Проект тоннеля, сооружаемого горным способом

Содержание
Исходные данные 4
1. Основные параметры поперечных сечений, продольного профиля и плана тоннеля, обоснования по их выбору 5
2. Материалы тоннельных обделок; конструкции обделок, порталов, камер и ниш с указанием основных параметров 6
3. Выбор расчетной схемы; определение нагрузок на конструкции; исходные данные для статического расчета; результаты расчета (таблицы M,N и R, эпюры); проверка прочности конструкций в основных сечениях 8
3.1. Подготовка исходных данных 8
3.2. Нагрузки и их сочетания 9
3.3. Анализ результатов расчета 16
3.4. Проверка прочности сечений обделки 19
3.5. Проверка прочности грунтового основания под подошвой фундамента 22
4. Постоянные устройства: верхнее строение пути, проезжая часть; водоотводные и дренажные устройства; вентиляция тоннеля при его эксплуатации с обоснованием принимаемой системой вентиляции; освещение, автоматика, сигнализация и связь, противопожарная защита 23
5. Технология сооружения тоннеля: обоснование принятого способа сооружения, типа временной крепи, способа разработки грунта, вида тоннельного транспорта 25
6. Разработка грунта в забое: буровое оборудование, расчет параметров паспорта БВР 26
6.1. Бурение шпуров 26
6.2. Шпуровые заряды и вруб 26
6.3. Взрывчатые вещества и средства взрывания 26
6.4. Расчет параметров БВР для контурного взрывания 27
6.5. Паспорт БВР 29
7. Временная крепь: расчет параметров паспорта крепи, конструкция, технология установки 33
8. Погрузка и транспорт грунта: выбор породопогрузочных и транспортных машин, определение их производительности и необходимого количества 34
9. Бетонные работы: выбор типа опалубки и другого необходимого оборудования; технология и типы производства работ 37
10. Вентиляция выработок в период строительства: выбор видов вентиляции, расчет параметров вентиляционной струи, выбор типов и расположения вентиляторов 40
11. Освещение, энергоснабжение и электроснабжение выработок 43
12. Циклограмма проходки выработки 44
13. Мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды 45
Литература 46

Время оборота состава вагонеток:
Тобор. = Тпогр. + Тдв. + Тразгр. + Тман.
– время погрузки состава;
– время движения состава;
– время разгрузки состава;
– время маневрирования состава в течение рейса;
Тобор. = 2.59 + 20.0 + 12.0 + 6.0 = 40.59 мин.
Требуемое количество составов:

9. Бетонные работы: выбор типа опалубки и другого необходимого оборудования; технология и типы производства работ
Проектом предусматривается устройство монолитной железобетонной обделки переменного сечения. Предусматривается последовательная схема организации работ по возведению обделки.
Комплект машин для устройства конструкции позволяет осуществлять укладку 10-15 м3 бетонной смеси в течение 1 ч.
Бетонная смесь приготовляется в районе расположения западного портала.
Для возведения обделки принимаются: индивидуальная передвижная самоходная опалубка и растворонасос С-317.
Принятый тип опалубки обеспечивает простую установку и передвижение вслед за забоем, и не препятствует перемещению по выработке грунта и материалов. Тележка, поддерживающая опалубку, передвигается по путям, охватывающим снаружи откаточные пути выработки, а в конструкцию опалубки входят шарнирные устройства, позволяющие разрывать контакт опалубки с затвердевшей бетонной смесью.
Конструкция опалубки состоит из секций, смонтированных на индивидуальной тележке каждая. Формат исполнения опалубки – жесткая инвентарная, допускается возможность небольших радиальных перемещений.
Секции опалубки последовательно устанавливаются на заходке, ближайшей от забоя, по направлению к выходу тоннеля.
Подача бетонной смеси к месту укладки осуществляется бетононасосами по бетоноводам.
Длина заходки бетонирования принимается по условиям проходки нижнего уступа сечения тоннеля:
Lб = Lз = 6·Wc =6·1.90 = 11.4 м;
Время перестановки опалубки на новую заходку:
;
где:
– коэффициент для учета конструктивных особенностей двухпутного железнодорожного тоннеля;
– коэффициент для учета конструктивных особенностей самоходной опалубки;
Время укладки бетона за опалубку в пределах заходки бетонирования:
где:
– расход бетона на 1 м тоннеля;
– количество бетоноукладчиков;
;
– коэффициент для учета использования укладчиков во времени;
– вместимость сосуда бетоноукладчика;
tв = 3 мин. – время выгрузки бетона из сосуда;
tд = 1 мин. – время движения бетонной смеси по бетоноводу.
;
;
Время выдерживания бетона в опалубке:
;
Время цикла бетонирования:
Тц = Тпер. + Тбет. + Твыд. = 5.39 + 8.35 + 48 = 61.74 ч.
Темп производства бетонных работ:
;
где:
– количество рабочих часов в сутки;
– количество рабочих дней в месяц;
10. Вентиляция выработок в период строительства: выбор видов вентиляции, расчет параметров вентиляционной струи, выбор типов и расположения вентиляторов
Вентиляция тоннеля производится по вытяжной схеме.
Исходные данные для определения объемов проветривания:
q =6.0 м3/мин – норма подачи воздуха на 1 человека;
S =90.74 м2 – площадь поперечного сечения выработки;
z =20 человек – расчетное число персонала, одновременно находящихся на строительной площадке;
υmin =0.1 м/c – минимальная скорость движения воздуха в горизонтальных выработках;
ω =0.74 м2 – площадь поперечного сечения вентиляционной трубы;
– длина свободной струи;
t =1200 c – время проветривания после взрыва;
а =48 – коэффициент учета площади сечения тоннеля;
γ =2.2 т/м3 – плотность разрабатываемого грунта;
lk =2.2 м – длина комплектов шпуров;
k1 =1.3 – коэффициент концентрации выхлопных газов;
k2 =0.5 – коэффициент учета влажности грунта выработки;
Ск =1.6·10-5 – объемная предельно допустимая концентрация окиси углерода;
m = 2 шт. – расчетное число машин, находящихся в забое;
qг = qп =8.6·10-2 м3/с – расчетное выделение выхлопных газов гружеными и порожними машинами;
Сог =1.4·10-3 – начальная концентрация окиси углерода в выхлопных газах груженых автомашин с нейтрализаторами;
Соп =1.2·10-3 – начальная концентрация окиси углерода в выхлопных газах порожних автомашин с нейтрализаторами;
L = 3400 м – длина тоннеля (выработки);
– время погрузки состава;
– скорость движения состава;
Определение объемов проветривания:
Число людей:
;
Минимальная скорость воздуха:

Газы взрывания:
;
Газы двигателей внутреннего сгорания:
Наибольшее значение:
Расчетный объем проветривания:
;
Требуемая производительность вентилятора:
Скорость выхода воздуха из трубы:
Динамический напор воздуха:
;
Статический напор воздуха:
;
Напор воздуха, учитывающий местные сопротивления:
;
Расчетный напор:
;
По найденным характеристикам:
Принимаем два центробежных вентилятора ВЦД-16, расположенных по двум вентиляционным трубам.
Производительность вентиляционной системы составляет:
.
11. Освещение, энергоснабжение и электроснабжение выработок
Для обеспечения производства строительных процессов подземная выработка оснащается стационарным электрическим освещением, которое включает лампы накаливания мощностью 100 Вт. Лампы размещаются по обеим сторонам выработки через 5 м и подвешиваются на высоте 6.0 м от отметки УГР.
В призабойной части выработки дополнительно устанавливаются два прожектора с матовыми стеклами.
Напряжение в сети освещения принимается значением 42 В. Осветительная проводка принимается в формате изолированного провода на фарфоровых изоляторах с высотой подвески 3.0 м от отметки УГР.
Обеспечение потребителей электрической энергией производится от линейных трансформаторов с низковольтным распределительным щитом.
Переносные аккумуляторные лампы предусматриваются для включения в сеть напряжением не выше 12 В.
12. Циклограмма проходки выработки
Проходка выработки предусматривается последовательным способом при производстве работ: 4 смены/сутки. Каждая смена включает 6 часов рабочего времени.
Производство работ осуществляется в два этапа:
на первом этапе производится проходка верхней части сечения тоннеля – калотты, высотой сечения 3111 мм на всю длину тоннеля. Для производства работ принимается организационная единица измерения – заходка, длиной 2.0 м (из условия производства взрывных работ).
на втором этапе производится проходка нижнего уступа сечения тоннеля высотой сечения 5713 мм на всю длину тоннеля. Для производства работ принимается организационная единица измерения – заходка, длиной 11.4 м (из условия производства взрывных работ).
Для организации работ первого этапа разработана циклограмма производства работ. Общее количество времени, которое необходимо затратить на производство работ на одной заходке (длиной 2.0 м) составляет: 9.0 часов, общая трудоемкость работ составляет: 60.58 человеко-часов.
Для организации работ второго этапа разработана циклограмма производства работ. Общее количество времени, которое необходимо затратить на производство работ на одной заходке (длиной 11.4 м) составляет: 30.0 часов, общая трудоемкость работ составляет: 297.59 человеко-часов.
13. Мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды
Производство строительных процессов основного и подготовительных периодов, а также практическая эксплуатация конструкций тоннеля не должны вызывать загрязнения в недопустимых пределах атмосферы, водоемов, водотоков, подземных вод. Характер строительных работ должен исключать предпосылки для истощения источников водопользования, возникновения и развития эрозионных процессов, карстообразования и других неблагоприятных явлений.
Отвод территории под строительство и охрану выполняется в строгом соответствии с действующим законодательством.
В процессе строительства необходимо разработать и реализовать комплекс мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности для участков местности, прилегающих к району расположения объекта транспорта.
Мероприятия и технические решения, направленные на охрану окружающей среды и осуществляемые в процессе строительства, необходимо согласовывать в установленном порядке с территориальными органами Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов, а также с территориальными центрами Госкомсанэпиднадзора.
Производственные, хозяйственно–бытовые и поверхностные сточные воды, образующиеся на строительной площадке и в тоннеле, подлежат отчистке, степень которой, определяется в соответствии с санитарными нормами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения. Следует предусматривать раздельное отведение нормативно чистых и загрязненных производственных сточных вод. Система отведения и очистки производственных, поверхностных и хозяйственно–бытовых сточных вод в процессе строительства и эксплуатации тоннеля должна соответствовать требования СНиП 2.04.03–85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
Литература
1. Методические указания по оформлению курсовых и дипломных проектов по тоннелям и метрополитенам / составитель А.К. Поправко и др., Новосибирск, 1983 г, 43 с.
2. Методические указания: Проектирование тоннелей, сооружаемых горным способом / составитель А.К. Поправко и др., Новосибирск, 1999 г, 26 с.
3. Методические указания: Производство работ при строительстве тоннелей, сооружаемых горным способом / составитель А.К. Поправко и др., Новосибирск, 1999 г, 38 с.
4. СНиП 32-04-97 «Тоннели железнодорожные и автодорожные»., М., 1997 г., 20 с.
5. Тоннели и метрополитены / под редакцией В.Г. Храпова, М., 1989 г, 389 с.
6. Проектирование тоннелей / С.А. Компаниец, А.К. Поправко, А.А. Богоро-децкий, М., 1979 г, 320 с.

Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лит
Лист
Листов
1
47
Проект тоннеля, сооружаемого горным способом
г.Мытищи 2010г
г.Мытищи 2010г ________________
(подпись)
г.Мытищи 2010г
Курсовой проект
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата
Разраб.
Пров.
Т. контр.
Н. контр.
Утв.
Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лист
45
Курсовой проект
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата