10.2 Проходка шахтных стволов
10.2.1 Размещение на строительных площадках монтажных, демонтажных и промежуточных шахтных стволов необходимо осуществлять в соответствии с принятыми в утвержденной проектной документации объемно-планировочными решениями и технологией производства работ.
10.2.2 При проходке шахтных стволов в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических и градостроительных условий, глубины заложения, применяемого типа проходческих щитов применяются следующие способы производства работ:
- обычный (горный) способ с использованием инвентарных швеллерных колец или рамного крепления, железобетонных блоков или чугунных тюбингов;
- способ опускной крепи, в том числе с использованием тиксотропной рубашки или с применением стволопроходческих машин;
- способ устройства «стена в грунте» или буросекущихся свай;
- шпунтовое ограждение.
10.2.3 Размеры монтажных и демонтажных шахтных стволов должны соответствовать габаритам применяемого горнопроходческого оборудования и технологическим требованиям по организации проходки коллекторов и тоннелей.
10.2.4 Днище и нижняя часть стен монтажного и демонтажного шахтных стволов должны бетонироваться по всему периметру на высоту не менее одного диаметра горнопроходческого оборудования над верхом обделки коллектора или тоннеля.
Стены шахтных стволов в зонах входа или выхода горнопроходческого оборудования рекомендуется не армировать при условии установки усилительной арматуры по контуру зоны. При недостаточной несущей способности бетонной стены рекомендуется применять дисперсное армирование в соответствии с расчетом [16].
10.2.5 Ограждающая конструкция крепления монтажного шахтного ствола должна рассчитываться на восприятие горного, гидростатического давления и временной нагрузки, а также усилий от домкратов проходческого щита при вводе его в забой или от максимального усилия домкратной станции при микротоннелировании.
10.2.6 При проходке шахтных стволов горным способом в водонасыщенных грунтах необходимо предусматривать применение специальных методов производства работ (искусственное замораживание, водопонижение, инъекционное закрепление и закрепление грунтов методом струйной геотехнологии).
10.3 Закрытый способ работ по строительству канализационных коллекторов и тоннелей
10.3.1 При подготовке и выполнении строительно-монтажных работ по щитовой проходке коллекторов и тоннелей необходимо организовать и осуществлять постоянный строительный контроль:
- наличия на строительной площадке проектной и рабочей документации, проектов производства работ, нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ и локализации возможных аварий, а также полного комплекта инструкций по подготовке, эксплуатации, техническому обслуживанию горнопроходческих машин и оборудования;
- состояния зданий и сооружений, расположенных в зоне возможного разуплотнения грунтов при проходке коллекторов и тоннелей;
- состояния знаков геодезической разбивочной основы, временной крепи подземных выработок и постоянной обделки;
- диагностики, испытаний и освидетельствований несущих конструкций и технических устройств;
- поддержания в работоспособном состоянии систем жизнеобеспечения, наблюдения, освещения, связи, а также плана действий в случае аварий.
10.3.2 Строительные работы следует осуществлять с соблюдением требований технических регламентов, строительных норм и правил, сводов правил, требований безопасности и охраны труда, правил технической эксплуатации оборудования.
10.3.3 К работам по проходке коллекторов и тоннелей следует приступать после выполнения мероприятий, предусмотренных в ПОС, ППР и в проекте геотехнического мониторинга, по предотвращению деформаций расположенных вблизи зданий, сооружений и городских подземных коммуникаций.
10.3.4 При выводе микротоннелепроходческого комплекса из монтажного шахтного ствола в водонасыщенные песчаные и суглинистые грунты, а также при вводе в демонтажный шахтный ствол необходимо в проекте предусматривать специальные способы работ по закреплению грунтов на длине не менее длины щита от стенки ствола или стартовое уплотнение, входящее в комплект комплекса. В особо сложных случаях следует применять оба способа.
10.3.5 Вывод проходческого щита из монтажного шахтного ствола следует предусматривать по подготовленному основанию с допусками в профиле не более 10 мм, а в плане не более 30 мм.
10.3.6 Вывод проходческого щита диаметром менее 3,6 м из монтажного шахтного ствола следует осуществлять после его приемки комиссией в составе маркшейдера, главного механика или механика участка и начальника участка и составлении акта, а при диаметре щита 3,6 м и более следует руководствоваться п. 7.1.2 «Правил безопасности при строительстве подземных сооружений» ПБ 03-428-02 [16].
10.3.7 Отклонение в положении проходческого щита в профиле для коллекторов и тоннелей, сооружаемых закрытым способом, от проектного допускается в зависимости от диаметра сооружаемого коллектора или тоннеля:
- свыше 1000 до 1400 мм - ±30 мм;
- свыше 1400 мм - ±50 мм.
10.3.8 Отклонение в положении проходческого щита в плане от проектного при сооружении коллекторов и тоннелей допускается в зависимости от диаметра сооружаемого коллектора или тоннеля:
- свыше 1000 до 1400 мм - ±100 мм;
- свыше 1400 мм - ±200 мм.
Отклонение положения проходческого щита в плане при микротоннелировании допускается не более 100 мм.
10.3.9 Технология строительства коллекторов и тоннелей должна обеспечивать минимальные подвижки грунтового массива и осадки земной поверхности, неопасные для сохранности зданий, сооружений и городских подземных коммуникаций.
Пустоты между наружной поверхностью несущей конструкции обделки коллекторов и тоннелей и грунтом не допускаются. Необходимо вести непрерывный контроль за соответствием объема разрабатываемого грунта в забое.
10.3.10 При строительстве тоннелей проходческими щитами с открытым забоем особое внимание необходимо обращать на своевременное и качественное крепление забоя, разработанное в ППР.
10.3.11 Проходку коллекторов и тоннелей закрытым способом под зданиями и сооружениями, метрополитеном, железнодорожными путями, магистральными автодорогами и городскими подземными коммуникациями следует осуществлять с учетом инженерно-геологических и гидрогеологических условий и специальных способов работ, предусмотренных в утвержденном проекте, согласованном с владельцами пересекаемых сооружений.
10.3.12 После завершения строительных работ подрядной строительной организации необходимо демонтировать технологическое оборудование, выполнить ремонт и восстановление городских дорог в случае просадки дневной поверхности, демонтировать ограждения, выполнить очистку, планировку и благоустройство строительных площадок.
10.3.13 При проходке коллекторов и тоннелей следует ежесменно вести общие и специальные журналы, в которых ведется учет и порядок осуществления проходки и других строительно-монтажных работ.
10.4 Контроль качества и приемка работ
10.4.1 Строительный контроль качества закрытой проходки коллекторов и тоннелей производится в процессе строительства и должен отвечать требованиям СП 48.13330.
10.4.2 Контроль качества строительно-монтажных работ должен осуществляться специализированными организациями или специалистами соответствующей квалификации, входящими в состав строительных организаций или привлекаемыми со стороны.
10.4.3 Контроль качества строительно-монтажных работ должен включать входной контроль рабочей документации, конструкций, материалов и оборудования.
10.4.4 Организация, подготовка и оформление документов для ввода в эксплуатацию коллектора и тоннеля должна соответствовать требованиям Градостроительного кодекса Российской Федерации [1].
10.4.5 Подрядной организации следует предъявлять к приемке объекты строительства только после устранения выявленных недоделок и замечаний представителями строительного контроля заказчика, авторского надзора проектной организации и органов государственного строительного надзора.
10.4.6 В период строительства коллекторов и тоннелей промежуточной приемке подлежат работы по нагнетанию за сборную обделку и гидроизоляции швов обделки.
10.4.7 Приемка сборной обделки должна производиться до выполнения внутренней вторичной отделки в коллекторе и тоннеле, при этом должно быть проверено соответствие рабочей документации:
- элементов обделки;
- перевязки и схемы монтажа сборной обделки;
- фактических размеров зазоров между блоками.
До выполнения внутренней вторичной отделки должны быть проверена заделка швов между блоками сборной железобетонной обделки и заделка монтажных отверстий.
10.4.8 Правильность проходки коллекторов и тоннелей в плане и профиле должна подтверждаться согласно требованиям п. 3.7 СП 32-105-2004 [12], РД 07-226-98 [23] и исполнительной документацией.
10.4.9 Гидравлические испытания самотечных коллекторов и тоннелей следует выполнять в соответствии со СНиП 3.05.04-85* и приложением Д.
10.4.10 Объекты строительства могут быть приняты и введены в эксплуатацию, как в полном объеме, так и по пусковым комплексам, если это предусмотрено проектом.
11 Ключевые слова
Стандарт организации (СТО), коллектор, тоннель, канализация, микротоннелирование, щитовая проходка, микротоннелепроходческий комплекс, тоннелепроходческий механизированный комплекс, обделка, шахтный ствол, бытовые, дождевые и общесплавные сточные воды.
Приложение А
(обязательное)
Определение нагрузок от горного давления
А.1 Вертикальные и горизонтальные нагрузки от давления грунта при закрытом способе работ или от других постоянных нагрузок, действующих в пределах всего пролета или всей высоты сооружения или выработки, при расчетах тоннельных обделок допускается принимать как равномерно распределенные.
А.2 Нормативные вертикальные и горизонтальные нагрузки на обделки тоннелей, сооружаемых закрытым способом, определять по результатам инженерно-геологических изысканий с учетом возможности образования в грунтах самонесущего свода (рисунок 1).
Рисунок А.1 - Схема для расчета высоты свода обрушения
А.3 В неустойчивых грунтах, в которых сводообразование невозможно (водонасыщенные несвязные и слабые глинистые грунты), нагрузки принимать с учетом давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением. Нормативную вертикальную и горизонтальную нагрузки  и  , кН/м , определять в таких случаях по формулам:
qн =  (5)
 , (6)
где  - нормативная плотность грунта соответствующего слоя напластования, кН/м3;
 – толщина соответствующего слоя напластования, м;
 – число напластований;
 к – кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным
Такие же нагрузки принимать и при наличии сводообразования, если расстояние от вершины свода обрушения до земной поверхности или до контакта с неустойчивыми грунтами меньше высоты свода обрушения.
А.4 Нормативные равномерно распределенные нагрузки: вертикальную - и горизонтальную - , кН/м2, в условиях сводообразования для однородной толщи грунта определять по формулам:
 (7)
 , (8)
где  – высота свода обрушения над верхней точкой обделки, м (рисунок 1), определяемая по пп. А.5 и А.6;
 – нормативная плотность грунта, кН/м3;
 – высота выработки, м;
к – кажущийся угол внутреннего трения грунтового массива в пределах сечения тоннельной обделки, градус, принимаемый по опытным данным
А.5 Высоту свода обрушения над верхней точкой обделки в условиях сводообразования (рисунок 1) для нескальных необводненных грунтов определять по формуле
 , (9)
где L – величина пролета свода обрушения, определяемая по формуле:
 ; (10)
 – коэффициент крепости, принимаемый на основании геологических изысканий;
 – величина пролета выработки, м.
Для тоннелей, сооружаемых в глинистых грунтах, к высоте свода обрушения h1 применяется больший из следующих повышающих коэффициентов:
- при глубине заложения более 45 м
K1 = H / 45, где H - глубина заложения тоннеля от поверхности земли до низа тоннельной обделки, м;
- при возможности уменьшения прочности грунта под влиянием поступающих подземных вод
K2 ≤ 1,3.
А.6 Высоту свода обрушения над верхней точкой обделки в условиях сводообразования для скальных грунтов определять по формулам:
а) для скальных грунтов, оказывающих вертикальное и горизонтальное давление,
 , (11)
б) для скальных грунтов, оказывающих только вертикальное давление,
 , (12)
где  - предел прочности грунта на сжатие "в куске" (образце), МПа;
 - коэффициент, учитывающий влияние трещиноватости массива, принимаемый по таблице А.1 исходя из предела прочности грунта на сжатие "в куске" и категории массива по степени трещиноватости, которая определяется в зависимости от трещинной пустотности и густоты трещин (среднего расстояния между трещинами наиболее развитой их системы) по таблице А.2 и дополнительных характеристик трещиноватости по СН 484-76 [24]
Т а б л и ц а А.1
|
|
|
|
|
|
Категория массива скальных грунтов по степени трещиноватости
|
Коэффициент при пределе прочности грунта "в куске" на сжатие, МПа
|
|
10
|
20
|
40
|
80
|
160
|
I - практически нетрещиноватые
|
1,7
|
1,4
|
1,2
|
1,1
|
1,0
|
II - малотрещиноватые
|
1,4
|
1,2
|
1,0
|
0,9
|
0,8
|
III - среднетрещиноватые
|
1,2
|
0,9
|
0,7
|
0,6
|
0,5
|
IV - сильнотрещиноватые
|
0,9
|
0,7
|
0,5
|
0,4
|
0,3
|
V - раздробленные (разборная скала)
|
0,7
|
0,4
|
0,3
|
0,2
|
0,1
|
Таблица А.2
|
|
|
|
|
Трещинная пустотность, %
|
Категория грунтов при густоте трещин, м
|
|
очень редкой (более 1,0)
|
редкой (1,0-0,3)
|
густой (0,3-0,1)
|
очень густой (менее 0,1)
|
Малая - менее 0,3
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
Средняя - 0,3-1,0
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
Большая - 1,0-3,0
|
III
|
IV
|
V
|
V
|
Очень большая - более 3,0
|
IV
|
\/
|
V
|
V
|
Примечания
1 При определении трещинной пустотности рыхлый или глиноподобный материал заполнения трещин не учитывается.
2 При большой и очень большой трещинной пустотности и одновременно хорошо выраженной расчлененности массива на блоки по степени трещиноватости его относить к V категории (раздробленным) вне зависимости от густоты трещин.
3 В условиях ожидаемого полного нарушения сплошности скальных грунтов в результате интенсивного их расслоения (кливаж) грунты относить к V категории.
4 При наличии поверхностей скольжения категорию грунта по степени трещиноватости повышать на одну ступень.
5 При трещинах, залеченных частично твердым (кристаллическим) материалом, категорию грунта по степени трещиноватости понижать на одну ступень, а при полностью залеченных трещинах - принимать по I категории.
|
Наличие горизонтального давления скального грунта устанавливается по опыту строительства в аналогичных условиях. При отсутствии аналогов расчет обделки выполнять в двух вариантах: при наличии горизонтального давления и без него.
А.7 Полученную по формулам п. А.6 высоту свода обрушения скальных грунтов корректировать умножением ее на коэффициенты, учитывающие влияние следующих факторов:
а) приток воды в выработку для случаев, когда трещины заполнены рыхлым или размокаемым глиноподобным материалом, - 1,2;
б) расположение трещин наиболее развитой их системы под углом к оси тоннеля менее 45° - 1,1;
в) проходка выработок без применения буровзрывных работ - 0,8.
А.8 В случаях когда в грунтовом массиве возможно развитие неблагоприятных для обделки процессов (проявления тектонической напряженности, пучение, ползучесть грунтов, карстово-суффозионные явления) или предполагается значительное изменение свойств или состояния грунтов в результате применения специальных способов производства работ, величины нагрузок на обделки устанавливать на основании специальных исследований.
А.9 При высоте свода обрушения скального грунта менее 1/6 его пролета расчет подземных конструкций выполнять на воздействие вывалов. Вертикальную нагрузку интенсивностью, полученной из условия сводообразования, распределять по площади, соответствующей 1/4 пролета выработки в наиболее невыгодном для работы обделки положении.
А.10 Нормативное вертикальное горное давление в грунтах с f ≤ 4 при расстоянии от кровли выработки до дневной поверхности больше удвоенной высоты свода обрушения следует принимать равным весу грунтов в объеме, ограниченном сводом обрушения. При меньшем заглублении тоннеля горное давление принимается равным весу всей толщи грунта над ним.
А.11 Величину вертикальной нагрузки от горного давления на обделки параллельных близко расположенных тоннелей при возможности сводообразования определять в зависимости от размеров выработок, размеров и несущей способности целиков между ними, а также технологии производства работ:
а) при условии образования самостоятельного свода обрушения над каждой выработкой - для каждой выработки в отдельности;
б) при условии образования общего свода обрушения над выработками - как для выработки, пролет которой равен сумме пролетов всех выработок и ширины целиков между ними.
А.12 Значение нормативной нагрузки на обделку тоннеля в водонасыщенных несвязных грунтах, содержащих свободную воду, принимать в виде совместного действия гидростатического давления воды и давления грунта во взвешенном состоянии. При этом нормативный объемный вес взвешенного в воде грунта  , кН/м , определять по формуле
 , (13)
где  - нормативный объемный вес грунта, определяемый по данным лабораторных исследований, кН/м;
 - объемный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м;
 - значение коэффициента пористости грунта, определяемое по опытным данным.
Величину гидростатического давления принимать с учетом максимального и минимального уровня, который установится после окончания строительства.
А.13 Нагрузку от веса зданий, расположенных над тоннельным сооружением, принимать в зависимости от их этажности в размере 10 кН/м2 на один этаж.
При расположении зданий и других наземных сооружений в пределах призмы обрушения грунта учитывать соответствующее увеличение горизонтальной нагрузки.
А.14 Нормативную горизонтальную нагрузку на обделки кругового очертания в глинистых грунтах текучей и пластичной консистенции, водонасыщенных грунтах, а также в грунтах, переходящих в условиях эксплуатации в разжиженное состояние, принимать не более 0,75 величины нормативной вертикальной нагрузки, определяемой в соответствии с весом вышележащей толщи грунтов.
А.15 Нормативную вертикальную нагрузку от собственного веса конструкций определять исходя из проектных размеров конструкций и удельного веса материалов.
А.16 Коэффициенты надежности на постоянные нагрузки при расчетах конструкций обделок по потере несущей способности принимать по таблице А.3
Т а б л и ц а А.3
Вид нагрузки
|
Коэффициент надежности
|
Вертикальная от давления грунта:
|
|
от веса всей толщи грунта над тоннелем в природном залегании
|
1,1 (0,9)
|
от горного давления при сводообразовании для грунтов:
а) скальных
б) глинистых
в) песков и крупнообломочных
от давления грунта при вывалах
|
1,6
1,5
1,4
1,8
|
Горизонтальная - от давления грунта
|
1,2(0,8)
|
Гидростатическое давление
|
1,1(0,9)
|
Собственный вес конструкции:
|
|
сборной железобетонной
|
1,1(0,9)
|
монолитной бетонной и железобетонной
|
1,2(0,8)
|
металлической
|
1,05
|
изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев
|
1,3
|
Сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки и давления щитовых домкратов
|
1,3
|
Примечание: 1. Коэффициенты надежности принимаются по каждой строке одинаковыми в пределах сооружения.
2. Коэффициент надежности в скобках принимать в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному нагружению обделки.
При расчетах конструкций на прочность и устойчивость для стадии строительства коэффициенты надежности по постоянным нагрузкам принимать равными 1.
А.17 Обделки тоннелей, заложенные ниже прогнозируемого уровня подземных вод, следует рассчитывать на всплытие на расчетные нагрузки по формуле
 (14)
где åG - сумма всех постоянных вертикальных расчетных нагрузок с минимальными коэффициентами надежности по нагрузке, действующих на длину одного метра тоннеля;
А - площадь подошвы тоннеля на длину одного метра;
hw - расстояние от уровня грунтовых вод до низа тоннеля;
gw - удельный вес воды, равный 1т/м3;
gf - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый равным 1,2
Приложение Б
(обязательное)
Определение усилий продавливания труб при микротоннелировании
Усилие продавливания на прямолинейном участке складывается из усилий, необходимых для преодоления сопротивления продавливанию: начального сопротивления, трения о грунт, потерь от трения в элементах механизмов, сопротивления трению от статического давления трубы на грунт, адгезии между трубами и грунтом. Эти сопротивления могут изменяться в зависимости от инженерно-геологических условий, глубины заложения и методов продавливания.
На основе многочисленных опытных данных выведена и предлагается для расчета общая формула (для гидравлического и грунтового пригруза забоя):
P = P0 + P1, (15)
где P- общее усилие продавливания, кН;
P0 - начальное сопротивление, кН;
P1 – усилие сопротивления трения и сцепления по боковой поверхности обделки, кН.
P0 = (Pw + Pe) . π . (Da / 2)2, (16)
где Pw - давление внутри камеры, кН/м ;
Pe - режущая сила: для грунтового массива 150 кН/м, для гравия до 300 кН/м;
Da - наружный диаметр трубы, м.
Pw = Pз + 20 (кН/м), (17)
где Pз – горизонтальное давление грунтового массива в забое, кН/м, которое можно рассматривать как горизонтальную составляющую горного давления с учетом возможного образования свода давления при коэффициенте бокового распора λ = 0,5, с учетом временной нагрузки и взвешивающего действия грунтовых вод.
P1 = f0.L, (18)
где f0 - сила сопротивления вокруг трубы, кН/м;
L - длина продавливания, м.
f0 = β.[(π . Da . q + G) . μтр + π . Da . С'], (19)
где β - понижающий коэффициент усилия продавливания:
|
ил и вязкие грунты
|
β = 0,35,
|
|
песчаный грунт
|
β = 0,45,
|
|
гравий
|
β = 0,60,
|
|
твердый грунт
|
β = 0,35;
|
q - равномерная нагрузка, воспринимаемая трубой, кН/м;
G - масса на длину трубы, кН/м;
μтр - коэффициент трения трубы с грунтом;
С' - адгезия труб с грунтом, кН/м.
|
