Основные положения по строительству гидротехнических туннелей буровзрывным способом, РД 34.21.203 (стр. 2 )

в) аммониты - в отбойных и вспомогательных шпурах в породах с f < 8 в контурных шпурах в породах любой крепости.

3.3.23. Удельный расход взрывчатых веществ

, (10)

где Qш - заряд в шпуре (средний), кг; он принимается в зависимости от крепости пород: для малого сечения - 1,6-1,9 кг/м3; для среднего сечения - 1,2-1,6 кг/м3; для большого сечения - 0,9-1,2 кг/м3.

3.3.24. В качестве средств взрывания используются преимущественно электродетонаторы мгновенного (ЭД-8-56), короткозамедленного (ЭД-КЗ, ЭД-КЗ-15 и ЭД-КЗ-25) и замедленного (ЭД-ЗД) действия.

3.3.25. Основная схема соединения электродетонаторов - последовательная. В случае наличия большого числа электродетонаторов в забое и отсутствия взрывных машинок, обеспечивающих в данном случае подачу тока нужной силы, следует применять последовательно-параллельную схему соединения электродетонаторов.

3.3.26. В зависимости от размеров и формы уступа разработка нижнего уступа осуществляется следующими методами: шпуровых зарядов с бурением в лоб забоя; вертикальных или наклонных скважин на все сечение забоя; скважинных зарядов с оставлением штросс, разрабатываемых в дальнейшем шпуровыми зарядами.

3.3.27. Проходка нижнего уступа методом шпуровых зарядов осуществляется при высоте уступа до 4,5 м в сильнотрещиноватых неустойчивых породах, требующих временной крепи, а также в забоях сложной конфигурации (круглая, корытообразная и т. п.).

В связи с наличием дополнительной обнаженной поверхности обуривание забоя производится по сетке от 1х1 м до 1,3х1,3 м. По контуру выработки расстояние между шпурами уменьшается в зависимости от выбранного метода контурного взрывания до 0,3 – 0,5 W.

В отбойных шпурах используются среднебризантные ВВ типа аммонитов № 6 и 6 ЖВ. В контурных шпурах расчет заряда и типа ВВ производится согласно методике контурного взрывания.

В зависимости от ширины выработки и расстояния до свода, закрепленного постоянной или временной крепью, взрываются все или часть шпуров первого ряда.

Величину заряда для первого ряда шпуров определяют по формуле

, кг. (11)

Величина заряда каждого следующего ряда увеличивается по сравнению с предыдущим на 10%.

Почвенные шпуры заряжаются мощными ВВ типа динамитов и скальных аммонитов.

Заряды взрываются с использованием электродетонаторов короткозамедленного действия ЭД-КЗ.

3.3.28. Проходка уступа методом вертикальных или наклонных скважин может осуществляться при любой высоте уступа в устойчивых или монолитных крепких породах.

Диаметр скважин зависит от размеров выработки и типа применяемого погрузочного оборудования.

При высоте уступа до 3 м и использовании в забое погрузочных машин типа ПНБ диаметр шпуров или скважин рекомендуется 45 мм, при высоте уступа h = 3 - 7 м и работе экскаваторов с емкостью ковша не более 1 ммм и при погрузке экскаваторами с емкостью ковша 2 м3 и более при h уступа > 7 м, диаметр взрывных скважин от 105 до 150 мм.

3.3.29. В паспорте буровзрывных работ при разработке нижнего уступа должны быть указаны: тип вруба, величина перебура, угол наклона скважин, линия наименьшего сопротивления, расстояние между скважинами в ряду, величина и конструкция заряда ВВ в скважинах, количество взрываемых за цикл рядов скважин, очередность взрывания с указанием интервала замедлений, места укрытия персонала и расположение постов оцепления.

3.3.30. При наличии второй обнаженной поверхности при проходке нижнего уступа используются врубы отрывающего типа "клин" и "трапеция", а также безврубовое взрывание (рис. 3):

врубы типов "клин" и "трапеция" используются в крепких и весьма крепких породах с различной степенью трещиноватости;

безврубовое взрывание применяется в однородных породах средней крепости при величине линий наименьшего сопротивления 0,8W.

Рис. 3. Основные конструкции врубов при проходке нижнего уступа выработки

1 - клиновый вруб; 2 - трапециевидный вруб; 3 - безврубовое взрывание

3.3.31. Для равномерного дробления породы и лучшей проработки почвы выработки наиболее целесообразно бурить скважины с углом наклона 65-70°.

3.3.32. Величина перебура lпер определяется в зависимости от структуры массива породы и принимается для крепких пород равной 12-15, а для пород средней крепости 9-10 диаметров заряда.

Длина скважины в этом случае равна

, м, (12)

где a - угол наклона скважины;

Hy - высота уступа, м.

При разработке уступа возможно также бурение скважин без перебура. В этом случае скважины располагаются по квадратной сетке при a = 0,75W.

3.3.33. Величину линии наименьшего сопротивления рекомендуется определять по формуле

, м, (13)

где d - диаметр заряда, м;

D - плотность заряжания;

K - коэффициент местных геологических условий, равный 1-1,2;

e - коэффициент, зависящий от типа ВВ. Для аммонита № 6 ЖВ e = 1, для детонитов e = 1,15 – 1,20; для скального аммонита e = 1,25, для игданитов e = 0,80;

g - объемный вес пород, г/см3.

Расстояние между скважинами "а" равно линии наименьшего сопротивления. При необходимости более интенсивного дробления расстояние между скважинами уменьшается до 0,85-0,90 "а".

3.3.34. Величина заряда ВВ в скважине определяется по вместимости скважины или исходя из удельного расхода ВВ.

В первом случае величина заряда равна

Q = (Lскв - lзаб) · P1, кг, (14);

где lзаб - величина забойки, равная обычно 0,3 м;

P1 - вместимость 1 пог. м скважины, кг.

Во втором случае

Qскв = qвв a Hy W, (15)

где qвв - удельный нормативный расход, кг/м3.

Для расчетов ориентировочное значение qвв можно принимать с учетом приведенных ниже данных:

Нормативный расход, кг/м3	Коэффициент крепости, f
0,40	5, 6
0,50	7, 8
0,60	9, 10
0,70	10, 11, 12

3.3.35. В сухих забоях используются порошкообразные ВВ (аммониты, игданиты), позволяющие механизировать зарядку скважин.

В обводненных забоях для зарядки скважин применяются водоустойчивые патронированные ВВ.

3.3.36. Взрывание зарядов осуществляется с использованием электродетонаторов и детонирующего шнура. Для уменьшения сейсмического эффекта взрыва и лучшей проработки подошвы выработки используются электродетонаторы короткозамедленного действия. Время замедления между отдельными рядами скважин должно быть не менее 25 мс.

3.3.37. Максимальная величина уходки за взрыв не должна превышать 5-6 рядов скважин при использовании электродетонаторов короткозамедленного действия и 7-8 - в случае применения пиротехнических реле типа КЗДШ.

3.3.38. При комбинированном способе проходки нижнего уступа (с оставлением штросс) разработка ядра уступа ведется методом скважинных зарядов, параметры которого рассчитываются в соответствии с пп.3.3.32-3.3.34, а разработка штросс - методом шпуровых зарядов. Расстояние между шпурами и величина заряда в этом случае определяется также, как для метода контурного взрывания методом "сближенных зарядов" [Л.12].

3.3.39. Эффективность буровзрывных работ зависит в первую очередь от соблюдения направления бурения и расположения шпуров (скважин) по забою в соответствии с составленным паспортом буровзрывных работ. Допустимая величина отклонения при бурении шпуров во врубе дробящего типа от контура - 5 см, для всех остальных шпуров паспорта БВР - 10 см. При скважинном методе производства буровзрывных работ отклонения скважин от заданного направления допускаются не более 5 см на 1 м скважины. Для обеспечения параллельности шпуров глубиной более 3,5 м и скважин более 10 м рекомендуется использовать направляющие кондукторы.

3.4. Погрузка породы и подземный транспорт

3.4.1. Тип погрузочных машин должен выбираться в зависимости от размеров выработки, требуемой производительности погрузки, физико-механических свойств породы.

Основные характеристики погрузочных машин и экскаваторов приведены в табл. 1-3 (прил. 4).

3.4.2. В зависимости от размеров сечений рекомендуется применять для выработок:

малых сечений до 20 м2 - погрузочные машины типа ППН прямой и ступенчатой погрузки;

средних сечений (20-50 м2) - погрузочные машины типа ПНБ непрерывного действия;

больших сечений (50 м2 и выше) - погрузочные машины типа ПНБ и туннельные экскаваторы.

3.4.3. В зависимости от ширины выработки в забое могут быть размещены одна или две погрузочные машины.

При определении общей производительности двух погрузочных машин следует вводить коэффициент одновременности работы, составляющий 0,7-0,9 в зависимости от условий погрузки и эксплуатации машин.

3.4.4. Рельсовый транспорт рекомендуется применять в туннелях шириной менее 4,5 м, безрельсовый - при ширине более 6 м. В туннелях шириной от 4,5 до 6 м, а также при сооружении туннеля через шахты и при длине забоя свыше 1 км выбор рельсового или безрельсового транспорта должен производиться на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом необходимого усиления вентиляции при безрельсовом транспорте.

3.4.5. Рекомендуемые типы вагонеток в зависимости от ширины выработки и типа погрузочных машин приведены в табл. 7.

Таблица 7

Рекомендуемые типы машин и вагонеток

Ширина выработки, м	Тип машины	Вагонетка
тип	емкость, м3
2,5	ППН-1c, ППН-2	ВГ, УВГ, УВБ, УВО	1,2-2,2
3,0	ППН-3, ППМ-4п, 2ПНБ-2	УВГ, УВБ	1,6-4,0
4,0-6,0	ПНБ-3к, ПНБ-3Д, ПНБ-4	ВД, УВГ, УВБ, ВПК	4,0-10,0

Технические характеристики вагонеток приведены в табл. 5 (прил. 4).

3.4.6. Обмен вагонеток в забое может быть организован по схемам:

периодического обмена с паузами в погрузке на время производства маневров по замене груженых вагонеток порожними;

непрерывного обмена, т. е. с организацией погрузки породы непрерывным потоком.

3.4.7. Для сокращения времени погрузки рекомендуется организовывать ее по непрерывной схеме и по возможности таким образом, чтобы весь объем взорванной породы за цикл вывозился одним составом без маневров в забое.

3.4.8. Рекомендуются следующие схемы организации непрерывной погрузки:

а) использование большегрузных вагонов с донным конвейером и перегрузкой из одного вагона в другой (табл. 9, прил. 4);

б) использование конвейеров-перегружателей длиной, обеспечивающей погрузку состава вагонеток без расцепки (табл. 6-8, прил. 4).

3.4.9. Обмен одиночных вагонеток в забое рекомендуется организовывать по следующим схемам:

при однопутном движении с использованием вертикальных или боковых вагоноперестановщиков, накладных плит-разминовок, роликовых платформ;

при двухпутном движении и работе одной погрузочной машины - периодический обмен вагонеток посредством накладных плит-разминовок;

при двухпутном движении и работе двух погрузочных машин - подвижная платформа с перекрестным съездом (разминовочная плита между двумя путями), перестановщик вагонеток или роликовая стрелка.

3.4.10. В зависимости от принятых путевых и вспомогательных устройств продолжительность маневров по замене вагонеток у погрузочных машин определяется хронометражем. Для предварительных расчетов можно принимать:

В одноколейных выработках, мин
при накладной разминовке	1,0-1,5
В двухколейных выработках, мин
при симметричной стрелке	1,0-1,5
при накладной разминовке	1,5-2,0
при роликовой платформе	1,5-2,0

3.4.11. Для передвижения вагонеток рекомендуется применять следующие виды тяги:

канатную при откатке одиночных вагонеток и небольших составов на расстояние до 100 м (проходка цементационных штолен, потерн и т. п.);

локомотивную или электровозную (электровозы контактные, аккумуляторные и аккумуляторно-контактные).

3.4.12. Число составов и вагонеток определяется из условия обеспечения максимальной производительности погрузки (прил. 5.1).

3.4.13. Тип вагонетки должен выбираться исходя из максимальной грузоподъемности транспортного сосуда с учетом габаритов выработки и принятых средств погрузки.

3.4.14. В выработках шириной до 13 м рекомендуется применять автосамосвал МАЗ-503, подземный самосвал МоАЗ-6114 и думперы; в выработках большей ширины - автосамосвалы типа БелАЗ. Большегрузные самоходные вагоны типа 5BC-15 могут быть рекомендованы при дальности возки породы от забоя до 500 м. Технические характеристики автосамосвалов приведены в табл. 4, прил. 4.

3.4.15. Число самосвалов на забой в зависимости от дальности возки принимается из условия обеспечения максимальной производительности погрузочного механизма по номограмме (рис. 4), причем время погрузки одного самосвала определяется по формуле

Tзагр = tпогр Wг, (16)

где tпогр - среднее время на погрузку 1 т породы, мин;

Wг - грузоподъемность транспортного сосуда, т.

Рис. 4. Циклограмма для определения количества транспортных средств на забой

t - время погрузки одной автомашины;

L - расстояние от забоя до отвала породы;

K - точка, показывающая количество машин.

При погрузке экскаватором

, (17)

где tцикл - среднее время одного рабочего цикла экскаватора определяется хронометражом, а для приближенных расчетов - по технической характеристике;

q - геометрическая емкость ковша, м3;

g - объемный вес породы в плотном теле, т/м3;

Kнап - коэффициент наполнения ковша (0,75¸0,80 при крупной кусковатости; 0,95¸1,0 при мелкой кусковатости породы);

Kразр - коэффициент разрыхления породы (по табл. 6).

При погрузке машинами непрерывного действия, например ПНБ-3к, tпогр определяется по эксплуатационной характеристике машины или хронометражным наблюдением

,

где Рэ - эксплуатационная производительность машины, определяемая (прил. 5).

3.4.16. В расчетах погрузки и транспортирования подлежащей уборке породы объем взрываемой за один цикл породы в разрыхленном виде определяется по формуле

Wвзр = S lц Kразр, м3, (18)

где S - площадь выработки с учетом переборов, допускаемых СНиП III-Б.8-68;

lц - уход забоя от одного взрывания;

Kразр - коэффициент разрыхления породы.

Коэффициенты разрыхления зависят от физико-механических свойств породы и способа производства буровзрывных работ и устанавливаются опытным путем.

Ориентировочные значения коэффициента разрыхления могут быть приняты по данным, приведенным ниже:

Категория породы по СНиП	Коэффициент разрыхления Kразр
I-II	1,2
III-IV	1,4
V-VI	1,8
VII-IX	2,0
X-XI	2,20

3.4.17. Предварительное определение производительности погрузки породы производится по формуле, приведенной в прил. 5.

3.4.18. Автосамосвалы, думперы, экскаваторы, бульдозеры и другие машины с двигателями внутреннего сгорания должны быть оборудованы фильтрами для очистки выхлопных газов.

3.5. Временное крепление подземных выработок

3.5.1. Рекомендуются следующие типы временной крепи: анкерная, набрызгбетонная, металлическая арочная или полигональная, а также комбинированные.

В туннелях малого сечения при специальном обосновании допускается применение деревянной и сборной железобетонной временной крепи.

3.5.2. Тип временной крепи для каждого конкретного случая, а также допустимое отставание ее от забоя определяется проектом производства работ в зависимости от инженерно-геологических условий строительства и пролета выработки.

В ППР должны быть также указаны мероприятия по поддержанию временной крепи и срок ее службы до возведения постоянной обделки. Перед возведением постоянной обделки временная крепь может разбираться полностью или частично в случаях, предусмотренных СН-238-73.

3.5.3. Расчет параметров временной крепи следует производить в соответствии с указаниями [Л.13].

3.5.4. Материалы, строительные детали и изделия, используемые при работах по временному креплению выработок, должны удовлетворять требованиям действующих ГОСТ и ТУ, что должно подтверждаться заводскими паспортами или данными лабораторных испытаний.

3.5.5. За установленной временной крепью должно быть организовано наблюдение силами технического персонала участка, службой техники безопасности, а также маркшейдерской службой. Наблюдение проводится вплоть до возведения постоянной обделки.

3.5.6. Признаками недостаточной устойчивости выработки и необходимости усиления временной крепи являются:

появление трещин в покрытии из набрызгбетона;

значительное отслоение породы и мелкие вывалы;

деформация металлической крепи;

недопустимые осадки свода выработки.

Измерение осадок свода выработки производится маркшейдерской службой строительства по маякам или специально установленными деформометрами.

Величину допустимых подвижек следует определять по результатам модельных исследований или аналогов, а при отсутствии таковых - по зависимостям [Л.14].

Для стен

, см,

для сводчатой части

, см,

где f - крепость породы по Протодьяконову;

H - высота стены выработки от пяты свода до почвы, м;

B - пролет выработки, м.

3.5.7. В сложных инженерно-геологических условиях и туннелях большого сечения для отработки параметров временной крепи рекомендуется организовывать опытные участки в характерных инженерно-геологических условиях.

3.5.8. Покрытия из набрызгбетона омоноличивают поверхность скальной породы и защищают ее от выветривания. Они могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с анкерами или арками.

В необходимых случаях покрытие из набрызгбетона может армироваться арматурной сеткой. При этом рекомендуется применять сетку с ячейками не менее 10х10 см из проволоки диаметром 4-6 мм.

3.5.9. Рекомендуемая методика подбора состава набрызгбетона приведена в Основных положениях [Л.15].

3.5.10. Приготовление сухой смеси может быть организовано как централизованно, на специальных узлах или бетонных заводах с доставкой приготовленной сухой смеси в забой, так и непосредственно в забое, с доставкой отдельных компонентов.

Централизованное приготовление рекомендуется при производстве работ по набрызгбетону одновременно в нескольких забоях, а также в одном забое при производительности более 3 м3/смену.

Запрещается приготовление сухой смеси вручную без использования механического смесителя.

3.5.11. В состав работ по креплению выработок набрызгбетоном входят: подготовка поверхности к нанесению, транспортировка сухой смеси или материалов в туннель, их складирование, приготовление сухой смеси (если оно выполняется непосредственно в забое), загрузка сухой смеси в машину для набрызгбетона, нанесение набрызгбетона и уход за ним.

3.5.12. Перед нанесением набрызгбетона покрываемая поверхность должна расчищаться от отслаивающихся частиц и обильно промываться водой. Нанесение на неувлажненную поверхность не допускается, так как это приводит к отсасыванию воды из свежеуложенного материала, что резко снижает сцепление набрызгбетона с породой и его прочность.

При нанесении на вечномерзлые и размокающие породы промывка поверхности не производится. Технология работ в этом случае определяется проектом в зависимости от конкретных инженерно-геологических условий.

3.5.13. Нанесение набрызгбетона ведется участками, длина которых вдоль туннеля определяется условием полного закрепления их в течение смены. На каждом таком участке набрызгбетоном покрывают стены в направлении снизу вверх, а затем свод от пят к замку. В первую очередь заполняют углубления в породе и выравнивают рваный профиль выработки. При нанесении слоями последующий слой следует наносить не ранее чем через 20-30 мин.

3.5.14. При наличии интенсивных течей на участке нанесения вода на время производства работ должна быть отведена.

3.5.15. Набрызгбетон после нанесения нужно содержать во влажном состоянии, поливая водой. Поливку необходимо начинать через 8-10 ч после нанесения набрызгбетона и продолжать ее в течение 3 суток не реже 2 раз в день.

Поливка не производится при относительной влажности воздуха в подземных условиях 80% и более, а также при температуре ниже +5 °С.

3.5.16. Контроль качества набрызгбетона и работ по его нанесению должен осуществляться бетонной лабораторией строительства, техническим надзором строительной организации, проектной организацией и заказчиком и заключаться в контроле исходных материалов, соблюдении заданной технологии приготовления сухой смеси и нанесения набрызгбетона.

Прочность набрызгбетона должна контролироваться путем испытаний серий образцов в соответствии с ГОСТ 4800-59. При наличии требований, указанных в проектах или специальных технических условиях, приводятся дополнительные испытания набрызгбетона на растяжение, сцепление с породой и арматурой, морозостойкость и т. п.

Между сопловщиком и машинистом бетон-шприц-машины должна быть сигнализация.

Сопловщик должен работать в защитных очках (щитке) и резиновой спецодежде.

Разборка бетон-шприц-машины и устранение неполадок разрешается только при отключенном сжатом воздухе.

3.5.17. Рекомендуется применять следующие типы анкеров: металлические - распорные, железобетонные - набивные, нагнетаемые и типа "Перфо", а также анкеры с полимерным заполнением.

3.5.18. Для уточнения параметров крепления перед применением анкерной крепи рекомендуется на специально выделенных участках выработки проводить испытания несущей способности анкеров, а для выработок большого сечения - определять глубину нарушенной зоны.

3.5.19. Замки анкеров закрепляются за пределами нарушенного массива, что позволяет передать нагрузки на более прочные породы. Мелкие куски породы между анкерами удерживаются от падения в выработку металлической сеткой, подхватами или покрытием из набрызгбетона.

3.5.20. При использовании железобетонных анкеров в состав работ входят: бурение шпуров, доставка анкеров, цемента, заполнителей и других материалов в туннель, приготовление цементного раствора*, нагнетание раствора в шпуры, установка анкеров, предохранительной сетки, подхватов.

________________

* Приготовление цементного раствора вручную разрешается только как исключение при установке одиночных анкеров.

3.5.21. При использовании металлических анкеров в состав работ входят: бурение шпуров, доставка анкеров и других материалов в туннель, установка анкеров, расклинка замка, затягивание опорной шайбы, установка предохранительной сетки и подхватов.

3.5.22. При использовании анкеров с полимерным заполнением состав работ зависит от их конструкции и определяется специальными инструкциями.

3.5.23. Контроль качества установки анкеров временной крепи заключается в испытании их на выдергивание. При этом сопротивление анкеров должно быть не менее расчетного. Количество испытываемых анкеров и порядок проведения испытаний устанавливается согласно указаниям [Л.16, п.5.10] .

3.5.24. Металлическая крепь, препятствующая подвижкам породы вокруг выработки и воспринимающая давление отслаивающихся кусков скалы представляет собой пространственную систему из арок (рам), выполняемых из прокатных профилей (двутавра, швеллера, спецпрофиля), соединяемых между собой стяжками и распорками. Крепь имеет затяжку, расклиненную в породу. Вместо прокатных профилей могут использоваться также армокаркасы.

3.5.25. В качестве затяжки могут использоваться железобетонные и армоцементные плиты, покрытие из набрызгбетона, металлическая сетка. В этом случае забутовка должна выполняться также из несгораемого и не изменяющего свои свойства во времени материала, например кусков породы, бетонных блоков и т. п.

Использование деревянной затяжки допускается, если это не ухудшает работы постоянной обделки туннеля в эксплуатационный период. Тип затяжки устанавливается проектом.

3.5.26. При установке арочной крепи должна быть выполнена ее тщательная расклинка в породу.

3.5.27. В случае необходимости металлическая крепь может быть обетонирована или покрыта набрызгбетоном.

3.5.28. В состав работ по установке металлической крепи входят: доставка элементов крепи в туннель, установка их и сборка в проектное положение, установка стяжек и распорок, устройство затяжки, забутовка.

3.5.29. Металлическая крепь нуждается в периодической проверке с восстановлением забутовки и затяжки.

3.6. Вспомогательные работы

3.6.1. Вентиляция подземных выработок должна осуществляться в соответствии с правилами безопасности [Л.2].

3.6.2. При проходке туннелей все места разработки породы должны проветриваться посредством:

а) периодической искусственной вентиляции непосредственно после взрывания;

б) постоянной искусственной вентиляции в течение всего периода производства горнопроходческих работ.

3.6.3. Вентиляция должна обеспечивать следующий состав воздуха в забое:

содержание кислорода не менее 20% по объему;

содержание вредных примесей не должно превышать предельно допустимую концентрацию, приведенную в табл. 8.

Таблица 8

Допустимая концентрация ядовитых и вредных веществ в туннеле

Вредные примеси	Предельно допустимая концентрация
% по объему	мг/м3
Окись углерода СО	0,00160	20
Окислы азота в пересчете на Na2O5	0,00010	5
Сернистый газ SO2	0,00035	10
Сероводород H2S	0,00066	10
Акролеин CH2=CH=CH=О	0,000028	0,7
Формальдегид H2C=О	0,000037	0,5
Углеводороды в пересчете на углерод	-	300

Количество чистого воздуха, подаваемого в забой в период пребывания в нем рабочих, должно быть не менее 6 м3/мин на человека, считая по наибольшему числу работающих в смене.

Скорость движения воздуха в подземных выработках (кроме камер) должна быть не менее 0,15 м/с и не более 4 м/с (в период проходки).

3.6.4. Воздух в забой должен подаваться нагнетательным или комбинированным способом. Всасывающий способ в большинстве случаев не может быть рекомендован, так как он не обеспечивает надежного удаления вредных примесей из забоя.

3.6.5. Нагнетательный способ следует применять в туннелях различного поперечного сечения, протяженностью, как правило, до 500 м при всех операциях проходческого цикла (рис. 5, а).

Рис. 5. Схемы проветривания тупиковых выработок

а - нагнетательная; б - комбинированная с перемычкой; в - комбинированная без перемычки

3.6.6. Комбинированный способ следует применять в туннелях различного поперечного сечения протяженностью более 500 м после взрывных работ (рис. 5, б).

Применение комбинированного способа с установкой перемычки возможно в туннелях поперечным сечением до 30-40 м2.

В туннелях большого сечения для этой цели следует использовать воздушно-водяные завесы, создаваемые туманообразователями.

3.6.7. В сквозных туннелях при разработке нижнего уступа, при возведении обделки, монтаже оборудования и т. п. следует применять беструбную схему проветривания (рис. 6).

Рис. 6. Беструбная схема проветривания сквозных выработок

а - с вентилятором, установленным в перемычке; б - без перемычки, вентилятор-эжектор работает совместно с естественной тягой

3.6.8. Количество воздуха, необходимое для проветривания выработок, должно определяться расчетом для всех стадий строительства с учетом следующих факторов:

наибольшего числа людей, одновременно находящихся в забое;

минимальной скорости движения воздуха по выработке;

количества ядовитых газов, образующихся при разложении взрывчатых веществ;

количества вредной пыли, образующейся при электросварочных работах;

количества вредных примесей, образующихся при работе двигателей внутреннего сгорания.

3.6.9. Проветривание тупиковых выработок осуществляется, как правило, при помощи вентиляторов главного и местного проветривания и вентиляционных воздуховодов различных типов.

3.6.10. Типы и число вентиляторов, сечения вентиляционных труб и расстояние их от забоя должны устанавливаться проектом. Для нагнетательной вентиляции рекомендуется применять гибкие вентиляционные воздуховоды из полимерных материалов.

3.6.11. Расчет необходимого количества воздуха и выбор вентиляционного оборудования рекомендуется производить в соответствии с данными Альбома типовых схем [Л.17].

Технические характеристики вентиляторов приведены в табл. 1 и 2, прил. 9.

3.6.12. Грунтовая и техническая вода, поступающая в туннель, отводится на дневную поверхность способами, устанавливаемыми проектом в зависимости от направления и величины уклона туннеля и количества удаляемой воды.

Насосные установки главного водоотлива без учета резерва должны обеспечивать откачку максимального суточного притока за 20 ч.

При проектировании главного водоотлива следует предусматривать обеспечение его насосами, общая производительность которых должна быть в три раза больше максимального суточного притока воды и иметь три группы насосных установок: в работе, резерве и ремонте. Технические характеристики насосов приведены в табл. 3, (прил. 9).

3.6.13. При устройстве водосборников емкость их для главного водоотлива должна быть рассчитана не менее чем на двухчасовой максимальный приток без учета допустимого загрязнения водосборника не более чем на 30%.

3.6.14. Все туннельные выработки и подземные обслуживающие помещения должны освещаться питаемыми от электрической сети стационарными лампами, прожекторами и переносными лампами в забоях, на участках сооружения обделки и пр.

Напряжение в сети должно быть принято:

не выше 36 В для сырых выработок и туннелей;

12 В на передвижных металлических подмостях, опалубках, буровых тележках, щитах и т. п.;

не выше 127 В для сухих выработок;

не выше 220 В для законченных сухих туннелей при подвеске светильника не ниже 2,5 м.

Напряжение для всех переносных ламп должно быть 12 В.

3.6.15. Электрическое освещение подземных выработок должно удовлетворять требованиям норм освещенности и нормального расстояния между светильниками в подземных выработках [Л.9].

3.6.16. Трубопроводы для снабжения забоя сжатым воздухом и водой должны располагаться с одной стороны выработки. Наращивание их производится по мере уходки забоя с использованием быстроразъемных соединений (БРС).

Во избежание утечек воздуха и воды рекомендуется периодически (один раз в неделю или в месяц в зависимости от скорости проходки) в специально выделенную смену заменять участки труб на БРС трубами на сварке или фланцах.

3.7. Комплексная механизация работ

3.7.1. Комплексная механизация работ обеспечивается путем использования оборудования, связанного в единую технологическую схему с учетом производительности, габаритов, вида потребляемой энергии и т. п.

3.7.2. Рекомендуемые комплексы оборудования в зависимости от размеров поперечного сечения выработки приведены в табл. 9.

Таблица 9

Рекомендуемые комплексы оборудования для проходки гидротехнических туннелей

№ комплекса	Сечение выработки	Проходческое оборудование	Примечание
буровое	погрузочное	транспортное	вспомогательное
1	2	3	4	5	6	7
1.	5,0-10 м2	УПБ-1 (2 шт.)	ППН-1С (1 шт.)	Вагонетки УВГ-1,6, электровозы	Пневмонагнетатель ПН-1, перегружатель УПЛ-2	Проходка сплошным забоем
2.	10-20 м2	БУР-2 (1 шт.)	ППМ-4П (1 шт.)	Вагонетки УВГ-1,6, электровозы	Пневмонагнетатель ПН-1, ленточный транспортер	Проходка сплошным забоем
3.	20-30 м2	БУР-2 (1 шт.)	ПНБ-3к (1 шт.)	ВПК-7, электровозы	Пневмонагнетатель ПН-1	Проходка сплошным забоем
4.	30-50 м2 при ширине подошвы более 5,8 м	СБУ-2к или СБУ-2м (2 шт.)	ПНБ-3к (1 шт.)	Самосвалы МАЗ-503	Бульдозер типа Д-492, БМ-60, пневмонагнетатель ПН-1, БМ-68	При ширине забоя менее 4,8 м используется комплекс 3
5.	50-65	СБУ-2к (2 шт.)	1-2 машины ПНБ-3к (ПНБ-4) или экскаватор ЭО-5114	Самосвалы МАЗ-503	Бульдозер типа Д-492, подмости на базе трактора, гидроподъемник МШТС-2ТП, БМ-60, пневмонагнетатель ПН-1, БМ-68	При дальности возки до 500 м возможно применение самоходных вагонов ВС-20
6.	65-110 м2 при ширине подошвы более 12 м	СБУ-4 (2 шт.) или рама на 8-10 машин вращательно-ударного действия	Экскаватор с ковшом емкостью 1 м3 ПНБ-3к	Самосвалы МАЗ-503 или БелАЗ-540, MOA3-6401	Бульдозер типа Д-492, гидроподъемник МШТС-2ТП (2 шт.), БМ-60, пневмонагнетатель ПН-1, БМ-68	Верхняя часть сечения туннеля или сплошным сечением
7.	Нижний уступ высотой до 7 м площадь 45 м2 площадь 60 м2 площадь 75 м2	Установки типа СБУ-70 (на каждые 3-5 м ширины уступа)	1-2 машины ПНБ-3к (ПНБ-4)	Самосвалы МАЗ-503	Бульдозер типа Д-492, гидроподъемник МШТС-2ТП, БМ-60, БМ-68, пневмонагнетатель ПН-1
8.	Нижний уступ высотой 7-10 м площадь 90 м2	Установки типа СБУ-70 (на каждые 3-5 м ширины уступа)	Экскаватор с ковшом емкостью 1 м3	Самосвалы МАЗ-503, MOA3-6401	Бульдозер типа Д-492, гидроподъемник МШТС-2ТП, БМ-60, БМ-68, пневмонагнетатель ПН-1

Примечания: 1. При ширине выработки более 13 м рекомендуется автосамосвал БелАЗ-540 и экскаватор типа Э-2005 (ширина выработки 18 м).

2. При высоте уступа более 10 м рекомендуется применять установки СБМК-5 или станки НКР-100 м.

3. Число самосвалов определяется по номограмме (рис. 4).

4. В таблице дано число оборудования без учета резерва.

5. Пневмонагнетатель ПН-1 применяется при использовании железобетонных анкеров.

3.7.3. Разработанные на основе указанных комплексов схемы организации и комплексной механизации работ с циклограммами приведены в прил. 5.

3.7.4. На основании приведенных схем рассчитываются циклограммы и составляются ППР с учетом фактических размеров поперечного сечения, инженерно-геологических условий, паспортов БВР и крепления.

3.7.5. При определении числа буровых машин для предварительных расчетов нагрузку на одну машину при проходке сплошным забоем можно принимать:

на одну машину легкого типа (ручной перфоратор) не более 3-4 м2 площади забоя;

на одну машину тяжелого типа, установленную на манипуляторе, - не более 8-10 м2. Технические характеристики бурильных машин приведены в табл. 1 (прил. 3).

3.7.6. При проходке нижнего уступа число буровых станков определяется из условия равенства времени бурения и уборки породы при заданной длине заходки.

Технические характеристики буровых станков приведены в табл. 2 (прил. 3).

3.7.7. Для предварительных расчетов производительность погрузки экскаватором с ковшом емкостью 1-1,2 м3 в автосамосвалы можно принимать 45-50 м3/ч, а ПНБ-3км3/ч породы в плотном теле.

3.8. Организация работ в забое

3.8.1. Производственный процесс проходки туннеля должен строиться на основе цикличной организации горнопроходческих работ.

За цикл принимается периодически повторяющийся через определенные промежутки времени комплекс горнопроходческих работ, необходимых для подвигания забоя выработки на величину ухода lц, равную глубине шпуров l с учетом коэффициента использования шпура hиш, а за продолжительность Тц - промежуток времени, через который работы по проходке туннеля повторяются.

3.8.2. На основе проектных данных составляются циклограммы проходки на каждый забой, которые уточняются в соответствии с конкретными условиями строительства и являются основным обязательным документом по организации и ведению работ.

3.8.3. Величину общей продолжительности цикла рекомендуется принимать такой, которая содержится целое число раз в продолжительности смены или кратна ей.

3.8.4. Основными проходческими операциями цикла являются:

бурение шпуров;

крепление кровли и стен;

заряжание шпуров, взрывание;

проветривание забоев;

приведение забоя в безопасное состояние (оборка кровли и лба забоя);

погрузка и транспортирование породы;

настилка путей (при применении рельсового транспорта).

Оптимальное распределение времени в цикле приведено в табл. 10.

Таблица 10

Оптимальные параметры циклов для различных сечений туннелей*

Площадь сечения, м2	Средняя глубина бурения шпуров, пог. м	Уход забоя за цикл lц, пог. м	Продолжи- тельность бурения Тб, ч	Продолжи- тельность погрузки Тп	Приведение забоя в безопасное состояние	Заряжание шпуров, взрыв и проветривание	Установка крепи	Нанесение набрызг-бетона, ч
5-10	2,0	1,8	2,0	40 мин	20 мин	50 мин	1 ч	0,5
10-20	2,0	1,8	1,5	1,0 ч	20 мин	1,0 ч	1,0 ч	0,5
20-30	2,5	2,2	3,0	1,5 ч	0,5 ч	1,0 ч	1ч 40 мин	0,5
30-50	3,9-4,0	3,5	4,5	4,5 ч	2,0 ч**	2,0 ч	3,5 ч	1,0
50-65	3,9-4,0	3,5	4,5	7,0 ч	2,5 ч**	2,5 ч	3,5 ч	2,5
65-100	3,9-4,0	3,5	5,5	7,0 ч	3,0 ч**	4,0 ч	4,5 ч	3,0

_______________

* В таблице не учтены: устройство и демонтаж полков, укладка пути и другие вспомогательные работы.

** Работы частично совмещаются по времени с погрузкой породы в закрепленной зоне.

3.8.5. При составлении циклограммы запрещается совмещать какие-либо работы в забое с операциями по заряжанию шпуров, взрыванию и проветриванию забоя.

3.8.6. Предварительное составление циклограммы рекомендуется начинать с выбора основных параметров цикла - глубины шпуров и продолжительности цикла - на основе анализа общего уравнения цикличности:

Тц = Тб + Тп + Твспом*, (19)

где Тб, Тп и Твспом - продолжительность соответственно бурения шпуров, погрузочно-транспортных и вспомогательных работ.

_______________

* При совмещении крепления с другими операциями цикла.

Величина Твспом слагается из продолжительности подготовительно-заключительных операций при бурении (подкатка, установка и откатка буровых установок и др.), заряжания и взрывания зарядов, проветривания забоя, оборки профиля, подгребания породы к отвалу перед началом погрузки, подкатки и откатки погрузочных машин.

Продолжительность бурения и погрузки определяется по формулам

, ч, (20)

, ч, (21)

где N - число шпуров в забое (по п.3.3.);

l - средняя длина шпуров, м;

j - коэффициент использования бурильных машин (во времени), равный 0,75-0,9;

b - коэффициент одновременности работы бурильных машин, равный 0,7-0,9;

m - число бурильных машин, работающих в забое;

Vб - чистая скорость бурения, пог. м шпура в ч.

Для предварительных расчетов продолжительности бурения вместо выражения j·b·Vб можно принимать данные хронометражных наблюдений, как например время бурения одного шпура глубиной 4 м бурильной машиной типа СБУ - 12 мин (включая передвижку манипуляторов, забуривание, смену штанг, коронок и т. п.).

Wвзр - объем взорванной породы в разрыхленном виде с учетом переборов [Л.18];

Pn - эксплуатационная производительность погрузочной машины, в м3 породы в разрыхленном виде в 1 ч общего времени погрузки, определяемая согласно прил. 6, п.3;

mn - число погрузочных машин в забое;

kn - коэффициент одновременности работы погрузочных машин.

Уход забоя за цикл

lц = l · hиш, м, (22)

где hиш - коэффициент использования шпура.

Суточная скорость проходки

, м/сут. (23)

Среднемесячная скорость проходки

Vm = Vc · m · k, (24)

где m - расчетное число рабочих дней в месяц;

k - коэффициент использования рабочего времени, составляющий по данным передового опыта 0,8.

При разработке нижнего уступа методом наклонных скважин продолжительность погрузки и бурения в цикле находится по формулам

, ч, (25)

, ч, (26)

где Sну - площадь сечения нижнего уступа, м2;

Hy - высота уступа, м;

Kпер - коэффициент переборов профиля в соответствии со СНиП III-Б.8-68.

n - коэффициент перебура скважины;

Np - число скважин в ряду;

Zo - число рядов скважин, пробуриваемых в каждом цикле;

a - угол наклона скважин к горизонтали

, (27)

где W - расчетная линия сопротивления.

Если исходить из условия Тп = Тб, то получим:

. (28)

Обозначим выражение:

(29)

и, преобразуя формулу, получим равенство:

, (30)

где y - коэффициент, равный 0,5-0,65.

Приведенное равенство позволяет подобрать параметры оборудования (число бурильных и погрузочных машин) [Л.14], обеспечивающее равенство продолжительности бурения и погрузки при разработке уступа.

Тц + Тп + Твсп = Тб + Твспом

Твспом - продолжительность вспомогательных операций - должна устанавливаться по нормативным и практическим данным. (Подкатка, установка и откатка буровых установок, разметка, заряжание и взрывание, проветривание, приведение забоя в безопасное состояние, подгребание породы к отвалу, подкатка и откатка погрузочных машин, крепление).

4. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ВОЗВЕДЕНИЮ МОНОЛИТНЫХ ОБДЕЛОК

4.1. Общие положения

4.1.1. При возведении обделки туннелей могут использоваться способы бетонирования с применением обычного вибрируемого бетона, монолитнопрессованного бетона, литой бетонной смеси, а также набрызгбетона.

4.1.2. Последовательность возведения обделки, организация производства работ и технология бетонирования устанавливаются проектом в зависимости от конструкции обделки, организации проходческих работ, инженерно-геологических условий залегания возводимого сооружения, наличия подъездов и подходов и календарного плана строительства.

4.1.3. Производство работ по возведению обделки с использованием набрызгбетона аналогично производству работ по устройству временной набрызгбетонной крепи (п.3.5).

4.1.4. Технологический процесс возведения обделок включает в полном объеме или частично следующие работы: подготовку блоков бетонирования, монтаж арматуры, установку и снятие опалубки, доставку бетонной смеси к месту бетонирования, укладку ее за опалубку, уплотнение уложенного бетона, омоноличивание стыков, доведение обделки до требований технических условий.

4.2. Организация работ

4.2.1. Для бетонирования туннелей при проходке сплошным забоем и по способу нижнего уступа могут применяться две принципиальные схемы организации туннельных работ:

параллельная схема организации работ с совмещением проходческих и бетонных работ во времени и последовательная - с возведением обделки после завершения проходки по всей длине туннеля или отдельных участков его между подходными выработками.

Выбор параллельного или последовательного способа ведения проходческих и бетонных работ или сочетания этих способов следует осуществлять с учетом обеспечения устойчивости выработки до возведения постоянной обделки и директивных сроков строительства.

4.2.2. Параллельную схему организации работ следует применять в туннелях или выработках, которые сооружаются:

в породах, не допускающих оставление выработки на временной крепи на длительное время;

пролетом более 20 м независимо от длины туннеля;

с последовательной разработкой по элементам сечения.

Величина отставания обделки при параллельной схеме устанавливается проектом производства работ в зависимости от схемы движения транспорта и размещения оборудования в забое, а также инженерно-геологических условий. Ориентировочно величину отставания можно принимать в пределах 75-100 м. В нарушенных неустойчивых породах возведение обделки может выполняться непосредственно за проходкой участками, равными длине заходки.

4.2.3. Последовательная схема работ может применяться в туннелях:

а) сооружаемых в крепких устойчивых породах, допускающих оставление выработки на временной крепи на продолжительное время или не требующих крепления;

б) сечением до 10 м2, в которых затруднено совмещение операций по вывозке породы и доставке бетонной смеси, если это допустимо по геологическим условиям;

в) в выработках небольшой длины, пролетом менее 20 м.

4.2.4. В основу производственного процесса возведения монолитной обделки должна быть положена цикличная организация работ. Подготовка блока к бетонированию, доставка бетонной смеси, укладка ее за опалубку, перестановка и снятие опалубки увязываются в единый комплекс с полным или частичным совмещением отдельных операций во времени.