Разработки системы обеспечения промышленной безопасности при строительстве подземных сооружений ООО «МОСИНЖПРОЕКТ». Часть 4

Страницы 1 2 3 4

---

7. ОБЗОР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

 

 

Выводы

Анализ передового отечественного и зарубежного опыта проходки тоннелей в условиях плотной городской застройки позволяет сделать наиболее рациональный выбор технологии строительства наклонного эскалаторного тоннеля строящейся станции метро «Нижняя Масловка» и обосновать предложенные в специальной части дипломного проекта мероприятия по геомеханической безопасности горных работ.

 

8. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГОРНЫХ РАБОТ (СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ)

 8.1. Общие сведения

 

В нетронутом грунтовом массиве трассы проектируемого наклонного эскалаторного тоннеля грунты находятся в состоянии равновесия и залегают в виде горизонтальных или наклонных пластов. При ведении проходческих работ равновесие грунта нарушается. Вокруг выработки появляются деформации грунта, проявляющиеся в виде разрыхления, оседания, вывалов отдельных кусков и целых глыб, которые давят на тоннельную крепь. Силы, вызванные нарушением равновесия горных пород в результате проходки выработки и действующие на ее крепь, называют горным давлением. Горное давление может быть вертикальным и боковым, хотя чаще оно бывает вертикальным и направлено сверху вниз.

Для предотвращения поступления воды в строящийся тоннель выполняются гидроизоляционные работы: делают контрольное нагнетание цементного раствора за обделку, зачеканивают швы, устраивают наружную оклеечную или внутреннюю гидроизоляцию. После выполнения этих работ поступление воды в тоннель прекращается, она начинает заполнять трещины и пустоты в окружающих тоннель породах и насыщать их водой. Уровень грунтовых вод начинает постепенно повышаться и через некоторое время достигает своего первоначального положения.

Нагрузки, действующие на обделки, делят на постоянные и временные. К постоянным нагрузкам относятся горное и гидростатическое давления, вес зданий и других наземных сооружений, собственный вес конструкций, к временным – нагрузки от наземного транспорта (при мелком заложении коллекторов), а также нагрузки, возникающие в процессе ведения проходческих работ (давление от нагнетания раствора за обделку).

Кроме постоянных и временных нагрузок, при выборе материала и конструкции обделок учитывают инженерно-геологические и гидрогеологические условия, при этом обделку рассчитывают на самое неблагоприятное сочетание нагрузок.

Целями геомеханического мониторинга являются:

— обеспечение сохранения эксплуатационных качеств существующих зданий и сооружений;

— получение объективной информации о деформационном состоянии зданий и сооружений в целом;

— предупреждение развития существующих повреждений в конструкциях;

— определение абсолютных и относительных величин деформаций несущих конструкций зданий или сооружений и сравнение их с расчетными;

— выявление степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий и сооружений;

— принятия своевременных мер по предупреждению влияния опасных деформаций на состояние зданий и сооружений;

— оценка воздействия нового строительства на окружающие здания и сооружения.

Выбор и обоснование технологии строительства наклонного тоннеля произведен на основе комплексного анализа факторов, влияющих на проектные решения (рис. 8.1).

 

Рисунок 8.1. – Факторы, влияющие на проектные решения

Применяемые строительные материалы и конструкции и методы производства работ должны обеспечивать заданный срок службы обделок подземных сооружений.

Обделки должны быть замкнутыми и состоять из сборных железобетонных или чугунных элементов или из монолитного бетона или железобетона.

Нагрузки на обделки от горного давления и соответствующие им коэффициенты надежности следует определять на основании результатов инженерно-геологических изысканий и накопленных экспериментальных данных о нагрузках, полученных путем измерений в аналогичных условиях строительства.

Наклонный тоннель должен быть защищен от проникновения поверхностных и грунтовых вод.

Приведем мероприятия по геомеханической безопасности горных работ (рис.8.2).

 

Рисунок 8.2. – Мероприятия по геомеханической безопасности горных работ

8.2. Подготовка площадки для бурения замораживающих скважин

 

Разрабатываемый котлован с двух сторон ограничен шпунтовым ограждением. Параллельно с разработкой котлована сооружается ограждение по периметру котлована.

На площадку перед эллипсной штробой укладываются плиты ПАГ, пространство между плитам заполняется бетоном В25. Укладывается бетон В25 в плиту толщиной 280 мм в габаритах площадки  с послойным уплотнением глубинными вибраторами. Устанавливаются знаки безопасности (предупреждающие и запрещающие) согласно ГОСТ 12.4.026-2001. Устанавливается сигнальное ограждение по периметру опасных зон, возникающих в ходе производства работ. Обеспечивается временное энергоснабжение и освещение зоны работ. Производится завоз и установка необходимого инвентаря, механизмов и приспособлений.

Сооружение эллипсной штробы выполняется в следующей последовательности:

— разработка грунта вручную под днище эллипсной штробы и ее ответвлений с учетом укладки бетона и обеспечения проектного уклона в сторону шламоотстойника;

— укладка бетона в днище штробы, при этом по оси замораживающих колонок и на ответвлениях укладывается бетон класса В7,5, а на участке, ведущем к шламоотстойнику, бетон В15;

— монтируется опалубка штробы и ее ответвлений. Расположение щитов опалубки относительно осей скважин и их длина должны быть такими, чтобы обеспечить беспрепятственное бурение долотом под углом наклона α = 30⁰;

— укладка бетона в стенки штробы, при этом по оси замораживающих колонок и на ответвлениях укладывается бетон класса В7,5, а на участке, ведущем к шламоотстойнику, бетон В15;

Сооружаются средняя и передняя нормали с поочередным выполнением следующих основных видов работ:

— разработка траншей под нормали до отметки низа песчаной подсыпки;

— устройство песчаных подсыпок и их уплотнение;

— монтаж опалубки и двутавра №10 в каждой нормали;

— контроль установки нормалей и их отметок. При необходимости производят корректировку установленных элементов;

— укладка бетона В15 до проектной отметки в каждой нормали;

— обратная засыпка местным грунтом с его уплотнением.

Перед бетонированием плиты производят контроль:

— положения центра эллипса;

— отметки верха плиты;

— расположения оси замораживающих скважин и опалубки из условия беспрепятственного бурения долотом под углом наклона α = 30⁰.

По результатам контроля производится корректировка установленных элементов (при необходимости) и выполняется маркшейдерская исполнительная съемка.

Указания к бетонированию площадки для бурения замораживающих скважин:

— укладывать бетон класса В25 в плиту толщиной 400 мм с послойным уплотнением глубинными вибраторами;

— опалубку перед установкой очистить, рабочие поверхности смазать;

— толщина укладываемого слоя бетона не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора;

— подачу бетона производить бадьей при помощи автокрана;

— свежеуложенный бетон должен быть укрыт полиэтиленовой пленкой;

— распалубливание производить после набора бетоном прочности не менее 0,3 МПа и предварительного отрыва опалубки от бетона.

К площадке производства работ подводится вода (10м³/ч) и электроэнергия общей мощностью 80 кВт (из расчета работы 1-й установки Сomacchio МС-1200). Сооружается навес над складом глины и реагентов.

Приведем схему расположения замораживающих скважин и эллипсной штробы (рис.8.3).

Рисунок 8.3. – Схема расположения замораживающих скважин и эллипсной штробы

8.3. Монтаж и эксплуатация замораживающей станции и рассольной сети

 8.3.1 Подготовительные работы

 

Генподрядчик подготавливает площадку габаритами 13,2×15,4 м для размещения замораживающий станции из 2-x холодильных установок WTE-100, 1-й холодильной установки WTE-200, гребенки, запорно-регулирующей аппаратуры, 2-х рассольных насосов Д315/50, рассольного и расширительного баков.

Для оперативного доступа к колонкам Генподрядчик сооружает технологические подмости из металлопроката с перилами H=1,2м (прол, элемент на высоте 45 см бортовая доска h=15см) и лестницами.

Для монтажа замораживающей станции Генподрядчик предоставляет автокран грузоподъемностью 60т.

Генподрядчик обеспечивает энергоснабжение станции двумя точками подключения номиналом 630А и одной номиналом 400А, точки подключения расположить не далее 10 м от площадки замораживающий станции.

Место производства работ обеспечивается бесперебойно и круглосуточно электроэнергией установленной мощностью 500кВт в период активного замораживания и 300кВт в период пассивного замораживания.

Генподрядчик обеспечивает подачу воды для приготовления раствора хлористого кальция в объеме около 40м³.

 

8.3.2. Монтаж замораживающий станции

 

В состав замораживающей станции входит 2 установки WTE-100, и 1 установка WTE-200, являющиеся аналогами 4-х установок ПХУ-50 с градирнями. Холодильная установка WTE-100 представляет собой компактный аппарат с винтовым компрессором, кожухотрубным испарителем и щитом управления, которые смонтированы на общей раме внутри контейнера. Установка комплектуется воздушным конденсатором, ресивером и регуляторами давления конденсации (до минус 30C).

В табл. 8.1 представлены технические характеристики холодильной установки WTE-100/-30R404A.

Таблица 8.1. Технические характеристики холодильной установки

WTE-100/-30R404A (замена ПХУ-50)

 

Холодильная машина распложена в специальном корпусе, собрана и испытана на заводе «JDK» в Чехии.

На площадке необходимо разместить: 2 установки WTE-100 в работе, 1 установка WTE-200 в работе, 2 рассольных насоса Д315/50 (1 в работе, 1 в резерве), рассольный бак, расширительный бак с насосом подкачки К50-32-125, трубопроводы насосных обвязок.

Расчет хлористого кальция для замораживающей станции:

ρ = 1,28 г/см³; уд. расход – 38,4 г/100 г раствора.

 

Объем рассола:

V = V_{колонок} + V_{рассолопр.} + V_бака + V_шл. + V_{расш.бака}                   (8.1)

Масса хлористого кальция:

М = 0,384×34,77 + 1т запаса = 14,35 т.

После монтажа холодильных установок произведен монтаж рассольных  трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры.

Рассольный бак установлен, закрыт дощатым настилом σ = 40-50 мм с устройством люка для засыпки хлористого кальция. На бак установлена лестница.

Площадка для хранения хлористого кальция в мешках оборудована деревянным помостом из досок σ = 40-50 мм и укрытие водонепроницаемым материалом (пленкой, брезентом).

Для обслуживания WTE-100 и WTE-200 на земле сооружен настил из досок.

 

8.3.3. Монтаж рассольной сети

 

Необходимо принять опрессовку замораживающих колонок на основании «Паспортов скважин и замораживающих колонок», коллектор и распределитель (рассольные кольца) укладывать на подкладках.

Монтаж трубопроводов производят на сварке электродами Э-42 – Э-50 ГОСТ 9467-75.

В заниженных точках системы трубопроводов установлены спускные краны, в повышенных – воздушные.

Все колонки в замораживающих скважинах оборудованы питающими трубами ПНД Ø32×3,5мм, соединены их с оголовниками.

Патрубки оголовников соединены с распределителем и коллектором шлангами. На входных штуцерах в коллектор и на выходных штуцерах из распределителя установлены запорные краны.

После монтажа рассольной системы производят ее испытание. В первую очередь испытывают магистральные рассолопроводы, затем – рассольные кольца.

Опрессовку производят водой при избыточном давлении 0,6 МПа, либо воздухом с давлением 0,15 МПа в течение 15 минут. Если при этом не произошло падение давления и не появились течи в трубах и соединениях, сеть считают пригодной к эксплуатации.

По окончании опрессовки составляют «Протокол опрессовки рассольной сети».

Далее производят заполнение рассольной системы раствором хлористого кальция.

Производят термоизоляцию рассолопроводов (магистральных, рассольных колец, развязок насосов и трубопроводов на гребенке) в следующем порядке:

— оборачивают матами из минераловаты толщиной 50 мм;

— закрывают слоем водостойкой пленки, обвязывают проволокой или лентой скотч.

По окончании всех монтажных, испытательных и изоляционных работ комиссионно составляется «Акт о пуске в эксплуатацию замораживающей системы».

 

8.3.4. Эксплуатация замораживающей станции

 

Замораживание грунтов осуществляется замораживающей станцией, состоящей из двух холодильных установок WTE-100 и одной холодильной установки WTE-200  (в работе), двух рассольных насосов Д315/50 (1 в работе и 1 в резерве) насоса подкачки для рассольного бака КМ 50-32-125.

Объем грунтов, подлежащих замораживанию  –  V = 7159 м³.

Объём грунтовой воды, подлежащей замораживанию:

,                                                    (8.2)

где m – объём воды в 1 м³ грунта (учитывая исходные данные, принимаем         m = 0,29 м³).

Объём твёрдых частиц грунта, подлежащих замораживанию:

.                                                    (8.3)

Определим потребное количество холода, необходимое для охлаждения воды, заключенной в замораживаемых грунтах от естественной температуры t₁ до температуры замерзания воды t₀:

,                                                   (8.4)

где γ₁ – плотность воды (1000 кг/м³);

С₁ – удельная теплоёмкость воды, равная 1 ккал/кг˚С.

Количество холода на ледообразование:

,                                                         (8.5)

где С₂ – скрытая теплота плавления льда, 80 ккал/кг.

Количество холода, потребное для охлаждения льда от температуры t₀ до средней температуры замораживания t₂:

,                                                  (8.6)

где С₃ – удельная теплоёмкость льда при средней температуре (0,54 ккал/кг·˚С).

Количество холода, потребное для охлаждения твёрдых частиц грунтов от начальной до конечной температуры:

,                                                  (8.7)

где γ₂ – плотность грунта (в среднем принимаем 1500 кг/м³),

С₄ – теплоёмкость твёрдых частиц грунтов (0,15 ккал/кг˚С).

Общее количество холода, потребное для замораживания расчётного объёма грунта:

.                                              (8.8)

Потери холода на охлаждение грунтов и грунтовой воды, примыкающих к ледогрунтовому ограждению:

,                                                      (8.9)

где F′ — наружная поверхность ледогрунтового ограждения, м²,

q′ — среднее количество тепла, притекающего на 1 м² замороженной поверхности в течение часа, равное 6 ккал/м²ч.

Количество холода, передаваемого грунтам замораживающими трубами, или холодопроизводительность замораживающей станции (нетто):

,                                                      (8.10)

где α_н – коэффициент тепловосприятия от грунтов к наружной поверхности замораживающей колонки (принимается при температуре рассола – 20˚С – 200 ккал/м²ч),

S – общая площадь внешних поверхностей замораживающих колонок:

;

где d – внешний диаметр замораживающих колонок 0,114 м,

n – количество замораживающих колонок 44,

L – длина замораживающих колонок, 68 м.

Холодопроизводительность замораживающей станции (брутто):

,                                                (8.11)

где Q′ – потери холода в рассольной сети и холодильной установки, которые можно принимать 1,5% холодопроизводительности (нетто) замораживающей станции:

Срок активного замораживания грунтов составляет 49 суток (с учетом станции выхода станции в режим в течение 5 суток).

Параметры работы холодильных установок и рассольной сети ежесменно периодически фиксировать в «Журнале работы замораживающих колонок».

В период замораживающей станции необходимо вести систематический контроль за уровнем рассола в расширительном баке. В случае утечки рассола из рассольной сети замораживающую станцию необходимо остановить, рассол частично или полностью слить в накопительный бак, обнаруженное место утечки заварить, систему вновь заполнить рассолом и замораживающую станцию включить в активный режим.

В процессе замораживания грунтов должно быть обеспечено систематическое наблюдение за образованием ледогрунтового ограждения, его размерами и температурой.

При наблюдениях должны определяться следующие показатели:

— температуры в термометрических контрольных скважинах;

— температуры охлаждающего рассола на прямой и обратной линиях рассолопровода.

— уровень грунтовых вод в гидронаблюдательных скважинах.

Готовность замороженного контура к производству горнопроходческих работ определяется:

— отсутствием положительных температур по всему интервалу замеров в термометрических скважинах;

— существенным подъемом уровней подземных вод по внутриконтурным гидронаблюдательным скважинам.

Схема расположения замораживающих, термометрических и гидронаблюдательных скважин приведена на рис. 8.4.

 

Рис. 8.4. – Схема расположения замораживающих, термометрических и гидронаблюдательных скважин

 

После достижения данных параметров производится пробная откачка воды из зумпфа внутри контура или из внутриконтурной гидронаблюдательной скважины. Если уровень грунтовых вод во внутриконтурной гидронаблюдательной скважине или в зумпфе в течение 1 суток не восстанавливается, составляется «Акт готовности участка для ведения основных работ».

Весь период горнопроходческих работ замораживающая станция работает в пассивном режиме. Поддержание ледогрунтового ограждения осуществляется 2-мя холодильными установками WTE-100, в работе каждая замораживающая колонка. Срок пассивного замораживания согласно расчета – 168 суток (определяется скоростью проходки зоны замораживания 12м/мес).

В период пассивного замораживания на Генпродрядчика возлагается ответственность за сохранность рассолопровода.

По окончании горнопроходческих работ составляется «Акт на прекращение работ по замораживанию». Замораживающая станция и рассольная сеть демонтируются, колонки не извлекаются, замораживающие и термометрические заполняются цементным раствором.

 

8.3.5. Контрольно-заключительные работы, приемка работ

 

Работы по замораживанию грунтов подлежат комиссионной приемке в три этапа:

I этап – промежуточная приемка (готовность к пуску замораживающей станции в эксплуатацию);

II этап – окончательная приемка (готовность объекта для ведения основных горнопроходческих работ);

III этап – окончание работ по замораживанию и демонтаж оборудования.

Приемка работ должна быть оформлена приемо-сдаточным актом. К акту прилагается исполнительная документация.

На первом этапе должны быть представлены следующие документы:

— паспорта скважин и замораживающих колонок;

— протоколы испытаний холодильной станции и рассольной системы;

— технические характеристики на все скважины;

— исполнительная маркшейдерская документация по результатам бурения скважин.

На втором этапе должно быть установлено наличие замкнутого ледогрунтового ограждения проектных параметров и  температуры грунта по данным:

— журналов работ замораживающей станции и замораживающих колонок;

— журнала записи температур грунта в контрольных термометрических скважинах;

— журнала гидрогеологических измерений.

При приемке составляется акт готовности участка для ведения основных работ. Уточняется проектный режим поддержания проектных параметров ледогрунтового ограждения (пассивного замораживания) на период горнопроходческих работ.

После окончания проходческих и строительных работ составляется акт на прекращение работ по замораживанию и демонтаж холодильного оборудования.

 

8.3.6. Безопасность эксплуатации замораживающей станции

 

В местах пересечения с трубопроводами проходы должны быть оборудованы трапами, лестницами и площадками с двусторонними перилами.

К работам по эксплуатации замораживающей системы допускаются лица, прошедшие обучение по профессии и имеющие удостоверения.

На замораживающей станции должен быть организован учет всех показателей ее работы с отметкой в Журнале учета работы замораживающей станции.

Для трубопроводов циркуляции хладагента должны применяться стальные цельнотянутые трубы. Применение для этих целей газовых и чугунных труб не допускается.

Запрещается производство сварочных и других огневых работ на трубопроводах и аппаратах, заполненных хладагентом или рассолом.

На рассольной сети должны устанавливаться:

— манометры – по одному на прямом и обратном рассолопроводах;

— термометры – на прямом и обратном рассолопроводах;

— указатель уровня рассола с выводом сигнала в помещение для машинистов.

Замораживающая станция должна иметь:

— средства индивидуальной защиты для каждого работающего;

— аптечку.

На замораживающей станции должны быть вывешены:

— схема циркуляции рассола;

— схема электрического снабжения замораживающей станции;

— инструкция по эксплуатации холодильных машин.

Все холодильные аппараты (конденсаторы, испарители, масловодоотде­лители и др.) должны быть прочно закреплены. На прямых участках трубопроводов длиной более 100м должны устраиваться компенсаторы.

Выпуск хладагента через любой предохранительный клапан системы должен производиться по отводящей трубе. Диаметр отводящей трубы должен быть не меньше диаметра условного прохода предохранительного клапана.

Все установленные манометры ежегодно должны подвергаться поверке и иметь клеймо или пломбу госповерителя. Дополнительно, не реже одного раза в шесть месяцев, должна проводиться проверка показаний рабочих манометров путем сравнения с показаниями контрольного манометра. Исправность всех установленных термометров и манометров должна проверяться ежедневно визуально персоналом замораживающей станции.

При эксплуатации холодильных машин определение места утечки хладагента должно производиться химическим индикатором или другим прибором, предназначенным для этого.

Замораживающие колонки рассольной системы должны быть испытаны на герметичность гидравлическим давлением не менее 2,5 МПа в процессе опускания колонки по мере сварки каждого стыка и в сборе по завершении монтажа. После монтажа и промывки рассольная сеть должна быть подвергнута гидравлическому испытанию полуторным проектным давлением рассольного насоса, но не менее чем 0,5 МПа. Рассольный трубопровод и арматура в процессе эксплуатации должны быть герметичны.

Запрещается при наличии давления производить ремонт трубопроводов рассольной системы.

 

8.4. Цементация известняков при проходке тоннеля

 

8.4.1. Подготовительные работы

 

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.).

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.

 

8.4.2 Бурение и оборудование цементационных скважин

 

Расположение и привязка скважин представлены на рис. 8.5, 8.6.

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 8.5. – Продольный разрез по оси эскалаторного тоннеля.

Расположение наклонных скважин

 

Бурение и цементация скважин производится в две очереди.

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;

 

Рисунок 8.6. – Продольный разрез по оси эскалаторного тоннеля.

Расположение параллельных скважин

 

— 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.

 

 

8.4.3 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».

 

8.5.Геомеханический мониторинг

 

Диагностика геомеханических процессов основывается на всестороннем и систематическом изучении состояния массива горных пород на всех стадиях ведения работ, включает анализ изменения геометрических размеров сечения, различные инструментальные методы измерения физических параметров массива горных пород.

Основными задачами диагностики являются: получение исходной информации о массиве; оценка текущего состояния массива горных пород; профилактическое обследование массива и прогнозирование геомеханических процессов, происходящих в нем; проведение необходимых наблюдений (измерений) по предупреждению внезапных обрушений.

Контроль состояния массива горных пород является следующим после диагностики этапом работ. Задачи контроля: выбор и обоснование критериев контроля массива или отдельных его элементов; разработка схем контроля и необходимых средств их совершенствования; оповещение обслуживающего персонала в случае возникновения опасных ситуаций. Контроль основывается на знании физических процессов, протекающих в массиве, и осуществляется различными видами мониторинга (аналитическими методами, инструментальными методами контроля за сдвижением горных пород, современными системами автоматизированного контроля, непосредственными визуальными обследованиями состояния выработок).

Для измерения возможных деформаций тоннеля применяются тензометры. Датчики устанавливаются быстро и легко с помощью эпоксидных клеев.

Система мониторинга на основе ГЛОНАСС и GPS технологий состоит из ГНСС приемников, средств коммуникаций и связи, вычислительной аппаратуры, программного обеспечения сбора и анализа данных, сопутствующего оборудования, аксессуаров и иных датчиков.

Возможностями системы являются:

— мониторинг объекта 24 часа в сутки;

— высокая точность и однородность измерений, исключающие ошибки исполнителя измерений;

— контроль выхода параметров за допустимые пределы в реальном времени;

— автоматический сбор и передача информации мониторинга через Интернет или другие каналы связи;

— интеграция системы с другими АСУ;

— удаленное управление режимами работы аппаратуры.

Применяемые технологии:

— высокоточное навигационное позиционирование элементов сооружений;

— мониторинг состояния (смещений, ориентации, деформации, напряжения) элементов сооружений и прилегающих геомассивов;

— передача данных о состоянии объекта в центр обработки;

— автоматизированная обработка данных мониторинга.

Приведем структурную схему типовой системы (рис.8.7).

 

Рисунок 8.7. – Структурная схема системы геомеханического  мониторинга

 

Основными задачами программно-аппаратного комплекса диспетчерского пункта являются:

— сбор, хранение и обработка информации о состоянии контролируемых объектов;

— сигнализация о возникновении происшествий;

— поддержка действий диспетчера в соответствии с возникшей обстановкой на контролируемых объектах;

— предоставление данных видеоконтроля о состоянии элементов конструкции контролируемых объектов.

Программный комплекс позволяет автоматически собирать и обрабатывать информацию от объектовых комплексов. Программный комплекс может одновременно работать с различными объектовыми комплексами, объединяя их в единую региональную или федеральную информационную систему.

Приведем схему установки датчиков (рис.8.6).

 

Рисунок 8.8. – Схема установки датчиков

 

Выводы

Способ проходки наклонного эскалаторного тоннеля под защитой лёдопородного ограждения выбран на основе многолетней практики Мосметростроя и с учётом передового зарубежного опыта по искусственному замораживанию горных пород, обеспечивающему устойчивую сохранность грунтового массива, окружающего трассу проектируемого наклонного эскалаторного тоннеля, и, учитывая плотную городскую застройку, является вполне рациональным и безопасным для существующих достаточно сложных инженерно-геологические условий.

Предлагаемая система измерения возможных деформаций строящегося тоннеля датчиками-тензометрами и непрерывного (24 часа в сутки) мониторинга на основе ГЛОНАСС и GPS с применением технологий высокоточного навигационного позиционирования элементов окружающих  стройплощадку зданий и сооружений, не подменяет, а значительно дополняет предусмотренный «Правилами безопасности при строительстве подземных сооружений (ПБ 03—428-02)»  инструментальный геолого-маркшейдерский контроль и визуальное обследование состояния горных выработок и поверхностных объектов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Развитие сети московского метрополитена, строительство новых и продление действующих линий вызвано необходимостью усовершенствовать систему городского транспорта, в связи с тем, что наземный транспорт не обеспечивает достаточно эффективной и ритмичной перевозки пассажиров, в связи со строительством новых районов (в особенности на окраинах города), с ростом числа жителей.

Значение метрополитена, как городского вида транспорта также велико в экологическом аспекте – при его эксплуатации токсичные выбросы и другие вредные воздействия на окружающую среду практически отсутствуют.

С каждым годом, доля подземного строительства, приходящаяся на метро- и тоннелестроение возрастает. В связи с этим появилась необходимость внедрения в эту область наиболее прогрессивных конструкций и способов производства работ.

В данном дипломном проекте рассмотрены мероприятия системы обепечения безопасности при строительстве станции метро «Нижняя Масловка», а также специальные методы строительства, используемые в сложных инженерно-геологических условиях.

Исходя из проведенного мною анализа местности строительства станции, принципов организации строительства, специальных методов, используемых в сложных геологических условиях, анализа опасных и вредных факторов при строительстве станции и разработки мероприятий по их уменьшению, считаю, что тема дипломного проекта, на мой взгляд, раскрыта, поставленные цели и задачи были достигнуты.

 

 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. «Аэрология горных предприятий»: Учебник для вузов/ Ушаков К.З., Бурчаков А.С., Пучков Л.А. и др.; Под общей редакцией Ушакова К.З.− М.: изд-во Недра, 1987 – 410 с.
2. «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело»: Учебник для вузов/ К.З. Ушаков, Н.О. Каледина, Б.Ф. Кирин и др.; Под общей редакции Ушакова К.З. – М.: изд-во Академии горных наук, 2002 – 477 с.

3«Шахтное и подземное строительство». Том II: Учебник для вузов/ Картозия Б.А., Шуплик М.Н., Федунец Б.И. и др.; Под общей редакцией Б.А. Картозия – М.: изд-во Академия горных наук, 1999 – 586 с.

4. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Шуплик М.Н., Ресин В.В. Технология строительства подземных сооружений. Ч.III, М.: Недра, 1992. – 351с.
5. Бенявски З. Управление горным давлением: Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 254 с.

6 Пржедецкий Б.М., Бершицкий Б.М. Об искусственном замораживании грунтов с позиции сегодняшнего дня. // Метро и тоннели. – 2007. — №2. – с. 33-34.

7. Картозия Б.А. Конспект лекций по дисциплине «Основы освоения подземного пространства». – М.: МГГУ, 2011. – 127 с.
8. Булычев Н.С., Фотиева Н.Н., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. – М., Недра, 1986.
9. Корчак А.В. Методология проектирования строительства подземных сооружений. – М.: Недра, 2001. – 415 с.
10. Справочник инженера-тоннельщика. – М.: Транспорт, 1993.
11. Строительство горных выработок в сложных горнотехнических условиях. – Справочник. – М.: Недра, 1992.
12. «Учебник Подземного Горноспасателя». Том II/ В.А. Горбатов, В.В. Мячин, С.А. Шаров и др.; Под общей редакцией В.А. Горбатова – Новокузнецк: изд-во ОАО «Новокузнецкий полиграфкомбинат» 2005 – 418 с.
13. Малинин А.Г. Струйная цементация грунтоа. – Пермь: Пресстайм, 2007. – 168с.
14. Хямяляйнен В.А., Митраков В.И., Сыркин П.С. Физико-химическое укрепление пород при сооружении выработок. – М.: Недра, 1996. – 352с.
15. Власов Н.В., Торгалов В.В., Виноградов Б.Н. Строительство метрополитенов: Учебник. – М.: Транспорт, 1987. – 306с.
16. «Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело»: Учебное пособие / под ред. Калединой Н.О. – М.:МГГУ, 2013 – 98с.
17. Конституция Российской Федерации.

---

Страницы 1 2 3 4