Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом

Горный способ

Создание инфраструктуры в гористой местности в местности со сложным рельефом одна из самых сложных задач, она трудоемка, требует большого финансирования, но в тоже время она вполне решаем, особенно с учетом возможностей современной техники. Горный способ себя зарекомендовал как самый эффективный, так как в этом случае нужный объем породы разрушается с помощью взрывов, а освободившееся пространство закрывается временными крепями.

Временные крепи могут быть нескольких видов:

• деревянные крепи используются в слабоустойчивых грунтах, к примеру, в песке или глине;
• металлическая арочная или рамная крепь применяется тогда, когда ведется разработка на полное сечение. Стальная арочная крепь состоит из арки, выполненной из стального двутавра, стяжек-распорок и дощатой затяжки, они опираются на подошву выработки или уступ породы. Если работы по разработке ведутся уступным методом, то и устройство крепи выполняется поэтапно, в два приема. Стальная арочная крепь относится к самым быстро устанавливаемым;
• анкерная крепь применяется при скальных и полускальных грунтах, они обладают средней устойчивостью, ее устанавливают после разработки породы. Анкеры могут быть выполнены из разных материалов, это может быть железобетон, металл или сталеполимеры;
• набрызг-бетон применяется как самостоятельный вид временной крепи для плотных глин, скальных трещиноватых и сильнотрещиноватых пород. Бетон наносят на поверхность выработки сразу после разработки, это быстросохнущий поддерживающий слой, наносимый торкретированием
• комбинированная крепь, она сочетает достоинства всех перечисленных методов.

На выбор типа крепи влияет устойчивость породы и размер пролета.

Рисунок 1. Тоннель, разрабатываемый горным способом. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом

Рассмотрим современные способы разработки грунта, все они нацелены на то, чтобы создать как можно больший профиль, при этом незанятый временной крепью и с возможностью для выполнения постоянной обделки тоннеля.

К ним можно отнести:

• метод с устройством податливого свода, или новоавстрийский метод. Его суть состоит в том, что порода после выработки теряет устойчивость, временная крепь используется во время проходки для устойчивости разрабатываемого массива при этом максимально используется несущая способность массива. Крепление выработки должно быть завершено до того, как порода потеряет устойчивость, поэтому используется торкретирование и армированная сетка для податливого свода и анкеры для распределения горного давления. Этот метод имеет широкие возможности и может применяться даже в неустойчивых грунтах, он имеет высокую скорость выработки и маленькую металлоемкость;
• метод с устройством арочно-бетонной крепи основывается на использовании крепи ограниченной податливости, которые также используют несущую способность массива. У забоя сразу после выработки возводится металлическая арочная крепь, она рассчитана на восприятие части расчетного горного давления. Дощатая затяжка заменятся бетоном, наносимым тонким слоем с минимальной толщиной. Ограниченная податливость крепи работает на поддержание сечения в период строительства, замеры деформаций подтверждают или опровергают правильно расчетов, созданную временную крепь используют в качестве первого слоя отделки;
• метод опорного ядра состоит в том, что в начале по двум сторонам тоннеля производят выработки выбранного сечения, стены выработок бетонируют. После проходят калоттный профиль и одновременно выполняют свод.

Рисунок 2. Арочная крепь в тоннеле. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для проведения работ горным способом привлекаются экскаваторы, укладчики, породопогрузочные машины, автомобильный транспорт, бетононасосы, механизированная опалубка.

Проектирование тоннеля всегда ведется исходя из начальных условий, результатов изысканий и требований заказчика. От выбора рационального способа разработки зависит успешность реализация объекта, поэтому еще на этом этапе необходимо все тщательно взвесить.