§ 43. ОПЕРЕЖАЮЩИЕ ВЫРАБОТКИ (ч. 1)
В качестве опережающей выработки чаще всего применяют направляющую штольню, располагаемую в нижней части сечения тоннеля (см. рис. 105).
Направляющую штольню используют для прокладки подземных ходов геодезической основы и разбивки оси тоннеля, уточнения геологических и гидрогеологических данных о прорезаемом горном массиве, осушения выработки посредством дренажа подземных вод, размещения откаточных путей, вентиляционных труб, кабелей и водоотводных устройств. В случае необходимости по длине штольни создают дополнительные забои для ускорения работ по раскрытию выработки на полное сечение.
Выполнение перечисленных требований в наибольшей степени обеспечивает нижняя направляющая штольня, которая исключает необходимость в перекладке откаточных путей, вспомогательных устройств и сети геодезических знаков в течение всего периода строительства. Кроме того, наличие нижней направляющей штольни обеспечивает возможность удобного перехода от одного способа проходки к другому при неожиданном изменении геологических условий.
Для последующего расширения сечения необходима проходка верхней штольни. Поэтому естественно стремление использовать ее в качестве направляющей. При этом сокращается объем трудоемких работ по проходке штолен, но возникают некоторые трудности. Верхняя штольня дренирует лишь верхнюю часть сечения, в то время как его нижнюю часть разрабатывают в условиях притока подземных вод.
Открытие промежуточных забоев по расширению сечения на базе верхней направляющей штольни менее удобно. При этом усложняется транспорт породы из нижних разрезов, необходима организация водоотлива; откаточные пути, вспомогательные устройства и геодезическая основа подлежат перекладке из верхней штольни на нижний уровень. Изменение способа проходки при встрече слабых пород на базе верхней штольни практически невозможно.
Поэтому применение верхней штольни в качестве направляющей целесообразно в сухих однородных по трассе тоннеля крепких породах при отсутствии необходимости в промежуточных забоях, т.е. при сооружении тоннелей небольшой длины (до 300 м).
В практике современного тоннелестроения имеется тенденция к отказу от направляющих штолен и проходке с расчленением сечения на более крупные части. В этом отношении заслуживает внимания способ проходки с опережающей калоттой, описанный в § 56.
Срок сооружения тоннеля в большой степени зависит от скорости проходки опережающей выработки, служащей базой для развертывания работ по раскрытию выработки полного сечения, и в основном определяется временем, необходимым для сбойки направляющих штолен или выработок полного сечения, проходимых встречными забоями. Поэтому следует форсировать проходку опережающих забоев, начиная ее до полного оснащения строительной площадки и ведя работы в три смены с максимальным применением механизации. Опережение штольни относительно участка развертывания работ по расширению должно быть достаточным, чтобы при встрече непредвиденных трудностей (весьма твердых или плывунных пород, сильного горного давления, высоких температур, прорыва воды или плывунов) замедление проходки штольни не задержало работ по расширению на участке, примыкающем к забою штольни. Однако не следует допускать и слишком большого опережения штольни, так как в этом случае возникают затруднения с транспортом породы в узкой выработке, ухудшаются условия вентиляции, усложняется надзор за состоянием временной крепи.
Кроме того, длительное пребывание выработки на временной крепи, подверженной деформациям и осадкам, вызывает смещения в расположенных над штольней горных породах, и последующая их разработка будет происходить в менее благоприятных условиях.