Logo name

Проходка тоннелей в скальных породах во Франции (статья)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Строительство горных транспортных тоннелей, в основном автодорожных, ведётся во Франции в больших объёмах. Сооружаются они в преобладающем большинстве в скальных породах буровзрывным способом. Последнее обусловлено как частыми изменениями инженерно-геологических условий по трассе, так и большими (до 90—100 м²) площадями поперечных сечений тоннелей.

В устойчивых породах большое распространение находит новоавстрийский способ сооружения, при котором тоннель проходят сразу на полный профиль или одним уступом с возведением временного крепления из анкерных болтов или слоя набрызг-бетона. Такая крепь, деформируясь в пределах упругости в соответствии с деформациями выработки, предупреждает развитие горного давления и обеспечивает устойчивость последней на длительный срок. Это позволяет возводить постоянную тоннельную обделку независимо от проходческих работ на большом удалении от забоя.

При ведении проходческих работ с раскрытием забоя на полный профиль тоннеля или уступным способом применяется высокопроизводительное горнопроходческое оборудование: для обуривания забоев — самоходные установки на пневмоколёсном ходу с четырьмя-пятью буровыми стрелами и одной — с рабочей люлькой; для уборки породы — ковшевые машины с боковой разгрузкой и горные экскаваторы на пневмоколёсном ходу. Ёмкость ковшей 2,4 м³ и более. Транспортировка породы и доставка грузов в тоннель осуществляются в автосамосвалах ёмкостью до 12 м³ (грузоподъёмностью 22 т).

В монолитных и слаботрещиноватых породах величина заходки принимается от 3 до 4,2 м. Шпуры бурят параллельно один другому. В качестве основного вруба используются обычно одна или две холостые скважины по вертикальной оси тоннеля. Расход бурения в зависимости от прочностных показателей горных пород и площади забоя составляет 1,5—1,7 шпура на 1 м².

Анкерные болты применяются как с точечным механическим креплением в шпуре, так и с креплением по всей длине тяги болта цементным раствором или смолами. Первое используется в хрупких породах, когда требуется скрепить ослабленный проходческими работами слой породы с основным массивом. (Типовая конструкция разжимного узла таких анкеров — это полукольца с наружной насечкой, разжимаемые клином при вращении тяги болта.) Второе — преимущественно в пластичных породах. Связанные по всей длине со стенками шпура анкерные болты как бы армируют находящуюся вокруг них породу. Крепление смолами имеет ряд преимуществ по сравнению с цементными растворами (по надёжности и срокам начала работы), однако оно дороже.

Длина болтов всех типов обычно не превышает 4,5 м.

Анкерное крепление в большинстве случаев выполняется в сочетании с металлической сеткой.

Широко применяется также крепление набрызг-бетоном. Нанесение его выполняется как сухим, так и влажным способами. Предпочтение отдаётся последнему, так как результаты испытаний показали: прочность слоя при влажном способе нанесения выше (на 10—15 %), чем при сухом. На некоторых объектах внедряются армированные набрызг-бетонные покрытия. В этом случае толщина слоя принимается не менее 7 см. В качестве арматуры используют стальные стержни диаметром от 3 мм и более или сварные сетки. Витые и штампованные сетки не рекомендуются. Считается, что заделка арматуры в бетон должна быть не менее 2 см.

Довольно часто анкерные болты используются одновременно с набрызг-бетоном (в этом случае слоем небольшой толщины). Таким сочетанием достигается сохранность тоннельной выработки в течение длительного срока. Это, в свою очередь, позволяет возводить постоянную обделку в удобный для строителей период времени.

Однако нормативных документов на выполнение работ, связанных с возведением крепей из анкерных болтов и набрызг-бетона, во Франции пока нет. Имеются лишь довольно обширные рекомендации, составленные по результатам научно-исследовательских работ и опыта их применения. Постоянные обделки возводятся как правило из монолитного бетона марки «300» пластичной консистенции (с осадкой конуса 10 см) с применением переставных шарнирных металлических опалубок. Длина секций до 13,5 м. Бетон доставляется в тоннель в автомиксерах, а подаётся за опалубку — бетононасосами. Эти работы выполняются обычно после прекращения деформаций горного массива или на последних стадиях их проявления.

При сооружении тоннелей большое внимание уделяется не только вопросам выбора соответствующего данным условиям горнопроходческого оборудования, но и вопросам механизации выполнения вспомогательных операций. Предпочтение отдаётся узкоспециализированным. а не многофункциональным машинам. Это, по мнению французских специалистов, повышает надёжность. Например, для обуривания забоев и разработки шпуров под анкерные болты применяются не унифицированные, а специализированные для каждой из этих операций установки, причём полностью гидрофицированные. Гидравлические перфораторы, которыми оснащаются эти установки, в сравнении с пневматическими в 2—3 раза экономичнее, более производительны, позволяют чётко регулировать режим работы, создают меньший шум и не образуют в забое водяной туман. Этими преимуществами почти полностью окупается их высокая стоимость.

Для установки анкерных болтов начинают внедряться самоходные мобильные машины с манипулятором и магазином-турелью, например, французской фирмы «Секома».

Широкое распространение находят самоходные машины с ударным исполнительным органом на манипуляторе для оборки кровли и стен тоннеля после взрыва, отрывки дренажных лотков, разрушения негабаритов и выравнивания подошвы тоннеля. Ударные исполнительные органы таких машин представляют собой гидравлические бутобои с энергией единичного удара от 100 до 200 кгм и числом ударов от 230 до 600 в минуту. Выпускаются они французской фирмой «Монтаберт».

Поскольку при проходке тоннелей с порталов применяется преимущественно автотранспорт, с целью создания благоприятных условий для его работы поверхность почвы покрывают слоем бетона до 10 см. Укладывается он участками поочерёдно с правой и с левой сторон от оси тоннеля, что позволяет выполнять эту операцию без перерыва движения.

Серьёзное внимание во Франции уделяется постановке научно-исследовательских работ в области тоннелестроения, особенно вопросам механики горных пород с точки зрения определения устойчивости выработок и нарушений дневной поверхности, а также оценки горных пород как объектов разрушения при строительстве тоннелей. Большие работы ведутся по совершенствованию систем временного крепления.

К. ШЛЯПИН, кандидат технических наук, Г. ФЁДОРОВ, инженер

Источник

  • «Проходка тоннелей в скальных породах во Франции», журнал «Метрострой» № 5, 1978


[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 16:04, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участник Энциклопедия нашего транспорта Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100