Проходка выработки под защитой опережающего укрепления
Для устройства объектов малого заложения применяются самые разные варианты технологий. Многое зависит от расположения будущего строительного объекта. Согласно регламенту, сооружения малого заложения в грунтовой толще могут находиться в условиях городской среды, на переходах с наземными транспортными сетями, др. объектами, зданиями. Объекты малого заложения в грунтовой толще относятся к сооружениям с высокой долей ответственности. Возможно сооружать переходы и единичные системы по способу опережающего укрепления. Оно может устраиваться по бокам от выработки, либо в верхней ее части.
Варианты защитных экранов могут отличаться по типу заложения. В зависимости от материала они делятся:
— металлосплавные;
— ЖБИ или монолитно бетонные;
— снабжающиеся стабилизированным грунтом;
— с сооружением опережающего укрепления из монолитного бетона.
Ход устройства выработки предполагает этапы:
— осуществляется пилотная проходка вспомогательного приямка, либо шахты под заданным режимом;
— формируется опережающее бетонное укрепление;
— проводится основная разработка грунтовой толщи с удалением керна из забоя;
— осуществляется возведение временных, либо постоянных укреплений.
Для разработки грунта по описываемой методики и инсталляции ограждений применяют традиционные горные способы. Выбор делают на основе проекта.
Указанная технология с проходкой под защитой опережающего укрепления позволяет формировать каналы разного сечения протяженности до 100,54 м. Возможно увеличивать длины проходки за счет выполнения промежуточных стволов, либо приямков, откуда ведется задавливание.
Выделяют несколько модификаций указанного способа. Они предполагают отличия в материале заложения, форме экранов, их параметрах. Также возможны разные способы возведения и присутствие\отсутствие элементов замкового стыкования.
При формировании защитных экранов применяются варианты технологий следующего плана:
— способ щитовой проходки, используемый на выработках малого калибра;
— способ продавливания, а также прокол для малокалиберных труб;
— техника микротоннелирования с задействием МПК;
— способ бурения – ГНБ;
— фрезерная проходка;
— стыкование грунтовых пластов при помощи струйной цементации, либо других аналогичных химико-физических методов.
Подобрать технологию для закладки укреплений возможно после осуществления комплексного анализа условий на местности. В зависимости от типажа труб и материала применяют продавливание, либо прокол. Эти варианты отличаются лишь назначением, основа технологии практически одинакова. Отличие между проколом и продавливанием состоит в способе выработки грунта. Применять продавливание рациональнее для труб большого калибра. Прокол эффективен для малой закладки. По неустойчивым грунтам после задействия продавливания, либо прокола промежуточное пространство заполняется цементным раствором высокой плотности.
Когда требуется продавливание трубы по грунтам неустойчивого плана, то для стыкования заделки между собой применяются замковые устройства. Они выполняются по типу шпунтов. Такой вариант позволяет увеличить точность проходки и упростить процедуру мониторинга. Все благодаря свойствам замковых устройств, которые служат не только для стыковки, но и выполняют функцию направляющих для следующих задавливаемых труб.
Все операции по продавливанию труб, заложению ограждений, стыкованию участков, заполнению бетонным раствором промежутков и стыков выполняют при участии комплексов оборудования. Подбирают их исходя из оптимальных условий для возведения объекта на конкретной территории. Учитывают локальные требования среды. В практическом применении получили распространение целые комплексы для прокола и продавливания, отличающиеся повышенной способностью к механизации и автоматизации. Механизмы позволяют работать быстро и четко, лишают возможности образования дефектов, неточностей в процессе работ. Участие человека в таком случае минимально. Для ГНБ также применяются специализированные буровые установки. Микротоннельная проходка реализуется с использованием МПК. Выделяют щитовую проходку, в которой участвуют управляемые щитопроходческие комплексы.
Развитие технологий закладки привело к развитию механизмов для ее исполнения. На рынке представлены как зарубежные, так и отечественные модели устройств для реализации самых разных методов проходки. Выделяют модель грунтопрокалывающей установки ГП. В состав ее конструкции входят направляющая рама, которая выполняется из прочного металлосплава, плита, выполняющая опорно-нажимную функцию, упор подвижного типа, а также комплекс гидравлических домкратов, питающихся от маслостанции. Модель ГП может принимать участие в продавливании труб стального исполнения с протяженностью в 79 м. По грунтам плотным с каменистыми включениями работают продавливанием ГП с использованием предварительно разбуренных пилотных скважин. Такой подход позволяет увеличить производительность устройства и сократить сроки СМР.
Разработаны зарубежные аналоги агрегатов, снабжаемые направляющими трубами, шнеками, буровыми головками, фрезерными механизмами. Каждая из моделей отличается специфическими особенностями и позволяет работать в условиях грунтов, способных к разработке. Контроль за работой устройств проводят при помощи приборов и локализаторов. Это дает возможность увеличить точность закладки и избежать отклонения. Также контроль позволяет обходить и обнаруживать препятствия в грунте.
Возможен вариант увеличения протяженности прокладки труб за счет формирования промежуточных шахт. Также возможно применять промежуточные приямки. Здесь создают промежуточные экраны, которые закладываются методом разбуривания, либо задавливания.
Раскрытие выработки реализуется за счет защиты готового экрана. Реализуют выработку заходками. Они отличаются по длине экрана. Притом последний участок принято укреплять применением стальных арочных конструкций, либо покрытий из набрызгиваемого бетона. После в опалубке передвижного типа осуществляют монтирование постоянной обделки.
Когда применяется строительство выработки при задействии горных способов по полускальным и склонным к дисперсности грунтам, то задействуют опережающие бетонные укрепления. Их принято формировать способом бетонирования при участии набрызгиваемого бетона. Притом предварительно по контуру формируют контурные щели.
Возможно выделить следующие плюсы методики возведения опережающих бетонных укреплений:
— возможно создавать лучшие условия для устройства и стабилизации массива грунта;
— становится возможным исключить переборку грунта, сводятся к нулю возможные деформации массива грунта и поверхности. Становится возможным ускорить работы, осадка грунта минимальная;
— возможно реализовывать выработки с применением традиционных методов заложения;
— возможно применять различные варианты выработок;
— сокращается стоимость строительства.
Применяют ОБУ по грунтам некрепким скальным, а также по условиям мягких пород и грунтам полускальным.
Формирование опережающих укреплений по грунтам неустойчивого плана предполагается с использованием технологии струйного цементирования. Реализуется она по алгоритму. Сначала формируют контур будущего объекта заложения. В грунтовой толще размещают с определенным по проекту шагом мониторы, которые имеют насадки. Под давлением через насадки подают струю воды и раствор цемента. Под действием гидравлического метода происходит вымещение окружающего грунта. Он выводится и смешивается с цементным раствором. Как результат, образуется вариант грунтоцементной сваи, которая состоит из бетона и уплотненного грунта. Возможно также формирование наклонных, либо вертикальных стенок. Закрепление грунта с размещением свай реализуется при участии комплексов оборудования.
По грунтам скальным и склонным к дисперсности возможно планировать устройство протяженной проходки с применением комбинации горных работ и устройством опережающего укрепления. Притом последнее реализуется в виде закладываемых экранов, которые выполняются из бетонных конструкций, труб, сводов, стенок разработанного грунта. Описываемая методика позволяет работать с большим функционалом, универсальностью, меньшими влияниями на окр. среду.
При устройстве экранов снабжаемых ЖБИ, стальными или трубами из асбоцемента применяют вспомогательные выработки. Чтобы обеспечить стабилизацию грунта в забое, применяют метод струйной цементации. Указанная методика эффективна по разным грунтам, даже слабым и склонным к неустойчивости.