Просмотр кода страницы Бескессонная проходка в условиях сложной гидрогеологии (статья)

[[Файл:Статья Бескессонная проходка 1.jpg|320px|thumb|right|Схема водопонижающих скважин]]
[[Файл:Статья Бескессонная проходка 2.jpg|320px|thumb|right|Переподъёмники]]
[[Файл:Статья Бескессонная проходка 3.jpg|320px|thumb|right|График скоростей проходки]]
[[Файл:Статья Бескессонная проходка 4.jpg|320px|thumb|right|График снижения трудозатрат]]

Перегонные тоннели глубокого заложения между станциями [[Низами Гянджеви (станция метро, Баку)|«Низами»]] и [[Элмляр Академиясы (станция метро, Баку)|«Элмляр Академиясы»]] II очереди [[Бакинский метрополитен|Бакинского метрополитена]] сооружались в сложных гидрогеологических условиях. Они характеризовались напорными водами, заключёнными в супесях, песчаных прослоях и известняках. Это потребовало применения специальных способов проходки.

В связи с расположением трассы под уклоном 40‰ предусматривался кессонный способ под давлением сжатого воздуха более чем в 2 ати в сочетании с водопонижением.

Творческими усилиями строителей и проектировщиков на стадии рабочего проекта создан наиболее оптимальный вариант проходки: отметка станции «Элмляр Академиясы» поднята в зону более благоприятной гидрогеологии. В связи с этим на прилегающем перегоне в направлении «Низами» применена вынужденная величина уклона в 60‰, что осложнило условия производства откаточных работ.

Чтобы обеспечить проходку под давлением сжатого воздуха от 0,5 до 1 ати, пробурили 130 водопонижающих скважин на свободных от наземных сооружений участках тремя рядами вдоль обоих тоннелей (на протяжении 640 пог. м) и пятью (на участке в 250 пог. м).

Для перехвата потока подземных вод и большего их понижения расстояние между скважинами крайних рядов со стороны левого перегона задано несколько меньшим.

На одном из участков до начала проходки провели опытно-производственное водопонижение, результаты которого приняли за основу производственного водопонижения по трассе.

По результатам опытного водопонижения установили эффективность откачки грунтовых вод по большей части с нижнего горизонта.

Пробуренные производственные скважины по трассе оборудовались в основном на водоносные супеси. В отдельных случаях глубина спуска обсадных колонн, конструкция фильтра, а также интервал его установки уточнялись в процессе бурения по фактическому геологическому разрезу.

До начала проходки на намеченных кессонных участках предварительно ликвидировали старые заброшенные колодцы по трассе и в начале обоих перегонных тоннелей смонтировали шлюзовые камеры.

Для обеспечения безопасности производимых горнопроходческих работ без применения кессонного способа в указанных сложных гидрогеологических условиях щиты оборудовали опережающими защитными козырьками длиной 0,5 м в пределах верхней части ножевого кольца. Разработка забоя велась под их прикрытием. Козырёк предварительно задавливали в грунт на 0,5 м, т. е. на величину очередной заходки, не допуская отставания первичного нагнетания цементно-песчаного раствора за обделку. Между тем при задавливании вследствие создания большой нагрузки подвергались изгибу отдельные элементы защитного козырька из спаренных металлических уголковых профилей. В отдельных случаях наблюдались деформации ножевого кольца щита в сводовой его части. Всё это приводило к вынужденным остановкам. Несмотря на это скорости проходки достигали в отдельных случаях 60 пог. м в месяц.

По предложению строителей вместо предусмотренного проектом устройства крутой наклонной эстакады у входов в шлюзовые камеры смонтировали переподъёмники. С их помощью транспортные средства подавали в материальный шлюз.

Откаточные работы в условиях крутого уклона выполняли в строгом соответствии с проектными рекомендациями. Они апробировались на небольшом участке перегона и были приняты к производству. Для обеспечения безопасности работ вагонетки, тюбинговозки, тележки для нагнетания и т. д. с помощью специальных стопоров и башмаков подвергались подтормаживанию. При остановке состава под каждую вагонетку устанавливали башмаки. С интервалом в 50 м действовали шлагбаумы. На тюбинговозках размещали по одному тюбингу с обязательным его укреплением. В соответствии с правилами техники безопасности составы из трёх вагонеток транспортировались двумя электровозами 7 КР. На подъёме оба являлись тяговыми, на спуске тяговым был только головной электровоз (максимальная скорость при движении на подъём — 10 км/час, на спуск — не более 8). Откаточные работы в зоне забоя максимально механизировались. Так, подача гружёных и порожних вагонеток осуществлялась лебёдками: одна устанавливалась на эректоре, другая — на тележке для нагнетания.

На участке водопонижения протяжённостью 100 пог. м по предложению строителей и проектировщиков были пробурены и оборудованы на известняк (по проекту обычно на супесь и суглинки) 12 скважин. Совместная их работа показала высокую надёжность и эффективность, что позволило здесь успешно вести проходку без применения кессона.

На большей части перегона благодаря эффективности водопонижающих скважин прорезаемые тоннелями суглинки и супеси находились при разработке в полувлажном состоянии без притока грунтовых вод в забой. И только по мере его удаления из-за смонтированной чугунной обделки происходил водоприток в тоннель вначале с незначительным выносом грунтовых частиц, а затем без них.

Вследствие нарушения естественного равновесия породного массива проходкой, при которой не исключена возможность образования трещин в целике за обделкой, грунтовые воды по этим трещинам и порам проникали в тоннель, как бы стекая в дренаж. Чтобы обеспечить дополнительное снижение уровня грунтовых вод при возможном притоке в тоннель максимального количества воды, гидроизоляционные работы на сооружаемом участке временно не проводили. Организованный приём грунтовых вод через тюбинговые швы благоприятно сказался на общем снижении их уровня по трассе.

В соответствии с проектом сооружение левого перегонного тоннеля опережало правый. Благодаря снижению уровня грунтовых вод (за счёт дренажа левого тоннеля) правый проходили в более благоприятных условиях — при незначительном притоке грунтовых вод.

Необходимо отметить, что после поднятия отметки станции «Элмляр Академиясы» уклон трассы перегонов в направлении «Низами» стал близким пологому падению пластов, расположенных на трассе. В связи с этим при проходке тоннелями на большом расстоянии подрезались пласты, не имеющие между собой надёжной связи, в результате чего на отдельных участках образовывались небольшие местные вывалы. Пришлось ограничить длину разработки до 0,5 м.

Учитывая, что падение пластов по трассе способствовало проникновению грунтовых вод в тоннель, создались дополнительные условия для их снижения, а следовательно, для возможности бескессонной проходки.

Таким образом, правый и левый тоннели общей протяжённостью 1979 пог. м прокладывались без применения кессона. Этого результата Бактоннельстрой достиг благодаря систематическому и настойчивому осуществлению оптимальных технических решений, своевременному бурению и чёткой координации работы водопонижающих скважин на трассе в сочетании с проходкой, регулярному наблюдению за дебитом скважин и состоянием уровней.

Произведённые расчёты показали, что только на первых 100 пог. м тоннелей (где по проекту предусматривался кессонный способ) снижение трудозатрат на сооружении 1 пог. м составило 72 чел./час.

Вклад в решение вопроса по исключению дорогостоящего и трудоёмкого кессонного способа проходки в сложных гидрогеологических условиях свидетельствует о высокой профессиональной зрелости коллектива бакинских метростроителей и его способности решать сложнейшие технические задачи.

''Э. АМИНОВ, кандидат технических наук''

== Источник ==
* «Бескессонная проходка в условиях сложной гидрогеологии», журнал «Метрострой», № 5, 1982

[[Категория:Библиотека:Статьи]]