Способ ступенчатого забоя

Этот способ заключается в том, что забой по высоте делят площадкой длиной 3−5 м обычно на две части I и II (рис.). Нижний уступ имеет две обнаженные поверхности, что облегчает работу зарядов взрывчатых веществ в этом уступе, поэтому в верхней части тоннеля производят два взрыва, в то время как в нижнем уступе производят один. Глубину шпуров в нижнем уступе принимают в 2 раза больше, чем глубина шпуров в верхней части тоннеля.

Рисунок 5 — Схема проходки тоннеля способом ступенчатого забоя При способе ступенчатого забоя применяют легкие разборные буровые подмости, с которых устанавливают анкеры и обуривают забой. Способ проходки тоннеля ступенчатым забоем применяют при сооружении выработок небольшой протяженности, когда применять буровую раму экономически невыгодно, а также в случае необходимости быстрого закрепления временной крепью кровли выработки.

Достоинства этого способа: возможность совмещения обуривания верхнего забоя с погрузкой грунта, экономия взрывчатого вещества. Недостатки способа: невозможность использования мощного проходческого оборудования, большая доля ручного труда, что снижает скорость проходки выработки, совмещение проходческих процессов на верхнем и нижнем горизонтах.

Уступный способ

Его следует применять для проходки тоннелей высотой более 10 м, сооружаемых в скальных грунтах с коэффициентом крепости f? 4. Сущность способа состоит в расчленении сечения тоннеля на две части, разработка каждой из которых ведется раздельными забоями на различных горизонтах. Существуют две схемы этого способа: проведение тоннеля с верхним уступом и проведение тоннеля с нижним уступом.

Отличием уступного способа от способа сплошного забоя является меньший объем бурения и меньший расход взрывчатых материалов, а также сложность организации работ по одновременной разработке двух забоев.

Проходка тоннеля по схеме с верхним уступом (рис. а) заключается в том, что сначала разрабатывают нижнюю часть сечения тоннеля I, а затем с некоторым отставанием с подмостей ведется разработка верхнего уступа II. Соотношение между площадями сечений нижнего и верхнего уступов при этой схеме.

S_н:S_в = 1:1,5.

Нижнюю часть сечения разрабатывают способом сплошного забоя. Бурение шпуров в верхнем уступе производят легкими бурильными машинами с подмостей или с отвала грунта, получающегося в результате разрыхления взрывом верхнего уступа. Эта схема проходки может быть применена при наличии в нижней части профиля тоннеля грунтов меньшей крепости по сравнению с грунтами верхней части тоннеля, а также в крепких скальных грунтах, когда можно не применять временную крепь.

Рисунок 6 — Схемы сооружения тоннеля уступным способом Достоинства схемы: большая эффективность буровзрывных работ в верхнем уступе благодаря наличию двух обнаженных поверхностей, применение несложного оборудования. Недостатки схемы: затруднения при бурении шпуров в верхнем уступе, необходимость оборки кровли при разработке нижнего и верхнего сечения тоннелей, уборка грунта, который загромождает подходы к сечению I. Указанные недостатки ограничивают применение этой схемы.

Проходка тоннеля по схеме с нижним уступом (рис. б) состоит в том, что в первую очередь способом сплошного забоя проходят верхнюю часть тоннеля I, а затем разрабатывают его нижнюю часть II. Соотношение между площадями сечений верхнего и нижнего уступов.

S_в:S_н = 0,75:1,0.

при этом высота верхней разрабатываемой части тоннеля должна быть (исходя из условий размещения проходческого оборудования в ней) не менее 3−4 м. Забой верхнего сечения тоннеля-калотты должен опережать забой нижнего уступа на 30−50 м.

Достоинства способа проходки тоннелей с нижним уступом: высокая производительность труда; большая безопасность работ; наличие второй обнаженной плоскости в нижнем уступе облегчает буровзрывные работы и приводит к экономии взрывчатых веществ; при разработке грунта в нижнем уступе совмещаются работы по бурению шпуров и погрузке грунта; упрощаются работы по возведению временной крепи и обделки в верхней части тоннеля.

Недостатки способа: необходимость применения разнотипного оборудования для верхнего и нижнего уступов; необходимость сооружения подъездных устройств на верхний уступ и дополнительный перегруз грунта с верхнего горизонта на нижний; увеличение общего времени строительства тоннеля.

Способ центральной штольни

Применение этого способа возможно в крепких скальных грунтах, не требующих временного крепления выработок. Способ центральной штольни заключается в том, что в центре сечения тоннеля проходится опережающая штольня, из которой производится разработка основного сечения.

Работы начинаются с проходки в средней части тоннельного профиля штольни (рис. а) прямоугольного или сводчатого очертания. Размеры поперечного сечения штольни, расположенной по центру сечения сооружения или на уровне его подошвы, принимают исходя из габаритов проходческого оборудования и с учетом условий последующего бурения радиальных шпуров. Эти требования обеспечиваются обычно при сечении штольни не менее 3Ч3 м.

Рисунок 7 — Схема проходки тоннеля способом центральной штольни Достоинство способа центральной штольни заключается в том, что он допускает комплексную механизацию всего производственного процесса сооружения тоннеля, что обеспечивает высокие скорости проходки.

К недостаткам способа относятся затруднительность хорошего оконтуривания основной выработки вследствие радиального расположения шпуров, усложнение и удорожание работ из-за проведения центральной штольни, а при втором варианте, кроме того, из-за проведения вспомогательной штольни и сбоек.