Виды строительства

  При возведении набрызгбетонных покрытий на обводненных поверхностях рекомендуется применять добавки для ускорения схватывания и отвердения.

  При нанесении набрызгбетона на поверхность породы с отрицательной температурой необходимо ее предварительно очистить ото льда, продуть сжатым воздухом и при необходимости пескоструйным аппаратом.

  Доведение набрызгбетонного покрытия до проектной толщины может выполняться сразу или поэтапно, что должно быть определено проектом, исходя из скорости проявления горного давления и особенностей технологии работ.

  Набрызгбетонирование армированных покрытий призводится с соблюдением следующих требований: арматурная сетка должна иметь ячейки размерами не менее 100 х 100 мм при диаметре проволоки 2-4 мм и отстоять от поверхности породы не менее чем на 20 мм. Сетка прижимается к поверхности выработки стержневыми подхватами, заводимыми за опорные плитки анкеров или приваренными к выступающим концам анкеров. В случае больших неровностей контура необходимо дополнительное крепление армосетки. В этом случае устанавливаются специальные монтажные анкеры длиной 0.4 - 0.6 м. Сухая смесь для набрызгбетона готовится централизовано на механизированных бетонных узлах при соблюдении точности дозирования компонентов по ГОСТ 7473-76. Допускается приготовление сухой смеси непосредственно в забое при ограниченных объемах работ в случае, когда невозможно обеспечить ее доставку в забой в герметичных сосудах за время, меньшее времени схватывания цемента. Максимальный срок доставки и хранения сухой смеси от момента ее приготовления до момента использования не должен превышать двух часов.

  Набрызгбетон наносится слоями толщиной по 5-6 см. При применении быстротвердеющих смесей допускается увеличивать толщину слоев при условии неоплывания свежеуложенного материала и обеспечения его плотности в конструкции не менее 2.2 г/см3.

  Для нанесения набрызгбетона применяются специальные машины, в которых при "сухой" технологии смесь цемента, песка и гравия, дозируемых равными порциями, выдавливается сжатым воздухом через гибкий шланг к соплу, где увлажняется водой. При "мокрой" технологии в машины поступает готовый бетон.

  Набрызгбетон имеет высокие прочностные характеристики, прочность его растяжения примерно на 10% выше, чем у обычного бетона. Благодаря ударному нанесению образуется покрытие повышенной прочности, плотности и водонепроницаемости. К достоинствам набрызгбетона относится также хорошее сцепление его с грунтом и арматурой, технологичность, уменьшение расхода цемента.

  Применение набрызгбетона позволяет уменьшить толщитну обделки и объем выработки, исключить необходимость в опалубке и полностью механизировать процесс бетонных работ. При этом их трудоемкость снижается почти в два раза, а стоимость обделки, по сравнению с монолитной на 30-40%.

                                        

                                            Возведение постоянной обделки тоннеля

  Основными материалами для возведения тоннельных обделок являются монолитный бетон, монолитный и сборный железобетон, чугун и сталь. Их выбор производится в зависимости от условий района строительства и способа тоннельных работ. В отличие от временных горных крепей, обделка имеет постоянное назначение. Форма и размеры обделки определяются габаритами, глубиной заложения и назначением тоннеля, а также характером воспринимаемых нагрузок (давление горных пород, гидростатическое давление, подвижные нагрузки и т.д.).

  Монолитные обделки в основном применяют при сооружении тоннелей особо сложной конструкции и большого сечения. Сборные обделки наиболее распространены при щитовой и эректорной проходках, преимущественно в тоннелях метрополитена.

  Технологические схемы производства бетонных работ при сооружении тоннелей назначаются в зависимости от крепости пород, способов проходки, глубины заложения, протяженности и профиля тоннеля, а также от применяемых средств механизации.

  Так, например, бетонирование очередного участка Лагар-Аульского тоннеля в Амурской области, исходя из вышеперечисленных факторов, осуществлялось после завершения следующих работ: доработки контура выработки до проектного очертания; укрепления выработки при помощи набрызгбетона; установки анкерной крепи, пленочной гидроизоляции, арматурного каркаса и установки опалубки в проектное положение с нанесенной антиадгезионной смазкой.

 

                                            Гидроизоляция тоннельных обделок

  В современном тоннелестроении применяют разнообразные виды гидроизоляционных материалов. Сплошную гидроизоляцию устраивают из рулонных органических или синтетических пленочных материалов, различных композиций на основе синтетических смол, тонких стальных листов. Монолитные обделки тоннелей, заложенных в устойчивых скальных грунтах, защищают от воды наружной гидроизоляцией, которую устанавливают до возведения обделки. Поверх пленочной гидроизоляции сооружают армокаркас.

 

                                                                    Опалубка

  Для механизации возведения монолитной бетонной обделки однопутного железнодорожного тоннеля, разрабатываемого на полное сечение используется самоходная металлическая опалубка «Saga Сogio» (Япония). Общая длина опалубки 20.5 м обеспечивает заходку на 20 м. Ширина и высота опалубки соответственно равны 5.6 и 8.2 м. Масса опалубки - 100 т. Мощность пневмодвигателя перемещения опалубки 10.3 кВт.

  Самоходная сборно-разборная опалубка «Wortington» (Италия) предназначена для механизации возведения монолитной бетонной обделки сводовой части двухпутных тоннелей. Габарит портала тележки в свету для пропуска транспорта: ширина - 3.6 м., высота - 3.7 м. Масса опалубки - 110 т.

 

                                       Строительство тоннелей с применением щитового способа

  Основным элементом щитовой технологии строительств атоннелей является проходческий щит, представляющий собой передвижную временную крепь в виде цилиндрической оболочки, под прикрытием которого выполняют необходимые проходческие операции: разработку и погрузку грунта, транспортирование грунта за пределы щита, возведение обделки тоннеля. Выемку грунта осуществляют в головной части щита, возведение обделки в хвостовой. Основные размеры проходческих щитов зависят от диаметра обделки, геологических условий проходки и типа механизированного оборудования. На скорость проходки влияют размеры сечения и тип проходческого щита и при благоприятных условиях она достигает нескольких сотен метров в месяц. Конструкции проходческих щитов совершенствуют путём создания унифицированных режущих инструментов и погрузочных ковшей, разработки взаимозаменяемых инструментов.

  Механизированный проходческий щит оборудован рабочим органом, посредством которого осуществляют разработку грунта, его удаление за пределы щита грунтозаборным устройством и погрузку в транспортные средства. Перемещение щита осуществляется по мере продвижения забоя. Как только щит передвигают на расстояние равное ширине кольца отделки, возводят очередное кольцо. Таким образом цикл работ постоянно повторяется: выемка грунта - передвижение щита - возведение обделки. Для возведения обделки используют специальный механизм - блокоукладчик. Конструктивно, щит представляет собой металлическую оболочку, состоящую из трех основных частей. Передняя часть, имеющая режущие инструменты, непосредственно контактирует с забоем. В средней части по периметру размещены домкраты передвижения щита. Хвостовая часть представляет собой цилиндрическую оболочку, внутри которой возводится очередное кольцо тоннеля. Возведение обделки сопровождается закрепным тампонажем, связанным с заполнением кольцевого зазора между обделкой и поверхностью грунта.

* Впервые проходческий  щит был применен в Великобритании  М. И. Брюнелем при сооружении  тоннеля под р. Темза (1825). В  СССР проходческие щиты применяют  с 1932; с их помощью сооружено  большинство тоннелей метрополитенов  в Москве, Санкт-Петербурге и других  городах.

  Мировой рекорд скорости проходки - 1250 метров тоннеля в месяц - поставлен серийным щитом КТ-1-5,6 на участке строительства перегонного тоннеля в Ленинграде на участке от "Пионерской" до "Удельной" в 1981 году. В 70-х - 80-х годах эти щиты считались одними из самых совершенных в мире.

 

                                  Бестраншейная прокладка коммуникаций, микротоннелирование

  Бестраншейные технологии, известные в мире как NO-DIG или TRENCHLESS TECHNOLOGIES, представляют собой вариант выполнения работ no подземному строительству без вскрытия грунта. При использовании бестраншейных технологий более 90% всех работ проводится под землей, что исключает:

необходимость восстановления дорожного покрытия;

нарушения привычного ритма  жизни города;

перекрытия транспортных магистралей ;

нарушения существующих коммуникаций.

  Бестраншейные технологии являются более экономически выгодными (в 2,5-3 раза) no сравнению с традиционным (траншейным) методом, кроме того, бестраншейные методы прокладки коммуникаций не наносят ущерба окружающей среде.

  Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальными службами городов-мегаполисов различных стран всё большее внимание уделяется вопросам использования перспективных бестраншейных технологий восстановления (санации) и прокладки водопроводных, водоотводящих и других инженерных сетей, что является альтернативой традиционному открытому способу реконструкции и строительства трубопроводов котлованным и траншейным способами.Решение проблемы восстановления и прокладки трубопроводов видится в широком использовании бестраншейных технологий с применением специального оборудования. Cамым перспективным оборудованием для этого вида работ в настоящее время являются микрощиты, установки направленного горизонтального бурения и пневмопробойники.

  Каждое оборудование имеет свою рациональную область применения, эффективность которого зависит от диаметра, глубины, расстояния и точности проходки скважины, вида грунта, назначения коммуникаций, условий работы на строительной площадке и многих других факторов.

  При прокладке инженерных коммуникаций через автомобильные и железные дороги на небольшие расстояния (до 50 м) и на малых глубинах (до 5 м) целесообразно использовать пневмопробойники.

  Прокладку коммуникаций через водные преграды по заданному направлению производят установками горизонтально-направленного бурения - ГНБ. Метод ГНБ состоит в использовании специальных буровых установок, способных осуществлять предварительное бурение, так называемое пилотное бурение, по заранее рассчитанной траектории с последующим расширением скважины и прокладкой в ней трубопроводов.

  Подземные коммуникации, прокладываемые в городских условиях на больших глубинах (до 80 м) и на значительные расстояния (до 1,5 км) с отклонением от проектной оси не более 30 мм можно осуществлять только микрощитам. Для этого достаточно двух котлованов: стартового и приёмного, глубина которых соответствует глубине прокладки. В стартовом котловане устанавливается мощная домкратная станция, на которую помещается проходческий щит. С помощью домкратов осуществляется перемещение щита в грунтовом массиве на величину заходки, равную его длине, после чего на домкратную станцию помещается труба продавливания той же длины и процесс повторяется. Наращиванием отдельными трубами производится монтаж трубопровода, т.е. осуществляется проходка до выхода щита в приёмный котлован (колодец). Точность проходки осуществляется компьютерным комплексом управления с применением системы лазерного ведения щита.

  Технология микротоннелирования позволяет прокладывать трубопроводы в грунтах любой категории – от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород. В зависимости от категории грунта подбирается соответствующий режущий орган проходческой машины, что позволяет добиться оптимальных скоростей и параметров проходки.

  Оборудование для микротоннелирования

микротоннелепроходческие  комплексы с гидротранспортом грунта практически любого диаметра для  прокладки любых видов коммуникаций;

микротоннелепроходческие  комплексы со шнековым транспортом  грунта;

микротоннелепроходческие  комплексы с пневмотранспортом  грунта;

прокольно-буровые установки (грунт не удаляется из скважины, а раздвигается в радиальном направлении  с образованием вокруг скважины уплотненной  зоны);

прокольные установки (прокол осуществляется небольшим штампом  в виде стального стрежня в  образованной скважине для прокладки  в нее кабелей диаметром до 100 мм).

Трубы, применяемые в микротоннелировании

  Для бестраншейной прокладки микротоннелированием широко используются полимербетонные, железобетонные, керамические, стеклопластиковые и асбестоцементные трубы любого требуемого диаметра. Для стыковки труб применяются специальные манжеты для исключения поступления воды снаружи через стыковые соединения.

  Бестраншейные технологии применяются при проведении следующих видов работ:

прокладка кабеля связи;

прокладка нефте-газо-тепло-проводов;

прокладка канализации и  водопроводов ;

вертикальное использование - для формирования свай и свайных  конструкций, колодцев и скважин, закрепление  сводов подземных сооружений ;

замена труб, разрушение старых труб с одновременной прокладкой новых. Технология микротоннелирования позволяет прокладывать трубопроводы в грунтах любой категории – от неустойчивых суглинков и водоносных песков до скальных пород. В зависимости от категории грунта подбирается соответствующий режущий орган проходческой машины, что позволяет добиться оптимальных скоростей и параметров проходки.

 

                                                           Оборудование для микротоннелирования

микротоннелепроходческие  комплексы с гидротранспортом грунта практически любого диаметра для  прокладки любых видов коммуникаций;

микротоннелепроходческие  комплексы со шнековым транспортом  грунта;

микротоннелепроходческие  комплексы с пневмотранспортом  грунта;

прокольно-буровые установки (грунт не удаляется из скважины, а раздвигается в радиальном направлении  с образованием вокруг скважины уплотненной  зоны);