ПОДГОТОВКА ПЛОЩАДКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ. Часть 2

Страницы: 1 2

4. ЦЕМЕНТАЦИЯ ИЗВЕСТНЯКОВ ПРИ ПРОХОДКЕ ЭСКАЛАТОРНОГО ТОННЕЛЯ

4.1. Подготовительные работы

Перед началом цементационных работ комплекс подготовительных мероприятий включает в себя:

— монтаж стационарного узла на дневной поверхности в непосредственной близости от стволов;

— доставку на объект и опробование в рабочем режиме машин, оборудования и приспособлений, предназначенных к применению;

— завоз необходимых материалов, изделий;

— проведение мероприятий, обеспечивающих безопасность производства работ, пожаро- и взрывобезопасность, а также охрану труда;

— прокладку коммуникаций;

— организацию связи между работающим на растворных узлах и на скважинах;

— обеспечение участка цементационных работ ресурсами (вода, сжатый воздух, электроэнергия и т.д.) [25, 26].

Вынос на местность положения устьев скважин производится маркшейдерской службой Генподрядчика.

В ходе работ обязательно ведение накопительной исполнительной схемы по бурению и цементации скважин.

На растворном узле (РУ) должен быть журнал приготовления и отпуска растворов на рабочий узел.

В конце месяца при сдаче выполненных объемов работ должно проверяться соответствие записей в журналах, ведущихся на растворном узле и в цементационных журналах.

Поскольку буровые и цементационные работы выполняются параллельно, должны быть рассмотрены вопросы их совмещений для обеспечения безопасных условий труда.

4.2 Бурение и оборудование цементационных скважин

Расположение и привязка скважин представлены на рис. 4.1, 4.2.

Бурение скважин может осуществляться станками: МС-235, НКР-100М, МДТ-40, KLEMM 702, СБУ100 – диаметр 105мм, кондуктор диаметром 127мм, разбуривание шарашкой с промывкой или пневмоударником.

Рисунок 4.1. – Продольный разрез по оси эскалаторного тоннеля.

Расположение наклонных скважин

Бурение и цементация скважин производится в две очереди.

Рисунок 4.2. – Продольный разрез по оси эскалаторного тоннеля.

Расположение параллельных скважин

Скважины оборудуются кондукторами, а при наличии напорных вод и превенторами.

Порядок бурения и оборудования скважины кондуктором следующие:

— бурение скважин ∅195 мм в бетонной подушке на требуемую глубину для установки.

— заливка в скважину цементного раствора. Расход материалов для приготовления 1м кубического заливного раствора:

Портландцемент М400    — 1080кг;

вода   —  648 л;

Плотность раствора -1,73г/;

— спуск в скважину с раствором кондуктора 180х6мм;

— выстойка скважины с кондуктором не менее 2 суток;

— разбуривание цементного камня в кондукторе ∅160мм;

— бурение скважины ∅151 мм на требуемой глубину для установки кондуктора 127*6 мм;

— заливка в скважину цементного раствора;

— спуск в скважину с раствором кондуктора 127х6 мм;

— выстойка скважины с кондуктором не менее 2 суток;

— разрубка цементного камня в кондукторе ∅105 мм.

Для каждой пробуренной в трещиноватых скальных грунтах зоны производится гидравлическое опробование путем нагнетания в скважину воды при рабочем давление на устье скважины, превышающем на 0,3 МПа давление воды в напорном горизонте.

Если наблюдается гидравлическая связь с соседней скважиной, эту скважину закрывают и гидравлическое опробование повторяют.

По результатам гидравлического опробования должно быть определено удельное водопоглощение опробуемой зоны.

4.3 Цементация скважин

Тампон (пакер) при закачке раствора в скважины устанавливается в кондукторе.

Цементация при сохранении устойчивости стенок скважин и устойчивости циркуляции промывки или воздуха при бурении производится зонами длиной 5,0 м до проектной отметки. При неустойчивости стенок скважин (обрушение или заплывание), а также при провалах бурового инструмента и потере промывки при бурении длина зоны уменьшается.

Цементация каждой зоны производится нажимным способом.

Если при бурении встретилась полость (провал инструмента свыше 0,2 м), бурение останавливают и производится цементация пробуренной зоны. После выстойки производят бурение оставшийся зоны.

Давление нагнетания раствора по манометру на устье скважины, превышающем на 0,8 МПа давление воды в напорном горизонте.

Начальный состав цементного раствора должен быть В/Ц=3. При неуменьшающемся поглощении после нагнетания 1,5  дальнейшее сгущение раствора идет по шкале В/Ц=1,0;0,8;0,6.

Цементация продолжается до отказа, за который принимается расход раствора в количестве 5л/мин на цементируемую зону при конечном максимальном давлении.

После окончания цементации зона скважины ставится на выстойку не менее чем на 1 сутки. Затем производится бурение и цементация (при необходимости) следующей зоны. Не допускается одновременная цементация соседних зон, находящихся на одном уровне.

Если после нагнетания 1,5  раствора максимальной плотности В/Ц=0,6 отказ не наблюдается, то скважина ставится на выстойку не менее чем на            1 сутки.

Затем производится разбуривание и повторная цементация зоны.

После цементации скважины ликвидируются цементным раствором.

Составы растворов и критерии сгущения могут уточняться специалистами в лабороторных условиях с учетом конкретных материалов, используемых на строительной площадке.

После выполнения основных проектных объемов по цементации и результатам анализа исполнительной документации авторским надзором могут быть назначены дополнительные скважины в объеме до 10 % от числа рабочих.

По окончанию выполнения основных и дополнительных объемов, на основании анализа исполнительной документации и предложений авторского надзора, комиссией в составе представителей строительных организаций, Заказчика и проектных организаций назначаются контрольные скважины, которые располагаются между рядами основных скважины.

Гидравлическое опробование контрольных скважин производится при давлении нагнетания на 30% меньше рабочего давления при цементации скважин.

Выполненная цементация считается достаточной, если удельные водопоглощения каждой из контрольных зон скважин не превышают q<0,1л/(мин. х ).

По результатам рассмотрения исполнительной документации и на основание актов с результатами цементации контрольных скважин комиссия составляет акт приемки скрытых работ на всем участке работ в целом.

При производстве работ следует также руководствоваться положениями «Указания по проектированию цементации в гидротехнических тоннелях».

4.4 Техника безопасности

Рабочие и служащие, занятые буровыми и цементационными работами:

— подлежат предварительному медицинскому освидетельствованию в соответствии с инструкциями, издаваемыми Министерством здравохранения Российской Федерации;

— в обязательном порядке проходят обучения по технике безопасности, в том числе вводный инструктаж на рабочем месте;

— снабжаются спецодеждой и обувью, касками, защитными очками, рукавицами, респираторами [11,12, 35].

Спецодежда должна храниться в изолированном, хорошо вентилируемом помещении отдельно от чистой одежды.

На участке должна быть заведена «Книга инструктажа» рабочих по безопасному ведению инъекционных работ с применением цементных растворов с химическими добавками.

Площадка производства работ, растворные узлы должны быть очищены от мусора и посторонних предметов, хорошо освещены. Растворный узел должен иметь надежную визуальную или телефонную связь с местом работ.

Места складирования инструмента, цемента, резино-тканевых напорных рукавов должны быть оборудованы в соответствии с правилами их безопасности хранения.

Применяемые для работы оборудование, машины, механизмы, настилы, лестницы, ограждения должны быть исправны, отвечать требованиям общестроительных правил по безопасному производству работ.

Напорные магистрали следует наращивать исправными шлангами или трубами, рассчитанными на давление, превышающее рабочее не менее чем в 2 раза. Стыковка шлангов производиться специальным и быстроразъемными соединениями. Запрещается применять проволочные скрутки.

Необходимо следить за надежностью установки тампона. В случае выдавливания его из скважины нагнетание прекращается, тампон закрепляется дополнительно.

К работам допускаются лица, имеющие допуск на работу с буровым и цементационным оборудованием (буровые станки, насосы, компрессоры и т.д.).

Весь персонал должен быть обучен приемам оказания первой доврачебной помощью.

При случайном попадании раствора в глаза или на кожу необходимо обильно смыть их проточный питьевой водой и обратиться за медицинской помощью.

Перед началом бурения и цементации необходимо проверить состояние бурового и цементационного оборудования, вспомогательных устройств, опробовать буровой инструмент на холостом ходу.

При пересменке цементатор не должен оставлять рабочего места до прихода сменщика и сдачи ему работы.

Электрооборудование и пусковая аппаратура растворных узлов должны быть подключены и заземлены в соответствии с правилами для помещений с повышенной опасностью поражении электрическим током.

В процессе нагнетания цементатор обязан внимательно следить за сигналами с рабочего места и показаниями манометра. Запрещается оставлять без присмотра работающие растворомешалки, насос и производить нагнетания при давлении выше заданного техническими условиями.

В случае разрыва шлангов или труб во время цементации насос должен быть немедленно остановлен.

Проходка наклонного тоннеля

Проходку наклонного тоннеля производить под защитой ледогрунтового ограждения. Работы по проходке подземных выработок могут быть начаты после подписания акта комиссией, составленной из представителей исполнителя работы по замораживанию, проектной организации, генподрядчика и заказчика. При этом до начала работ должен быть организован контроль за объемом паров хладагента в составе воздуха подземных выработок и вентиляционных выбросов. При просачивании воды через контур замороженных пород работы, за исключением ремонтных, должны быть остановлены до выполнения дополнительного замораживания или разработки проекта, обеспечивающего безопасное ведение работ. Забой следует разрабатывать сверху вниз с заходками на одно кольцо обделки (0,75 м). Плоскость забоя должна быть параллельна плоскости колец обделки. Грунт в пределах замораживания необходимо разрабатывать отбойными молотками, разработку вести тремя уступами. Разработку породы необходимо начинать с верхнего уступа с выдвижных платформ тюбингоукладчика, разработанную породу грузить в съемный скип емкостью 1,0 м3, размещенный на тележке для транспортировки скипа, породопогрузочной машиной и частично вручную. Тележку необходимо выдавать на поверхность тяговым усилием подъемной лебедки г/п 5,0 т. Рабочий на нулевой (приемной) площадке должен быть обеспечен двусторонней связью с машинистом подъемной лебедки и с забоем. По мере разработки породы следует производить затяжку кровли досками толщиной 40-50 мм, заведенными за лонгарины ∅250 мм и лба забоя досками толщиной 40-50 мм.

Доски крепления лба забоя следует заводить всплошную за стальные трубы ∅219 (159) мм. После окончания разработки породы и крепления забоя необходимо произвести передвижку тюбингоукладчика. Кронштейны, по которым передвигается тюбингоукладчик, снять лебедкой, установленной на тюбингоукладчике, необходимо погрузить в скип и подать под рычаг тюбингоукладчика. Разработку грунта в замороженной зоне следует осуществлять с соблюдением мер предосторожности, исключающих повреждение отклонившихся в пределы сечения тоннеля замораживающих колонок и выпуск рассола. При обнаружении таких колонок их следует отключать от распределителя и коллектора, рассол выпускать и выступающую внутрь выработки колонку отрезать. По мере разработки породы термометрические и гидронаблюдательные колонки срезаются. Откачка воды в призабойной зоне производится насосами ГНОМ 25х20 и К-100х85. Монтаж тюбингов производится укладчиком ТНУ-4. При монтаже обделки вне зоны замороженных грунтов следует устанавливать полные болтовые комплекты, в зоне замороженных грунтов – временные болты с плоскими стальными шайбами с заменой их на полные болтовые комплекты при выполнении гидроизоляционных работ.

Растворы для нагнетания в зоне замороженных грунтов необходимо применять с добавками, предотвращающими его замерзание и ускоряющими схватывание [6, 7, 8, 10]. Контрольное нагнетание за обделку и установка пробок с гидроизоляционными шайбами в отверстия для нагнетания в зоне замороженных грунтов должны заканчиваться до их оттаивания. Дальнейшая проходка и монтаж тюбингов осуществляется аналогично до нижней границы замораживания грунтов (отм. 130.27 м). Нагнетание за тюбинговую обделку наклонного хода производится в два этапа: первичное и контрольное. Первичное нагнетание выполняется вслед за возведением обделки за каждое последнее смонтированное кольцо. Раствор подается по растворопроводу от растворного узла. Нагнетание за обделку должно производиться при температуре в тоннеле не ниже 5°С. Раствор на выходе из инъектора должен иметь не менее 20°С и отвечать требованиям «Правил безопасности при строительстве подземных сооружений» ПБ 03-428-02 и ВСН 132-90.

Работы по первичному нагнетанию ведутся с укладчика ТНУ-4. Бетоновод крепится к тюбингам с шагом не более 5м, каждый став не менее чем в двух местах (тоже и для контрольного нагнетания). Зазоры в торце обделки со стороны забоя должны быть заполнены уплотняющим материалом, а швы тщательно законопачены. Процесс нагнетания раствора должен осуществляться непрерывно до полного заполнения пустот. Нагнетание должно производиться снизу вверх по кольцу во все отверстия в стенках тюбингов попеременно по обе стороны вертикальной оси обделки тоннеля. Нагнетание производится до тех пор, пока нагнетаемый раствор не начнет течь из отверстий, расположенных выше, затем инъекторы переставляются в следующие по направлению к своду отверстия, и нагнетание продолжается вплоть до замковой части свода. Отверстия, в которых нагнетание уже произведено после снятия инъекторов следует закрывать полиэтиленовыми или деревянными пробками. Извлекать пробки из отверстий допускается только после схватывания раствора.

При перерыве нагнетания более 1,5 часов необходимо производить промывку растворомешалок и растворонасосов, а также очистку растворопроводов. Контрольное нагнетание выполняется до перебалчивания и чеканки швов. Контрольное нагнетание производится снизу вверх отдельными захватками по всему периметру. Контрольное нагнетание раствора за обделку производится до тех пор, пока не прекратится поглощение раствора при предельном давлении, измеренном в устье скважин. Максимальное допустимое давление нагнетания должно составлять не более 1,0 МПа. После окончания работ следует произвести гидроизоляцию скважин: очистить от раствора на глубину не менее 50мм, продуть, промыть водой, затем зачеканить уплотняющим составом или установить полиэтиленовые пробки. При ведении работ по нагнетанию растворов за тоннельную обделку необходимо вести постоянный контроль качества на всех этапах работ согласно гл.7 ВСН-132-92.

Забой следует разрабатывать заходками на одно кольцо обделки (0,75 м) буровзрывным способом с частичным применением отбойных молотков. Плоскость забоя должна быть параллельна плоскости колец обделки. Необходимо произвести обуривание лба забоя перфораторами (пневмосверлами), согласно паспорту БВР, с выдвижных платформ тюбингоукладчика, произвести заряжание шпуров согласно паспорту БВР. После взрывания выполнить проветривание забоя. Привести забой в безопасное состояние. Произвести уборку грунта. Взорванную породу грузить в съемный скип, размещенный на тележке для транспортировки скипа. Тележку выдавать на поверхность тяговым усилием подъемной лебедки г/п 5,0 т. Рабочий на нулевой (приемной) площадке должен быть обеспечен двусторонней связью с машинистом подъемной лебедки и с забоем.

По мере разработки породы производить затяжку кровли досками толщиной 40-50 мм, заведенными за лонгарины ∅250 мм и лба забоя досками толщиной 40-50 мм. Доски крепления лба забоя заводить всплошную за стальные трубы ∅219 (159) мм. После окончания разработки породы и крепления забоя произвести передвижку тюбингоукладчика. Кронштейны, по которым передвигается тюбингоукладчик, снять тельфером, установленным на тюбингоукладчике, погрузить в скип и подать под рычаг тюбингоукладчика.

Ведение подземных работ без утвержденного паспорта крепления или с его нарушениями ЗАПРЕЩАЕТСЯ. Рабочие и лица технического надзора участка должны быть ознакомлены до начала работ с паспортом крепления выработок под роспись. Крепь выработки должна быть расклинена, пустоты между крепью и породой должны быть забучены. ЗАПРЕЩАЕТСЯ забучивать пустоты деревом или другим сгораемым материалом.

На сопряжении наклонного тоннеля и натяжной камеры, разработка породы ведется отбойными молотками заходками на одно кольцо обделки     (0,75 м). Также по мере разработки породы ведется демонтаж торцевой стены натяжной камеры.

Уборка породы, монтаж тюбингов и первичное нагнетание производятся аналогично с предыдущими этапами проходки наклонного тоннеля. Дальнейшее сооружение сопряжения наклонного тоннеля и натяжной камеры ведется аналогично.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной квалификационной работе представлена геологическая, гидрогеологическая характеристики участка строительства. Строительство наклонного тоннеля осуществляется в сложных гидрогеологических условиях.

В работе приведены: порядок подготовки площадки под бурение замораживающих скважин с устройством эллипсной штробы; порядок выполнения работ по бурению замораживающих, термометрических и гидронаблюдательных скважин; порядок выполнения работ по монтажу замораживающей станции, рассольной системы, эксплуатации замораживающей станции.

В результате постоянной циркуляции хладоносителя в замораживающих колонках вода, находящаяся в горной породе, замерзает и вокруг каждой колонки постепенно образуются ледопородные цилиндры, которые в дальнейшем смыкаются в единое ледопородное ограждение. Замороженные породы в результате перехода воды в лёд и понижения температуры резко изменяют свои первоначальные физико-механические свойства (прочность, сцепление и т. д.), что позволяет по достижении ледопородным ограждением проектных размеров приступить к горнопроходческим работам.

Ледопородное ограждение поддерживают в замороженном состоянии до тех пор, пока не будет закончено строительство подземного сооружения. После возведения сооружения ледопородное ограждение ликвидируется.

Ледопородное ограждение выполняет роль временной водонепрони­цаемой ограждающей крепи, обеспечивающей безопасные условия произ­водства горно-строительных работ.

Список использованной литературы

1. Осипов В.И., Медведева О.П. Москва: Геология и город. – М.: Московские учебники и Картолитография, 1997. – 399 с.
2. Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А., Голодковская Г.А., Васильчук Ю.К., Зиангиров Р.С. Грунтоведение. – М.: Изд-во МГГУ,
   – 1024 с.
3. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии. — М.: изд-во МГГУ, 1991. – 318 с.
4. Абрамчук В.П., Власов С. Н., Мостков В.М. Подземные сооружения. – М.: ТА Инженеринг, 2005. – 470 с.
5. Покровский Н.М. Комплексы подземных горных выработок и сооружений: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1987. – 248 с.
6. Власов Н.В., Торгалов В.В., Виноградов Б.Н. Строительство метрополитенов: Учебник. – М.: Транспорт, 1987. – 306 с.
7. Лысиков Б.А., Розенвассер Г.Р, Шаталов В.Ф. Строительство метрополитена и подземных сооружений на подрабатываемых территориях: Учебное пособие для вузов. – Донецк: Норд-Пресс, 2003. –456 с.
8. Картозия Б.А., Федунец Б.И., Шуплик М.Н. Шахтное и подземное строительство: Том II. – М.: Издательство Академии горных наук,
   –582 с.
9. Валиев А.Г., Власов С.Н., Самойлов В.П. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях: справочное издание. – М.: ТА Инженеринг, 2003. – 432 с.
10. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н. и др., Под ред. В.Г. Храпова Тоннели и метрополитены: Учебник для вузов. – М.: Транспорт,
    – 347 с.
11. Ушаков К.З., Каледина Н.О., Кирин Б.Ф., Сребный М.А. Безопасность жизнедеятельности. Под ред. проф., засл. деятеля науки и техники РФ Ушакова К.З. – М.: МГГУ, 2000. – 430 с.
12. Ушаков К.З., Каледина Н.О., Кирин Б.Ф., Сребный М.А. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело. Под ред. проф., засл. деятеля науки и техники РФ Ушакова К.З. – М.: МГГУ, 2002. – 420 с.
13. Козловский Е.А. Горная энциклопедия. – М.: Советская энциклопедия, 1984-1991.
14. Баклашов И.В. Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкции крепей. – М.: Робинс, 2012. – 543 с.
15. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. – М.: Недра, 1989. – 340 с.
16. Клорикьян В.Х., Ходош В.А. Горнопроходческие щиты и комплексы.
    – М., Недра, 1977. –120 с.
17. ПБ 03-428-02. Правила безопасности при строительстве подземных сооружений. – М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2002.
18. «Правила подготовки и производства земляных работ, обустройства и содержания строительных площадок в городе Москве», утверждены постановлением правительства Москвы №857-ПП от 07.12.2004г.
19. СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве» часть 1 — Общие требования.
20. СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве» часть 2 — Строительное производство.
21. «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений»
    ПБ 03-428-02.
22. ГОСТ 23407-78 «Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия».
23. СТП 014-2001 «Конструкция и технология сооружения траншейных стен в грунте для объектов транспортного строительства».
24. ГОСТ 10060.1-95. Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости.
25. Бройд И.И. Струйная геотехнология. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2004. – 448с.
26. Малинин А.Г. Струйная цементация грунтов. – Пермь: Пресстайм, 2007. – 168с.
27. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Шуплик М.Н, Ресин В.В. Технология строительства подземных сооружений ч.III. – М.: Недра, 1992. – 351с.
28. Пржедецкий Б.М., Бершицкий Б.М. Об искусственном замораживании грунтов с позиции сегодняшнего дня. // Метро и тоннели. –2007. – №2. – с.33-34.
29. Смородинов М.И. Водопонизительные установки. – М.: Стройиздат, 1984. – 175с.
30. Хямяляйнен В.А., Митраков В.И., Сыркин П.С. Физико-химическое укрепление пород при сооружении выработок. – М.:Недра, 1996. – 352с.
31. Конституция Российской Федерации (с изменениями на 21 июля 2014 года).
32. Федеральный законN ФЗ-384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (с изменениями на 2 июля 2013 года)».
33. Гражданский кодекс Российской Федерации (с изменениями на 23 мая 2015 года, редакция, действующая с 1 июня 2015 года).
34. Закон РФ «О недрах» от 21.02.1992 n 2395-1 (действующая редакция от 31.12.2014).
35. Федеральный законN 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (с изменениями на 31 декабря 2014 года).
36. Федеральный законN 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности (с изменениями на 23 июня 2014 года, редакция, действующая с 13 июля 2014 года)».
37. СП 32-105-2004 «Метрополитены».
38. СП 32-106-2004 «Метрополитены. Дополнительные сооружения и устройства».
39. «Правила подготовки и производства земляных работ, обустройства и содержания строительных площадок в городе Москве», утверждены постановлением правительства Москвы №857-ПП от 07.12.2004г.
40. СП 11-105-97 «Инженерно-геологические изыскания для строительства»
41. СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции».
42. СП 35.13330.2011 «Мосты и трубы».
43. СП 120.1330.2014«Метрополитены».
44. СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции».
45. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».
46. СП 22.13330.2011 «Основания зданий и сооружений».
47. СП 48.13330.2011 «Организация строительства».

Страницы: 1 2