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 И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПОДГОТОВИТЕЛЬНОГО ПЕРИОДА

 

 

Состав, объем выполняемых работ и продолжительность подготовительного периода устанавливают в проекте организации строительства. Они зависят от географического положения строящегося объекта (развитый или необжитый район), топографических, климатических, градостроительных (для метрополитенов и коллекторов) и других местных условий, сложности сооружения и объектов основных работ, а также от нормативного срока сдачи объектов в эксплуатацию.

Объемы общеплощадочных работ зависят от условий, в которых проектируют стройку. Инженерную подготовку предусматривают во всех случаях, но при выборе площадки в обжитом месте или на действующем предприятии объемы работ по инженерной подготовке значительно меньше за счет использования существующих сетей водо- и энергоснабжения, канализации, дорог и т.д.

Наиболее велики объемы работ подготовительного периода на новых площадках в неосвоенных районах. Для таких строек обычно предусматривают предварительный этап подготовительного периода, в течение которого площадку связывают с ближайшими магистралями автомобильных и железных дорог и с высоковольтными линиями электроснабжения; обеспечивают жилье для первых партий рабочих, устраивают временные склады (иногда перевалочные склады на станциях железных дорог и у пристаней), оборудуют первоначальную техническую базу для работ подготовительного периода. Лишь после этого проектируют и разворачивают общеплощадочные работы.

Работы первого этапа подготовительного периода следует планировать с использованием «пионерных отрядов». В функции такого отряда входит создание временного поселка и базы. Для него предусматривают инвентарные временные сооружения передвижного и контейнерного типа производственного, жилищного, бытового и административного назначения. Отряд рассчитан на автономную работу в любое время года, а также на переходы по бездорожью. Срок пребывания «пионерного отряда» на одной площадке не должен превышать б месяцев.

В состав работ, проектируемых в подготовительный период, входят как выполняемые непосредственно на строительной площадке подземного сооружения (внутриплощадочные работы), так и вне строительной площадки (внеплощадочные работы).

В состав внеплощадочных входят работы по сооружению магистральных линий, протяженность которых превышает 3 км. К ним следует относить также строительство внешних подъездных железнодорожных путей к строительной площадке и прирельсовым базам снабжения, автомобильных дорог, причалов, линий связи и электропередач с трансформаторными подстанциями, водопроводных сетей с заборными сооружениями, канализационных коллекторов с очистными сооружениями.

 

 

К внутриплощадочным подготовительным работам относят:

•          создание геодезической разбивочной основы для строительства;

•          расчистку территории строительной площадки и снос не используемых в процессе строительства строений;

•          инженерную подготовку строительной площадки с первоочередными работами по планировке территории и обеспечению временных стоков поверхностных вод, перекладке существующих инженерных коммуникаций, устройству постоянных или временных внутриплощадочных дорог, прокладке сетей водо- и энергоснабжения, телефонной и радиосвязи;

•          создание общеплощадочного, складского хозяйства и площадок сборки оборудования и конструкций;

•          монтаж инвентарных зданий, механизированных установок и временных сооружений, а при соответствующем обосновании — возведение постоянных зданий и сооружений, используемых временно для нужд строительства;

•          обеспечение строительной площадки противопожарным водоснабжением и инвентарем, средствами связи и сигнализации.

Кроме того, в течение подготовительного периода выполняют работы, связанные с подготовкой к проведению горных работ в зависимости от принятых способов подземного строительства: осушение массива горных пород; отвод поверхностных вод; организацию площадок для монтажа технологического оборудования; проходку устьев стволов или предпортальных выемок; устройство вентиляционных, калориферных и других каналов; оснащение проходки стволов или штолен; работы, связанные со специальными способами проходки (бурение замораживающих, цементационных и водопонижающих скважин, откачку воды, замораживание пород и пр.); строительство путей и дорог для отвала породы.

Очередность и сроки строительства постоянных и временных зданий и сооружений в подготовительном периоде устанавливают с учетом их рационального использования к началу соответствующих периодов горнопроходческих работ. В первую очередь необходимо строить железные и автомобильные дороги, линии электропередачи и связи. Строительство зданий и сооружений вспомогательного назначения (водо- и теплоснабжения, культурно-бытовые и др.) следует совмещать со строительством объектов основного производственного назначения (копры, подъемные машины и др.).

Постоянные водозаборные скважины, являющиеся источниками водоснабжения, надлежит построить к началу работ подготовительного периода. При специальных способах строительства в подготовительном периоде после выполнения работ по освоению строительной площадки в первую очередь следует организовать глинистое хозяйство для обеспечения промывочным раствором буровых установок, предусмотреть бурение скважин для водопонижения, замораживания или цементации пород.

При использовании постоянных зданий и сооружений для нужд строительства должны быть введены в эксплуатацию к началу проходки стволов, штолен или тоннелей следующие объекты: копры, подъемные машины, котельная, линия электропередачи и отдельно стоящая электроподстанция, часть административно-бытового комбината, компрессорная, железнодорожные пути нормальной колеи, подъездные и общеплощадочные автомобильные дороги, подземные инженерные коммуникации, резервуар противопожарного запаса воды.

При использовании для нужд строительства временных зданий и сооружений к началу проходки горных выработок должны быть введены в эксплуатацию следующие объекты: копры, подъемные машины, компрессорные установки, котельные, электромеханические мастерские, бетонно-растворный завод, склады, передвижные трансформаторные подстанции, административно-бытовой комбинат, теплосеть, сети водоснабжения и канализации, отстойники, вентиляционные установки, автомобильные дороги, комплекс зданий для проходческого оборудования.

При проектировании строительства подземного сооружения в несколько очередей в проектах должна быть предусмотрена возможность нормального ведения строительно-монтажных и горнопроходческих работ второй очереди, для чего необходимо: определить на поверхности резервные места для расположения объектов, возводимых во вторую очередь, и не застраивать их временными объектами; предусмотреть места для складских помещений и разгрузочных площадок; устройство проездов для автомобильного транспорта и площадок для завоза укрупненных элементов и оборудования и снабжение объектов строительства последующих очередей паром, водой, сжатым воздухом и электроэнергией от источников действующего предприятия.

На период строительства последующей очереди следует предусматривать использование отдельных зданий и помещений для размещения различных контор строительной организации, а также действующих технологических комплексов (подъемного, породного, транспортного и т.п.). Необходимо предусматривать в проекте обеспечение связью через действующие сети и возможность расширения железнодорожной сети для использования при строительстве последующих очередей.

Продолжительность подготовительного периода при строительстве подземных сооружений зависит главным образом от объема горных выработок, числа строительных площадок, технологических схем оснащения проведения выработок, объема постоянных объектов, используемых для нужд строительства, и применяемой технологии строительно-монтажных работ.

Проектирование и осуществление дорожного строительства, которое ведут в подготовительный период, должно в минимальные сроки обеспечить возможность начала работ на новых строительных площадках. Прогрессивным направлением в решении этого вопроса является заблаговременное строительство и последующее использование для перевозки строительных грузов постоянных подъездных дорог, предусмотренных в проектах. Однако это возможно лишь при условии заблаговременного проектирования постоянных дорог и выделения для их сооружения необходимых средств за 1—2 года до начала строительства на новой площадке или же при небольшой протяженности трассы внешней дороги и благоприятных природных условиях ее сооружения.

Устройство временных дорог приводит к удорожанию строительства, но вместе с тем оно облегчает строительство постоянной дороги к объекту, что весьма важно в неблагоприятных гидрогеологических и климатических условиях. Совмещение строительства постоянной дороги с ее эксплуатацией приводит к значительному удорожанию строительства, снижению качества и увеличению его продолжительности.

Большая интенсивность движения в период строительства, а также использование тяжелых автомашин и трейлеров при недостаточной прочности дорожного покрытия часто приводят к значительному износу постоянной автомобильной дороги еще до сдачи подземного сооружения в эксплуатацию. Поэтому если в проекте не предусмотрено строительство временной дороги, то необходимо, чтобы конструкция постоянной дороги была рассчитана на максимальную интенсивность движения и грузоподъемность автомашин, используемых в период строительства, а не на ту относительно небольшую грузонапряженность, которая будет иметь место во время эксплуатации подземного сооружения.

В отдельных случаях оправдана прокладка временной внешней дороги как с точки зрения сроков строительства, так и экономической целесообразности.

Дороги и проезды на строительной площадке, так же как и внешние автомобильные дороги, являются первоочередными объектами строительства подготовительного периода. При благоприятных гидрогеологических условиях на площадке строительство дорог с постоянным асфальтовым покрытием предусматривают до начала работ по прокладке подземных коммуникаций и устройству фундаментов. Такое решение особенно эффективно в том случае, если применяют метод продавливания труб, что дает возможность избежать местных повреждений полотна дороги при последующей прокладке коммуникаций.

При неблагоприятных гидрогеологических условиях, когда нельзя рассчитывать на сохранность асфальтового покрытия до окончания строительства, постоянные дороги на площадке проектируют из сборного железобетона без верхнего асфальтового покрытия до начала работ по прокладке подземных коммуникаций и устройству фундаментов.

В случаях когда подземные инженерные сети на строительных площадках совмещены с постоянными проездами, причем прокладка этих сетей требует длительного времени, а откладывать работы по строительству проездов не позволяют установленные сроки, в проекте предусматривают временные дороги или временные дороги в сочетании с постоянными.

Для электроснабжения строительной площадки в подготовительный период предусматривают временные схемы питания и наиболее простые устройства за исключением случаев, когда новое строительство располагают в непосредственной близости от уже действующего или строящегося предприятия, энергетическое хозяйство которого может быть использовано для электроснабжения площадки нового строительства.

Питание площадки или нескольких отдельных площадок строительства (например, основной и жилого поселка) осуществляют током высокого напряжения по воздушным линиям передач наиболее простого типа.

В случае использования одной и той же опорной (районной) подстанции энергосистемы для питания строительства и объекта после ввода его в действие целесообразно сразу построить, ввести в действие и использовать для временного электроснабжения одну из линий, запроектированных для постоянной схемы питания строящегося объекта. После возведения линии электропередачи строят временную подстанцию и прокладывают линии к потребителям тока.

Возможно также временное использование линии электропередачи, предназначенной для постоянной эксплуатации при высоком напряжении (110 или 35 кВ), на период строительства при более низком напряжении (35, 10 или 6 кВ). В этом случае основные конструкции (линии, опоры) возводят по проекту для высокого напряжения, а изоляция может быть временно выполнена на более низкое напряжение. Это значительно упрощает эксплуатацию энергохозяйства в период строительства и вместе с тем позволяет свести к минимуму затраты на временное электроснабжение.

Схему питания всех потребителей электроэнергии определяют в соответствии с ПОС и обязательно увязывают с генпланом строящегося подземного сооружения. Временную распределительную сеть на территории основной строительной площадки выполняют воздушной и преимущественно высоковольтной (6 кВ) с устройством временных трансформаторных подстанций простейшего типа (мачтовых или передвижных) в местах сосредоточения строительных нагрузок. Не рекомендована прокладка временных кабельных сетей на территории строительной площадки, так как это приводит к повреждениям кабелей при земляных работах и оставлению их в земле.

Широкое использование для нужд строительства постоянных объектов строящегося комплекса и имеющихся зданий и сооружений существенно снижает объемы временного строительства, однако полностью не удовлетворяет потребность строительного производства, и при строительстве подземных сооружений все же используют некоторое (минимальное) число временных объектов. При определении состава временных зданий и сооружений для новой площадки используют типовые наборы (перечни).

Важным направлением удешевления и сокращения сроков подземного строительства является создание комплексов передвижного проходческого оборудования, позволяющего свести оснащение проходки вертикальных стволов и работы подготовительного периода к механизированному монтажу на строительной площадке блоков машин и оборудования полной заводской готовности и подсоединению их к инженерным коммуникациям. В настоящее время созданы следующие наименования и типоразмеры временных зданий и сооружений для строительства вертикальных стволов: передвижные подъемные установки, проходческие лебедки, котельные, вентиляторы, трансформаторные подстанции, высоковольтные распределительные устройства, новая конструкция крупноблочного проходческого копра.

Разработаны передвижные подъемные машины десяти типоразмеров. Каждая машина состоит из двух блоков, которые устанавливают на шести унифицированных фундаментах. Опыт оснащения стволов показал, что трудоемкость установки передвижной машины типа ППУ-2000 в 20 раз меньше, чем в случае стационарной установки ее в здании и на монолитном фундаменте.

Особенно эффективно создание и внедрение в практику оснащения стволов ряда проходческих лебедок в передвижном исполнении на инвентарных фундаментных блоках, так как их число на одной площадке достигает нескольких десятков. Трудоемкость установки передвижной проходческой лебедки ЛПД-25 в 18 раз ниже, чем при стационарном варианте ее установки. Передвижные лебедки грузоподъемностью 18 и 25 т в соответствии с требованиями правил безопасности выполнены закрытыми в металлическом корпусе, а грузоподъемностью 5 и Ют — открытыми. Лебедки оснащены устройством для дистанционного управления.

Разработаны передвижные компрессорные установки производительностью 25 м3/мин. Установка состоит из трех блоков, в одном из которых размещен собственно компрессор, во втором — пульт управления, электрический шкаф и место для обслуживающего персонала, в третьем — воздухосборник и масловодоотделители. Компрессорную станцию требуемой производительности можно создать путем подбора нужного числа установок. Трудоемкость работ по сборке компрессорной станции из 5 компрессорных установок в 23 раза меньше трудоемкости работ по возведению стационарной компрессорной станции такой же производительности.

Разработана передвижная котельная установка с котлами типа Е-1/9 производительностью 1 т/ч пара и давлением до 0,9 МПа. В зависимости от количества потребляемого тепла на площадке котельная может состоять из двух, трех блоков котельных установок и более.

Передвижная вентиляторная установка создана на базе шахтных вентиляторов ВЦП-16 с реверсивным устройством. Установка состоит из четырех блоков, которые ставят на инвентарные железобетонные блоки.

Разработаны передвижные трансформаторные электроподстанции шести типоразмеров напряжением 6/0,4 кВ и мощностью от 180 до 630 кВ • А. Электроподстанция состоит из трансформаторного, высоковольтного и низковольтного отсеков. Один блок электроподстанции обеспечивает питание до 20 низковольтных токоприемников. Созданы также передвижные высоковольтные распределительные устройства двух типоразмеров.

В настоящее время разработана новая конструкция проходческого копра, изготовляемого в виде крупных блоков, из которых собирают на земле по обе стороны от ствола две секции. Ноги копра снабжены шарнирными опорами. С помощью проходческих лебедок обе секции поднимают и соединяют в одно целое. Для максимального сокращения продолжительности перехода от проходки ствола к проведению горизонтальных выработок в крупноблочном копре применена двухъярусная под-шкивная площадка, несущая все шкивы, необходимые как для проходки ствола, так и для проведения горизонтальных выработок. Кроме того, для этой цели предусмотрены сборно-разборный разгрузочный станок и специальная нулевая рама.

 

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