Производство подземных работ

Источник: http://www.stroyrialt.ru/

В целях неуклонного сокращения на подземных работах ручного труда необходимо предусматривать в проектах строительства подземных сооружений применение новых технологий, высокопроизводительных машин и механизмов. Для улучшения состояния труда и техники безопасности на каждом подземном объекте должны быть разработаны мероприятия по недопущению и устранению причин, при которых возможны случаи производственного травматизма, в частности, при эксплуатации горнопроходческих комплексов, машин и оборудования, электросетей и электроустановок, подвижного состава, кранов, грузоподъемных устройств и приспособлений, следует предусматривать строгое соблюдение режима вентиляции, паспортов крепления забоев и буровзрывных работ.

При разработке порталов туннелей, сооружаемых в узких каньонах с крутыми бортами, рекомендуется не устраивать открытые котлованы. Проходческие работы в этом случае следует вести из туннеля, т.е. без организации подъездов к порталам. Потенциально неустойчивые участки пород целесообразно обуривать и взрывать из туннеля, а навал породы цементировать и проходить в нем портальную часть туннеля подземным способом. Необходимо принять меры к обеспечению устойчивости крутопадающих в сторону припортальных выемок пластов скального грунта. Склоны необходимо крепить глубокими анкерами, покрывать набрызг бетоном, устраивать подпорные стены, ловушки против камнепадов и пр.подземные работы

При строительстве туннелей и камер следует стремиться к наименьшему воздействию взрывов на грунтовый массив, определяя расчетами сейсмически безопасные расстояния и массы зарядов. В зонах геологических разломов взрывные работы должны производиться особо осторожно с минимальным количеством ВВ, поскольку в таких зонах наиболее вероятны значительные вывалы породы из кровли и стен выработки.

Для предупреждения загазованности воздуха, пожаров и взрывов при проходке гидротехнических подземных сооружений необходимо организовать систематический контроль за концентрацией газов специальными измерительными приборами, обеспечить в подземных выработках надлежащий газовый режим, оборудовать горнопроходческие машины детекторами газов и системами противоаварийной сигнализации, ограничить или исключить применение легковозгораемых строительно-отделочных материалов (дерево, пластмассы, полимерной гидроизоляции и др.), а инженерные коммуникации выполнять с огнестойкой изоляцией, ограничить сварку и резку металлов в подземных выработках, обеспечить противовзрывную защиту электрооборудования, своевременное отключение силового питания оборудования при обнаружении взрывоопасной концентрации газов, организовать усиленное вентилирование подземных выработок, а также выполнять другие мероприятия, предусмотренные соответствующими правилами техники безопасности. В газоносных породах на каждой заходке необходимо проводить экспресс-анализ воздуха. Для укрытия людей, работающих в туннеле, в случае внезапного выделения газа в забое необходимо предусматривать герметично закрывающиеся газоубежища, оборудованные жизнеобеспечивающими средствами.

Необлицованные туннели наиболее целесообразно проходить комбайнами роторного действия, в случае же применения буровзрывных работ должна быть использована технология контурного взрывания. До пуска необлицованного туннеля в эксплуатацию должна быть произведена тщательная оборка профиля, нарушенные участки пород должны быть закреплены анкерами и набрызг бетоном, а при необходимости выполнена несущая обделка. Все локальные впадины в породе более 30 см глубиной следует заполнить набрызг бетоном, а выступы сгладить. Необлицованные туннели должны иметь плоский бетонный лоток, в котором надо устраивать специальные ловушки для отслоившегося грунта и предусматривать подходы для очистки ловушек. Осмотр необлицованного подводящего туннеля с очисткой накопленного в ловушках каменного материала должен производиться периодически через каждые 3 — 5 лет.

При проходке туннелей в мягких грунтах отставание крепи от забоя не допускается. Проходку туннеля в мягких и слабых грунтах при сложных инженерно-геологических условиях следует выполнять с применением специальных методов. При этом надо иметь в виду, что для глинистых грунтов характерны деформации набухания. При проходке туннелей горным способом в неустойчивых грунтах в пределах тектонических нарушений и обводненных разнозернистых песчаных отложений следует осуществлять их предварительное закрепление (тампонирование) с целью обеспечения устойчивости выработки и снижения водопритока. В туннелях большого сечения, проходимых горным способом в грунтах, особенно в зонах тектонических нарушений, в качестве временной крепи эффективны, в частности, бетонная крепь, возводимая вслед за проходкой при помощи щита-опалубки, опережающая крепь («экран из труб») и другие проверенные практикой надежные решения.

При строительстве камерных выработок следует установить время стабилизации деформаций стен. При отсутствии стабилизации необходимо применить дополнительное крепление в виде железобетонных или стальных поперечных распорок; колонн или пилястров, заанкеренных вглубь массива; глухих или сквозных предварительно напряженных анкеров. Для ускорения вступления в работу распорок рекомендуется применять домкраты с регулированием давления. В случае подвижки крупных неустойчивых скальных блоков они должны быть удалены или своевременно закреплены предварительно напряженными анкерами. Если в процессе изысканий будет установлено наличие в горном массиве высоких тектонических напряжений, то, учитывая ожидаемые деформации стен камеры, необходимо предусматривать возможность рихтовки рельсов подкранового пути.

В случае вскрытия при проходке подземной выработки водонасыщенных грунтов, крупных водообильных трещин или заполненных водой карстовых полостей необходимо установить природу данного водопроявления и разработать мероприятия по его ликвидации. В качестве таких мероприятий могут быть устройство водонепроницаемых и фильтрующих перемычек, проходка опережающих разведочно-дренажных выработок, стабилизация грунтового массива химическим закреплением, цементацией, низкотемпературное замораживание, закладка полости бетоном и заполнение ее цементационными растворами.

На участках прохождения туннелей в аргиллитах и алевролитах, нарушенными тектоническими процессами, с целью недопущения развития во времени чрезмерного горного давления, необходимо после взрыва зарядов в шпурах и оборки забоя немедленно покрыть контур выработки набрызг бетоном, а затем возвести постоянную несущую обделку. Скальная поверхность перед нанесением набрызг бетона должна быть тщательно очищена.

Бетонирование обделки должно по возможности производиться без перерывов укладки бетонной смеси. В случае вынужденного перерыва поверхность рабочих швов перед последующим бетонированием должна очищаться от цементной пленки и промываться. Очистка без повреждения поверхности бетона должна производиться водяной или водовоздушной струей при раннем возрасте бетона, а также металлической щеткой или гидропескоструйной установкой при более позднем возрасте бетона. Приготовленная к укладке бетонной смеси поверхность покрывается цементным раствором толщиной 2 — 5 см или слоем пластичной бетонной смеси; в особо ответственных случаях применяется коллоидный цементный клей, наносимый на затвердевший рабочий шов слоем до 5 мм перед продолжением бетонирования. В технологических швах обделок напорных туннелей, образующихся при поэтапном ее возведении между сводом и стенами, а так­же между стенами и лотком, кроме выполнения перечня работ, указанного выше, следует устанавливать водонепроницаемые шпонки. Эти шпонки (диафрагмы) изготавливаются из металлических листов или специальных лент из синтетического материала, преимущественно на основе поливинилхлорида или модификаций каучука. Следует отметить, что требование установки шпонок регламентировано, но, как правило, не выполняется. Также требуется очищать струей воды поверхность вертикальных швов вдоль туннеля между кольцами (участками) обделки перед бетонированием следующего кольца, а в особо ответственных случаях устанавливать в этих швах шпонки. При укладки бетонной смеси требуется уплотнение ее вибраторами, не оставляя пустот между породой и опалубкой по всему периметру выработки.

В тонкостенных и густоармированных обделках рекомендуется применять самоуплотняющиеся литые бетонные смеси с добавкой суперпластификаторов. В вертикальных и наклонных водоводах со стальной облицовкой применение литой бетонной смеси обычно позволяет отказаться от заполнительной цементации. При заполнении затрубного пространства методом раздельного бетонирования необходимо, чтобы крупный заполнитель бетона строго соответствовал проектному грансоставу. В высоконапорных туннелях качество бетона и поверхности обделки должно отвечать требованиям специальных ТУ, составляемых с учетом особенности конструкции и режима работы туннеля.

На участке водовода, где проходит стык стальной облицовки с бетонной обделкой, обделка должна выполняться с особой тщательностью, поскольку вследствие резкого изменения жесткостей смежных обделок на стыке может образоваться сквозная трещина. Под смонтированной стальной облицовкой должно быть обеспечено плотное прилегание бетонной смеси (или цементационного раствора) к нижней поверхности облицовки.

Одной из причин недостаточной плотности бетона обделок является то обстоятельство, что отсутствуют требования к маркам бетона на водонепроницаемость. Следует иметь в виду, что для бетона класса В 15, разрешенного к применению в монолитных бетонных и железобетонных обделках напорных туннелей, учитывая высокие градиенты напора, марка по водонепроницаемости, как правило, не должна быть ниже W10, а в безнапорных туннелях — W6. Фактические же эти марки редко превышают W4. Учитывая это, следует уточнить требования к составу бетонной смеси и правилам ее укладки независимо от того, трещиностойкая ли эта обделка или она рассчитана по раскрытию трещин.

Для получения однородного бетона с повышенной кавитационной и антикоррозионной стойкостью, а также поверхностей обделок, исключающих или снижающих до минимума возможность образования кавитации, целесообразно выполнение следующих требований:

— обеспечить высокую плотность и водонепроницаемость бетона за счет тщательного уплотнения смеси, применения специальных цементов с учетом агрессивности среды, введе­ния соответствующих добавок, нагнетания растворов за обделку на тех же цементах, которые были применены в бетоне;

— тщательно подбирать составы бетона, не допускать расслоение бетонной смеси при ее транспортировании и укладке в блоки бетонирования, фильтрацию воды через обделку и выщелачивание бетона, ограничивать до минимума перерывы в бетонировании данного блока

— в густоармированных тонкостенных обделках применять литые самоуплотняющиеся бетонные смеси с соответствующими добавками;

— производить подбор состава бетона с учетом его возраста перед сдачей туннеля в эксплуатацию с тем, чтобы при пропуске воды по туннелю бетон успел набрать требуемые прочность и износостойкость. Особое значение это требование имеет для лотков туннелей для пропуска строительных расходов, где во многих случаях приходиться применять различные ускорители твердения смеси;

— применять опалубку, обеспечивающую получение поверхности обделки в соответствии с требованиями ТУ. Особое внимание следует обращать на жесткость краев опалубки, создающих неровности на стыках блоков бетонирования;

— выставлять при бетонировании лотков жесткие направляющие, после уплотнения и выравнивания бетонной смеси производить затирку поверхности;

— тщательно выравнивать и затирать раковины и поверх­ность бетона в местах заделки стыков в сопряжениях элементов обделки;

— производить доводку поверхности обделки до требований ТУ шлифовальными кругами, армированными синтетической алмазной крошкой;

— применять в обделках полимерные защитные покрытия, долговечные в условиях агрессивного и силового действия воды и пульсационных нагрузок.

Абразивный износ обделок гидротехнических туннелей, пропускающих поток воды со взвешенными и влекомыми наносами, можно существенно уменьшить, применяя в обделках бетон высоких классов на прочных крупных заполнителях с большими предельными размерами. В наибольшей степени истирается лоток туннелей, уменьшить этот износ можно, применяя покрытие обделки лотка толщиной до 10 см из полимербетона. Нельзя допускать полного износа защитного слоя бетона с обнажением арматуры.

В туннелях, транспортирующих влекомые наносы, толщина защитного слоя бетона в лотке должна быть рассчитана, исходя из прогноза истирания бетона. На сопряжении обделки лотка со стенами поверхность вутов для облегчения производства работ рекомендуется принимать плоской, а разрезку на блоки бетонирования назначать так, чтобы обеспечивать бетонирование лотка и вутов единым блоком.

Набрызг бетонные работы требуют тщательного соблюдения всех технологических требований (оборка и очистка поверхности скалы, отвод фильтрующих вод, предварительное заполнение больших переборов профиля, выдерживание проектного состава смеси, водоцементного отношения, заданного расстояния сопла от поверхности и др.). Толщина набрызг бетонного покрытия должна быть достаточной для восприятия горного давления в период эксплуатации и невозможности образования вывалов породы после ее разуплотнения и водонасыщения.

Опалубку перед бетонированием каждого блока надлежит смазывать специальными составами (эмульсионные смазки, растворы, суспензии и др.). Можно окрашивать опалубку, используя опыт судостроителей по окраске поверхности корпусов судов, якорей и др. металлических поверхностей для предохранения их от налипания ракушек. Целесообразно также покрывать поверхность опалубки листовыми или пленочными полимерными материалами (фторопласт, полипропилен, полиэтилен, гетинакс и др.), устраняющими сцепление бетона с опалубкой. Для повышения качества бетонных поверхностей может быть использовано вакуумирование бетона путем применения специальных опалубок, с помощью которых вода извлекается из зоны контакта бетона с поверхностью опалубки. При этом увеличивается прочность бетона и ускоряется его твердение (что позволяет произвести более раннее распалубливание), а также сокращается расход цемента в бетонной смеси. Распалубка бетонных и железобетонных несущих конструкций должна проводиться в сроки, установленные проектом. Более ранние сроки распалубки допускаются при специальном обосновании с согласия проектной организации. После распалубки обделки нельзя оставлять источники фильтрации воды, места скопления крупного заполнителя бетонной смеси, большие каверны, необработанные технологические швы между очередями бетонирования и др. Раковины и каверны в бетоне, стыки и другие поверхностные дефекты в обделке рекомендуется ликвидировать путем заделки торкретом, полимермастичными составами, жидким стеклом и др.

В камерах затворов высоконапорных водосбросных туннелей, имеющих защитную стальную облицовку, последняя должна быть надежно омоноличена с бетоном, особенно в донной части, для чего рекомендуется соблюдать следующие требования:

— способ производства работ должен обеспечивать плотный контакт между облицовкой и бетоном, при котором зазор между ними не превышает 0,2 мм. Плотность контакта между облицовкой и бетоном проверяется обстукиванием, по результатам контроля выявляются количество, места и конфигурация неплотно забетонированных участков, составляется карта их расположения, а затем осуществляется местная цементация пустот;

— ребра и анкеры должны быть плотно заделаны в бетоне, отдельные местные непробетонирования в углах сопряжения ребер с облицовкой должны иметь длину не более 200 мм и ширину не более 30 мм;

— бетонирование облицовок потолка и стен должно производиться литым бетоном с осадкой конуса не менее 20 см;

— все сварные работы стальных облицовок должны контролироваться.

После возведения монолитных обделок (кроме обделок из набрызг бетона и монолитно-прессованного бетона) необходимо производить заполнительную цементацию (в напорных туннелях по всему периметру, а в безнапорных — в пределах сводовой части) с целью ликвидации незабетонированных полостей и крупных трещин в грунте в непосредственной близости к обделке. Нельзя допускать большого разрыва во времени после окончания бетонирования обделки до начала инъекционных работ, поскольку задержка с цементационными работами приводит к отслоению нарушенного грунта в шелыге свода, что уменьшает реакцию породы и ослабляет конструкцию. Укрепительная цементация грунтов должна производиться после окончания работ по нагнетанию раствора за обделку туннеля. Нагнетание раствора за монолитную обделку должно производиться на участках длиной до 20 — 30 м по достижению бетоном проектной прочности. Возможность цементации при меньшей прочности согласовывается с проектной организацией. При цементации за металлическую облицовку в выработке должны быть установлены передвижные распорные устройства, предохраняющие облицовку от выпучивания. Цементационные скважины в бетонных обделках необходимо герметично заделывать заподлицо с поверхностью бетона во избежание кавитационных явлений. Цементационные отверстия в стальной облицовке закрываются путем вваривания в них заглушек с последующей шлифовкой. Отверстия диаметром до 20 мм заделываются забивкой в них конических стальных пробок. Заварка цементационных отверстий в стальной оболочке недостаточно надежна и сопряжена с большими трудностями. Поэтому при применении стальной оболочки следует рассматривать варианты увеличения ее толщины за счет отказа от цементационных работ.

Приемка в эксплуатацию законченных строительством туннелей и машинных залов ГЭС должна осуществляться только в соответствии с требованиями по приемке в эксплуатацию законченных строительством предприятий, зданий и сооружений, а также в соответствии с ведомственными правилами приемки в эксплуатацию законченных объектов. Промежуточную приемку с составлением акта освидетельствования скрытых работ надлежит производить по каждому из следующих видов работ: установка анкеров; подготовка блока бетонирования; установка арматуры железобетонных обделок; гидроизоляция сборных и монолитных обделок; нагнетание раствора за обделку; укрепительная цементация грунта за обделку; закладка временных выработок. Качество выполненных работ надлежит оценивать при приемке скрытых работ, завершенных этапов работ и промежуточной приемке обделок и других конструктивных элементов.

Обделка подводящих напорных туннелей при приемке должна испытываться на расчетное внутреннее давление воды. С целью исключения аварийных повреждений стальных облицовок напорных водоводов в период эксплуатации, в них также необходимо проводить предпусковые испытания. Утечки воды из туннелей, сооружаемых в грунтах с просадочными свойствами, не допускаются. Перед затоплением туннелей после окончания их строительства все недостатки и дефекты, указанные в актах рабочих приемочных комиссий, должны быть устранены. Все выработки и скважины, имеющие связь с затапливаемым туннелем, должны быть ликвидированы или изолированы. При ликвидации временных подземных сооружений путем их закладки особое внимание должно быть уделено тем ее элементам, которые обеспечивают создание напорного фронта. Затворное оборудование и металлические конструкции должны быть полностью смонтированы. В исключительных случаях можно допустить приемку туннеля во временную эксплуатацию без установленных аварийных и основных затворов, однако, ремонтные затворы должны быть полностью смонтированы и опробованы насухо.

Учитывая, что при быстром наполнении или опорожнении напорного гидротехнического туннеля могут образоваться значительные гидродинамические усилия на его обделку, необходимо выполнение этих работ осуществлять по специальной инструкции, составленной проектной организацией.

Если вам понравился пост, вы можете оставить комментарий или подписаться на RSS и получать каждый новый пост из этого блога.

Комментарии

Еще никто не комментировал.

Оставьте комментарий

(обязательно)

(обязательно)