§ 56. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ В ПОЛУСКАЛЬНЫХ, МЯГКИХ И СЛАБЫХ ПОРОДАХ (ч. 7)
Способ опертого свода с опережающей калоттой. При способе опертого свода с кружальной инвентарной крепью отпадает необходимость в верхней штольне, так как проходку калотты осуществляют сплошным забоем (рис. 175) отдельными кольцами, длина которых равна расстоянию между дугами крепи (обычно 1—1,2 м). Устранение верхней штольни положительно отражается на успехе проходки калотты 1 в ненарушенной породе. На небольшом расстоянии от забоя (обычно 12 шагов крепи, в неустойчивых породах — до двух шагов крепи), определяемом условиями удобства работ, производят бетонирование свода 2. Наиболее целесообразно бетонировать свод в одну смену на участке, равном длине суточной проходки. При этом обеспечивается необходимая прочность ранее уложенного бетона (12 кгс/см2) и создается достаточный фронт для работы бетононасоса малой производительности (5—8 м3/ч) или пневмобетоноукладчика.
Таким образом, порода находится на временной крепи минимальное время, что исключает возможность существенных осадок и позволяет перейти от выемки породы к возведению постоянной обделки в условиях незначительного горного давления.
Выемку штросс 3, 4 и 6 и подводку стен 5 и 7 ведут обычным ранее описанным способом.
Применение инвентарной стальной крепи калотты позволяет осуществить раскрытие выработки с расчленением ее сечения на более крупные части, чем при деревянной крепи.
Наиболее простой и удобной является проходка без штолен, при которой функции опережающей выработки выполняет калотта (первый вариант). Работы производят на двух уровнях, причем на участке выемки средней штроссы устраивают подвесной путь, используемый для подачи материалов и откатки породы из опережающего забоя до бункера, обеспечивающего перегрузку породы в вагонетки большого объема. На верхнем горизонте работы развертывают по поточной системе, на нижнем — по смешанной системе.
Отсутствие направляющей штольни ограничивает число рабочих мест по расширению сечения двумя забоями калотты, проходимыми от порталов, и исключает возможность раскрытия промежуточных забоев для ускорения проходки.
Поэтому применение первого варианта поперечной разработки может быть оправдано в следующих случаях: при сооружении коротких тоннелей, задержка со строительством которых не связана с удлинением срока сдачи линии в эксплуатацию; при строительстве длинных тоннелей, калотту в которых можно проходить со скоростью, не меньшей, чем скорость проходки направляющей штольни, так как в таком случае наличие штольни не в состоянии ускорить темп работ по раскрытию выработки.
Практика показывает, что при площади сечения калотты, не превышающей 15 м2, скорость ее проходки на стальной крепи не уступает средней скорости проходки направляющей штольни. Поэтому применение первого варианта вполне целесообразно при сооружении однопутных железнодорожных тоннелей. Этот вариант обладает следующими достоинствами: осуществление проходки с минимальными нарушениями горного массива в условиях незначительного горного давления; сокращение до минимума расхода леса и транспортных операций по подаче материалов; устранение переборов с уменьшением объемов выломки и бетона; исключение необходимости в специальных кружалах и увеличение свободного пространства в выработке; отсутствие штолен и сокращение расходов на проходку.
При увеличении площади сечения калотты скорость ее проходки резко падает и не может быть признана достаточной. В этом случае переходят ко второму варианту способа с нижней направляющей штольней (рис. 176), позволяющей развернуть широкий фронт работ путем открытия промежуточных забоев. Этот вариант имеет все достоинства, свойственные первому варианту, но при нем несколько удорожается проходка вследствие наличия штольни и ухудшается вентиляция калотт, раскрываемых через кольца рассечки. Одновременно упрощаются водоотлив и транспортные операции.
При расположении штольни на уровне основания балластного слоя между ее верхом и низом калотты сохраняется достаточный слой ненарушенной породы, благодаря чему проходка калотты выполняется также в довольно благоприятных условиях.