Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.1. Общие сведения о тоннеле.
Мацестинский тоннель - важное звено окружной автомобильной дороги Новороссийск-Тбилиси-Баку в обход г. Сочи.
Длина проектируемого тоннеля составляет 1315,6 м. В плане тоннель расположен на кривой радиусом 1000 м. общей длиной- 1088,38 м. с продольным уклоном i=16 % и на прямой- 227,1 м. (см. лист 1).
Экология местности- район строительства объекта относится к санитарной зоне №1А г.Сочи.
Геологические исследования показали, что на пути тоннеля могли бы встречаться слабые разрушенные породы, поэтому было выбрано данное направление тоннеля по кривой радиусом 1000м. (см. лист 1).
1.2. Горно-геологические условия.
Исследуемый район характеризуется сложным геологическим строением, вызванным неоднократными поднятиями и погружениями на различных этапах альпийского цикла орогена.
В геологическом строении района принимают участие палеогеновые (Олигоцен- Р3) и четвертичные отложения. Олигоценовые отложения распространены в Абхазской структурно-фациальной зоне, где в их составе выделены осадки Мацестинской, Сочинской и др. свит. Мацестинская свита отличается от других преобладанием в ее разрезе песчаников.
По литологическим признакам свита подразделена на две пачки:
а) песчаниковую- представленную песчаниками (80-95%) желтовато-серыми, кварцевидными, мелкозернистыми с тонкой параллельной слоистостью и плотными аргиллитами желтовато-серыми и серыми. В подошве некоторых пластов песчаников наблюдаются маломощные (5-10 см) черные гравелиты, обогащенные обуглившимися растительным детритом. Мощность пачки 150-180 м.
б) песчаниково-аргиллитовую, характеризующуюся резким уменьшением количества (до 20-50%) и мощности (от 1-5 см. до 20-30 см.) пластов песчаников. Мощность же аргиллитовых слоев увеличивается до 70 см. Вся мощность пачки 120-170 м. А общая мощность свиты с юго-востока на северо-запад уменьшается от 1000 до 180 м.
Гидрогеологические условия района тесно связаны с геологическим строением и климатом. Исследуемый район характеризуется огромным количеством выпадающих осадков, играющих одну из основных ролей в процессе накопления подземных вод.
В районе пролегания тоннеля грунтовые воды приурочены к коре выветривания скальной основы, к делювиальным и оползневым глинистым образованиям, а также частично невыветрелой или слабовыветрелой зоне многочисленным трещинам разной величины.
Проявление грунтовых вод в большом количестве, зафиксированы буровыми скважинами в делювиальных образованиях на разных глубинах.
На протяжении всего тоннеля ожидается приток воды в виде капежа и прерывистых струй по трещинам и тектоническим зонам.
На некоторых участках Qзаб достигает до 15 м3/ч. (см. л. 1).
При интенсивном выпадении атмосферных осадков, подземные воды оказывают на породы склона гидростатическое и гидродинамическое давление, а также приводят к уменьшению прочности пород - вследствие их переувлажнения.
Вдоль прослоек мергелей, аргиллитов и песчаников трещины напластования образуют своеобразный канал для интенсивного просачивания атмосферных осадков в глубокие толщи коренных пород.
По химическим показателям грунтовые воды района строительства тоннеля характеризуются малой минерализацией и не агрессивны к любому цементу по всем видам агрессии.
Ввиду близости к дневной поверхности (max глубина от поверхности земли 100-110 м.), горные породы в зоне заложения тоннеля и выше дегазированы и проявления взрывоопасных газов исключается.
1.3. Поперечное сечение тоннеля.
Сечение в проходке Sпр=110м2.
Внутреннее очертание обделок тоннеля запроектировано для автомобильной дороги I категории. Габарит приближения строения принят по ГОСТу 24451-80 при длине тоннеля свыше 300 м. Принятый габарит не требует уширения проезжей части на кривой радиусом R=1000 м. при длине автопоезда L=15,0 м.
Принятое внутреннее очертание обделки предусматривает подвеску осевых вентиляторов М8-6/I основной вентиляции. Студент Титченко Д.В. разрабатывает варианты проветривания.
В зависимости от инженерно-геологических условий и способа строительства запроектированы 4 типа тоннельных обделок. Типы обделок I-T; II-T; III-T; IV-T запроектированы соответственно для пород с коэф. крепости по Протодьяконову f=1,5; f=2; f=3; f=4. Эти типы обделок подковообразного очертания, замкнутые, с обратным сводом, имеют одинаковые геометрические размеры; друг от друга отличаются только армированием.
Размеры обделок тип I-T, II-T, III-T и IV-T составляют: ширина- 12,8 м., высота- 9,15 м., толщина в замке свода- 0,7 м., в стенах- 1,0 м, в обратном своде- 1,25 м.
В качестве материала тоннельных обделок принят бетон класса по прочности на сжатие В22,5 , марки по водонепроницаемости W6, марки по морозостойкости F150.
Подземные воды в районе строительства не обладают агрессивностью по отношению к бетону, поэтому применение специальных цементов не требуется.
С обеих сторон тоннеля шагом 150 м. в шахматном порядке размещены 9 камер размером 3,5х3х2,7 (h)м. Обделка камеры принята из монолитного бетона класса В22,5. В левой стене тоннельной обделки (по ходу пикетажа) шагом 40 м. устраиваются 33 ниши, размерами 1,4х1,4 (h)м., глубиной 0,3 м. для размещения пожарных кранов.
На пк16+00 с левой стороны тоннеля (по ходу пикетажа) расположена электрокамера размерами 8,3х4,5х3,7 (h)м. Свод электрокамеры железобетонный, а стены и плоский лоток бетонные.
1.4. Существующее положение.
Исходные данные для решения проекта:
С южного портала:
-сооружена припортальная стройплощадка (см. л. 2);
-пройдена верхняя часть тоннеля на 200 м. и возведена вре-
менная крепь;
-предстоит осуществить дальнейшую проходку и сбойку.
С северного портала:
-соорудить пром. площадку;
-предстоит осуществить врезку тоннеля, проходку и сбойку.
Учитывая изложенное считаем, что данный дипломный проект отвечает условиям производства, он является актуальным, что и побудило автора заняться разработкой данного проекта.
Данная технология отвечает условиям производства и горно-геологической ситуации.
Учитывая сложность данного дипломного проекта, студент Титченко Д.В. применительно к данному тоннелю разрабатывает вопросы проветривания. Таким образом, данную работу следует рассматривать как комплексную.
2.1. Выбор и обоснование способа сооружения тоннеля.
В основу разработки данного проекта положено, что со стороны
южного портала пройдено 200 м. верхней (калоттной) части тоннеля.
Проходка верхней (калоттной) части тоннеля осуществлялась с применением взрывных работ. Для этой цели применялась буровая установка “Максиматик” (см. л. 3), представляющая собой машину на пневматическом ходу, передвигающаяся от электрического источника тока подключаемого к машине, напряжением 380 В, 50 Гц. Буровая установка имеет 2 манипулятора для размещения на них буровых машин и 3-ий манипулятор для обслуживания лба забоя, т.е. для оборки забоя, прочистки и заряжания шпуров и т.д.
С помощью буровой установки “Максиматик” бурятся шпуры глубиной 1,2 м., обеспечивающие подвигание забоя до 1м. Применяемое ВВ- аммонит №6ЖВ или аммонит-200.
Технологический отход машин ПНБ-3Д2, “Максиматик” и технологической тележки перед взрывными работами - 50 м. Во время взрывания конструкции обделки и техники не страдают.
Проветривание забоя и вывозка породы путем погрузки ее породопогрузочной машиной ПНБ-3Д2 в подземные автопоезда типа МоАЗ.
После уборки породы возводится временная крепь, состоящая из арки I№30, которая состоит из 4-х сегментов. Для того чтобы быть собранной, 4 части арки устанавливают на 4 направляющие рандбалки и соединяют между собой болтами. Затем установленную арку раскрепляют 14-тью металлическими рошпанами с ранее установленной аркой (см. л. 4).
Эти 4 направляющие рандбалки прикрепляют к концам двух верхних сегментов арки скобами, приваренными к двум предыдущим аркам (см. л. 3).
В последствии проходки эти направляющие рандбалки передвигаются дальше к забою (опираясь на 2 предыдущие арки) и на них устанавливают следующую арку.
Затем набирается опалубка из досок по внутренней полке арки и укладывается бетон класса В25 с помощью бетоноукладчика.
Работы по установке временного крепления ведутся с рабочих площадок технологической тележки.
Технологическая тележка установлена на рельсовом ходу. Основная несущая часть представляет собой портальную раму к которой крепятся две боковые площадки и одна сверху. Эти площадки предназначены для установки временной крепи, возведения элементов деревянной опалубки и др. работ.
Временный путь под технологическую тележку выполняется из рельс Р53 на полушпалах с шагом 0,5 м.
Доставка строительных материалов в забой производится автотранспортом и погрузодоставочной машиной ПД-5. Бетонная смесь доставляется автобетоносмесителями (миксерами) с перегрузкой в бетоноукладчик или автобетоноукладчиками.
Продолжительность проходческого цикла осуществляется приблизительно за полутора суток. Продолжительность рабочей смены 6 ч. Обычно при этом задалживается 8-10 рабочих в смену.
После возведения временной обделки с отставанием от забоя 30-40 м. производится первичное и контрольное (повторное) нагнетание (см. л. 4) с помощью растворонагнетателей находящихся на технологической тележке. Для выполнения этой работы также привлекаются 8-10 человек, которые работают вслед за проходческой бригадой.
С отставанием от забоя до 50 м. заходками по 10-15 м. бетонируются полосы под стены постоянной обделки (основание выработки) с закладкой в них элементов гидроизоляции обделки.
Эта технологическая схема отвечает производственным и геологическим условиям сооружения тоннеля. Поэтому считаем возможным эту технологическую схему использовать при решении всех вопросов в нашей работе.
Расчет буровзрывных работ.
N= ; где q= 1,5; S= 69 м2; = 0,78.
N= = 133 шп.
Принимаем патроны по 300 гр.
- общее количество патронов: nобщ= Nшпn= 1333= 399 шт.
врубовые шпуры принимаем 1,3 м.
- общая длина шпуров: Lобщ= 1271,2+ 71,3= 161,5 шпм.
- количество ЭД: N== 133 шт.
- количество ЭД на 1 м3: Nэд 1м3= = = 1,9 шт/м3.
Меры безопасности:
2) после заряжания и монтажа цепи взрывник подает второй сигнал - боевой.
4) При обнаружении «отказа» принимаются меры согласно правил ТБ при ЕПБ взрывных работ.
2.2. Определение трудоемкости работ на 1 п.м.
|
Табл. №1.Определение трудоемкости работ в забое тоннеля. |
|||
|
Наименование |
Объем работ |
Норма |
Трудоемкость |
|
работ |
на 1 п.м. |
времени |
чел. см. |
|
1. Бурение шпуров |
161,5 |
0,5 |
13,32 |
|
2. Погрузка породы |
69 |
0,09 |
1,03 |
|
3. Вывоз породы |
124,2 |
0,42 |
8,85 |
|
4. Возведение крепи: |
|||
|
а) установка арки |
1 |
21,6 |
3,6 |
|
б) установка опалубки |
22 |
0,2 |
0,7 |
|
в) укладка бетона |
6,2 |
2,17 |
2,25 |
|
г) разборка опалубки |
22 |
0,15 |
0,55 |
|
q=30,3 |
|||
|
Принимаем 30 чел. Коэф. выполнения выр-тки К= = 1,01м. Производительность 1 проходчика за цикл: П=1/30=0,03 м. Табл. №2. Определение трудоемкости работ по первичн. и контр. нагнетанию. |
|||
|
Наименование |
Объем работ |
Норма |
Трудоемкость |
|
работ |
на 1 п.м. |
времени |
чел. см. |
|
1. Бурение шпуров |
5 |
2 |
1,66 |
|
2. Нагнетание цем. р-ра; |
|||
|
монтаж и установка |
20,68 |
0,84 |
2,17 |
|
оборудования; м2. |
|||
|
q=3,83 |
|||
|
Табл. №3. Определение трудоемкости работ по постоянной обделке. |
|||
|
Наименование |
Объем работ |
Норма |
Трудоемкость |
|
работ |
на 1 п.м. |
времени |
чел. см. |
|
1. Установка опалубки |
24 |
3,75 |
15 |
|
2. Укладка арматуры |
21,8 |
2 |
7,24 |
|
3. Бетонирование |
18,5 |
0,8 |
2,52 |
|
4. Разборка опалубки |
24 |
1,9 |
7,47 |
|
q=32,23 |
|||
Зная объемы работ и нормы времени, определяем продолжительность цикла в забое по следующей формуле:
t= ; где n- количество проходчиков;
- бурение шпуров t= = 17,7 ч.
- уборка породы t= = 1,38 ч.
- установка арки t= = 4,8 ч.
- набор опалубки t= = 0,95 ч.
- укладка бетона t= = 2,99 ч.
- разборка опалубки t= = 0,73 ч.
t= 28,55 ч. 29 ч.
Определение общего срока строительства верхней (калоттной) части тоннеля.
Зная, что длина тоннеля 1315 м. и lзах= 1м. имеем:
Т= 1315 29= 38135 ч. 1589 дн. 52,9 мес. 4,4 года.
Т.к. продолжительность цикла составляет 29 часов, т.е. 5 смен (продолжительность смены 6 ч.), то количество проходчиков работающих в забое составляет: n= 30/5 6 чел. В состав работающих в смену 6-ти проходчиков входят еще 3 рабочих из других бригад работающих в эту же смену: дежурный слесарь, электрик и сварщик. Бригада взрывников вызывается отдельно от рабочей смены непосредственно перед ведением взрывных работ.
Производительность работ 1-го рабочего с учетом всех людей работающих в забое: П= = 0,02 м. за цикл.
2.3. Сооружение врезки со стороны Северного портала.
Для безопасного ведения работ по врезке тоннеля выполняются работы по закреплению лобового откоса и устройству свода из труб на участке врезки (см. л.6).
Во избежания падения породы по лобовому откосу укладывается металлическая сетка (за исключением сечения тоннеля) размером 1001005. Устанавливаются балки из №20 по нижней грани которых набирается опалубка и укладывается бетон крепления лобового откоса марки В12,5. Укладка бетона также производится с устройством проема по сечению тоннеля.
Сверху вниз производится бурение скважин защитного экрана (см. л. 6). Бурение скважин осуществляется станком Тони-Боринг. Количество скважин принимается конструктивно. Первоначально шарошкой 191 мм. бурятся скважины длиной по 1,5 м., в которые устанавливаются кондукторы (или направляющие) из труб 1684 длиной 1,8 м. Кондукторы омоноличиваются цементно-силикатным раствором. После выстойки продолжается бурение скважин шарошкой 145мм. с буровой трубой 1147. По достижению скважиной проектной глубины буровая труба оставляется в скважине и через кондуктор производится прокачка скважин цементно-силикатным раствором. Нагнетание производится насосом НБ-4. Состав раствора на 1 м3: вода- 750 л., цемент- 750 кг., жидкое стекло- до37,5 кг. Давление нагнетания- до 10 атм. Нагнетание производится до отказа, либо до появления выходов раствора по лобовому откосу.
После завершения работ по созданию свода из труб, срезаются балки крепления лобового откоса в пределах верхнего уступа (на высоту 3,05 м.), разрабатывается грунт верхнего уступа в пределах оголовка. Для крепления лба забоя верхнего уступа на время бетонирования оголовка, а также при проходке на участке врезки станком НКР-100М бурятся 5 скважин глубиной 20 м., в которые устанавливаются анкерные трубы 764,5 мм. (см. л. 6). Зазор между трубой и грунтом законопачивается паклей и производится нагнетание раствора составом 1:0 с добавками бентонитовой глины. Нагнетание производится насосом НБ-4 давлением до 10 атм. до излития раствора через законопаченное пространство между трубой и грунтом. Срезаются балки крепления лобового откоса в пределах нижнего уступа, и разрабатывается грунт нижнего уступа в пределах оголовка. Устанавливаются 2 сводовых части арок на верхнем уступе и 3 полных арки временной крепи тоннеля из I №30. По боковым граням оголовка устанавливаются вертикальные балки наружной опалубки (см. л.6) из I №20 шагом 1м., которые соединяются с арками временной крепи с помощью горизонтальных связей из стали 10мм. По внутренним граням арок и балок из I №20 набирается опалубка и бетонируется оголовок. Монтажные работы ведутся с помощью крана “Като”.
Врезка в горный массив ведется способом опережающего верхнего уступа с применением самоходной буровой установки “Максима-тик”. Уборка породы- порододоставочной машиной ПД-5. Разработка ведется заходками по 1м. с отставанием нижнего уступа от верхнего на 3-4 м. Арки временного крепления устанавливаются с шагом 1 м. После сооружения врезки дальнейшая проходка осуществляется сплошным забоем.
2.4. Северная пром. площадка. (см. л.5).
2.5. Производство работ в тоннеле.
1) Производство работ по возведению постоянной обделки сводовой части тоннеля.
С опережением 30-40 м. от участка бетонирования с помощью оборудованной передвижной технологической тележки на временную крепь (черновой бетон) наносится двухслойная гидроизоляция (1слой- дренажный слой геотекстиля, 2 слой- гидроизоляционная лента).
С помощью технологической тележки, оснащенной подъемником, впереди опалубки “Сага” (см. л. 7) монтируются армокаркасы. На установленные армокаркасы надвигается опалубка “Сага” и укладывается бетон класса В25.
Бетон доставляется автобетоносмесителями и укладывается за опалубку двумя пневмобетоноукладчиками равномерно на обе стороны. Уплотнение бетонной смеси производится вибраторами, смонтированными на опалубке, и при необходимости глубинными вибраторами типа ИВ-47.
2) Производство работ по разработке нижней части тоннеля.
Разработка нижней части тоннеля осуществляется в 3 этапа (см. л. 7). Работы ведутся буро-взрывным способом с подведением металлических ножек под арки временного крепления и их бетонирования.
В 1-ый этап начинается разработка средней штроссы (ядра). Для этого бурятся вертикальные шпуры глубиной 3,7м. Длина заходки- 1м. Бурение осуществляется с помощью буровой установки “Максиматик”. Применяемое ВВ- аммонит №6 ЖВ. После взрывных работ порода убирается погрузочной машиной ПНБ-3Д в автосамосвалы.
Во 2-ой и 3-ий этапы разрабатывают боковые штроссы. Сначало обуривается забой левой бермы горизонтальными шпурами глубиной 1,2м. После взрыва-ния и уборки породы подрабатывается порода под металлические ножки арок. Затем устанавливается ножка арки, набирается опалубка и бетонируется. Аналогично разрабатывают правую берму.
Расчет паспорта буровзрывных работ по разработке ядра.
q= 1,50,8= 1,2
S= 8,3 1,0= 8,3 м
Lзах= 1 м.
Q= 1,2 8,3 1= 9,96 10 кг.;
- количество ВВ в шпур Qшп= = = 0,59 кг. в шпур;
- количество патронов в шпур n= = 1,9 2 патрона;
(при массе патрона 300 гр.)
|
Табл. №4. Определение трудоемкости работ по разработке средней штроссы (ядра). |
|||
|
Наименование |
Объем работ |
Норма |
Трудоемкость |
|
работ |
на 1 п.м. |
времени |
чел. см. |
|
1. Бурение шпуров |
62,9 |
1,33 |
3,53 |
|
2. Погрузка породы |
22,65 |
0,12 |
0,34 |
q=10,46
Принимаем 10 чел. Коэф. выполн. выр-тки= 10,46/ 10=1,04
10 чел.- 1 п.м.
30 чел.- Х (Lзах)
Х=
Производительность 1 проходчика за цикл: П= 0,1 м.
Определение продолжительности работ по разработке ядра:
t= ;
t= 44,9 ч. 45 ч.
Определение общего срока разработки ядра при строительстве всего тоннеля:
При Lзах 3,12 м. за цикл и длине тоннеля 1315 м. имеем кол-тво циклов:
Nц= 422
Т= 45 422= 18990 ч. 791 дн. 26,4 мес. 2,2 года.
Расчет паспорта буровзрывных работ по разработке боковой штроссы.
q= 1,50,8= 1,2
S= ()3= 7,2 м
Lзах= 1 м.
Q= 1,2 7,2 1= 8,64 кг.;
- количество ВВ в шпур Qшп= = = 0,58 0,6 кг. в шпур;
- количество патронов в шпур n= = 2 патрона;
(при массе патрона 300 гр.)
|
Табл. №5. Определение трудоемкости работ по разработке боковой штроссы. |
|||
|
Наименование |
Объем работ |
Норма |
Трудоемкость |
|
работ |
на 1 п.м. |
времени |
чел. см. |
|
1. Бурение шпуров |
18,75 |
1,33 |
3,12 |
|
2. Погрузка породы |
7,2 |
0,12 |
0,1 |
|
3. Передвижка опалубки |
3 |
0,93 |
0,35 |
|
4. Сборка бетоновода |
2 |
0,44 |
0,11 |
|
5. Бетонирование |
3,24 |
2,66 |
1,07 |
|
6. Разборка бетоновода |
2 |
0,53 |
0,13 |
q=4,88 Общая трудоемкость по разработке ядра и боковой штроссы: q=8,75 чел.см.
Принимаем 4 чел. Коэф. выполн. выр-тки= 4,88/ 4=1,22
4 чел.- 1 п.м.
30 чел 1,22.- Х (Lзах)
Х=
Производительность 1 проходчика за цикл: П= 0,3 м.
Определение продолжительности работ по разработке боковой штроссы за цикл:
t= ;
- бурение шпуров t= = 38,03 ч.
- уборка породы t= = 1,31 ч.
t= 59,67 ч. 60 ч.
Определение общего срока разработки бок. штросс на протяжении всего тоннеля: При длине Lзах=9,15 м. имеем кол-тво циклов: Nц= 144 ц.
Т= 144602= 17280 ч.= 720 дн.= 24 мес.=2 года.
3) Производство работ по первичному и контрольному нагнетанию.
Первичное нагнетание производят в целях заполнения пустот на контакте обделки с поверхностью выработки, образовавшихся в результате вывалов, обрушений и неплотной забутовки. Растворонагнетатель присоединяется к обделке с помощью растворовода, который в свою очередь соединен с инъектором, закрепленным в предварительно пробуренной скважине (см. л.4). Для нагнетания применяют цементно-песчаный раствор состава 1:3.
Контрольное (повторное) нагнетание выполняют для заполнения мельчайших трещин и пустот, образовавшихся в результате твердения и усадки раствора первичного нагнетания. Нагнетание производят цементным молоком, используя те же растворонагнетатели, что и при первичном нагнетании. Скважины для контрольного нагнетания бурятся между скважинами для первичного нагнетания таким образом, чтобы скважина, пройдя бетон обделки и слой первичного нагнетания, вошла в грунт. Контрольное нагнетание производят до тех пор, пока не прекратится поглощение раствора при максимально допустимом давлении. Это давление не должно превышать 0,4 МПа. Порядок производства работ по контрольному нагнетанию такой же, что и для первичного нагнетания.
4) Производство работ по сбойке тоннеля.
По мере сближения двух встречных забоев взрывание шпуровых зарядов в каждом забое ведется в разное время с обязательным определением размера целика между встречными забоями. Взрывание проводится лишь после того, как получено сообщение о выводе людей из противоположного забоя и выставлении там поста.
Когда размер целика между встречными забоями составит 7 м, работы должны проводится только из одного забоя. При этом необходимо бурить опережающие шпуры глубиной на 1 м. больше, чем глубина заряжаемых шпуров.