§ 56. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ В ПОЛУСКАЛЬНЫХ, МЯГКИХ И СЛАБЫХ ПОРОДАХ (ч.2)

Породу в месте обратного свода разрабатывают короткими участками (длиной не более половины длины кольца) для предотвращения возможного выпирания грунта из-под стен обделки или их горизонтального сдвига. При значительном боковом давлении между фундаментами стен устанавливают распорки.

Схема развертывания работ по длине выработки показана на рис. 157. Длина зоны, на протяжении которой производят одинаковые работы, занимает одно—три кольца. Общая длина участка расширения (не считая участка сооружения обратного свода) составляет до 18 колец.

При встрече слабых пород длины рабочих зон укорачивают, чтобы можно было соорудить обделку раньше чем смещения породы, вызванные проходкой штольни, распространятся до проектного контура выработки.

При поточном способе рабочие зоны расположены «прерывно и в каждой из них работают от одной до трех рабочих бригад, выполняющих одинаковые операции.

К достоинствам этого способа относятся: расчленение общего забоя выработки на ряд низких забоев не требующих крепления; наличие широкого фронта работ, позволяющего при малых возможностях для механизации одновременно использовать большое количество рабочей силы; сравнительно быстрое продвижение забоя в связи с одновременной работой в нескольких кольцах зоны ; монолитность обделки бетонируемой без перерыва в пределах кольца

При рабочей зоне, состоящей из одного—трех колец длиной по 4 м выработка полной ширины находящаяся на временной крепи, имеет протяжение от 20 до 60 м. Однако это не представляет опасности, так как величина горного давления определяется не длиной, а шириной выработки. Имеет значение продолжительность нахождения выработки на временной крепи. При достаточной скорости продвижения забоя промежуток между разработкой и окончанием бетонирования при этом способе невелик. В случае необходимости он может быть сокращен уменьшением длины рабочей зоны до одного кольца.

Описанный способ применяется довольно редко, так как имеет серьезные недостатки. Конструкция временной крепи очень сложна и требует большого расхода дорогого крепежного леса. Большое число перекреплений при передаче нагрузки от горного давления с крепи меньшей выработки на крепь большей выработки вызывает неизбежные осадки кровли вследствие вдавливания швеллеров и лежаков в породу, обмятая врубок и клиньев и т.п. (до 5—10 см и более на одно перекрепление). Сложность работ и загромождение выработки крепью исключают возможность механизации производственных процессов. Поэтому данный способ не применяется при современных скоростных проходках и совершенно недопустим в городских условиях, где должны быть исключены осадки поверхности. Областью его применения является проходка коротких тоннелей сечением до 60 м² в неводоносных глинистых грунтах до IV категории по классификации СНиП, если необходимо быстро возвести обделку полного профиля (например, при значительном боковом давлении) при малых возможностях для механизации.

В устойчивых неводоносных породах IV—V категорий по СНиП оказывающих на крепь вертикальное и небольшое боковое давление, но не допускающих безопасного раскрытия длинной выработки (например, в тоннелях идущих по простиранию пласта), все процессы по проходке и возведению обделки могут быть сосредоточены в пределах одного кольца. Длину кольца в этом случае занимают уменьшенной до 3—4 м, чтобы избежать необходимости в постановке промежуточных тоннельных ферм и ограничиться лишь торцовыми фермами. При этом забой выработки имеет полную высоту и закрепляют его в несколько этапов в процессе проходки, последовательность которой на рис. 162 указана цифрами.

Сущность кольцевого варианта способа полностью раскрытого сечения заключается в следующем. Из нижней направляющей штольни 1 служащей для открытия промежуточных забоев по расширению сечения производят рассечку верхней штольни 2 на длину, несколько превышающую длину кольца обделки. Крепь верхней штольни берут на подхват, состоящей из первой пары прогонов, опирающихся на наклонные стойки, опорные площадки которых находятся за пределами разрабатываемого кольца (рис. 163). Затем раскрывают калотту с установкой следующих пар прогонов поддерживаемых по концам аналогично первой паре. За наклонные стойки 1 заводят доски 5 лобовой крепи.

В раскрытой и закрепленной калотте укладывают швеллеры 2 (составные брусья, параллельные забоям), которые распирают длинными распорками (расстрелами) 4. Между концами прогонов и швеллерами устанавливают вертикальные стойки (штендеры) 3, образующие торцовую ферму.

Следующим этапом является разработка верхней части штроссы. Для этого предварительно отрывают колодцы у швеллеров и под них на клиньях 7 и подкладках 6 подводят наклонные стойки. После выемки породы до уровня низа наклонных стоек укладывают новую пару швеллеров, распираемых расстрелами и вертикальными стойками, и операции по проходке и креплению торцов и стен выработки продолжают до низа последней. В образовавшемся пространстве возводят кольцо обделки.

Достоинства кольцевого варианта заключаются в быстром выполнении всего комплекса работ — от проходки до замыкания кольца обделки — в выработке сравнительно небольшого протяжения, в связи с чем горное давление не получает такого развития, как при поточном варианте, а также в удобстве работ по возведению обделки в пространстве, не загроможденном поперечной крепью.

Последнее обстоятельство особенно важно при монтаже первых трех колец сборной обделки камеры блокоукладчика, используемого при дальнейшей проходке тоннеля полным сечением (см. § 102).

Недостатки способа — необходимость крепления в каждом кольце забоя наполную высоту и трудность удаления верхних прогонов при бетонировании свода, так как рядом с бетонируемым кольцом нет раскрытого кольца.