Контрольная работа - Строительство тоннелей
Подождите немного. Документ загружается.
2.5.6. Специальные методы.
При сооружении тоннелей в сложных инженерных условиях (плывуны, водоносные грунты
и т.п.) используют различные специальные методы (дренаж, замораживание грунтов, кессонный
способ с применением сжатого воздуха, водопонижение, химическое закрепление грунтов и пр.).
Искусственное замораживание грунтов. При этом способе воду из грунта не удаляют, а
замораживают ее вместе с грунтом с помощью специальных устройств — замораживающих
колонок. В результате замораживания при постепенном отборе тепла от грунта создается
ледогрунтовый массив, имеющий большую механическую прочность и полностью
водонепроницаемый.
Искусственное замораживание применяют при проходке выработок, возведению
тоннельной обделки и ее гидроизоляции. После окончания этих работ происходит оттаивание
грунтов и восстановление их естественного состояния с последующей передачей горного и
гидростатического давления на возведенную постоянную обделку.
Водопонижение. Этот способ состоит в осушении грунтов, в которых строится тоннель,
или снятии напора в водоносных грунтах путем откачки воды из них через специально
устраиваемые для этих целей водопонижающие скважины, в которых устанавливают
водооткачивающие средства. Эффективность способа зависит от того, насколько быстро грунт
может отдавать воду. Степень водоотдачи грунта характеризуется коэффициентом фильтрации,
представляющим собой среднюю скорость движения воды по скелету грунта под действием
собственного веса, выраженную в метрах в сутки. Например, крупнозернистый песок имеет
коэффициент фильтрации 15-25 м/сут, мелкозернистый-1-5 м/сут, илистые грунты — 0,1-0,3 м/сут.
Наилучшего осушения можно добиться в песчаных грунтах, имеющих наибольший коэффициент
фильтрации.
Закрепление грунтов. Этот способ основан на нагнетании в грунт специальных растворов,
которые, проникая в поры грунта, придают ему прочность и водонепроницаемость. Для
закрепления грунтов применяют различные способы: цементацию (нагнетание цементного
раствора), глинизацию (нагнетание тампонажного глинистого раствора с различными добавками),
химическое закрепление — силикатизацию (двухрастворная — последовательное нагнетание
раствора жидкого стекла, а затем раствора хлористого кальция, однорастворная — нагнетание
гелеобразующей смеси, приготовленной непосредственно перед нагнетанием путем смешивания
раствора жидкого стекла и кислотных отвердителей), смолизацию — нагнетание растворов смол с
отвердителями.
К специальным способам закрепления грунтов относятся также битумизация и термическое
закрепление, но эти методы применимы, при небольших объемах грунтов, подлежащих
закреплению, поэтому в метростроении они не применяются.
Кессонный способ. Сущность этого способа заключается в том, что в огражденное
замкнутое пространство, называемое рабочей зоной, где выполняются работы по возведению
сооружения, нагнетают сжатый воздух, который отжимает воду из грунта, что позволяет
разрабатывать грунт и устанавливать временное и постоянное крепление в практически сухом
забое. При этом давление сжатого воздуха в нижней части рабочей зоны для полного отжатия
воды должно быть равно или несколько меньше гидростатического напора воды.
Совмещенные специальные способы работ. Эти способы основаны на применении в
конкретных условиях строительства одновременно двух специальных способов, которые в
определенной последовательности или параллельно создают технологию, позволяющую вести
строительство в сложных гидрогеологических условиях.
Литература
Волков В. П., Тоннели, 3 изд., М., 1970;
Малевич Н. А., Горнопроходческие машины и комплексы, М., 1971;
Компаннец С. А., Поправке А. К., Богородецкий А. А., Проектирование тоннелей, М,, 1973;
Мостков В. М., Подземные сооружения большого сечения, 2 изд., М., 1974.
11