§ 57. СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ В СКАЛЬНЫХ ПОРОДАХ (ч. 8)

Способ нижнего уступа. В слабых и средней крепости скальных породах возможно применение способа нижнего уступа (рис. 191), при котором проходка калотты опережает проходку штроссы на 30—50 м. Опережающая калотта является рекогносцировочной выработкой, позволяющей при встрече с более слабыми, чем предполагалось, породами своевременно перестроить производственный процесс, не приостанавливая работ по расширению сечения.

После проветривания и оборки забоя и кровли последнюю закрепляют анкерной крепью или временно (до окончания уборки) поддерживают балками-подхватами, подвешенными в случае арочной крепи к предыдущим аркам.

При устойчивых стенах выработки арочная крепь калотты опирается непосредственно на породу или деревянные подкладки за пределами проектного контура. При неустойчивых стенах опорой для крепи служат стальные рандбалки, состоящие из звеньев, соответствующих глубине заходки, под которые после взрывания уступа подводят стойки. Промежутки между арками затягивают досками.

Порода из опережающего забоя подается в вагонетки или на продольный транспортер погрузочной машиной, находящейся в забое калотты, перемещается к краю уступа и сбрасывается вниз, где грузится вместе с породой штроссы в вагонетки большой емкости двумя погрузочными машинами. Чтобы взбежать вторичной погрузки одного и того же объема породы, можно ее перемещать из опережающего забоя по передвижному помосту или подвесным транспортером до бункера (см. рис. 191), расположенного в выработке полного сечения, из которого производится загрузка состава вагонеток большой емкости. Следует, однако, отметить, что при таком решении неизбежно значительное снижение производительности погрузочных машин в штроссе, так как обмен вагонеток сильно затрудняется в связи с необходимостью одновременной погрузки породы с верхнего горизонта через бункер.

После уборки породы оба забоя обуривают на следующую заходку. Шпуры в средней части нижнего уступа можно располагать вертикально. В этом случае возможно совмещение бурения и погрузки породы, но увеличивается ее разброс при взрывании.

Шпуры в калотте целесообразно бурить при помощи буровой каретки, самоходной буровой установки или манипуляторов, смонтированных на погрузочной машине.

Обделку обычно бетонируют целиком в удалении от уступа, определяемом удобствами организации работ. С целью ее упрощения иногда проходят насквозь верхнюю часть выработки с закреплением арочной или анкерной крепью. Только после этого проходят штроссу и бетонируют обделку.

При крепи, устанавливаемой в два приема, рандбалки 3 (рис. 192), служащие опорой для верхних арок, лишаются опоры во время взрывания нижнего уступа. Крепь может быть поддержана при помощи балок-подхватов 1, висящих на имеющих устойчивую опору ребрах, с помощью разъемных хомутов 4. По мере продвижения забоя 2 подхваты выдвигаются вперед, перекрывая взрываемый уступ.

Более удобны сборные стальные фермы 1 (рис. 193), состоящие из панелей (длина которых равна шагу стальных арок), соединяемых на болтах и прикрепляемых к ребрам. Опорами ферм служат крепи, установленные в сечении, раскрытом полностью, и арки на рандбалках 2 за пределами взрываемого уступа. По мере продвижения нижнего уступа задние панели ферм переносят вперед. Достоинствами способа нижнего уступа является некоторая экономия ВВ по сравнению со способом сплошного забоя и возможность применения в слабых скальных породах. В особенно трудных случаях в зарубежной практике применяют короткие боковые штольни, опережающие забой калотты, в которых до ее разработки, выполняемой при помощи отбойных молотков, укладывают рандбалки, служащие опорами для арочной крепи.

Недостатком способа нижнего уступа является сложность организации работ по параллельной проходке в двух забоях, взрывание в которых необходимо производить одновременно для сокращения общего времени на заряжание и проветривание. Дополнительные трудности возникают в связи с перекладкой (на время взрывания нижнего уступа) устройств, обеспечивающих переброску породы из опережающего забоя к месту окончательной погрузки, и необходимостью поддержания верхней крепи.

В случае если оставление кровли на временной крепи до возведения обделки является рискованным, целесообразно бетонировать обделку в два приема, т.е. применять упрощенный вариант способа опертого свода с опережающей калоттой (рис. 194).

После раскрытия и закрепления арками 6 калотты, проходимой сплошным забоем, бетонируют свод, пяты которого несколько уширяют за пределы проектного очертания обделки. Штроссу разрабатывают на полное сечение вслед за раскружаливанием свода, достигшего проектной прочности; стены обделки бетонируют на расстоянии 12—15 м от забоя. На участке раскрытия штроссы свод опирается на стены уширенными пятами, которые целесообразно усилить закладкой при бетонирования свода продольных балокили рельсов. Устойчивость стен обеспечивается временной крепью в виде досок, поддержанных анкерами 1 и швеллерными подхватами 5.

Бетонную смесь на верхний горизонт подают в опрокидных вагонетках при помощи тельфера 3, перемещающегося по монорельсу 4, подвешенному к своду. Опалубка стен поддерживается лекалами 2.

В тоннелях длиной до 300 м, кроме параллельной системы работ, может быть применена также последовательная система, при которой разработку штроссы начинают лишь после сбойки опережающих калотт, закрепляемых временной крепью или постоянной обделкой. В этом случае облегчается организация работ, так как порода удаляется из калотты без перегрузки и отпадает необходимость в согласовании операций в опережающем и отстающем забоях, но удлиняется срок выполнения работ. Такую систему часто с успехом применяют и в крепких скальных породах при проходке выработок большого сечения.