Вся электронная библиотека >>>

Содержание книги >>>

 

ВЫСШЕЕ ГОРНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Шахтное и подземное строительство


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть I. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ШАХТНОГО И ПОДЗЕМНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

 

 

Открытый способ значительно облегчает условия возведения подземных сооружений, так как могут быть применены высокопроизводительные машины общестроительного типа и крупноразмерные конструкции при неограниченном фронте работ. Открытым способом могут быть возведены подземные сооружения любого назначения, закладываемые на небольшой глубине от поверхности земли под свободной от застройки территорией. Особенно целесообразно применять открытый способ ведения работ при строительстве станций метрополитена, камер съездов, городских транспортных и пешеходных тоннелей, при возведении переходных участков от подземных линий метрополитена к наземным, при врезке горных тоннелей в пологие склоны и т.п.

В городских условиях, где трасса тоннеля метрополитена или коллектора пересекает жилые кварталы с большим числом зданий, сооружений и подземных коммуникаций, вопрос о выборе способа ведения работ необходимо решать на основе технико-экономического сравнения вариантов. Недостатками открытого способа строительства подземных сооружений являются: нарушение нормальной жизни города на длительный период; необходимость переноса значительной части инженерных сетей и коммуникаций, попадающих в зону ведения работ; необходимость усиления фундаментов расположенных вблизи зданий и сооружений, а в некоторых случаях их сноса; устройство временных мостов через котлованы и водоотводы.

При строительстве открытым способом необходимо проектировать земляные работы по рытью котлованов и траншей. Выбор между котлованным и траншейным способами следует также осуществлять на основе технико-экономического сравнения вариантов. Если трассу проектируют под широкой уличной магистралью, где тоннель будет занимать не всю ширину проезжей части или где возможно использование для движения городского транспорта другой магистрали, обычно целесообразно применение котлованов с наклонными стенами, расположенными под углом естественного откоса пород.

В стесненных условиях применяют котлованы с вертикальными стенами или траншейный способ. Котлованы и траншеи с вертикальными стенами необходимо закреплять. Лучшими видами крепи являются инвентарные металлические или деревянно-металлические, хотя часто применяют деревянные конструкции. При выборе типа крепи стенок котлована или траншеи следует принимать такие виды ограждений, которые позволяют осуществлять выемку породы механизированным способом. При расположении уровня подземных вод выше подошвы подземного сооружения в зависимости от свойств водоносных пород необходимо применять искусственное водопонижение, шпунтовое ограждение, искусственное замораживание или другие способы.

 

 

При проектировании строительства объектов в условиях действующих предприятий и городской застройки, особенно в водонасыщенных породах, наиболее рационально применение шпунтовых ограждений. Однако вследствие значительной стоимости и трудоемкости устройства и больших затрат материалов в каждом конкретном случае проектирования необходимо решать вопросы целесообразности их применения в данных условиях и выбора наиболее рациональных типов ограждения. Тип шпунтов выбирают в процессе разработки проекта производства работ с учетом наличия или возможности получения их строительной организацией.

Шпунтовые ограждения применяют только тогда, когда невозможны более экономичные способы временного крепления котлованов и траншей или не найдены более эффективные решения ведения работ без шпунтов, например, возведение подземного сооружения методом опускных колодцев или способом «стена в грунте», замена обычных фундаментов свайными, перенос запроектированного сооружения или коммуникации в новое проектное положение, позволяющее вести земляные работы с откосами, глубинным водопонижением или поверхностным водоотливом.

Проект организации работ в котлованах с откосами отличается большей простотой. Здесь можно использовать высокопроизводительные экскаваторы и другие землеройные машины. Крутизну откосов принимают равной углу внутреннего трения пород с учетом глубины котлована.

Для возведения обделки по спланированному дну котлована предусматривают устройство щебеночной подготовки толщиной 10 см с покрытием ее стяжкой толщиной 5 см из цементного раствора или укладывают тощий бетон. При проектировании монолитной обделки в котловане с вертикальными стенками на подготовленном основании предусматривают в первую очередь возведение защитных стенок на полную высоту. В котлованах с откосами защитные стенки можно также возводить сразу на полную высоту и использовать их в качестве наружной опалубки, однако в этом случае стенки должны быть несущими.

Для возведения полносборной или комбинированной обделки применяют монтажные краны, грузоподъемность которых зависит от массы наиболее тяжелого конструктивного элемента. Удобно с точки зрения организации работ на строительной площадке использовать козловые краны, перемещающиеся вдоль котлована по рельсам, проложенным на определенном расстоянии от бровок котлована. При строительстве городских транспортных и пешеходных тоннелей, а также многопролетных станций метрополитена в связи с большой общей шириной монтируемого сооружения козловые краны не применяют. Для монтажа конструкций в этих условиях используют стреловые самоходные краны грузоподъемностью 12—25 т.

В сильно обводненных неустойчивых породах значительной мощности (более 8 м) для строительства подземных сооружений в ряде случаев целесообразно применение опускных колодцев. Очертание и размеры опускных колодцев в плане зависят от формы наземной части сооружения, а также геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. Однако опускные колодцы недопустимо проектировать на геологически неустойчивых площадках (с оползнями, карстами, пустотами и т.п.), на площадках, где основания фундаментов расположенных рядом зданий и сооружений находятся в зоне обрушения пород у колодца, а также при ведении работ с открытым водоотливом в мелких и пылеватых песках, глинистых породах текучепластичной и текучей консистенции.

При траншейном способе в первую очередь предусматривают проходку траншей, в которых возводят стены подземного сооружения, а затем разрабатывают котлован для перекрытия. Выемку ядра тоннеля осуществляют закрытым способом под защитой возведенной обделки.

Для строительства подземных сооружений, в сложных гидрогеологических условиях весьма перспективным и эффективным является способ «стена в грунте», однако его применение в процессе проектирования должно быть обосновано технико-экономическими расчетами. При применении способа «стена в грунте» должны быть определены и приведены в проекте основные данные по технологии ведения работ и следующие параметры: длина захватки, удельный вес тиксотропного раствора и бетона, продолжительность выполнения бетонных работ и др.

Строительство подводных тоннелей, расположенных непосредственно под зеркалом воды, осуществляют способом погружения крупных секций. В проекте на строительство подводного тоннеля предусматривают следующие работы: разработку подводного котлована и подготовку основания тоннеля, транспортирование на плаву секций к месту опускания, опускание секций под воду на проектную отметку и их стыкование, ликвидацию временных торцевых перегородок в секциях, устройство постоянной гидроизоляции и внутренних конструкций на участках стыкования, обратную засыпку котлована до уровня естественного дна водоема. Глубину котлована определяют в зависимости от проектного профиля тоннеля (на практике она не превышает 40 м от уровня воды).

 

К содержанию книги: ГОРНОЕ ДЕЛО: Шахтное и подземное строительство

 

 Смотрите также:

 

Строительные машины    Оборудование для производства железобетонных изделий    Строительные машины   Краны для строительства мостов   Монтаж трубопроводов   Грузовые автомобили    Строительные машины и их эксплуатация