Монтажная оснастка, ее назначение, основные конструкции и применение

2. Сущность строительства подземных сооружений опускным способом и условия его применения.

Строительство подземных сооружений опускным способом заключается в следующем. На площадке, подготовленной к строительству, первоначально возводят стены будущего подземного сооружения (рис. 1.5, а). В дальнейшем в контуре ограждающей крепи с. применением соответствующей горно-строительной техники разрабатывают грунт и выдают его на поверхность за пределы крепи. По мере выемки грунта опускная крепь погружается в массив на проектную глубину (рис. 1.5,6).

После пересечения неустойчивых грунтов и заглубления ограждающей крепи на 1,5—2 м в плотные породы проходку выработки продолжают обычным способом с возведением временной или постоянной крепи (рис. 1.5, в) или же в зависимости от назначения сооружения возводят днище, перекрытие (рис. 1.5, г) и наземную часть сооружения.

Рис. 1.5. Последовательность строительства подземного соору­жения опускным способом

Площадь поперечного сечения опускных сооружений мо­жет изменяться от 50 до 2000м2, а глубина погружения в от­дельных случаях может достигать 130м.

Такой способ в технической литературе часто называют: способ опускного колодца, опускная крепь или же погружная крепь в зависимости от назначения возводимого сооружения.

По назначению опускные сооружения могут быть разделе­ны на два типа: опускные колодцы для устройства фундамен­тов ответственных зданий и сооружений и опускные подземные сооружения для размещения в них технологического оборудо­вания и служебных помещений (водозаборные и канализацион­ные насосные станции; камеры дробления горно-обогатитель­ных, металлургических и калийных комбинатов; скиповые ямы доменных печей; склады и хранилища различного назначения и другие подземные объекты).

Промежуточное положение, приближающееся к первому ти­пу, занимают опускные крепи для строительства вертикальных стволов шахт.

По форме, в плане опускные сооружения могут быть круг­лые, прямоугольные, овальные или эллиптические в зависимо­сти от типа и назначения подземного сооружения. Опускные колодцы, как правило, имеют круглую форму, так как в этом случае они являются более экономичными по расходу материа­лов, более устойчивыми к внешнему воздействию, обеспечива­ют меньшее сопротивление трения по боковой поверхности о грунт, а также упрощают разработку грунта внутри крепи. Размеры опускных колодцев обычно небольшие — до 4 м в диа­метре. Глубина погружения достигает 130 м и зависит от усло­вий залегания скальных пород, на которые опирают фундамент сооружений.

Опускные подземные сооружения по форме выполняют круглыми или прямоугольными больших размеров до 60 м в диаметре и до 250X50 м в плане. Однако глубина погружения подземных сооружений не превышает 60 м.

Строительство подземных сооружений приходится выпол­нять в сложных гидрогеологических условиях: слабых, рыхлых грунтах, нередко водонасыщенных, вблизи действующих зданий и сооружений. При больших притоках воды и наличии напор­ных вод, особенно вблизи действующих зданий и сооружений, применение опускного способа строительства нецелесообразно. Большие трудности возникают при строительстве подземных сооружений опускным способом в слоистых перемежающихся породах различной прочности и залегающих наклонно, а так­же при наличии в рыхлых породах крупных твердых включе­ний типа валунов. В ряде случаев при больших размерах в поперечном сечении опускные крепи применяют при строитель­стве подземных сооружений в породах средней крепости.

По мере погружения на стенках опускного сооружения рез­ко возрастают силы бокового трения грунта.

Для резкого снижения бокового трения, препятствующего опусканию сооружения, применяют так называемую тиксотроп-ную рубашку.

Сущность способа опускания в тиксотропной рубашке (рис. 1.6), заключается в применении тиксотропного глинистого рас­твора, которым заполняют полость между наружной поверх­ностью сооружения и грунтом, что значительно снижает боко­вое трение, обеспечивает устойчивость грунтовых стен. По­лость шириной 10—15 см создается благодаря выступу на ножевой части опускного сооружения. Для удержания глинис­того раствора на поверхности по периметру опускного соору­жения устраивают металлическое или железобетонное коль­цо— форшахту. Пространство между наружной поверхностью стены и грунтом по мере опускания сооружения заполняют тик­отропной суспензией.

Рис. 1.6. Схема устройства тиксотропной рубашки:

/ — форшахта; 2 — стены сооружения; 3 — ме­таллический резец ножа; 4 — замок; 5 — тиксо-тропный раствор

Способ подачи тиксотропной суспензии в полость тиксо­тропной рубашки зависит от размеров сооружения, глубины его погружения и вида грунтов. Если сооружение имеет срав­нительно небольшие размеры поперечного сечения и погружа­ется неглубоко через толщу связных грунтов, то глинистый рас­твор подают через форшахту (рис. 1.7, а).

Рис. 1.7. Схема устройства тиксотропной рубашки при погружении опуск­ного сооружения с размещением инъекционных труб снаружи и внутри оболочки:

/_ режущий башмак; 2 — замок; 3 — тиксотропная рубашка (глинистый раствор); 4 — форшахта- 5 — инъекционная труба; 6 — опускная крепь; 7 — перфорированное звено инъекционной трубы; S — резиновая манжета; 9 — прижимной уголок; /0 — ан­керный болт

При опускании крупных сооружений через несвязные грун­ты глинистый раствор нагнетают в нижнюю часть рубашки над уступом ножевой части. Для этого с наружной или внутренней стороны оболочки вдоль стен монтируют стальные трубы диа­метром 40—50 мм, располагая их через 3—5 м по периметру оболочки. При расположении труб с внутренней стороны в мес­тах нагнетания раствора устраивают отводы (рис. 1.7,6). Ниж­нюю часть каждой трубы делают перфорированной на длине 0.6—1 м. Отверстия диаметром 10—15 мм располагают через 5—7 см в шахматном порядке только со стороны трубы, обра­щенной в сторону рубашки, чтобы частицы грунта не засоряли инъекторы. Поскольку глинистый раствор в полости тиксотропной рубашки находится под давлением, при погружении сооружения необходимо принимать меры по недопущению попадания рас­твора под его ножевую часть. Для изоляции нижней части со-оружения на уступе ножевой части выполняют специальный замок, препятствующий прорыву раствора внутрь сооружения. Замок выполняют из вязкого материала — глинистой пасты, пакли, пропитанной глинистым раствором, мятой глины с со­ломенной или камышовой резкой. Иногда замок выполняют из прорезиненной ленты.

В качестве тиксотропной рубашки используют глинистый раствор со свойствами, обеспечивающими устойчивость верти­кальной грунтовой стены. Плотность глинистого раствора под­бирается с таким расчетом, чтобы гидростатическое давление

раствора на каждой рассматриваемой глубине было больше бо­кового давления грунта и грунтовых вод. Плотность глинистого раствора изменяется от 1,05 до 1,2 г/см3. Наличие тиксотропной рубашки практически снимает трение боковой поверхности со­оружения о грунт, что позволяет значительно снизить массу опускного сооружения, увеличить глубину погружения.

Использование тиксотропной рубашки гарантирует надеж­ность, способствует повышению безопасности работ и сокраще­нию сроков строительства. Способ опускания подземных соору­жений в тиксотропной рубашке может применяться практиче­ски в любых несвязных грунтах или отсутствии в них крупных пустот или карстов, куда может уходить глинистый раствор.

3. Последовательность выполнения основных и вспомогательных операций проходческого цикла при щитовой проходке.

Проходческий цикл – перечень основных и вспомогательных операций, после выполнения которых, забой смещается на некоторую заданную величину. Решаем 3 задачи: разработка породы, уборка породы, возведение крепи. Суть технологии: щит внедряем в породный массив, часть породы разрабатываем, возводим крепь в юбке щита и начинаем передвигать щит. Проходческий цикл включает в себя: разраб породы, погрузка породы, передвижка щита, транспорт породы, зачистка лотка щита от просыпания грунта, проверка положения щита в плане и профиле, возведение крепи, первичное (галька) и вторичное(через 15-20 дней) нагнетание цементно-песчаного р-ра за обделку крепи, вспомогат операции: настилка рельсовых путей, навеска вентиляционного става, наращ-е силовых коммуникаций (сжатый воздух., силовой кабель).

Возведение вторичной ж\б обделки(ж\б рубашки). Ж\б рубашку возводят после завершения всех проходческих работ на всем протяжении тоннеля, либо на участке тоннеля между двумя соседними стволамию Перед ее возведением демонтируют рельсовый путь. Убирают строительный мусор, промывают лотковую часть тоннеля. Затем на участке длинной 4-6 м устанавливают поперечную арматуру (армокаркас), которую крепят к тоннельной обделке, путем вбивания метал-х штырей между швами блоков или их крепят к монтажным петлям блоков. Затем устанавливают продольную арматуру (гладкая ар-ра д 8-10 мм). После монтажа ар-ры на указанном участке тоннеля передвигают опалубку путем выдвижения консолей, затем включают в работу вертикально расположенные домкраты в хвостовой части опалубки, приподнимают ее и подвигают опалубку на консоль. Затем опалубку раскрывают в проектное положение, торцуют и преступают к укладке бетона. Бетонную смесь укладывают вначале в лотковую часть, затем в обе стороны заполняют боковые части сечения. Весьма важным элементом. При торцевание межопалубочного пространства, яв-ся надувной рукав, к-й распологается в заопалубочном пространстве после подачи в него сжатого воздуха, торцевое пространство плотно перекрывается и вытекание бетона исключено. После набора бетоном разупалубочной прочности водух из рукава стравливают и переносят на новое место. Бетон за опалубку обычно подается с помощью бетононасосов, к-е обеспечивают подачу по горизонтали на 200-250 м и по вертикали на 30-50 м, причем бетононасосы могут быть зармещены, как в тоннеле, так и на поверхности вблизи стволов. Из отеч бетононасосов нашли наиб применение СБ-95А, СБ-123. Бетон подается к опалубке по жесткому бетоноводу д 150мм. Контроль за заполнением бет смеси за опалубку: в своде есть специальное отверстие, как только бет поднимается до этого смотрового отверстия, прекращают подачу бетона. После того, как заполнили бетоном, опалубку оставляют на 6-8 ч, бет набирает необходимую прочность для того чтобы можно было снять опалубку и процесс повторить.

Прежде чем подавать бетон по трубопроводу, нагнетается жидкое цементное молоко (смачивается внутр пов-ть бетоновода), потом промывается водой и пыжуется (прогон резиновыми шариками).