Способ строительства тоннеля Советский патент 1986 года по МПК E21D11/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к проходке и креплению выработок, а также может использоваться в подземном строительстве при сооружении тоннелей различного назначения в грунтах слабой и средней устойчивости.

Цель изобретения - повышение эффективности способа.

На фиг. 1 показан сооружаемый тоннель, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. I.

Работы по сооружению тоннеля производят в следукнцей очередности. Из забоя выработки в пятовых сечениях на длину заходки забуривают опережающие скважины 1 диаметром (2-3) Н, где Н - толщина щели. Затем производят нарезку опережающей щели 2 по контуру калотного сечения выработки После завершения нарезки щели опережающие скважины и затем щель 2 заполняют бетонной смесью. После набора бетоном необходамой прочности и образования крепи 3 и пятовых усиливающих элементов 4 разрабатывают грунт на величину заходки. Затем бетонируют обделку 5 тоннеля постоянной толщины.

Целесообразность устройства 9Ле режающих скважин 1 не более чек на величину заходки объясняется трудностью бетонирования скважин при большей их длине и необходимостью совместной работы их с образуемой крепью. Кроме того, устройство скважин значительной протяженностью требует размещения в забое соответст- вукмцего оборудования, что нецелесообразно из-за нахождения в забое врубовой мащины для нарезки щехш.

Для выяснения характера статической работы системы крепь - пятовые усиливающие элементы был произведен ее расчет с представлением усиливающих элементов в виде бетонных цилиндров , сопрягающихся с оболочкой крепи и работающих совместно с ней. Условием совместной работы крепи и усиливающих элементов являлось вьтолне- ние следующих граничных условий по линии их контакта: ,

Q-NjCOsy -Q sin S-, f -Wcosy -V V -0, .

где Q , N,, N, Q, ,f

, W, V,V ,

Уо-.

0

5

0

5

соответственно продольное напряжение в усиливающем элементе по линии сты- ка, продольная нормальная сила на краю оболочки, поперечная нормальная сила, поперечная перерезывающая сила, прогиб усиливающего элемента, нормальное перемещение края оболочки, касательное перемещение края оболочки, угол поворота края оболочки, угол раствора края оболочки.

Результаты расчета системы крепь- пятовые усиливающие элементы показали, что наиболее оптимальным явля5 ется устройство элементов диаметром (2-3)H, так как при происходит резкое возрастание напряжений.

Устройство усиливающих элементов ; с нецелесообразно по следующим

0 технологическим соображениям.

, При нарезании щели образуется штыб-измельченные частицы породы, которые частично остаются в щели. J Как показали натурные исследования, заполнение щели штыбом может составлять 5-ГО% от объема нарезанной щели, причем скопление штыба из-за сводчатой формы крепи происходит в пятовых сечениях и может снижать толщину пятовых усиливающих элементом на 30-40Z. Предусмотрение специальных мер для удаления штыба из скважины длиной 2-3 м технологически нецелесообразно.

Уменьшение толщины усиливающих элементов приводит к тому, что работа системы крепь-усиливающие элементы аналогична работе обычной крепи. Поэтому нижний предел размеров пятовых усиливаюш х элементов ограничен дна- NeTpOM .

Устройство усиливающих элементов 4 в пятовых сечениях крепи 3 позволяет исключить утолщение обделки в пятах, так как дополнительные напряжения при этом воспринимаются уже устроенными усиливающими элементами. Обделку 5 при этом следует выполнять постоянной ТОЛ1ЦИНЫ, что снижает расход бетона.

0

Формула изобретения

. Способ строительства тоннеля, включающий проведение опережающей щели по контуру каплотного сечения выработки, заполнение ее бетонной смесью, разработку грунта и возведе

ние обделки тоннеля, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа, перед проведением опережающей щели в пятовых сечениях выработки бурят опережающие скважины на длину заходки и

заполняют их бетонной смесью после проведения опережающ.ей щели, при этом диаметр D опережающих скважин определяют из следующей зависимости

D-(2-3)H, где Н - толщина щели.

6-5

(pue.Z

фи.З

Изобретение относится к горному делу, а именно к проходке и креплению выработок, и позволяет повысить эффективность способа строительства тоннеля. Из забоя выработки в пятовых сечениях на длину заходки бурят опережающие скважины 1 диаметром Д(2-3)Н, где Н - толщина щели (Щ) 2. Затем проводят опережающую Щ 2 по контуру калоттного сечения выработки. Скважины 1 и Щ 2 заполняют . бетонной смесью.После набора бетоном необходимой прочности и образования крепи 3 и пятовых усиливающих элементов 4 разрабатывают грунт на величину заходки. При этом злементы 4 воспринимают на себя дополнительные напряжения и исключают утолщение обделки в пятах. Затем возводят обделку 5 тоннеля постоянной толщины, что снижает расход бетона. 3 ил. i (Л У/ /// /// /// /7/ /// /у7 / (риг.1 k ////// У// /// иг.1 -г1

Редактор Н. Горват

Составитель Л. Березкина

ТехредiА.Кравчук Корректор А. Тяско

Заказ 6650/28 Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4