Тоннельные шахты: Типы, конструкция и преимущества - Строительство и ремонт

Тоннельные шахты – это вертикальные проходы, которые соединяют поверхность земли с крышей тоннеля. Шахты имеют много преимуществ и используются при строительстве тоннелей. Когда положение и ход тоннеля правильно выровнены и соответствующим образом обозначены на поверхности, в определенных точках линии тоннеля прокладываются шахты для облегчения проходческих работ.

Тоннельные шахты

Типы тоннельных шахт в зависимости от характера грунта

Общая процедура строительства тоннельного ствола

1. Бурение ствола
2. Намыв
3. Лесозаготовка
4. Перекачка
5. Подъем

Проходка ствола в мягком грунте

1. Неглубокий вал
2. Глубокие валы

Меры предосторожности при проходке ствола

Проектирование опор вала

H = K.W.D

Преимущества тоннельных шахт

Часто задаваемые вопросы

Формы тоннельных шахт

Тоннельные шахты обычно имеют круглую или прямоугольную форму. Прямоугольная форма может быть принята для временных шахт, которые заполняются после строительства тоннеля. Постоянные шахты облицовываются штампованными стальными линейными плитами или бетоном круглой формы.

Типы шахт

1. Наклонные шахты

Эти шахты используются, когда глубина шахты меньше. Выемка грунта в таких шахтах происходит в направлении вверх. Вынутый материал падает вниз и удаляется из туннеля. Удаление навоза под действием силы тяжести достигается при использовании подходящего уклона в 45 градусов или менее.

2. Вертикальные шахты

Этот тип тоннельных шахт обычно проще и экономичнее в выемке грунта по сравнению с наклонными шахтами. В некоторых случаях перед проходкой шахты до полного сечения в нисходящем направлении сначала пробивается пилотный ствол. Затем пилотный ствол используется для намыва – расширения ствола до полного размера, продолжающегося вниз.

3. Круглые валы

Эти шахты обычно имеют круглую форму и облицованы предварительно напряженными стальными плитами или бетоном.

Типы тоннельных шахт в зависимости от характера грунта

1. Шахты в скальных породах/твердом грунте
2. Валы в мягком грунте

Общая процедура строительства тоннельного ствола

Строительство тоннельного ствола включает в себя следующие этапы:

1. Бурение ствола

В грунте, состоящем из скальных пород или в твердом грунте, принимается центральная или пирамидальная схема бурения отверстий. Для шахт в мягких неглубоких грунтах применяется открытая выемка грунта на соответствующую глубину в данном месте. В случае больших шахт применяется ступенчатый метод, чтобы облегчить одновременную проходку и бурение.

Бурение ствола

2. Проходка

Процесс намыва осуществляется вручную, грунт загружается в ведра и поднимается. Однако можно использовать два ковша, чтобы один опускался, а другой поднимался.

Заряд взрывчатки должен контролироваться таким образом, чтобы вес взорванных кусков в тоннеле составлял от 9 кг до 90 кг для удобства перемещения. В случае большого размера шахты также используется погрузчик.

Процесс намыва

3. Проходка

Несмотря на то, что горизонтальное давление обычно отсутствует, заготовка леса необходима для того, чтобы установить направляющие для обойм и поддержать лаги в шахтах. Крепление используется для того, чтобы избежать отрыва мелких кусков породы, которые могут упасть на рабочих и нанести им травмы.

Комплекты лесоматериалов представляют собой рамы из двух боковых и пары торцевых пластин. Она разделена на два отсека, лестничный проход и подъемный проход. Комплекты расположены на расстоянии 5 футов друг от друга, и каждый комплект подвешивается к предыдущему с помощью “подвесных болтов”. Комплекты крепятся к бокам шахты с помощью блоков и клиньев.

Деревообработка ствола тоннеля

4. Прокачка

Шахты обычно влажные из-за уровня грунтовых вод. Влажные швы заделываются цементным раствором. Проходческий насос” используется, когда необходимо откачать избыток воды, скопившейся в шахте. Перед началом взрывных работ насос должен быть отключен и поднят наверх.

Откачка воды из ствола тоннеля

5. Подъем

Если порода твердая и прочная, шахты также “поднимают” из проходки туннеля, а не опускают сверху. Преимущество этого способа заключается в том, что взорванная муть опускается в тоннель, и откачка воды не потребуется.

Первоначальный размер поднимаемого ствола не превышает 5 футов в диаметре.

Проходка шахты в мягком грунте

Туннели в мягком грунте в целом делятся на два типа:

1. Неглубокий ствол

Для проходки шахт в мягких неглубоких грунтах в данном месте делается открытый котлован на соответствующую глубину.

Два комплекта брусьев устанавливаются с соответствующим интервалом и скрепляются диагональным куском бруса.

Листы, состоящие из досок толщиной от 1,5 до 3 дюймов, укладываются вокруг комплектов и удерживаются в нужном положении за счет обратной засыпки.

Листы вбиваются в землю, и одновременно производится подкоп под листами, обеспечивая вертикальное положение листов.

После того, как первый комплект листов будет полностью вбит, рамы правильно распираются и расклиниваются.

Делается небольшая отступка или отступ, после чего начинается и завершается второй этап земляных работ.

Деревянные комплекты должны быть расположены и закреплены на заранее рассчитанной глубине, чтобы выдержать боковое давление при забивке листов.

2. Глубокие шахты

При большой глубине ствола применяется модифицированная система вертикального форполирования. Используются короткие полировочные листы длиной от 5 до 6 футов, которые забиваются в факел из деревянных комплектов, а листы удерживаются в нужном положении двойными клиньями.

Меры предосторожности при проходке ствола

Избегайте общего движения земли за листами, плотно прижимая листы к поверхности почвы.

Необходимо предотвратить прогиб листов, так как это приведет к образованию полости за листами.

Верхняя часть, установленная у поверхности земли, должна быть прочно закреплена тяжелым профилем, чтобы выдержать значительную нагрузку от живых грузов, таких как краны, отвалы материалов и машины, обычно устанавливаемые в устье шахты.

По краю отверстия шахты возводится стена высотой 3 фута для создания защитного ограждения. Это также предотвращает попадание поверхностных вод в шахту.

Защита вокруг отверстия шахты

Проектирование опор шахтного ствола

Она основана на горизонтальном давлении на нескольких глубинах. Поэтому формула для проектирования шахтной крепи имеет вид:

H = K.W.D

Где,
H – горизонтальное давление в фунтах/кв. дюйм. фунт/кв. фут.
W – вес грунта в фунтах на кубический фут.
D – глубина в футах под поверхностью.
K – это константа, зависящая от типа почвы.
Значение K для различных грунтов приведено в таблице ниже:

Преимущества тоннельных шахт

Они значительно ускоряют работу за счет добавления двух забоев на шахту для проходки.

Они обеспечивают выход для вынутого материала и доступ в туннель для строительных материалов.

Их можно использовать в качестве насосных шахт в случае большого притока воды.

Они помогают исправить центровку и правильно провести центральную линию в туннель.

В длинных тоннелях они обеспечивают вентиляцию и помогают выводить дым и нечистоты из тоннеля.

Шахта также служит в качестве эвакуационного пути при авариях.

Часто задаваемые вопросы

Что такое туннельные шахты?

Шахты тоннелей – это вертикальные проходы, соединяющие поверхность земли с крышей тоннеля. Шахты имеют много преимуществ и используются при строительстве туннелей. Когда положение и ход тоннеля правильно выверены и соответствующим образом обозначены на поверхности, в определенных точках на линии тоннеля прокладываются шахты для облегчения проходческих работ.

Какие бывают типы туннельных шахт?

Типы туннельных шахт в зависимости от их формы следующие
1. Наклонный ствол
2. Вертикальный ствол
2. Круглый вал

Каковы преимущества туннельной шахты?

1. Они значительно ускоряют работу за счет добавления двух забоев на вал для проходки.
2. Они обеспечивают выход для вынутого материала и доступ в туннель для строительных материалов.
3. Их можно использовать в качестве насосных шахт в случае большого притока воды.
4. Они помогают исправить центровку и правильно провести центральную линию в туннель.
5. В длинных тоннелях они обеспечивают вентиляцию и помогают выводить дым и нечистоты из тоннеля.
6. Шахта также служит в качестве пути эвакуации при авариях.

6 типов методов прокладки тоннелей в мягких грунтах

Какие установки требуются в тоннеле?

Выравнивание тоннеля: Какова его важность при строительстве тоннелей?

Читайте далее: