих.
Циклограммы составляют при разработке ППР на основании норм на стр. –монтажные работы, например: «ЕНиР (Единые нормы и расценки на строительно-монтажные работы. Сб. 36. Горнопроходческие работы. Вып. 2. Строительство метрополитенов, тоннелей и подземных сооружений спец. назн.» М.: 1976.
Старые! Есть и некоторые другие.
Слайд 12

Циклограммы проходки Циклограмма состоит из таблицы и графической части. Циклограмму необходимо

Циклограммы проходки

Циклограмма состоит из таблицы и графической части.
Циклограмму необходимо строить так,

чтобы она укладывалась в целое число смен, тогда каждая бригада и звено четко знают, какой объем работы они должны выполнять за смену.
Оборудование и механизмы для сооружения тоннелей необходимо подбирать так, чтобы они позволили достигать высоких скоростей проходки.
Слайд 13

Циклограммы проходки При строительстве тоннелей способом сплошного забоя в устойчивых скальных

Циклограммы проходки

При строительстве тоннелей способом сплошного забоя в устойчивых скальных грунтах

следует ориентироваться на скорости 120-180 м/месяц.
В зарубежной практике достигались скорости 250-300 м/мес.
Циклограммы проходки рассмотрим на примере 1-путного ж.д.тоннеля в грунтах f =7-10 с анкерной крепью и монолитной бетонной обделкой.
Слайд 14

Циклограмма проходки (скорость 2,1 м/сутки)

Циклограмма проходки (скорость 2,1 м/сутки)

Слайд 15

Циклограмма бетонирования обделки Эти циклограммы составляются аналогично. Скорость бетонирования -свода и

Циклограмма бетонирования обделки

Эти циклограммы составляются аналогично.
Скорость бетонирования -свода и стен 9-

10 м/сутки (без технологического перерыва!) -обратного свода (до 20 м/сут).
Надо добавить технологический перерыв от 1 до 3 суток (твердение бетона).
Основное время идет на перестановку опалубки, укладку бетона – здесь искать резервы!
Слайд 16

Циклограмма бетонирования свода и стен: Укладка направляющих под опалубку 6 чел.;

Циклограмма бетонирования свода и стен:

Укладка направляющих под опалубку 6 чел.; 2

часа
Перестановка опалубки ____ 4 чл; 12 ч.
Устан. торц. Опалубки ____ 4 чл; 2,2 ч
Сборка бетоновода ___ 3 чл; 2,8 ч
Укладка бетона _ 2 чл;9,8 ч
Разб. бетоновода ___ 3ч;0,8ч
(Вспомогат. работы) / / всего 5 смен Циклограмма бетонирования свода – аналогично.
Слайд 17

Графики производства работ Они составляются на основе циклограмм. На графиках показывают

Графики производства работ

Они составляются на основе циклограмм.
На графиках показывают порядок

строительства отдельных сооружений тоннеля, продвижения забоев и других работ, определяющих сроки строительства.
Для сложных объектов составляют сетевые графики, для «линейных» - более простые: графики в горизонтальных и наклонных линиях.
Пример графика см. Уч. Храпова стр.152 - Самостоятельно.
.
Слайд 18

Графики производства работ График производства работ составляют при разработке ПОС. График

Графики производства работ

График производства работ составляют при разработке ПОС.
График вывешивается

в конторе начальника участка и цветными маркерами отмечается его фактическое выполнение.
Кроме того разрабатывают:
-график движения рабочей силы,
график потребности механизмов,
график потребности конструкций,
график потребности стойматериалов,
графики потребности снабжения энергией и др.
Слайд 19

Слайд 20

2. Организационно-техническая подготовка строительства. На этом этапе: определяют условия использования и

2. Организационно-техническая подготовка строительства.

На этом этапе:
определяют условия использования и строительства

новых транспортных и инженерных коммуникаций, баз стройиндустрии, местных строительных материалов и др.;
определяют организации – участники строительства, заключают договоры, открывают финансирование;
Слайд 21

Затем: выполняют строительство подъездных ж/д и а/д, линий связи и ЛЭП,

Затем:
выполняют строительство
подъездных ж/д и а/д,
линий связи и ЛЭП,
сетей

водо-снабжения и канализации;
строительство жилых поселков и производственных баз.
создают разбивочную геодезическую основу;
выполняют инженерную подготовку территории стройплощадки и их оборудование, со строительством необходимых объектов;
Слайд 22

разрабатывают подходные выемки и подготавливают территории для отвала грунта. На лобовых

разрабатывают подходные выемки и подготавливают территории для отвала грунта.
На лобовых

откосах, откуда начнется проходка, при необходимости устанавливают крепление- «врезку» (см. Храпов, с.78) Самостоятельно!
Подробнее по разделу– в дисциплине ОПУС «Организация, планирование и управление строительством тоннелей и метрополитенов».
Слайд 23

4.Основные принципы строительства. горнопроходческое оборудование и выбранный способ строительства должны обеспечивать

4.Основные принципы строительства.

горнопроходческое оборудование и выбранный способ строительства должны обеспечивать максимальные

темпы строительства;
это достигается за счет применения высокопроизводительного оборудования, которое имеет большие габариты;
для обеспечения максимальных темпов строительства требуется вести проходку так, чтобы выработки были как можно больших размеров и не были загромож-дены временной крепью;
Слайд 24

но, чем больше размеры выработки, тем труднее обеспечить ее устойчивость. Безопасность

но, чем больше размеры выработки, тем труднее обеспечить ее устойчивость.
Безопасность

работ – главный принцип!
При проектировании необходимо обеспечить возможность видоизменения способа строительства и приспособления его к изменяющимся инженерно-геологическим условиям.
Слайд 25

Проходку тоннелей ведут не широким фронтом, а с «головы» с портала.

Проходку тоннелей ведут не широким фронтом, а с «головы» с портала.


Чтобы сократить сроки и ускорить строительство, применяют разные схемы развития фронта работ.
К ним относят:
Строительство тоннеля с двух порталов
Строительство тоннеля с промежуточными забоями
Строительство тоннеля с применением шахтных стволов
Слайд 26

Схема строительства тоннеля с одного портала – при Lt до 1км.

Схема строительства тоннеля с одного портала – при Lt до 1км.


Предпочтительней проходка на подъем – «сухим забоем»

Слайд 27

Строительство тоннеля с двух порталов –при Lt от 1 до 2,5-3

Строительство тоннеля с двух порталов –при Lt от 1 до 2,5-3

км.

Особенно хорошо, если тоннель двухскатный – оба забоя «сухие».
Но при необходимости можно проектировать односкатный профиль - с водоотливом «мокрого» забоя.

Слайд 28

Строительство тоннеля с промежуточными забоями – при Lt >2 км. Для

Строительство тоннеля с промежуточными забоями – при Lt >2 км.

Для

этого сооружают опережающую штольню.
Она же служит и разведочной и транспортно-дренажной, а после окончания строительства –сервисной.!
Слайд 29

Строительство тоннеля с применением шахтных стволов – при Lt >2 км..

Строительство тоннеля с применением шахтных стволов – при Lt >2 км..


Вертикальные стволы ( спуск-клеть);
Наклонные стволы – скип,
Примеры:
схемы забоев Байкальского и Северо-Муйского тоннелей.

Слайд 30

Классификация способов строительства тоннелей подразделяются на: закрытый, полузакрытый и открытый

Классификация способов строительства тоннелей подразделяются на: закрытый, полузакрытый и открытый

Слайд 31

Сооружение тоннелей закрытым (горным) способом Способы сооружения участков тоннелей глубокого заложения,

Сооружение тоннелей закрытым (горным) способом

Способы сооружения участков тоннелей глубокого заложения,

которые могут иметь место при строительстве тоннелей большой протяженности (более 1 км), должны назначаться в зависимости:
от длины этих участков,
инженерно-геологических условий строительства
и других факторов, определяющих возможности механизации проходческих работ.
Слайд 32

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ способа разработки грунта и раскрытия выработки В скальных

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ способа разработки грунта и раскрытия выработки

В скальных грунтах

возможно использование горных способов работ
с раскрытием больших выработок сразу на полный профиль и разработкой грунта буровзрывным способом (БВС).
Основными вариантами горного способа являются способы:
-сплошного забоя и
-нижнего уступа.
Слайд 33

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ способа разработки грунта и раскрытия выработки На коротких

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ способа разработки грунта и раскрытия выработки

На коротких участках

при проходке тоннелей допускается применение
вспомогательных способов:
Опертого свода;
Опорных стен или
-Раскрытия на полный профиль по частям
Слайд 34

При проходке горных выработок больших сечений порядок разработки определяется в зависимости:

При проходке горных выработок больших сечений порядок разработки определяется в зависимости:
-

от применяемого горнопроходческого оборудования,
- горно-геологических условий
- и типа обделки.
Способы проходки подземных выработок, величина отставания постоянной и временной крепи от забоя и технология их сооружения определяются в ПОС.
Слайд 35

В слабых и неустойчивых грунтах отставание временной крепи от забоя не

В слабых и неустойчивых грунтах отставание временной крепи от забоя не

допускается.
При проектировании и ведении работ в подземных условиях следует руководствоваться требованиями
ПБ 03-428-02 Правила безопасности при строительстве подземных сооружений
Слайд 36

Слайд 37

Лекция 3 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ) 1. Способ сплошного забоя на

Лекция 3 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ)

1. Способ сплошного забоя на полный

профиль
2. Уступный способ раскрытия сечения выработки (способом нижнего уступа)
3. Новоавстрийский тоннельный метод
(NATM)
3. Итальянский вариант способа сплошного забоя (ADECO-RS )
Слайд 38

Схема проходки подземной выработки: а – сплошным забоем; б – способом

Схема проходки подземной выработки:

а – сплошным забоем;
б – способом

нижнего уступа;
1 – выработка; 2 – заходка; 3 – направление проходки; 4,5 – фактический и проектный контур контур выработки; 6 - превышение проектного размера выработки на сторону(«перебор»); L – длина полигона (заходки) уступа
Слайд 39

При проектировании и возведении конструкций крепления из набрызг-бетона, анкеров, арок или

При проектировании и возведении конструкций крепления из набрызг-бетона, анкеров, арок или

их комбинаций в выработках тоннелей следует руководствоваться требованиями ВСН 126-90 «Крепление выработок набрызг – бетоном и анкерами при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов».
Размер выработок в проходке в неустойчивых грунтах необходимо назначать с учетом строительного запаса не менее 100 мм в целях исключения деформации временной крепи в теле постоянной обделки.
В слабоустойчивых грунтах необходимо предусматривть крепления лба забоя фибер-гласовыми анкерами с набрызг-бетоном.
Слайд 40

В курсовой работе способ сооружения тоннеля должен выбираться для заданного типа

В курсовой работе
способ сооружения тоннеля
должен выбираться
для заданного типа

инженерно-геологических условий
или по заданию преподавателя.
Слайд 41

Начало Лекции 3 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ)

Начало Лекции 3 «Строительство транспортных тоннелей» (СТТ)

Слайд 42

Проходка тоннелей в скальных грунтах 1. Способ сплошного забоя 2. Уступный способ раскрытия сечения выработки

Проходка тоннелей в скальных грунтах

1. Способ сплошного забоя
2. Уступный способ

раскрытия сечения выработки
Слайд 43

Схема проходки подземной выработки: а – сплошным забоем; б – способом

Схема проходки подземной выработки:

а – сплошным забоем;
б – способом

нижнего уступа;
1 – выработка; 2 – заходка; 3 – направление проходки; 4,5 – фактический и проектный контур контур выработки; 6 - превышение проектного размера выработки на сторону(«перебор»); L – длина полигона (заходки) уступа
Слайд 44

Способ сплошного забоя Сущность способа - грунт разрабатывают сразу на все

Способ сплошного забоя

Сущность способа - грунт разрабатывают сразу на

все сечение выработки, и после полной или частичной уборки грунта у забоя устанавливают временную крепь -также по всему сечению.
Его стремятся применять всегда, когда позволяют инженнерно-геологические условия и возможности применяемой техники.
Грунты должны быть устойчивыми, так как пока не установлена временная крепь, рабочие в забое не защищены от обрушений.
Способ сплошного забоя рекомендуется применять при проходке ж.д. и а.д. тоннелей в грунтах с f>=4 при высоте выработки до 10 м.
Слайд 45

Расположение всех строительных механизмов и оборудования от забоя до готовой обделки

Расположение всех строительных механизмов и оборудования от забоя до готовой обделки

показывают на технологической схеме, в виде продольного разреза по длине тоннеля и характерных разрезов по видам работ

Основные операции проходческого цикла при сооружении тоннеля БВР:
а) бурение шпуров;
б) заряжание и взрывание;
в) проветривание забоя;
г) погрузка и транспорт грунта;
д) установка временной крепи (иногда совмещается с бурением);
е) Бетонирование обделки

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Цельносекционная опалубка

Цельносекционная опалубка

Слайд 49

Уступный способ проходки Уступный способ (У.С) – более трудоемкий и менее

Уступный способ проходки

Уступный способ (У.С) – более трудоемкий и менее производительный,

чем метод сплошного забоя.
У.С. применяют при пониженной прочности и повышенной трещиноватости грунтов, чтобы в этих «ухудшенных» условиях сохранить устойчивость выработки до установки временной крепи.
Из многочисленных вариантов уступного способа наиболее распространен способ нижнего уступа.
Его применяют при f>4 и h>10 м или при 2
Слайд 50

Технологии Горного способа проходка верхнего уступа (калотты)

Технологии Горного способа проходка верхнего уступа (калотты)

Слайд 51

Сущность способа Сущность способа: выработку делят по высоте на две части

Сущность способа

Сущность способа: выработку делят по высоте на две части (2/5:3/5

или 1:1) и каждую из них проходят по отдельности.

Высоту калотты определяют по условиям размещения бурового оборудования (3,5-4 м)

Слайд 52

Слайд 53

Технология Верхний и нижний уступы проходят каждый по отдельности с установкой

Технология

Верхний и нижний уступы проходят каждый по отдельности с установкой в

них временной (арочной крепи),
а обделку бетонируют на всё сечение сразу, как в способе сплошного забоя.
Для разработки грунта в нижнем уступе можно бурить скважины станком (сверху вниз), либо буровым агрегатом установленным в нижнем уступе.
В 1–м случае скважины – почти вертикальны ( грунт разлетается по горизонтали), во втором – шпуры горизонтальны (выброс грунта вверх).
Слайд 54

Технологическая схема сооружения тоннеля: а) Проходка верхнего уступа (калотты) - как

Технологическая схема сооружения тоннеля: а) Проходка верхнего уступа (калотты) - как по способу

сплошного забоя
1-Бур.установка; 2 -Погр.машина; 3 -Транспорт;
4 -Бетоно-укладочное оборудование;
5 -Опалубка свода; 6 -Обделка свода;
7-Пандус для въезда
Слайд 55

Технологическая схема сооружения тоннеля: I вариант - Проходки нижнего уступа (Для

Технологическая схема сооружения тоннеля: I вариант - Проходки нижнего уступа (Для неустойчивых

грунтов f<3, обделка свода бетонируется с небольшим (до 30 м) отставанием от забоя)

2 -Погр.машина; 3 -Транспорт; 4 -Бетоно-укладочное оборудование; 6 -Обделка с уширенными пятами свода 0.8-1.0 м; 8 -Бур.станок; 9 -Опалубка стен;
10 -Обделка стен; 11 -обратный свод.

Слайд 56

Технологическая схема сооружения тоннеля: II вариант -Проходки нижнего уступа (Для грунтов

Технологическая схема сооружения тоннеля: II вариант -Проходки нижнего уступа (Для грунтов

f=3-4: если арочная крепь достаточна для поддержания выработки в устойчивом состоянии на протяжении нескольких недель и месяцев)
1 -Бур.установ; 2 -Погр.машина; 3 -Транспорт; 4 -Бетоно-укладочное оборудование; 6 -Обделка с уширенными пятами свода 0.8-1.0 м; 8 -Бур.станок; 9 -Опалубка стен; 12 -Транспортёры; 13 – опалубка.
Слайд 57

С южного портала а.д. тоннеля велась разработка грунта нижнего уступа проходческими

С южного портала а.д. тоннеля велась разработка грунта нижнего уступа проходческими

комбайнами или подземным экскаватором «Liebherr» оборудованным гидромолотом.
Слайд 58

Техн. схема проходки уступом: БВР с защитным слоем с доработкой комбайном

Техн. схема проходки уступом: БВР с защитным слоем с доработкой комбайном

Слайд 59

Современные способы проходки тоннелей в неустойчивых грунтах. 1. Новоавстрийский (NATM) 2. Итальянский (ADECO-RS)

Современные способы проходки тоннелей в неустойчивых грунтах.

1. Новоавстрийский (NATM)
2. Итальянский

(ADECO-RS)
Слайд 60

Новоавстрийский способ ( NATM) основан на том, что при проходке выработок,

Новоавстрийский способ ( NATM)

основан на том, что при проходке выработок, вследствие

податливости крепи, напряжения в горном массиве перераспределяются.
Чем больше свободные деформации, которые происходят в массиве до установки крепи, тем большую часть нагрузки возьмут на себя приконтурные слои грунта и тем меньшая ее часть придется на обделку.
Но это связано с риском: не прозевать бы !
Большие деформации опасны, они связаны с обрушениями выработок.
Слайд 61

Новоавстрийский способ – это не способ в прямом смысле, это –

Новоавстрийский способ – это не способ в прямом смысле, это –

концепция.
Она заключается в том, чтобы, применяя податливую крепь допустить повышенные деформации контура выработки, но не позволить им превысить критические пределы.
В результате достигается экономия за счет применения более легких конструкций обделок.
Слайд 62

Примеры применения новоавстрийского способа: а) При способе сплошного забоя: -применение временной

Примеры применения новоавстрийского способа:

а) При способе сплошного забоя: -применение временной

крепи в виде покрытия из набрызг-бетона по металлической сетке с одновременным контролем деформаций;
-если надо - 2-й слой, и т.д. -наконец, последний защитный слой, и все это – обделка !
На практике обычно – 1-й слой это временная крепь, потом 2-й слой обделка.