Организация строительства автодорожного тоннеля глубокого заложения

 

 

3 Характеристика проходческого комплекса

В проходческий комплекс типа КТ15,6Д2 включены: механизированный щитовой ,щитовой транспортер,погрузочная машина  с подгребающим органом,тюбингоукладчик

Щитовой агрегат состоит из корпуса и вмонтированного в него в передней части рабочего органа, представляющего собой два диска, расположенных на концах водила, с приводом от электромотора, узла перемещения рабочего органа на забой, погрузочного устройства ковшёвого типа и транспортёра для выдачи грунта. Разработанный грунт в лотковой части забоя захватывается саморазгружающимися ковшами и через разгрузочное окно в диафрагме подаётся на скребковый транспортёр щита. Передвижение щита осуществляется 40 гидродомкратами, усилие рабочего хода одного домкрата – 56 т. Мощность электродвигателей составляет 200 кВт. Максимальная длина выдвижения рабочего органа –750 мм.

Механизм движется по рельсам транспортного моста, опирающегося одним концом через шарнирное соединение на щит, а другим через подвижную опору на рельсы платформы, перемещающейся по готовому плоскому лотку тоннеля. На хвостовой части транспортного моста смонтированы гидронасосные установки и электрооборудование.

Транспортёр-перегружатель установлен на платформе, имеющей два гидравлических домкрата и передвигающейся при их помощи вперёд путём подтягивания к уложенному блоку плоского лотка. На платформе размещены два рельсовых пути (ширина колеи – 600 мм, между осями – 1300 мм), которые в средней части платформы соединены стрелочной разминовкой.

Для откачки воды из тоннеля используются центробежные насосы типа 6НДС

4 Проект производства работ

 

Работы по сооружению тоннеля ведутся круглосуточно, продолжительность одной смены – 8 часох тоннеляхв на рамповых участках и по 6 часов в сами. Разработка тоннеля ведётся с двух сторон. Цикл работ разделяется на ряд основных операций: разработка грунта в забоев, откатка грунта в вагонетках, выдача грунта на поверхность, приготовление тюбингов, доставка тюбингов к забою, укладка тюбингов и т.д. (см. календарный график строительства).

1 Подготовительные работы

Подготовительные работы ,включают в себя: расчистка от мусора , пней ,мешающих деревьев, перенос коммуникаций с оси будущего тоннеля на временные опоры,построение объездной дорог.

2 Разработка  рамповых  участков

Затем в доль стен будущей рампы погружают сваи шпунтового ряда сразу с 4-х сторон. Разработка рамп начинается с отстованием на 6 дней от погружения свай грунта ковшёвыми экскаваторами и вывоза его автосамосвалами на расстояние 5 км от места строительства. На выполнении данной операции задействованы 2 экскаватора ЭО-5122 с прямой лопатой (вместимость ковша 1,6м3, наибольшая глубина копания 6м, наибольшая высота выгрузки 5м, максимальный радиус копания 9,4м) и десять автосамосвалов КамАЗ – 5511 (грузоподъёмность 10 т, объём кузова 7,2м3).

 

Расчёт системы экскаватор- автосамосвал:

Определяем продолжительность рейса автосамосвала с учетом времени на его загрузку:

Тр= tпогр +( tгр + tпор)+  tр +   tдоп ;

Где tпогр –время на погрузку автомобиля грунтом:

 

Ко  - коэффициент разрыхления грунта 1,15

tц =0,5 мин - время цикла поворота экскаватора на

1,1*Vа   - грузоподъемность автомобиля при условии заполнения кузова с шапкой   10т

Ψ=0,8÷0,9 - коэффициент  заполнения ковша   экскаватора

qэкс =1,6 м3 - ёмкость ковша экскаватора

γгр =2,05т/ м3 - удельный вес грунта

tгр + tпор  =(60* Lгр/ υгр +60* Lпор/ υпор)*К

Lгр, Lпор - длина пути в грузовом и порожнем направлениях до отвала 3÷5км

υгр, υпор - скорость движения автомобиля (40км/ч, 60км/ч)

К=1,1÷1,2 коэффициент,  учитывающий время разгона или замедления движения

Lгр =Lпор , υгр =υпор } tдв =120*L*K/ υср, υср =55км/ч

tр   - время на разгрузку 2,5÷3мин

tдоп  - 3,5÷5мин время на дополнительные маневры в течение одного рейса

 

 

 

Определяем количество автосамосвалов под один работающий экскаватор:

 

Сменная техническая производительность системы экскаватор- автосамосвал:

Tсм - продолжительность смены 8ч=480мин

tр  - время разгрузки автосамосвала 2÷3мин 

 

Расчет эксплуатационной производительности:

Ксм- коэффициент 0,7÷0,8

Экскаваторы ведут разработку рампового участка с двух сторон.

3 Проходка тоннеля щитовым  комплексом 

Следующий этап –сборка в проходческого комплекса.Бетонирование рамп и бетонирование порталов ведется одновременно.По мере возведение стен рамп  устанавливают набивные железобетонные анкера в 2 ряда с шагом 6 метров.

Определение геометрических размеров щита:

Наружный диаметр щита:

где - наружный диаметр обделки

- строительный зазор между внутренней поверхностью оболочки щита и наружной поверхностью обделки

-толщина оболочки

Полная длина щита:

где -  длина ножевого кольца =1,7 м для неустойчивых грунтов

длина опорного кольца =2 м

длина  свободной части оболочки

длина перекрытия обделки =2,2 м

длина свободного промежутка между опорной площадкой плунжера и торцевой плоскостью смонтированного кольца обделки =0,15 м

длина выступающей за пределы опорного кольца части гидроцилиндра =0,15 м.

Внутренний диаметр щита:

По оболочке -

В пределах опорного кольца -

Мощность щита

Управляемость щита характеризует коэффициент маневренности, определяемым как отношение длины щита к его диаметру:

Щитовая проходка начинается с установки в хвостовой части щита секций тюбингов в кольцо. Тюбинги соединяются в единое кольцо, и закрепляются с помощью болтов с резиновой шайбой в 2 ряда  расстоянием между ними 40см.Между тюбингами,в конавки закладывают свинцвый шнур, выполняющий  роль гидроизоляции.

После установки кольца корпус щита перемещается вперёд. Одновременно осуществляется уплотнение колец реактивными усилиями щитовых домкратов, которые упираются в поверхность кольца, распределяющего давление на тюбинги.

Рабочий орган механизированного щита разрабатывает грунт в забое на заходку 750мм после окончания перемещения корпуса щита и укладки чугунных тюбингов. Разработанный грунт системой транспортёров грузится в составы вагонеток и отправляется электровозом (типа 8 АРП-3 с питанием от аккумуляторов) по тоннелю к рамповому участку, с которого осуществляется выдача грунта на поверхность.

Во время разработки грунта идет приготовление бетонной смеси и загружается в бетононасос, снимается металлическая пробка из тюбинга и начинается первичное нагнетание.. После этого, гидродомкратами, установленными на платформе, передвигается транспортёр-перегружатель на величину 750мм.А спустя 40 минут и контрольное нагнетание цементным раствором.

Комплекс работ по проходке и сооружению обделки приведён на циклограмме.

По окончанию проходки самого тоннеля начинают бетонирование вентиляционной перегородки . После возведения перегородки  переходят к бетонированию дренажного лотка .По завершению переходят к укладке ж.б. подплитных балок, на которые позже укладыват ж.б. плиты.Поверх ж.б. плит устраивали в ручную  сточный треугольник с уклоном 20‰ . Одновременно с этим ведется укладка арматурного ж.б. тротуарного блока с дальнейшим его омоноличиванием. Затем поверх сточного треугольника в ручную устанавливают гидроизоляцию из мастика(1см)  и укладывают защитный слой из бетона(4см), на который в дальнейшем кладут цементобетон(7см). Укладка литого асфальта тротуаров (вручную) с уклоном 1% . Все работы ведутся от середины к краям двумя группами одновременно.

Заключительный этап строительных работ. Устанавливаются центробежные вентиляторы системы вентиляции над вентиляционной перегородкой с интервалом 85м. Применены центробежные вентиляторы высокого давления типа ВРС №12, имеющие производительность 100 тыс. м3/ч. Осуществляется монтаж станции перекачки сточных вод ,монтаж стандартных металлических перильных ограждений. Производится монтаж электроосветительных приборов, в качестве которых приняты газоразрядные лампы высокого давления мощностью от 100 до 1000 Вт. Они располагаются в углах стен непрерывно вдоль оси тоннеля.

4 Сдача тоннеля 

Уборка строительного мусора , вывоз строительных машин , восстановление  коммуникаций и дорог.

5. Расчетная часть

5 .1 Проектирование строительной площадки

 

В пределах стройплощадки размещают сваебойное и землеройное оборудование, козловые краны, грунтоуплотняющие катки. Временные здания и сооружения следует возводить из облегченных инвентарных конструкций с наружной обшивкой пластиком или тонким профилированным металлическим листом.

   Для ведения основных  работ на стройплощадке находятся комплектные трансформаторные подстанции, склады различных материалов и изделий, арматурный двор, слесарные и столярные мастерские.

Снабжение строительного участка электроэнергией осуществляется от городской сети путем подземной прокладки кабелей или устройства воздушной линии. Для подачи на строительную площадку воды врезаемся в городскую водопроводную сеть.

   Строительная площадка  обнесена  забором высотой 2 м  и имеют ворота для въезда  и выезда транспортных средств. В вечернее и ночное время  в пределах строительной площадки  устраивают искусственное освещение. Для подвозки строительных материалов  устраивают односторонную автодорогу шириной 3 метра .  

Оси наземных и подземных сооружений разбивают от пунктов городской полигонометрии или специально созданной геодезической основы. При выносе осей в натуру фиксируют пикетные точки, указанные на проектных чертежах, вершины углов поворота трассы, начала и концы кривых. Главные оси подземного сооружения и отметки высотного разбивочного обоснования выносят на геодезическую обноску. Обноску устраивают на высоту 0,4— 0,6 м параллельно основным осям подземного сооружения. Положение обноски устанавливают с помощью теодолита. Откладывая по верху обноски проектные расстояния, находят промежуточные оси подземного сооружения.

На строительной площадке размещаются санитарно-бытовые, административные, производственные и складские здания и сооружения. Потребность во временных санитарно-бытовых и административных зданиях определяем с учётом нормативной площади на одного человека.

Определяем общую численность работающих на строительной площадке:

Nобщ=(Nраб+Nитр+Nслуж+Nмоп)/Ко=(20+3+2+1)/1,06=25чел, работающие в одну смену, где

Nраб – численность рабочих, принимаемая по календарному графику (83,3 % от общего числа работающих);

Nитр – численность инженерно-технических работников (9,1%);

Nслуж – численность служащих (6,2%);

Nмоп – численность младшего обслуживающего персонала и охраны (1,4%);

Ко – коэффициент, учитывающий отпуска, болезни и т.д.(1,06)

Учитывая расчётную общую численность работающих, определяем потребность в необходимых площадях, принимая следующие соотношения помещений и работающих: административных помещений – на 80% общего количества ИТР, служащих и МОП(6); умывальных, столовых, душевых, помещений для сушки одежды и обогрева рабочих, туалетов (при соотношении численности мужчин и женщин 0,7 и 0,3) – на максимальное количество работающих в наиболее многочисленную смену; гардеробных – (23) на общее количество работающих.

Максимальное количество работающих в наиболее многочисленную смену – 20 человек. 

Расчёт необходимых площадей в м2 сводим в таблицу.

Приобъектная строительная площадка располагается на расстоянии 500 метров от строящегося тоннеля. На ней размещены: прорабская, необходимые бытовые помещения для рабочих, автостоловая,  стоянка машин и механизмов, склад ГСМ,  емкость для отработанных масел и др., перечень и размещение которых даны на чертеже. Приобъектная строительная площадка огораживается забором из сетки "Рабица".  железобетонные изделия – в открытом складе для штабельного хранения материалов. Для административно-бытовых помещений используются типовые мобильные здания контейнерного типа. Электроснабжение строительства осуществляется от ЛЭП. Хозяйственно-питьевое и производственное водоснабжение осуществляется через городской водопровод.

Таблица.  Санитарно-бытовые и административные помещения.

Помещение	Кол- во Человек	Площадь на 1 чел, м2	Площадь, м2	Параметры
Гардеробная	65	0.9	59,5	6 по 2,5х4
Помещение отдыха	16	0,2	3,2	2х1,6
Умывальная	20	0,05	1	0,5х2
Душевая с     раздевалкой	20	0,43	8,6	4,3х2
Сушилка	20	0.2	4	2х2
Туалет (м/ж)	20	1	2	2 по 1х1
Автостоловая	20	1	20	4х5
Прорабская	2	24	48	6х8
Диспетчерская	2	7	14	4х3,5

 

Sтр=Sн Zn Z 0,1

где Sн-нормативный показатель для зданий санитарно-бытового назначения на 10 человек.