Описанные выше горные способы работ (опертого свода опорного ядра, раскрытия на полное сечение по частям) являются трудоемкими, поскольку разработку грунта и устройство обделки ведут отдельными частями, а не на все сечение тоннеля.

При этих способах вследствие загромождения сечения тоннеля временным креплением и необходимости возведения постоянной обделки на узком фронте работ возможность применения высокопроизводительной горнопроходческой техники ограничивается, а скорости проходки низкие.

Разработаны новые методы работ, которые позволяют раскрывать сечение тоннеля сразу на возможно больший профиль с установкой временной крепи, не загромождающей сечение, и последующим возведением постоянной обделки на широком фронте. К таким методам относятся:

метод проходки с устройством податливого свода (разработан австрийскими инженерами в середине шестидесятых годов и получил название новоавстрийского);

метод проходки с устройством арочно-бетонной крепи (предложен советскими специалистами);

новый вариант метода опорного ядра.

Метод проходки с устройством податливого свода (новоавстрийский метод). Разработка технологии работ по сооружению тоннеля этим методом исходит из следующих основных положений.

После проходки горной выработки порода в естественном массиве постепенно переходит из упругого состояния в состояние потери устойчивости и далее в неустойчивое состояние. Установка временной крепи во время проходки должна обеспечить устойчивость массива. При этом крепь может работать как жесткая опора для окружающего массива, или как податливая конструкция, допускающая деформации совместно с массивом.

Рис. 118. Сравнение конструкций обделок, выполненных по различным технологиям:
а - горный способ; б - новоавстрийский способ; 1 - деревянная затяжка; 2 - стальная арка; 3 - рошпаны (1, 2 и 3 составляют временную крепь, расположенную вне постоянной обделки); 4 - бетонная или железобетонная постоянная обделка; 5 - обратный свод; 6 - несущий породно-анкерный свод; 7 - анкеры (в шахматном порядке); 8 - наружный слой обделки из набрызгбетона толщиной 5-15 см (вместе с анкерами служит временной крепью); 9 - внутренний слой постоянной обделки из набрызгбетона или бетона толщиной 10-35 см

Податливая конструкция крепи дает возможность максимально использовать собственную несущую способность породного массива. При этом крепление выработки следует выполнять как можно быстрее после разработки породы с тем, чтобы эффективно использовать естественную устойчивость породы до перехода ее в неустойчивое состояние. Это достигается путем создания податливого свода состоящего из тонкой оболочки набрызгбетона, плотно нанесенной на породу и армированной (в случае необходимости) сеткой или арками, и слоя прилегающих к этой оболочке пород, включенных в работу свода путем установки в породу системы анкеров различной длины. В таком искусственно созданном податливом своде гибкая оболочка из набрызгбетона воспринимает лишь незначительные изгибающие нагрузки, а слой пород, закрепленный анкерами, принимает на себя основное горное давление (рис. 118).

Возведенное таким образом временное крепление, взаимодействующее с породой и плотно к ней прижатое по всему периметру выработки, искусственно удлиняет время сохранения устойчивости горными породами до тех пор, пока не будет возведена постоянная обделка. При этом сечение тоннеля освобождается, что дает возможность широко применять высокопроизводительные горнопроходческие механизмы, а постоянную обделку можно возводить на значительном удалении от забоя и сразу по всему сечению с использованием механизированной опалубки и бетоноукладочных машин.

При этом методе в ходе проходки необходимо систематически вести контрольные измерения горного давления, нагрузок на крепь и деформаций крепи и массива. Это дает возможность на основании результатов измерений в зависимости от толщины слоя набрызгбетона, длины и диаметра анкеров увеличивать, при необходимости число анкеров и толщину слоя набрызгбетона.

Новоавстрийский метод можно применять в разнообразных и сложных инженерно-геологических условиях (например, в неустойчивых или подверженных пучению породах при проходке горных тоннелей, а также для безосадочной проходки тоннелей метрополитенов).

Новоавстрийский метод дает возможность скоростного и экономичного сооружения тоннелей, поскольку применение податливой крепи и оптимальное использование естественной устойчивости массива позволяют уменьшить металлоемкость временной крепи и толщину постоянной обделки, которую рассчитывают с учетом восприятия горного давления временной податливой крепью.

В благоприятных геологических условиях, например в скальных породах, можно применять только набрызгбетон, оставляя небольшое число анкеров в породе.

Рис. 119. Технологическая схема сооружения тоннеля новоавстрийским методом:
1 - буровой портальный агрегат; 2 - анкеры; 3 - сетка; 4 - слой набрызгбетона; 5 - установка для нанесения набрызгбетона, смонтированная на автомобиле; 6 - тележка с измерительными приборами; 7 - механизированная опалубка, 8 - постоянная обделка тоннеля

В зависимости от размеров поперечного сечения тоннеля и гор-но-геологических условий раскрытие забоя производят на полный профиль или одним-двумя уступами (рис. 119). Технологический процесс включает следующие основные операции (порядок их может меняться в зависимости от геологических условий):

бурение шпуров, разработка и уборка породы. При выполнении этих работ необходимо получить по возможности более гладкую поверхность выработки для упрощения набрызгбетонных работ. Целесообразно применять комбайновую проходку, а при взрывных работах - способ гладкого взрывания;

нанесение слоя набрызгбетона. Этот процесс должен осуществляться непосредственно после разработки породы свода с минимальным отрывом по времени. В зависимости от геологических условий набрызгбетон наносят на боковые и лобовые поверхности забоя в несколько слоев, при толщине каждого слоя от 5 до 10 см. При нанесении на металлическую сетку необходимо следить, чтобы она прочно и плотно была прикреплена к породе или ранее уложенному слою набрызгбетона;

установка анкерной крепи. Эту операцию осуществляют в непосредственной близости от забоя сразу после нанесения набрызгбетона. Необходимо строго соблюдать проектное расположение, глубину и диаметр шпура; длина и наклон анкеров могут меняться в зависимости от конкретных геологических условий на отдельных участках;

проведение контрольных измерений и поддержание выработки временной крепью до возведения постоянной конструкции обделки. Эту работу ведут по разработанной заранее программе, определяющей размещение оборудования для измерения, частоту измерения, обработку информации. Данные контрольных измерений используют при усилении набрызгбетонной обделки или при расчетах конструкции постоянной обделки;

возведение постоянной конструкции обделки с учетом данных контрольных измерений.

Метод проходки с устройством арочно-бетонной крепи. Технология проходки с применением арочно-бетонной крепи также базируется на применении крепей ограниченной податливости, позволяющих реализовать несущую способность горного массива. Основными конструктивно-технологическими принципами этой технологии являются: немедленное возведение у забоя металлической арочной крепи, рассчитываемой на частичное восприятие расчетной величины горного давления в строительный период, и замена традиционной дощатой затяжки бетонным слоем минимальной толщины, уложенным между породой и внешней полкой установленной арки (рис. 120).

Эта крепь ограниченной податливости обеспечивает поддержание выработки в строительный период вначале за счет деформа-тивности собственно арок, а позже за счет ползучести бетона, которая затухает по мере его твердения. В этот период производят замер деформаций арочно-бетонной крепи для контроля правильности принятых расчетных предпосылок. Если деформации незначительны или отсутствуют, то арки можно демонтировать для повторного использования на следующих участках тоннеля.

Возведенную таким образом временную арочно-бетонную крепь (с арками или без них) используют в постоянной обделке, в качестве первого слоя, рассчитанного на восприятие горного давления. Толщину второго слоя постоянной обделки определяют расчетом многослойной системы на нагрузки эксплуатационного периода (гидростатическое давление, остаточное горное давление, сейсмические воздействия и т. д.).

В технологический процесс при этом методе сооружения тоннеля входят следующие операции:

бурение шпуров, разработка и уборка породы;

установка арок крепления, монтаж опалубки и укладка бетона за арки;

установка марок для измерения смещений бетона, проведение измерений и принятие решения о снятии или оставлении арок;

бетонирование внутреннего слоя постоянной обделки.

Новый вариант метода опорного ядра. Этот метод (рис. 121) применяют в грунтах с коэффициентом крепости от 1 до 4. Технология работ состоит в следующем. В начале по обеим сторонам будущего тоннеля проходят опорные выработки круглого или подковообразного поперечного сечения, причем проходку ведут с опережением одной выработки по отношению к другой. После проведения опорных выработок в них бетонируют стены будущего тоннеля. Затем проходят калоттный профиль с одновременным возведением свода тоннеля из сборных или монолитных железобетонных конструкций с опережением их на длину возведенных стен. На последней стадии разрабатывают ядро и бетонируют обратный свод.

Рис. 120. Технологическая схема проходки тоннеля с арочно-бетонной крепью:
1 - временная арочно бетонная крепь; 2 - буровой портальный агрегат; 3 - стальные арки; 4 - первичная бетонная обделка; 5 - бетоносмеситель с бетононасосом; б - вентиляционный короб; 7 - технологическая тележка с арками; 8 o- механизированная опалубка; 9 - постоянная бетонная обделка;, 10 oo- бетонирование нижних частей стен обделки; 11 --опалубка стен; 12 - бульдозер

Рис. 121. Технологическая схема сооружения тоннеля новым вариантом метода опорного ядра со сборно-монолитной обделкой:
а - проходка опорных тоннелей или штолен; б - возведение боковых бетонных стен; в-проходка сводовой части; г - разработка ядра; д - сооружение обратного свода; 1 - опорные тоннели; 2 - сборная обделка опорных тоннелей; 3 - блокоу кладчик; 4 - породопогрузочная машина; 5 - тележка для нагнетания раствора за обделку; 6 - вентиляционная труба; 7 - боковые бетонные стены; 8 - пневмобе-тононагнетатель; 9 - электровоз; 10 - опалубка стен; 11 - ядро; 12 - калоттная часть тоннеля; 13 - обделка свода из сборных железо-бетонных блоков; 14 - укладчик обделки свода; 15 - самоходный вагон-самосвал; 16 - самоходная буровая установка; 17 - самосвальный автопоезд; 18 - тоннельный экскаватор; 19 - обратный «вод

Весь комплекс работ выполняют с применением высокопроизводительного оборудования: щитов, укладчиков, породопогрузочных машин, экскаваторов, механизированной опалубки, бетононасосов и автомобильного транспорта. По такой технологии сооружают односводчатые станции.

Тоннели начали строить в глубокой древности, преимущественно для подачи воды и для военных целей. Первый горный железнодорожный тоннель длиной 1190 м был построен в 1826-1830 гг. в Англии. Крупнейший в мире однопутный железнодорожный Симплонский тоннель длиной 19,78 км, соединивший Италию со Швейцарией, был построен в 1898- 1906 гг. Железнодорожные тоннели в России начали строить с 1859 г. За три года были построены двухпутные тоннели длиной 427 и 1280 м на Петербург- Варшавской железной дороге. До конца прошлого столетия сооружено большое количество тоннелей на железных дорогах Кавказа, Сибири, Урала. Самым крупным был Сурамский тоннель в Закавказье длиной 4 км, построенный в 1886-1890 гг. До Великой Октябрьской социалистической революции в нашей стране было сооружено несколько десятков крупных горных однопутных и двухпутных тоннелей на железных дорогах Дальнего Востока. После Великой Октябрьской социалистической революции построены крупные тоннели на линиях Казань - Свердловск, Мерефа - Херсон, на Черноморской железной дороге и ряд тоннелей на востоке страны. Железнодорожные тоннели строили различными способами с обделками, защищающими движущиеся поезда от обвалов горных пород, из каменной кладки на известковых растворах, а позднее из бетона. Первая линия метрополитена была построена в Англии в 1863г. в Лондоне. С этого времени сеть метрополитенов быстро росла. В России строительство метрополитенов, начатое в 1930 г., ведется непрерывно. На 1 января 1988 г. протяженность Московского метрополитена составляла уже 224 км.

Тоннель (рис.1) – протяженное подземное или подводное сооружение для пропуска через высотное или контурное препятствие транспортных средств, пешеходов, воды, инженерных коммуникаций и пр.

Тоннели имеют обычно два выхода на поверхность, а в особых случаях только один (тупиковый тоннель транспортного рис. 1. или специального назначения).

Нормальная эксплуатация тоннеля обеспечивается комплексом согласованно работающих подземных и наземных сооружений и устройств, состав которых зависит от назначения, протяженности и места расположения тоннеля.

Железнодорожные и автодорожные тоннели, равно как и метрополитены, кроме железнодорожного пути или полотна проезжей части, должны иметь водоотводные, вентиляционные, оградительные и защитные сооружения и устройства, обеспечивающие безопасность движения и обслуживающего персонала.

Водоотводные устройства необходимы для удаления из тоннеля воды, проникающей через обделку или поступающей из водопровода при уборочных работах. Выполняются они в виде продольных лотков или труб, прокладываемых посередине или сбоку тоннеля.

Вентиляционные сооружения предназначены для очистки воздуха в тоннелях. Конструкция и состав этих сооружений зависят от системы вентиляции и длины тоннеля. При искусственной вентиляции могут сооружаться вентиляционные стволы, подземные камеры или наземные здания для вентиляторов.

К оградительным и защитным сооружениям относятся порталы, облицовочные и поддерживающие стены вдоль откосов предпортальных выемок, улавливающие стены и надолбы с заградительными валами и траншеями на пологих склонах, галереи в припортальных полувыемках на крутых косогорах, где имеется опасность обвалов, осыпей и лавин.

К водозащитным сооружениям относятся водосборные и водоотводные канавы на склонах гор, прорезаемых тоннелем, поверхностные и подземные дренажи.

К устройствам, обеспечивающим безопасность движения, относятся электрическое освещение тоннелей, оповестительная и заградительная сигнализации, телефонная связь, противопожарные установки и т. п.

Метрополитены из всех типов тоннелей отличаются наиболее сложным комплексом сооружений и устройств. Основными сооружениями метрополитена являются перегонные тоннели, станции, вестибюли, тяговые и понизительные электроподстанции, вагонные депо.

Для нормальной эксплуатации перегонных тоннелей необходимы вспомогательные сооружения: камеры для водоотливных установок, вентиляционные камеры и тоннели, вертикальные стволы вентиляционных шахт. В местах выхода перегонных тоннелей на поверхность устраиваются рампы - открытые выемки с подпорными стенами.

Строительство тоннелей- довольно-таки трудоемкий и дорогостоящий вид работ.

1. Классификация тоннелей.

Область применения тоннелей настолько велика, что позволяет дать лишь самую общую их классификацию по назначению, месту расположения, глубине заложения и способу строительства (рис. 2).

Они различаются также длиной (от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров), формой и размерами поперечного сечения, конструкциями, условиями эксплуатации и пр.

По назначению выделяют транспортные тоннели, предназначенные для пропуска средств автомобильного или железнодорожного транспорта, поездов или скоростного трамвая, специальных видов транспорта (поездов на магнитной или воздушной подушке). Существуют также совмещенные транспортные тоннели для нескольких видов транспортных средств и пешеходов, судоходные тоннели и др.

Рис. 2.

В последнее время в ряде протяженных железнодорожных тоннелей осуществляется перевозка автомобилей на специальных платформах, что значительно экономит время, снижает экологическую нагрузку и стоимость проезда.

Гидротехнические тоннели сооружают в системе ГЭС, ГАЭС или АЭС для отвода и подачи воды к силовым агрегатам (энергетические и деривационные). К гидротехническим относятся также мелиоративные тоннели для осушения или орошения земель, тоннели для водоснабжения, а также лесосплавные тоннели.

Коммуникационные тоннели чаще всего располагают в городах для прокладки различных инженерных коммуникаций: электрических кабелей высокого или низкого напряжения, кабелей связи, теплосетей, водостока, водопровода, газопровода, канализации. Во многих случаях устраивают коллекторные тоннели для пропуска нескольких видов коммуникаций.

Горнопромышленные тоннели строят на горнодобывающих предприятиях, шахтах и рудниках. Они служат для транспортирования руды и породы, проветривания и осушения подземных выработок.

К тоннелям специального назначения относят подземные автостоянки и гаражи тоннельного типа, тоннели для научных исследований (например, ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний), газо- и нефтехранилища, подземные склады, тоннели оборонного характера.

По месту расположения транспортные тоннели подразделяют на горные, подводные и городские. ^ Горные тоннели сооружают преимущественно в горной местности для преодоления высотных препятствий: горных хребтов, отрогов гор, холмов, возвышеннос­тей. Подводные тоннели располагают в месте пересечения контур­ных препятствий: рек, каналов, озер, водохранилищ, морских за­ливов и проливов. Городские автотранспортные и пешеходные тоннели служат для упорядочения движения транспорта и пешехо­дов на городских магистралях и улицах. Такое подразделение следует считать условным, поскольку горные и подводные тоннели могут располагаться и на участках городских территорий, разделен­ных высотными или водными препятствиями.

В зависимости от глубины заложения от поверхности земли H различают тоннели глубокого[H> (2-3)В] и мелкого заложения [H < (2-3)B], где B-наибольший размер (пролет или вы­сота) поперечного сечения тоннеля.

В соответствии со способом строительства выделяют тон­нели, сооружаемые закрытыми, открытыми или опускными спосо­бами, каждый из которых имеет несколько разновидностей.

Закрытые способы (горный, щитовой, продавливание) предусматривают ведение работ без нарушения поверхностных условий, а открытые способы (котлованный, траншейный) - с предваритель­ным вскрытием поверхности земли. Используя опускные способы (опускные колодцы, опускные секции подводных тоннелей), конст­рукции тоннеля изготавливают на поверхности земли, а затем по­гружают на проектную отметку.

В наиболее сложных инженерно-геологических условиях для предварительного закрепления или осушения грунтового массива ранее перечисленные способы применяют в сочетании со специаль­ными способами работ: водопонижением, искусственным заморажи­ванием, тампонажем или химическим закреплением грунтов.

Выбор того или иного способа строительства определяется главным образом инженерно-геологическими условиями, длиной тоннеля и размерами его поперечного сечения, а также технико-экономическими и экологическими соображениями.

Горные и подводные тоннели чаще всего строят горным и Щитовым способами, а городские тоннели мелкого заложения кот­лованным или траншейным способами.

Горный способ применяют преимущественно в скальных грунтах. При этом тоннельную выработку раскрывают за один прием или по частям, закрепляя ее временной крепью, а затем на неко­тором расстоянии от забоя возводят постоянную конструкцию Обделку. В мягких и слабых грунтах наиболее эффективен щитовой способ, основанный на использовании передвижной крепи замкнутого очертания -- щита, под прикрытием которого разрабатывают грунт и возводят обделку (рис. 3,б ). При котлованном способе конструкции тоннеля возводят в предварительно устроенном котловане (рис. 3,в ), а при траншейном способе вначале в траншеях сооружают стены, на которые опирают перекрытие, а затем разрабатывают грунт между стенами и бетонируют лоток тоннеля (рис. 3,г ).

Рис. 3. Схемы строительства тоннелей.

Тоннель - сложный для осуществления и дорогой вид искусственных сооружений, достаточно широко применяемый при строительстве железных и автомобильных дорог. По своим конструктивным формам, размерам и условиям строительства тоннели в транспортном строительстве отличаются от других видов подобных сооружений - гидротехнических, коммунальных, промышленных, горно-разведочных и специального назначения

Тоннели могут быть перевальными, сооружаемыми через высокие водоразделы; косогорными, прокладываемыми вдоль склонов гор; петлевыми и спиральными (рис. 4), сооружаемыми для развития трассы дорог в горных условиях. При пересечении трассой автомобильной дороги крупных водных преград, для обеспечения постоянной транспортной связи между берегами наряду с мостовыми переходами сооружают подводные тоннели. Для преодоления глубоких, но сравнительно узких водных преград эффективны подводные тоннели на искусственных дамбах, отдельных опорах (тоннели-мосты), а также «плавающие» тоннели, заанкеренные в дно тросовыми оттяжками или удерживаемые на плаву специальными плавающими опорами.

Горные

Автотранспортные тоннели в городах сооружают для развязки движения в разных уровнях на пересечениях, примыканиях или разветвлениях магистралей для увеличения или выравнивания пропускной способности отдельных участков магистралей, улучшения планировочной структуры улично-дорожной сети, охраны окружающей среды, создания подъездных путей к подземным автостоянкам и гаражам, торговым центрам и пр. В крупных городах в нашей стране с населением более 1 млн. жителей, сооружают метрополитены. Как наиболее удобный вид городского пассажирского транспорта тоннели метрополитенов прокладывают в городах по направлениям наибольших пассажиропотоков.

При устройстве метрополитенов в пределах застроенных участков городов они прокладываются под поверхностью земли, иногда по геологическим и топорельефным условиям на большой глубине. На окраинах городов устраиваются наземные участки на так называемых «вылетных» линиях, предназначенных для связи метрополитенов с пригородными электрифицированными железными дорогами. Городские пешеходные тоннели сооружают в местах интенсивного уличного движения для обеспечения движения потоков городского транспорта и пешеходов в разных уровнях и для повышения безопасности движения.

Страница 9 из 16

В зависимости от инженерно-геологических условий, а также от поперечного сечения сооружение тоннелей в устойчивых скальных грунтах может производиться одним из следующих способов: сплошного и ступенчатого забоев, уступным, центральной штольни.

Проходка тоннелей способами сплошного и ступенчатого забоев широко применяется при сооружении тоннелей высотой до 10 м и пролетом до 20 м в ненарушенных скальных грунтах с коэффициентом крепости f ≥ 2. Ограничение размеров тоннелей связано с опасностью раскрытия в один прием большого незакрепленного пространства и использованием бурового и вспомогательного оборудования. Площадь поперечного сечения тоннелей, разрабатываемая сплошным забоем, достигает 110-130 м 2 , а в благоприятных инженерно-геологических условиях - до 160 м 2 .

В скальных монолитных грунтах проходка ведется буровзрывным способом, как правило, без постановки временной крепи. В скальных трещиноватых грунтах применяют анкерную, арочную или набрызгбетонную крепь или их сочетание. Применение вида временной крепи определяется на основании технико-экономического обоснования.

Проходку тоннелей в мерзлых грунтах следует производить с установкой временной крепи, тип которой определяется проектом. Проходка без временной крепи допускается в виде исключения в мерзлых грунтах, устойчивость которых не снижается при их оттаивании.

Способ сплошного забоя

Сущность этого способа (рис. 1.60) заключается в том, что сечение тоннеля разрабатывается целиком за один прием на величину заходки l з, а затем уже на достаточно большом расстоянии от забоя возводят обделку (2). Бурение шпуров (1) производится с буровой рамы (5). Взорванный грунт убирается погрузочной машиной (4) в вагонетки (3) большой емкости или в автосамосвалы. Обязательной принадлежностью буровой рамы должен быть стальной козырек, гарантирующий безопасность работы бурильщиков.

Рис. 1.60 - Схема проходки тоннеля способом сплошного забоя

Забой можно обуривать также самоходными бурильными установками.

В зависимости от сечения выработки разработаны следующие комплекты оборудования для проведения тоннелей сплошным забоем (таблица 1.8).

Таблица 1.8

В тоннелях площадью поперечного сечения более 30 м 2 для подгребания грунта применяют бульдозер типа Д-492.

На строительстве транспортных тоннелей для бурения шпуров наибольшее распространение получили самоходные отечественные установки на гусеничном ходу СБУ-2к, СБУ-2м и на рельсовом ходу БУР-2 и БКГ-2, а также портальные буровые агрегаты типа ПБА.

Для проходки железнодорожных тоннелей наиболее удобны агрегаты типа ПБА-2, так как в этом случае обеспечивается непрерывное движение транспорта.

Достоинство способа проходки тоннеля сплошным забоем - возможность применения высокопроизводительного оборудования, в результате чего достигаются высокие скорости проходки и сокращается относительное время выполнения вспомогательных работ.

Недостатки способа - необходимость проведения предварительных геологоразведочных работ по трассе тоннеля и повышенный расход ВВ ввиду одной обнаженной поверхности забоя.

Проходка способом сплошного забоя производится при сооружении тоннелей длиной не менее 300 м. Большинство железнодорожных, автодорожных и гидротехнических тоннелей сечением до 90 м 2 в крепких грунтах проходят таким способом. На основе принятой схемы организации и комплексной механизации работ составляется циклограмма (графическое изображение последовательности выполнения процессов проходки) на проходку тоннеля (рис. 1.61). При составлении циклограммы необходимо обеспечить такую организацию работ, чтобы продолжительность цикла была кратна продолжительности рабочей смены. Это обеспечивает ритмичность в рабочем процессе и позволяет лучше организовать учет проделанной работы по сменам.

Рис. 1.61 - Циклограмма проходки однопутного железнодорожного тоннеля сплошным забоем

В обводненных сильнотрещиноватых малоустойчивых грунтах с коэффициентом крепости f от 2 до 5 можно вести проходку тоннеля способом сплошного забоя с предварительным устройством защитного опережающего свода (экрана) из стальных труб (1) (рис. 1,62), которые располагаются вдоль оси тоннеля в пробуренных скважинах, устраиваемых над сводом, а при необходимости и по контуру стен выработки.

Рис. 1.62 - Схема проходки зоны нарушенных грунтов с защитным сводом из труб

Такая же схема организации работ принимается для преодоления участков тоннеля в нарушенных грунтах (зоны разлома) длиной до 30 м.

В этом случае до начала проходки участка тоннеля в нарушенных грунтах перед ним устраивается в крепкой скале специальная камера для размещения рамы (2) с оборудованием (3) для бурения скважин, установки в них труб (1) и нагнетания раствора. Трубы располагаются за наружным контуром обделки тоннеля таким образом, чтобы создать защитный экран, перекрывающий сразу всю длину нарушенного участка с одной установки бурового оборудования.

При преодолении зоны нарушенных грунтов длиной свыше 30 м производится наклонное бурение скважин из тоннеля под утлом до 4° относительно продольной оси тоннеля посекционно (т. е. с нескольких установок). При этом концы пробуренных труб свода должны перекрывать следующую секцию на расстояние l о от 1 до 4 м. В зависимости от конкретных инженерно-геологических условий и соответственно величины горного давления применяют различные конструкции опережающих защитных сводов из труб.

Обычно опережающие своды выполняются из металлических труб, которые вставляются в заранее пробуренные скважины.

Трубы свода следует выполнять перфорированными для того, чтобы после нагнетания в них цементно-песчаного раствора можно было обеспечить плотный контакт с окружающим грунтом и создать сплошной защитный экран.

Для повышения устойчивости грунтового массива вместо цементно-песчаного раствора в перфорированные трубы можно производить нагнетание различными химическими составами, способствующими закреплению окружающего грунта. При проходке тоннеля по мере продвижения забоя выработки трубы свода необходимо поддерживать металлическими арками (4) (см. рис. 1.62) с затяжкой или арочно-бетонной крепью, под защитой которой производится в дальнейшем возведение тоннельной обделки. При проходке тоннеля с опережающим сводом из труб лоб забоя при необходимости следует крепить набрызгбетоном толщиной 3-8 см.

Кроме того, в практике тоннелестроения в качестве опережающей крепи в слабоустойчивых полускальных грунтах используют анкеры, которые вставляются в заранее пробуренные слабонаклонные (5-6° относительно продольной оси тоннеля) шпуры до начала разработки грунта. Длина таких анкеров обычно составляет от 3,5-4,0 до 8-10 м.

Грунт в этом случае разрабатывается заходками на 0,4-0,6 м меньшими длины анкеров, чем достигается поддержание кровли выработки сразу же после ее обнажения. Опережающие анкеры опираются на металлические арки, которые устанавливаются в тоннеле вплотную к забою на расстоянии друг от друга от 0,5 до 1,5 м.

Представляет практический интерес опережающая бетонная крепь , которая с успехом применялась при строительстве тоннелей во Франции, ФРГ и. Японии. Сущность ее применения состоит в том, что по контуру выработки (механическим, гидравлическим или плазменным способом) прорезается щель под углом 5-6° к оси тоннеля глубиной до 3 м и толщиной до 20 см, которая заполняется быстросхватывающейся бетонной смесью (вводятся специальные ускорители схватывания). В результате через 5-8 ч образуется надежный бетонный свод (2) (рис. 1.63), под защитой которого ведется разработка грунта. В этом случае бетонная крепь входит в состав постоянной конструкции (обделки) тоннеля. При необходимости такая опережающая бетонная крепь может быть усилена металлическими арками (1).

Рис. 1.63 - Схема проходки выработки с опережающей бетонной крепью

При способах проходки с опережающей крепью сводятся к минимуму переборы грунта, обеспечиваются незначительные осадки грунтового массива и, самое главное, появляется возможность создания надежной системы крепи выработки, позволяющей использовать способ сплошного забоя в самых сложных инженерно-геологических условиях.

Скоростная проходка Северо-Муйского тоннеля на БАМе способом сплошного забоя проходила на участке устойчивых слаботрещиноватых грунтов с коэффициентом крепости f ≥ 6. Бурение шпуров производили с буровой рамы пятью бурильными машинами. На верхней площадке рамы был установлен дополнительный манипулятор, что сократило время на бурение шпуров под анкеры. Каждый бурильщик обуривал только закрепленную.за ним группу шпуров. Заряжание шпуров производили четыре взрывника и проходчики, имеющие Единую книжку взрывника. Это позволило сократить время зарядки забоя до 2 ч. Взорванный грунт грузили в автосамосвалы МоАЗ-64011 породопогрузочной машиной ПНБ-3д и транспортировали на пункт перегрузки, отстоявший от забоя на 200-250 м. В работе было задействовано два автосамосвала. Подборка взорванного грунта производилась бульдозером. С пункта перегрузки грунт транспортировали на портал рельсовым транспортом - вагонами марки ВПК и электровозами.

В результате применения описанной технологии была достигнута высокая скорость сооружения однопутного железнодорожного тоннеля буровзрывным способом: за 29 рабочих дней пройдено 171,5 м тоннеля. Максимальная суточная скорость составляла 7,2 м, сменная - 2 м.

Способ ступенчатого забоя

Этот способ заключается в том, что забой по высоте делят площадкой длиной 3-5 м обычно на две части I и II (рис. 1.64). Нижний уступ имеет две обнаженные поверхности, что облегчает работу зарядов взрывчатых веществ в этом уступе, поэтому в верхней части тоннеля производят два взрыва, в то время как в нижнем уступе производят один. Глубину шпуров в нижнем уступе принимают в 2 раза больше, чем глубина шпуров в верхней части тоннеля.

Рис. 1.64 - Схема проходки тоннеля способом ступенчатого забоя

При способе ступенчатого забоя применяют легкие разборные буровые подмости (2), с которых устанавливают анкеры (1) и обуривают забой. Способ проходки тоннеля ступенчатым забоем применяют при сооружении выработок небольшой протяженности, когда применять буровую раму экономически невыгодно, а также в случае необходимости быстрого закрепления временной крепью кровли выработки.

Достоинства этого способа : возможность совмещения обуривания верхнего забоя с погрузкой грунта, экономия взрывчатого вещества. Недостатки способа : невозможность использования мощного проходческого оборудования, большая доля ручного труда, что снижает скорость проходки выработки, совмещение проходческих процессов на верхнем и нижнем горизонтах.

Уступный способ

Его следует применять для проходки тоннелей высотой более 10 м, сооружаемых в скальных грунтах с коэффициентом крепости f ≥ 4. Сущность способа состоит в расчленении сечения тоннеля на две части, разработка каждой из которых ведется раздельными забоями на различных горизонтах. Существуют две схемы этого способа: проведение тоннеля с верхним уступом и проведение тоннеля с нижним уступом.

Отличием уступного способа от способа сплошного забоя является меньший объем бурения и меньший расход взрывчатых материалов, а также сложность организации работ по одновременной разработке двух забоев.

Проходка тоннеля по схеме с верхним уступом (рис. 1.65, а) заключается в том, что сначала разрабатывают нижнюю часть сечения тоннеля I, а затем с некоторым отставанием с подмостей ведется разработка верхнего уступа II. Соотношение между площадями сечений нижнего и верхнего уступов при этой схеме

S н:S в = 1:1,5.

Нижнюю часть сечения разрабатывают способом сплошного забоя. Бурение шпуров в верхнем уступе производят легкими бурильными машинами с подмостей или с отвала грунта, получающегося в результате разрыхления взрывом верхнего уступа. Эта схема проходки может быть применена при наличии в нижней части профиля тоннеля грунтов меньшей крепости по сравнению с грунтами верхней части тоннеля, а также в крепких скальных грунтах, когда можно не применять временную крепь.

Рис. 1.65 - Схемы сооружения тоннеля уступным способом

Достоинства схемы : большая эффективность буровзрывных работ в верхнем уступе благодаря наличию двух обнаженных поверхностей, применение несложного оборудования. Недостатки схемы: затруднения при бурении шпуров в верхнем уступе, необходимость оборки кровли при разработке нижнего и верхнего сечения тоннелей, уборка грунта, который загромождает подходы к сечению I. Указанные недостатки ограничивают применение этой схемы.

Проходка тоннеля по схеме с нижним уступом (рис. 1.65, б) состоит в том, что в первую очередь способом сплошного забоя проходят верхнюю часть тоннеля I, а затем разрабатывают его нижнюю часть II. Соотношение между площадями сечений верхнего и нижнего уступов

S в:S н = 0,75:1,0

при этом высота верхней разрабатываемой части тоннеля должна быть (исходя из условий размещения проходческого оборудования в ней) не менее 3-4 м. Забой верхнего сечения тоннеля-калотты должен опережать забой нижнего уступа на 30-50 м.

При сооружении коротких тоннелей иногда верхнюю часть тоннеля проходят сразу на всю его длину, а затем разрабатывают нижний уступ. Это позволяет улучшить вентиляцию, облегчить организацию работ по возведению обделки, но приводит к некоторому удлинению срока сооружения тоннеля. При способе нижнего уступа расположение скважин (шпуров) может быть горизонтальным, вертикальным или наклонным. При горизонтальном расположении шпуров (рис. 1.66) шпуры бурят с применением буровой установки, буровой каретки или манипуляторов, смонтированных на погрузочной машине.

Рис. 1.66 - Схема проходки тоннеля способом нижнего уступа с горизонтальным расположением шпуров

В скальных трещиноватых грунтах прочных и средней крепости после взрывания, проветривания и оборки забоя I в калотте устанавливается временная крепь из анкеров (2), набрызгбетона или их сочетания. Взорванный грунт грузят погрузочной машиной (1) на транспортер или в вагонетки (3) и через бункер (7) на передвижном помосте (4) перегружают его в вагонетки (6) на нижнем откаточном горизонте. Грунт из забоя нижнего уступа II грузят мощной погрузочной машиной (5) в те же вагонетки (6). Составы вагонеток транспортируют к стволу шахты или к порталу.

Достоинства горизонтального расположения шпуров : применение бурового оборудования такого же, как и при разработке верхнего уступа, получение высокого коэффициента использования скважин (шпуров), достижение ровной подошвы тоннеля.

Недостатком способа является последовательность работ по бурению шпуров и погрузке грунта, что снижает скорость сооружения тоннеля. Поэтому горизонтальное расположение шпуров имеет ограниченное применение.

При наклонном расположении скважин (шпуров) достигается независимость работ по бурению скважин и погрузке грунта (рис. 1.67). Для бурения с верхнего горизонта I вертикальных или наклонных скважин диаметром 105 мм применяют станки ударно-вращательного бурения (1) (БМК-4м, НКР-100 м) или же используют колонковые перфораторы, установленные на буровой тележке. После окончания бурения скважин (2) производят заряжание, взрывание зарядов ВВ, проветривание выработки и оборку забоя. Погрузку грунта производят с нижнего горизонта II тоннельным экскаватором (3) в автосамосвалы (4). Для погрузки и транспортирования грунта может быть также использовано другое оборудование.

Рис. 1.67 - Схема проходки тоннеля способом нижнего уступа с наклонным расположением шпуров

Недостатком наклонного расположения скважин являются : необходимость иметь специальное оборудование, менее равномерное дробление грунта, сложность получения ровной поверхности подошвы тоннеля. Несмотря на указанные недостатки, эта схема расположения скважин имеет широкое применение на практике. Высота уступа обычно принимается 8-12 м. Угол наклона уступа к горизонту не должен превышать 80°.

В тоннелях длиной более 300 м бетонную обделку возводят с некоторым отставанием от забоя, а в тоннелях длиной менее 300 м - после проходки верхней части на всю длину тоннеля. Обделку стен и лотка сооружают после разработки нижнего уступа или с некоторым отставанием от забоя.

Этот способ получил широкое распространение при сооружении выработок большой высоты и значительной протяженности как в крепких, так и в грунтах средней крепости.

Достоинства способа проходки тоннелей с нижним уступом : высокая производительность труда; большая безопасность работ; наличие второй обнаженной плоскости в нижнем уступе облегчает буровзрывные работы и приводит к экономии взрывчатых веществ; при разработке грунта в нижнем уступе совмещаются работы по бурению шпуров и погрузке грунта; упрощаются работы по возведению временной крепи и обделки в верхней части тоннеля.

Недостатки способа : необходимость применения разнотипного оборудования для верхнего и нижнего уступов; необходимость сооружения подъездных устройств на верхний уступ и дополнительный перегруз грунта с верхнего горизонта на нижний; увеличение общего времени строительства тоннеля.

Способ центральной штольни

Применение этого способа возможно в крепких скальных грунтах, не требующих временного крепления выработок. Способ центральной штольни заключается в том, что в центре сечения тоннеля проходится опережающая штольня, из которой производится разработка основного сечения.

Работы начинаются с проходки в средней части тоннельного профиля штольни (1) (рис. 1.68, а) прямоугольного или сводчатого очертания. Размеры поперечного сечения штольни, расположенной по центру сечения сооружения или на уровне его подошвы, принимают исходя из габаритов проходческого оборудования и с учетом условий последующего бурения радиальных шпуров (2). Эти требования обеспечиваются обычно при сечении штольни не менее 3×3 м.

Рис. 1.68 - Схема проходки тоннеля способом центральной штольни

Схему организации работ применяют в двух вариантах:

1. передовую выработку (штольню) проходят на полную длину сооружения, а затем расширяют до проектного сечения основной выработки (см. рис. 1.68, а);
2. проведение передовой выработки и ее расширение выполняют одновременно, но с некоторым интервалом (рис. 1.68, б), при этом параллельно передовой выработке (штольне) (1) проходят в стороне от основного сооружения вспомогательную транспортную штольню (3) (располагаемую на одном уровне с центральной штольней), которую соединяют сбойками (4) через каждые 100-200 м с передовой выработкой.

Вспомогательная транспортная штольня принимается минимального сечения и проходка ее ведется значительно быстрее центральной. Транспортировка грунта из забоя центральной штольни производится через поперечные сбойки без всяких помех работам на участке тоннельного профиля. При большом опережении вспомогательной штольни могут быть открыты дополнительные забои по проходке центральной штольни.

Первый вариант применим при одиночных сооружениях, срок строительства которых допускает предварительное проведение передовой выработки на всю длину. В противном случае применяют второй вариант, который наиболее целесообразен при сооружении двух или нескольких основных сооружений (тоннелей).

По окончании проходки центральной штольни приступают к разработке тоннеля сплошным забоем. Для этого из штольни пробуривают шпуры (2) до контура выработки, располагая их веерообразными рядами через 0,6-1 м.

Взрывные работы ведут так, чтобы забой все время продвигался нависающим уступом. Шпуровые заряды взрывают рядами последовательно с миллисекундным замедлением, что улучшает эффективность взрывных работ, обнажая дополнительные плоскости, и предотвращает завал штольни взорванным грунтом.

Погрузку грунта в тоннельном забое производят высокопроизводительными погрузочными машинами или экскаваторами в большегрузные вагоны или автосамосвалы.

Достоинство способа центральной штольни заключается в том, что он допускает комплексную механизацию всего производственного процесса сооружения тоннеля, что обеспечивает высокие скорости проходки.

К недостаткам способа относятся затруднительность хорошего оконтуривания основной выработки вследствие радиального расположения шпуров, усложнение и удорожание работ из-за проведения центральной штольни, а при втором варианте, кроме того, из-за проведения вспомогательной штольни и сбоек.

В зарубежной практике имеется опыт сооружения тоннелей способом центральной штольни в трещиноватых грунтах с применением анкерной крепи (рис. 1.69). .В этом случае из штольни бурили шпуры (1) нормальной длины, а в кровле - более глубокие (2), выходящие на 2 м за контур тоннельного профиля. В эти шпуры вставляли изогнутые стальные стержни (3) длиной 2 м с резиновой пробкой (5) и нагнетали цементно-песчаный раствор (4), образуя железобетонный анкер. В пределах будущей выработки шпуры оставляли свободными для зарядки взрывчатым веществом.

Рис. 1.69 - Схема проходки тоннеля способом центральной штольни с применением анкерной крепи

После отрыва грунта по контуру свода тоннеля обнажались концы забетонированных стержней с винтовой резьбой. На обнаженные концы стержней надевали и закрепляли гайками пластины, поддерживающие стальную сетку, Получалась надежная анкерная крепь с защитой от выпадания мелких кусков грунта.

грунт тоннель проходка буровзрывной

Существует несколько наиболее распространенных способов строительства тоннелей, рассмотрим каждый из них в отдельности.

Закрытый способ. При этом способе работ тоннели сооружают одновременно на нескольких участках, что ускоряет сроки строительства. На каждом участке с поверхности над осью тоннеля или вблизи от него закладывают ствол шахты и штольней соединяют его со строящимся тоннелем. Разработку грунта в тоннеле и обделки ведут от каждого ствола к соседним до встречи, т. е. до сбойки отдельных участков.

Горный способ проходки тоннелей заключается в следующем: породу разрабатывают буровзрывным методом или механизированным инструментом, после этого немедленно выполняют временное крепление лба и контура выработки, а затем возводят обделку тоннеля. В случае сооружения обделки из монолитного бетона или железобетона при наличии грунтовой поды устраивают внутреннюю оклеенную гидроизоляцию из четырех - шести слоев рубероида на битумной мастике и поддерживающую ее железобетонную оболочку толщиной 20 см. Так были сооружены участки значительной протяженности на первой очереди Московского метрополитена.

Щитовая проходка возможна в глинах, суглинах, песках, где тоннели круглого поперечного сечения сооружают, как правило, с применением специального механизма - щита.

Щит представляет собой подвижную металлическую крепь, под защитой которой в безопасных условиях разрабатывают забой, убирают разрыхленную породу и сооружают обделку тоннеля. Форма поперечного сечения щита соответствует внешнему очертанию обделки тоннеля. Наибольшее распространение имеют щиты круглой формы.

Существует много разновидностей проходческих щитов , которые вошли в практику строительства отечественных метрополитенов.

Щит имеет вид металлического цилиндра, состоящего из трех основных частей:

1. Опорное кольцо из стальных сегментов;

2. Стальной нож;

3. Оболочка из листовой стали.

Сечение щита разделено вертикальными и горизонтальными перегородками па рабочие ячейки, в которых находятся проходчики, ведущие разработку грунта. Под защитой опорного кольца щита разрабатывают грунт с одновременной его уборкой на длине одного кольца обделки (т. е. на одной находке). Затем включают гидравлические домкраты, которые отталкиваясь от готовой обделки тоннеля, передвигают щит вперед. Под защитой стальной оболочки щита монтируют очередное кольцо сборной обделки или подают бетонную смесь для сооружения монолитной обделки.

Если щит не механизирован, то в нем отсутствуют какие-либо механизмы для разработки грунта. В этом случае щит выполняет функции передвижной крепи и рабочих подмостей. При проходке тоннеля в твердых породах их разрабатывают буровзрывным способом, а в пластичных и сыпучих породах - отбойными молотками и лопатами. Разрыхленную породу убирают погрузочными машинами или специальными устройствами, вмонтированными в нижнюю ячейку щита.

Механизированные щиты оснащают рабочими органами механического и гидравлического действия. Наибольшее распространение получили щиты с роторным рабочим органом, вращающимся вокруг продольной оси тоннеля. Используют также щиты с рабочими органами, оснащенными фрезами.

Коллективом Московского метростроя разработан способ проходки тоннелей мелкого заложения при максимальном использовании механизации проходческого цикла, который получил название московского способа.

Московский способ проходки тоннелей мелкого заложения предусматривает ведение работ закрытым способом. Он заменил применявшийся ранее открытый способ работ, при котором приходилось вскрывать земную поверхность по всей длине тоннеля па глубину его закладки и на ширину от 10 до 20 м, в связи с чем нарушается движение городского транспорта, требуется перенесение городских коммуникации и пр. Московский способ предусматривает использование механизированного щита. В проходческий цикл входят разработка забоя и выдача из него породы, погрузка породы в вагонетки, передвижение щита и всего вспомогательного оборудования за ним, монтаж обделки, нагнетание раствора за обделку и другие работы.

При проходке московским способом снижается стоимость 1 км перегонного тоннеля и значительно увеличивается по сравнению с проходкой открытым способом производительность труда.

Открытый способ. Этот способ работ применяют при строительстве тоннелей мелкого заложения. В этом случае вскрывают земную поверхность - сразу на всю ширину разрабатываемого под обделку котлована или по частям - при сооружении тополей траншейным способом. Конструкция обделки при траншейном способе возводится по частям. Обделка состоит из бетонных стен, перекрытия и лотка. Наиболее ответственным и сложным при этом является устройство наружной оклеечной гидроизоляции.

Наибольшее распространение имеет способ разработки котлована сразу на полное сечение.

При открытом способе работ вначале с поверхности земли над будущими стенами тоннеля прорывают разведочную траншею и забивают в псе через 1-2 м друг от друга двутавровые стальные сваи па глубину 3-- 5 м ниже лотка тоннеля. Затем экскаваторами разрабатывают котлован, стены которого по мере его углубления закрепляют досками, заводимыми за полки свай. Сваи раскрепляют металлическими распорками и подкосами, располагаемыми выше перекрытия обделки, обеспечивая возможность механизированной разработки породы и возведения обделки индустриальными методами. Там, где позволяет городская застройка, котлован роют без крепления, а стены его делают под углом естественного откоса грунта.

Оклеечную гидроизоляцию накладывают под лотком тоннеля на специальную бетонную подготовку, а в пределах обделки стен - на предварительно сооружаемую защитную стену из плит различных материалов. Пространство за защитными стенами засыпают песком.

По окончании работ извлекают металлические сваи. После возведения перекрытия на него также наклеивают гидроизоляционный слой, защитный слой и котлован засыпают землей.

В последние годы секции обделки тоннеля возводят главным образом из сборных железобетонных блоков, что значительно сокращает сроки строительства. Однако наличие в секции обделки четырех-- шести элементов требует трудоемких работ по замоноличиванию стыков между блоками, устройству оклеенной гидроизоляции на месте работ и т. п. Эти недостатки исключаются применением предварительно напряженных железобетонных обделок из готовых секции.

При сооружении тоннелей мелкого заложения и их расположении под зданиями пли в непосредственной близости от них предусматривают устройство опорных конструкций, укрепление грунтов или устройство ограждающих стенок, а также мероприятия по снижению вибрации и шума от проходящих поездов.

В конструкциях тоннеля вследствие колебания температур и усадки бетона, неравномерной осадки неоднородного грунта могут появиться трещины. Чтобы предотвратить появление таких трещин, в конструкции делают вертикальные разрезы, называемые температурно-усадочными или деформационными швами. Расстояние между такими швами в зависимости от конструкции отделки может быть 20; 40; 50 и 60 м.

Специальные способы работ. Такие способы применяют в особо сложных инженерно-геологических условиях, когда обычные способы ведения горных работ не могут быть применены.

Сочи 2012. Строительство тоннелей. Новые технологии строительства fish_ka_spb wrote in October 2nd, 2012

Хотел бы рассказать о строительстве тоннелей в преддверии надвигающейся зимней Олимпиады в Сочи. Не буду поднимать здесь злободневных тем, а просто расскажу о строительстве. Я был задействован там в качестве инженера по надзору за строительством 2-х автодорожных тоннелей Дублера Курортного проспекта в его заключительной части. Сейчас строительство идет полным ходом, но до его окончания ещё далековато, и пока что есть возможность посмотреть фотографии с места событий и узнать немного о новой технологии строительства тоннелей.

Работы по сооружению тоннелей №8 и №8а производятся по технологии, которая впервые применяется в России.

Она получила широкое распространение в Европе и недавно сертифицирована в России. Метод интересен тем, что позволяет производить работы в слабых грунтах с разработкой на полное сечение без осадок дневной поверхности. Это достигается путем предварительного укрепления массива грунта экраном из труб, что намного снижает вероятность вывала массива грунта и повышает безопасность проведения работ в тоннеле.

1. Буровая самоходная установка

С её помощью производится горизонтальное бурение, затем в пробуренные скважины внедряются стекловолоконные трубы.

2. Оператор буровой установки.

Затем в трубы производят нагнетание цементного раствора. В итоге образуется так называемый защитный экран, который позволяет вести разработку забоя на полное сечение.

3. Разработка забоя и вывоз грунта

Разработка производится с помощью гидромолота. Выбор грунта осуществляется погрузчиком, а вывоз грунта - грузовыми самосвалами.

4. Производство работ по разработке забоя и параллельному вывозу грунта.

5.

Затем начинаются работы по монтажу черновой крепи. Монтируется стальная арка, которая впоследствии омоноличивается набрызг-бетонной смесью из специальной установки.

6. Забой. Устройство черновой крепи.

7. Омоноличивание арок черновой крепи набрызг-бетоном.

Следующим этапом работ является устройство гидроизоляции тоннеля (сначала в районе "пят" чистовой обделки).
После этого производят монтаж арматурных каркасов так называемых "пят" (т.е. боковых частей основания свода чистовой обделки), монтируют инвентарную опалубку и начинают бетонирование.

8. Инвентарная опалубка и арматура.

Бетонирование осуществляется бетононасосами, а раствор доставляется на грузовых "миксерах" с заводов. При бетонировании элементов чистовой обделки используется бетон марки B30.

9. Бетонирование "пят" обратного свода.

После того, как бетон набирает достаточную прочность, производится демонтаж опалубки. Далее устанавливают рельсы под монтажные тележки и передвижную инвентарную опалубку.

10. Монтажная тележка для устройства гидроизоляции

Затем начинается второй и третий этапы гидроизоляции - гидроизоляция стен, свода нижней и верхней части.

После того, как устройство гидроизоляции в нижней части свода завершено, начинается монтаж арматурного каркаса. Захватка не превышает 12-ти метров.
Работы не прерываются и ведутся параллельно с разработкой лба забоя 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

11. Специально для пропуска техники сооружен пандус.

После устройства арматурного каркаса, начинают бетонирование. Одновременно вяжут армокаркас в верхней части свода, куда уже перемещена опалубка.

12. Инвентарная опалубка для бетонирования чистовой обделки.

14. Подача бетона осуществляется через бетононасос, шланги которого стыкуются со специальными отверстиями в опалубке.

После того, как бетон набирает необходимую прочность, инвентарная опалубка демонтируется и передвигается дальше. Затем весь цикл работ повторяется.

15. После демонтажа инвентарной опалубки, начинаются работы по устранению неровностей в поверхности уже с другой монтажной тележки.

Теперь вашему вниманию хочу представить тоннель, который был по-соседству. Буквально в нескольких метрах строится ещё 2 автодорожных тоннеля, которые так же относятся к Дублеру Курортного проспекта, но сооружаются они уже по иной технологии.

Вот несколько фотографий оттуда.
16.

Тоннели возводятся параллельно по новоавстрийскому способу при помощи специальных тоннелепроходческих комбайнов с рабочими органами различных типов.

По сравнению с методом, описанным выше, в этом способе можно выявить сразу несколько недостатков. Технология не позволяет вести разработку забоя на полное сечение, что влияет на сроки строительства. Также, здесь применяются энергозатратные тоннелепроходческие комбайны. И, наконец, метод строительства не безопасен, т.к. возможны вывалы массивов грунта, обрушение временной крепи и т.д. Метод далеко не новый, этим можно всё объяснить.

Устройство черновой крепи ведется в несколько этапов: сначала производится разработка калотты (сводовая часть), после этого в выработанную часть монтируют арку и бетонируют ее.
17.

18. Бетонирование межарочного пространства

После проходки калотты на максимально допустимую длину, начинают разработку штросс.

19. Разработка центральной части массива грунта. Тоннелепроходческий комбайн.

20.

При разработке штросс, используют анкера и рамы, примыкая ими к уже установленным рамам калотты. Далее начинается комплекс работ по устройству чистовой обделки и весь цикл работ повторяется. Это вкратце. Теперь фотографии:

21. Комбайн №1. Вид спереди

22. Комбайн №1. Вид сзади

23. Комбайн №2.

24. Вывоз грунта осуществляется также, самосвалами во временные отвалы.

26. Складирование и вывоз грунта из временного отвала.

28. Технологические работы в тоннеле и производство геодезических съемок на дальнем плане.

29. На смену

30. Суровый экскаватор