Очередность бетонирования выработки
Очередность бетонирования выработки по поперечному сечению во многом зависит от методов производства проходческих работ.
При проходке сплошным забоем или нижним уступом бетонирование можно выполнять в дватри этапа: вначале свод, стены, и затем лоток. В некоторых напорных гидротехнических туннелях с крепью (обделкой) из монолитного железобетона, в первую очередь бетонирует лоток с оставлением выпусков арматуры, а затем свод и стены. При необходимости возвести бетонную крепь по условиям эксплуатации в высоких выработках, проходимых сплошным сечением в крепких породах, последовательность можно несколько изменить. В этом случае стены целесообразно бетонировать в первую очередь по всей длине выработки с применением передвижной опалубки простой конструкции, а свод — с помощью облегченной катучей опалубки небольшой высоты, перемещающейся на выносных консолях стен.
Для удобства передвижения опалубки в выработках больших пролетов, особенно при наличии слабых пород, до начала бетонирования верхнего свода рекомендуется возводить бетонные пяты — бордюры, по которым перемещается опалубка свода.
На многих подземных сооружениях большого сечения основная причина недостаточных скоростей бетонирования заключается в несвоевременной подготовке фронта работ и, как следствие этого, в чрезмерно растянутом цикле бетонирования. Это может быть устранено только в случае совмещения отдельных операций по времени и сокращения сроков на их выполнение. Цикл бетонирования должен обеспечивать непрерывность укладки бетона от одного блока к другому с параллельным выполнением всех остальных работ.
Для организации поточного процесса бетонирования и непрерывности укладки отдельные операции технологического цикла должны быть увязаны друг с другом по производительности, времени и выражаться через одни и те же заданные параметры. Исходя из этих условий ниже приводится методика определения продолжительности отдельных видов работ цикла бетонирования.
Продолжительность бетонирования одной секции опалубки длиной с складывается из продолжительностей монтажа этой секции, демонтажа и транспортирования опалубки, а также продолжительности укладки бетона в секцию. По хронометражным наблюдениям продолжительность демонтажа и транспортирования опалубки составляет около 30% времени монтажа.
Решая совместно все пять условий, находим требуемые значения продолжительностей отдельных процессов, обеспечивающие поточное выполнение работ и непрерывность укладки бетона.
Все значения продолжительностей выражены через число секций опалубки и и параметр а и показаны на графиках. Полученные графики позволяют при заданных значениях скорости бетонирования гбет, числе опалубочных секций и и длине каждой секции с определить требуемые продолжительности выполнения основных работ. После этого можно подобрать необходимое оборудование и определить затраты труда.
Вертикальные выработки в подземном строительстве используют главным образом в качестве строительных или эксплуатационных подходов, а также в составе сооружений подземных ГЭС в качестве водоводов и уравнительных резервуаров. Выбор схемы проходки вертикальной выработки следует осуществлять с учетом основных технологических и гидрогеологических факторов. При этом необходимо учитывать: глубину и площадь поперечного сечения ствола, величину притока воды в выработку при проходке, физикомеханические свойства пересекаемых пород и степень технического оснащения.
Глубину стволов определяют уровнем расположения подземного сооружения, к которому необходимо обеспечить подходы. При строительстве транспортных тоннелей в горной местности глубина стволов в зависимости от рельефа может достигать 500 м и более. Значительно меньшую глубину (не более 100 м) имеют стволы метрополитенов и городских коллекторов.
Форму и размеры поперечного сечения стволов следует выбирать по типовым сечениям горных выработок с учетом горногеологических условий, типа и числа подъемных сосудов, размещаемых в стволе, размеров лестничного и трубнокабельного отделений и количества проходящего воздуха. При выборе размеров поперечного сечения стволов исходят из допустимой (не более 12 м/с) скорости движения воздуха. Диаметр ствола круглого сечения, используемого в качестве строительного подхода, должен быть достаточен для размещения двухклетевого подъема (не менее 5 м).
При мелком заложении тоннеля метрополитена или городского коллектора для вентиляционных стволов принимают прямоугольное сечение с размером сторон не менее 2 м. Для вентиляционных стволов, которые не оборудованы вентиляторными установками, а имеют лишь клапаны для выключения их из работы, проектируют сечение, исходя из скорости движения в них воздуха 3—4 м/с.
При строительстве уравнительных резервуаров в виде стволов их глубина достигает 100 м и более при диаметре внутреннего сечения 3—5 м, иногда до 30 м.
Обычный способ проходки стволов глубиной до 50 м в соответствии со СНиП Ш44—77 принимают при строительстве в устойчивых породах, допускающих обнажение без установки крепи вслед за выемкой: глинистых, гравийногалечниковых, щебенистых и песчаных, расположенных выше уровня капиллярного поднятия воды, а также в устойчивых скальных породах с коэффициентом крепости по шкале проф. М.М.Протодьяконова/ 1,5 при ожидаемом притоке воды в забое до 50 м3/ч.
Проходку стволов глубиной более 50 м следует проектировать в соответствии с требованиями СНиП III11—77. Для получения исходных данных, необходимых при разработке ППР на проходку ствола, в точке его заложения должна быть пробурена контрольная геологическая скважина с отбором кернов для составления геологического заключения.
Проходку вертикальных (и наклонных) стволов глубиной свыше 50 м в устойчивых горных породах при ожидаемых притоках воды в забой не более 8 м/ч, как правило, предусматривают обычным способом. При соответствующем техникоэкономическом обосновании можно проектировать проходку стволов обычным способом при притоке воды в забой не более 20 м3/ч, но при этом должно быть предусмотрено его последующее подавление и доведение до нормативной величины 8 м3/ч.
Выбор технологической схемы проходки вертикального ствола (совмещенной, параллельной, последовательной, с одновременным армированием) следует осуществлять по утвержденным типовым технологическим схемам проходки вертикальных стволов с соответствующим техникоэкономическим обоснованием.
При проектировании проходки ствола обычным способом предусматривают использование наземного оборудования (копров, подъемных машин, складов материалов, отвалов породы, технологических комплексов обмена вагонеток у ствола, компрессорных, вентиляторных, калориферных, водоотливных установок, энергоблоков, инженерных коммуникаций и др.), предназначенного для последующего проведения основных горных выработок. Предварительно необходимо провести техникоэкономическое обоснование целесообразности использования этих объектов при проходке ствола.
Для разрушения породы в забое при коэффициенте крепости по шкале проф. М.М. Протодьяконова до 1,5 принимают пневматический инструмент, а свыше 1,5 — буровзрывные работы. Погрузку породы следует предусматривать грейферными или ковшовыми погрузочными машинами.
Тип подъемных сосудов, тип и число подъемных машин определяют из условия требуемой производительности средств подъема для первого и второго основных периодов строительства. Производительность средств транспортирования породы в отвал в каждый период производства горнопроходческих работ должна соответствовать расчетной производительности подъемных установок. Выдачу породы по наклонным стволам следует проектировать в скипах, а при наличии передовой фурнели (в соответствии со схемой XIII, б на 3.6) спуск породы предусматривают по лотку, расположенному в ней.
Временную крепь при проходке стволов с монолитной обделкой следует проектировать: в неустойчивых нескальных породах из металлических колец, устанавливаемых на расстоянии не более 1 м друг от друга с затяжкой досками; в скальных породах — анкерную в сочетании с металлической сеткой или набрызгбетонную. При отсутствии в зоне возможных деформаций горных пород наземных зданий и сооружений проходку ствола можно проектировать звеньями высотой не более 40 м.
Проектом производства работ должны быть предусмотрены обоснованные инженерным расчетом схемы и средства проветривания вертикальной выработки или наклонного ствола. Вентиляционные трубы до подвесного проходческого полка должны быть жесткими, а от подвесного полка до забоя — гибкими. В стволах, проходимых с одновременным армированием, предусматривают крепление вентиляционных труб к расстрелам; в стволах, проходимых с последующим армированием, вентиляционные трубы крепят на подвесках, заделанных в крепь. Проектировать подвеску вентиляционных труб к проходческим лебедкам допустимо только при соответствующем техническом обосновании.
В системе городских коллекторов проходку вертикальных стволов (колодцев) в неустойчивых обводненных породах глубиной до 2025 м наиболее целесообразно проектировать с использованием экскаваторов типа SC150K фирмы «Поклайн» по следующей технологической схеме ( 3.9). Предварительно по контуру ствола пятиугольной формы на всю его глубину бурят скважины диаметром 0,2—0,25 м, в которые вставляют обсадные трубы 5. При наличии обводненных пород вокруг ствола предусматривают закладку водопонижающих скважин.
Затем монтируют основную (нулевую) проходческую раму из двутавровых балок. Выемку породы осуществляют грейферным органом / экскаватора 2 и грузят ее в автосамосвалы. По мере выемки породы устанавливают рамы 4 крепи из двутавровых балок, затягивают стенки досками 3 и оборудуют лестничное отделение 6,
Продолжительность строительства по такой схеме ствола глубиной 10 м при двухсменной работе составляет всего 11 суток, а производительность труда достигает 6,9 м3/чел.смену. Проходка аналогичного по конструкции ствола, при которой для выемки породы используют ручные инструменты, а подъем породы осуществляют в бадьях краном типа СПК2000, занимает 22 суток (также при двухсменной работе), а производительность труда составляет всего 2,1 м3/чел.смену.
В практике гидротехнического и специального подземного строительства, как правило, вертикальные выработки закладывают в крепких скальных породах с малым притоком воды. Для выемки породы чаще всего применяют буровзрывные работы. Проходку стволов в таких условиях можно осуществлять сверху вниз и снизу вверх (см. схемы XI и XII на 3.6). Проходка по схеме XI характеризуется относительной сложностью технологических процессов, в состав которых входят выемка породы, подъем ее по стволу, возведение временной крепи и постоянной обделки, армирование. Проходку по схеме XII применяют лишь при малых сечениях ствола.
Более проста фазовая проходка в соответствии со схемой XIII. В первую очередь буровзрывным способом проходят фурнель размером 2 х 3 м. Возможны три способа проходки фурнели: обычный сверху вниз, снизу вверх с применением проходческого полка и при помощи глубоких взрывных скважин. После проходки фурнели разрабатывают оставшуюся часть сечения выработки до проектного контура заходками по 1,5—2,5 м. Забою придают уклон к центру с таким расчетом, чтобы взорванная порода попадала в фурнель.
Высокие скорости проходки, достигающие 143,4 м/мес, обеспечивает применение фазовой проходки с использованием предварительно пробурепной скважины для спуска породы из забоя ствола ( 3.10, а). Скважина 9 имеет диаметр 0,51 м; для спуска людей, инструмента и материалов используют передвижную подъемную установку 2 типа ППУ1600. Для предотвращения закупорки скважины породой предусмотрен затвор 8, подвешенный на канате к лебедке типа ЛПЭ5/500. Выпуск предварительно взорванной породы регулируют подъемом затвора.
Схему расположения подъемных машин и проходческих лебедок на земной поверхности при строительстве стволов принято называть ситуационным планом расположения проходческого оборудования на поверхности. Его проектируют после выбора проходческого оборудования, располагаемого в стволе, и проходческих лебедок на поверхности.
К ситуационному плану расположения проходческого оборудования предъявляют следующие основные требования:
• временное оборудование (подъемные машины, проходческие ле
бедки и др.) нельзя располагать на местах, предусмотренных генеральным
планом поверхности подземного сооружения для размещения постоянных
зданий, сооружений и инженерных коммуникаций;
• со стороны разгрузочного лотка породы лебедку следует устанавливать на расстоянии не менее 10 м от ноги копра, со стороны разгрузки автосамосвалов в приемную воронку бетонопровода это расстояние должно быть не менее 20 м;
• лебедки большой грузоподъемности (свыше 18 т) необходимо располагать подальше от ствола, так как их размещают в зданиях, а впереди них (ближе к стволу) ставят открытые лебедки;
• расположение подъемных машин и лебедок следует проверять по длине струны и углу отклонения (девиации) каната;
• при установке лебедки под углом к оси копра надо следить, чтобы канат не попал на его угол;
• расстояние между фундаментами открытых проходческих лебедок должно составлять не менее 1,5 м,
Ситуационный план расположения проходческого оборудования на поверхности применительно к фазовой схеме проходки, использующей предварительно пробуренную скважину для спуска породы из забоя ствола, приведен на ЗЛО, б.
Проект проходки ствола обычным способом на стадии ППР выполняют в следующем порядке. Выбирают рациональную для заданных условий технологическую схему проходки и комплекс проходческого оборудования забоя. Проектируют технологию работ по процессам, рассчитывают комплексную норму выработки, подбирают состав проходческой бригады, определяют продолжительность проходческого цикла и строят график организации работ в забое. Рассчитывают техническую скорость проходки ствола, уточняют возможную производительность труда проходчиков и определяют полную стоимость 1 м ствола. Проектируют оснащение поверхности ствола, рассчитывают подъем, транспортирование породы на поверхности, вентиляцию, водоотлив, снабжение сжатым воздухом, освещение, сигнализацию и связь. Разрабатывают мероприятия по безопасному ведению работ.
Нормативная скорость проходки вертикальных стволов с помощью буровзрывных работ — 55 м/мес.
При проектировании стволов в породах с коэффициентом крепости /> 7, а также при проходке стволов специальными способами нормативиую скорость проходки допустимо уменьшать на 25%. При проектировании проходки стволов без возведения обделки нормативную скорость необходимо увеличивать на 30%.
Проектирование проходки ствола заканчивают составлением объектной сметы и подсчетом техникоэкономических показателей: скорости проходки, производительности труда, полной стоимости проходки 1 м ствола. К проекту прилагают чертежи продольного разреза по стволу и поперечного сечения ствола с размещением проходческого оборудования, поперечного сечения ствола на период его эксплуатации, а также паспорт буровзрывных работ с расположением шпуров в двух проекциях.
После выбора схемы строительства ствола и детальной разработки технологии его проходки составляют проект проходки технологического отхода — участка ствола, необходимого для размещения комплекса стволового проходческого оборудования и подъема его на взрывобезопасную высоту. Технологический отход совпадает с устьевым, но чаще бывает значительно глубже. Глубину отхода принимают в зависимости от схемы проходки ствола и применяемого оборудования: при совмещенной схеме и комплексах КС2у и 2КС2у — не более 30 м, а при параллельнощитовой схеме с соответствующим проходческим оборудованием — не более 50 м.
В задачу проектирования строительства технологического отхода входят выбор и разработка схемы проходки этой части ствола с соответствующим оснащением поверхности и забоя. Определяют объемы работ и рассчитывают состав бригады. Подбирают оборудование для оснащения поверхности и составляют ситуационный план его размещения с учетом расположения оборудования для проходки самого ствола. Строят линейный или сетевой график проходки технологического отхода с учетом подготовительных работ, оснащения и технологических перерывов (например, монтаж нулевой рамы и др.). Затем составляют объектную смету на строительство технологического отхода и определяют техникоэкономические показатели. К проекту технологического отхода прилагают чертежи ситуационного плана размещения оборудования, схемы проходки с продольным и, поперечным размерами, графики организации работ.
В состав ППР по армированию вертикальных стволов должны входить: установка расстрелов; навеска проводников; устройство и обшивка лестничных отделений; монтаж трубопроводов; монтаж несущих конструкций (кронштейнов или скоб для закрепления кабелей и трубопроводов, компенсаторов, посадочных балок, рам под подъемные сосуды и др.). Здесь же помещают схему проведения работ по испытанию смонтированной системы армировки под нагрузкой.
Техническую скорость армирования стволов следует принимать не менее нормативной. Нормативная скорость установки расстрелов и навески жестких проводников — 300; навески канатных проводников (в одну нитку) — 5000; прокладки трубопроводов (в одну нитку) *— 2000 м/мес.
Вертикальные стволы на различной глубине сопрягают с каналами, горизонтальными выработками и камерами. Объемы сопряжений по сравнению с объемами стволов невелики, однако вследствие большой трудоемкости рассечка сопряжения занимает от 1 до 3 месяцев. Затраты труда на проходку 1 м:} сопряжения в 10—12 раз больше, чем на проходку 1 м:} ствола. Поэтому на проходку рассечек необходимо разрабатывать ППР. Технические скорости проходки околоствольных выработок следует принимать не ниже 400 м3/мес B свету.
В водонасыщенных неустойчивых породах, а также в скальных породах при ожидаемых притоках воды более 50 м3/ч Для проходки ствола следует применять специальные способы. Выбор специального способа проходки стволов следует вести на основании техникоэкономического сравнения вариантов.
Прогрессивным способом проходки вертикальных стволов является бурение. Этот способ следует закладывать в проект при отсутствии в геологическом разрезе карстовых пустот, значительной трещиноватости и других геологических нарушений, вызывающих поглощение промывочного раствора. Для бурения стволов в устойчивых и неразмокающих породах в качестве промывочной жидкости следует предусматривать воду, а в устойчивых, водонасыщенных, трещиноватых и кавернозных породах — химически обработанные растворы с минимальной водоотдачей. При расчете количества глины для промывочного раствора следует учитывать образование естественного раствора, получаемого в результате разбуривания глинистых пород. При бурении стволов предусматривают первичный и контрольный тампонаж закрепного пространства.
Сводный ППР по строительству ствола включает всю графическую и текстовую документацию, относящуюся к порядку проектирования его проходки в обычных условиях, а также отдельные проекты, составленные на проходку участков ствола специальными способами. На основе сроков работ, определенных отдельными проектами и стадиями проектирования, составляют сводный график строительства ствола
Поможем написать любую работу на аналогичную тему