Основные положения по строительству гидротехнических туннелей буровзрывным способом, РД 34.21.203 (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

Главное производственно-техническое управление по строительству

Всесоюзный институт по проектированию организации энергетического строительства "Оргэнергострой"

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ТУННЕЛЕЙ БУРОВЗРЫВНЫМ СПОСОБОМ

РД 34.21.203

УДК 624.196

УТВЕРЖДЕНЫ Главным производственно-техническим управлением по строительству (протокол от 01.01.01 г.)

Настоящие Основные положения разработаны Всесоюзным институтом по проектированию организации энергетического строительства "Оргэнергострой" и Специализированным проектно-изыскательским и экспериментально-конструкторским институтом "Гидроспецпроект" на основании обобщения и анализа отечественного и зарубежного опыта подземного строительства, результатов теоретических, натурных и лабораторных исследований с учетом требований действующих нормативных документов.

Составители: кандидаты техн. наук - руководитель работы и ; инженеры , , (институт "Оргэнергострой"); канд. геолого-минералогических наук , (институт "Гидроспецпроект"); канд. техн. наук , инженеры и (Ленинградское отделение института "Гидропроект") при участии канд. техн. наук (Оргэнергострой), инженеров A. M. Кельми, (Гидроспецстрой) и (Гидроспецпроект).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Настоящие основные положения распространяются на проектирование и сооружение всех видов гидротехнических туннелей, а также подходных, цементационных, транспортных и других подземных выработок гидротехнических и гидроэнергетических комплексов, разрабатываемых буровзрывным способом.

В основных положениях не рассматриваются вопросы сооружения камер (подземные машзалы и т. п.), шахт наклонных выработок, а также специальные способы проходки (с использованием замораживания, предварительного укрепления пород, кессонный и т. п.).

Основные положения выпущены в развитие главы СНиП III-Б.8-68 "Тоннели транспортные и гидротехнические. Правила организации строительства, производства и приемки работ".

Производство работ при сооружении гидротехнических туннелей должно осуществляться в соответствии с проектами, соответствующими главами СНиП и другими материалами [Л.1, 2, 3].

К производству работ по строительству гидротехнических туннелей разрешается приступать только при наличии проектной документации, утвержденной в установленном порядке.

1.1. Исходные данные для проектирования организации строительства и производства работ

1.1.1. Разработка проектов организации строительства и производства работ выполняется на основании следующих исходных данных:

а) проекта туннеля (п.1.1.2);

б) характеристики инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических, топографических и других природных условий района строительства туннеля;

в) директивных сроков строительства всего объекта в целом и проектируемого туннеля в частности;

г) сведений об имеющихся в районе строительства местных ресурсов для возможного использования их при сооружении туннеля: источников электроэнергии, теплоснабжения, водоснабжения, месторождений строительных материалов, строительно-производственных баз, заводов строительных конструкций, деталей и материалов, путей сообщения, средств связи, а также резервов рабочей силы, жилой площади, общественных предприятий, служб быта и культуры.

1.1.2. Проект туннеля должен содержать: план трассы туннеля, продольный профиль, форму и размеры поперечного сечения, типы обделок, конструкции переходных участков и сопряжений с другими выработками и директивный график строительных работ.

1.1.3. Исходные данные для проектирования организации строительства проектной организации должны быть выданы генпроектировщиком не позднее чем за 2 мес до начала проектирования.

1.2. Требования к инженерно-геологическим изысканиям

1.2.1. Инженерно-геологические изыскания для проектирования и строительства гидротехнических туннелей должны выполняться в соответствии с действующими инструкциями [Л.4, 5] и обеспечивать получение необходимых исходных данных для проектирования и строительства.

1.2.2. Объем инженерно-геологических изысканий устанавливается в зависимости от глубины заложения туннеля и степени доступности местности [Л.4, 5]. Рекомендуется придерживаться следующих правил при сооружении туннелей:

а) мелкого заложения (до 75 м глубины) - применять проходку шурфов, штолен, бурение скважин и геофизическую разведку;

б) среднего заложения (от 75 до 300 м глубины) - применять проходку штолен, бурение скважин и геофизическую разведку;

в) глубокого заложения (от 300 до 600 м глубины) - применять проходку штолен и геофизическую разведку и только в исключительных случаях бурение скважин;

г) очень глубокого заложения (свыше 600 м глубины) - применять только проходку штолен и геофизическую разведку.

Расстояния между разведочными выработками назначаются в зависимости от пестроты геологического разреза по трассе. В районах, сложенных однородными скальными породами, расстояния между разведочными выработками (скважинами) должны быть в среднем не более 500 м.

1.2.3. В процессе изучения инженерно-геологического строения массивов горных пород для проектирования и строительства подземных гидротехнических сооружений должны быть освещены следующие вопросы:

петрографический состав, литологические, текстурные и структурные особенности горных пород, степень их выветрелости; распространение, мощности и условия залегания основных стратиграфо-литологических комплексов и отдельных разновидностей; наличие складчатых структур, тектонических форм нарушений, ослабленных контактов; процессы, связанные с новейшей тектоникой и сейсмикой.

1.2.4. Гидрогеологические исследования должны дать материал, необходимый для определения водопритоков в подземные выработки в процессе их проходки, оценки возможного гидростатического давления на обделку туннелей, а также для оценки агрессивности воды по отношению к бетонным и металлическим конструкциям.

1.2.5. Оценка газоносности пород производится на основе разведочных работ, при которых проводятся исследования растворимых и свободных газов в водах подземных источников, буровых скважинах и насыщенности газами образцов горных пород.

1.2.6. Для выбора способа проходки, определения параметров БВР, временной крепи и обделки необходимо проведение полевых и лабораторных исследований по получению показателей физико-механических свойств горных пород, приведенных в табл. 1.

Приведенные в табл. 1 показатели должны определяться для всех выделенных литологических комплексов пород, в которых предполагается размещать подземные гидротехнические сооружения.

Таблица 1

Необходимые показатели горных пород

Показатели	Виды пород
скальные	крупнообломочные и песчаные	глинистые
Петрографический состав	+	+	+
Гранулометрический состав	-	+	+
Удельный вес	+	+	+
Объемный вес	+	+	+
Естественная влажность	-	+	+
Показатели пластичности	-	-	+
Предел прочности на сжатие в водонасыщенном и сухом состоянии	+	-	-
Предел прочности на растяжение	+	-	-
Коэффициент крепости	+	+	+
Трещиноватость (блочность)	+	-	-
Показатели сопротивления сдвигу (сцепление, угол внутреннего трения)	+	+	+
Угол естественного откоса	+	+	+
Показатели деформационных свойств:
модуль деформации	+	+	+
коэффициент удельного отпора	+	+	+
коэффициент Пуассона	+	+	+
Набухание	-	-	+
Водопоглощение	+	+	-
Коэффициент фильтрации	+	+	+
Содержание водорастворимых солей	+	+	+
Категория по СНиП	+	+	+
Содержание свободной SiO2	+	+	-

1.2.7. Для строительной характеристики разрабатываемых пород, оценки их устойчивости, разрабатываемости и определения возможных нагрузок на обделку туннелей рекомендуется использовать коэффициент крепости пород по шкале Протодьяконова (прил. 1). Коэффициент крепости породы определяют на основании испытаний стандартных образцов (цилиндров диаметром d = 42,5 мм и высотой h = 1,5¸2d) по формуле

. (1)

При проектировании временной крепи и обделки туннеля необходимо учитывать состояние массива горных пород.

В связи с этим полученный расчетом коэффициент крепости может быть понижен с учетом трещиноватости, обводненности и выветриваемости породы.

Степень понижения коэффициента крепости должна определяться при инженерно-геологических изысканиях.

1.2.8. Деформационные свойства горных пород оцениваются модулем деформации (E).

Модуль деформации определяется:

нагружением равномерной нагрузкой поверхности цилиндрических выработок диаметром 2,0 м;

с помощью штампов площадью 1,0-2,0 м2.

Для предварительной оценки модуля деформации рекомендуется использовать геофизические методы, основанные на измерении скоростей распространения упругих волн, или прессиометрические испытания.

1.2.9. При оценке трещиноватости породного массива должны учитываться характеристики трещин, приведенные в табл. 2.

1.2.10. Полученные в результате инженерно-геологических изысканий показатели физико-механических свойств горных пород должны быть обработаны с использованием методов математической статистики и теории на уровне доверительной вероятности (надежности) не ниже 95%.

1.2.11. На основании полученных данных составляются инженерно-геологические разрезы по оси туннелей, диаграммы трещиноватости и т. п.

Таблица 2

Основные характеристики трещин и оценка влияния их на устойчивость выработки

Основные характеристики трещин	Задачи, для решения которых необходима информация о данной характеристике
Ориентировка трещин в пространстве (углы и азимуты падения)	Оценка устойчивости, параметры вывалов
Ориентировка одних трещин относительно других	Определение блочности пород в массиве
Густота трещин по системам	Определение блочности, деформируемости, устойчивости, пустотности и проницаемости
Протяженность трещин	Оценка устойчивости
Условия взаимопересечения	То же
Форма трещин	"
Состав, строение и состояние заполнителя	Оценка устойчивости, деформируемости, прочности массива, пустотности и проницаемости
Изменения в составе и строении "пристеночного" слоя	Оценка деформируемости и устойчивости
Фактура стенок трещин	Оценка устойчивости и проницаемости

2. ПЛАНИРОВАНИЕ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

2.1. Проект организации строительства

2.1.1. В проектах организации строительства должны быть решены все вопросы общей организации работ на строительной площадке, принципы организации и механизации работ в туннеле, количество подходных горизонтальных выработок или стволов и способы их проходки, подъездных дорог, организации строительной базы, припортальных строительных площадок, устройств, вспомогательных работ и противопожарных мероприятий.

2.1.2. В состав проектов организации строительства должны входить:

объемы основных строительных работ;

схемы организации и механизации работ по забоям;

номенклатура и размеры требуемого оснащения забоев буровым, погрузочным, транспортным, вентиляционным и водоотливным оборудованием для проходческих работ и оборудованием для работ по сооружению обделки;

данные о потребности строительных материалов, строительного оборудования, механизмов и транспортных средств, электроэнергии, воды и сжатого воздуха и о путях удовлетворения этой потребности;

данные о принятых в проекте видах и объемах использования для строительства туннеля местных строительных ресурсов: источников электроэнергии, теплоснабжения, месторождений строительных материалов, строительных баз, заводов строительных конструкций, деталей и т. п.;

проект строительства временных сооружений: компрессорной, бурозаправочной, вентиляционной, водонасосной станции, бетонного завода, складов и организации стройбазы и карьеров;

проект организации поверхностного и подземного транспорта, временных электросетей, воздухопроводной и водопроводной магистралей;

календарный план строительства туннеля с указанием сроков выполнения подготовительных, вспомогательных и основных работ;

данные о потребности рабочих кадров и жилого фонда, указания по строительству жилых, административно-хозяйственных и общественных зданий;

генеральный строительный план района расположения туннеля с нанесенными трассой туннеля с входным и выходным порталами и примыкающими к ним гидротехническими и другими сооружениями, подходными и вспомогательными горизонтальными выработками и стволами, припортальными и околоствольными строительными площадками и подходными дорогами к ним по всей трассе туннеля, отвалами породы, карьерами заполнителей для бетона, временными сооружениями, вспомогательными предприятиями и устройствами; жилыми, административно-техническими и общественными зданиями, транспортными коммуникациями для связи строительных площадок между собой и внешней транспортной сетью, прирельсовой базой, линией электропередачи и подстанцией, линиями связи.

2.1.3. Объем проектных работ в различных стадиях проектирования (ТЭО, технический проект, рабочие чертежи) определяется действующими инструкциями [Л.6 и 7].

2.1.4. В проекте организации строительства устанавливается оптимальная продолжительность строительства одного туннеля или комплекса туннелей и его очередей с учетом директивных скоростей их проходки, рационального количества забоев по трассе туннелей и организационно-производственной структуры строительной организации.

2.1.5. Среднегодовые месячные скорости проходки туннелей в зависимости от размеров их поперечного сечения и породных условий приведены ниже:

	м/мес
Туннели, проходимые полным сечением менее 20 м2	80
Туннели, проходимые полным сечением от 20 до 60 м2	60
Туннели, проходимые полным сечением от 60 до 90 м2	50
Туннели, проходимые с нижним уступом,
подсводовая часть	50
нижний уступ	80
Бетонирование стен и свода туннелей сечением до 20 м2	80
То же, от 20 до 60 м2	60
" более 60 м2	50
Бетонирование лотка	200¸250

Приведенные здесь среднегодовые месячные скорости проходки туннелей с учетом коэффициента использования рабочего времени за расчетный период являются средними скоростями проходки за длительный период времени и принимаются в основу календарного плана работ.

При сооружении туннелей в сложных инженерно-геологических условиях, требующих специальных способов проходки, месячные скорости проходки определяются проектом.

2.1.6. Строительство туннеля в зависимости от размеров поперечного сечения, протяженности, инженерно-геологических и топографических условий и установленных сроков строительства может вестись с одного или двух портальных забоев и в случаях необходимости с промежуточных забоев, вскрываемых по трассе туннеля из подходных горизонтальных выработок или стволов. Месторасположение, типы и число подходов для вскрытия промежуточных забоев устанавливаются проектом на основе технико-экономического сравнения вариантов.

2.1.7. Размеры поперечных сечений и конструкцию подходных выработок для безрельсового транспорта следует назначать согласно предъявляемым требованиям [Л.3, 8].

При рельсовом транспорте поперечное сечение и конструкция подходных выработок определяется проектом с учетом требований безопасности [Л.9].

2.1.8. Потребность в оборудовании (буровое, погрузочное, транспортное, бетоноукладочное, грузоподъемное) строящегося туннеля устанавливается в соответствии с календарным планом строительства, годовым объемом и количеством одновременно действующих забоев туннеля.

2.1.9. В соответствии с годовыми планами подземных строительных работ определяется потребность в энергетических ресурсах путем расчетов.

2.1.10. Число (списочный состав) рабочих, занятых на строительстве туннелей, определяется по расстановке согласно проекту.

2.2. График производства подготовительных и основных работ

2.2.1. Основным руководящим документом при планировании и управлении строительством является календарный план строительства и сетевой график.

2.2.2. В сводном календарном плане строительства и комплексном сетевом графике устанавливают сроки выполнения подготовительных, вспомогательных и основных работ, очередность строительства туннелей на объекте, объем и распределение строительных работ по годам и кварталам, календарные сроки поставки строительных конструкций, материалов, строительно-технологического оборудования, выдачи проектной документации и объемы финансирования работ по годам.

2.2.3. По мере разработки строительной части проекта и проекта организации строительства календарный график должен уточняться и конкретизироваться с целью оптимизации его по времени, рабочей силе, строительному оборудованию и финансированию работ по годам.

2.2.4. В дальнейшем при рабочем проектировании календарный план или сетевой график должны корректироваться с учетом проектных и компоновочных решений по туннелям, принятых в рабочих чертежах и отличающихся от технического проекта, изменения технологии работ, фактического состояния строительства и других факторов.

2.2.5. Календарный план или сетевой график строительства должен быть согласован с заказчиком, генеральной подрядной и специализированной строительными организациями, а также с субподрядными организациями, участвующими в строительстве.

2.3. Проект производства работ

2.3.1. В проекте производства работ должны быть решены все вопросы организации и производства работ на каждом объекте (забое).

2.3.2. В состав проекта производства работ должны входить:

схемы организации работ с циклограммами;

план-график выполнения работ по объекту (забою);

паспорт временной крепи;

объемы работ, подлежащие выполнению (с учетом проекта организации работ);

технологические карты на выполнение отдельных операций (если в этом есть необходимость);

проект отвала породы.

2.3.3. Проекты производства работ (ППР) должны быть утверждены в установленном порядке и переданы на строительство не позднее чем за 2 мес до начала работ на объекте.

2.3.4. Проект на оборудование должен быть выдан не позднее чем за 1 год до начала работ на объекте.

В состав проекта входят:

спецификация на стандартное оборудование;

рабочие чертежи - по нестандартному оборудованию, выполняемые на основании технического предложения.

2.3.5. Осуществление строительства объектов без наличия утвержденных проектов производства работ запрещается.

2.4. Схемы подземного транспорта, воздухоснабжения, энергоснабжения, водоснабжения и связи

2.4.1. Принципиальные схемы подземного транспорта, энергоснабжения, водоснабжения и связи должны быть разработаны в процессе проектирования организации строительства. При составлении ППР по каждому объекту эти схемы уточняются.

2.4.2. При проектировании поверхностных коммуникаций - электрических линий, воздуховодов, водопровода, связи и пр. - для подземных строительных работ должна быть обеспечена их сохранность при производстве земельно-скальных работ на поверхности.

2.4.3. При производстве работ по строительству туннелей линии энергоснабжения должны прокладываться по кольцевой схеме или дублироваться по разным трассам.

Насосная, шахтный подъем, вентиляция и аварийное освещение должны иметь резервный источник питания.

2.4.4. В суровых климатических условиях воздуховодные и водопроводные сети на открытой поверхности должны быть утеплены.

2.4.5. При работе в зимнее время температура воздуха, подаваемого в забой туннеля, должна быть не ниже 2 °С.

Температурный режим на строительстве туннеля должен устанавливаться проектом с указанием необходимых мер по его поддержанию.

2.4.6. При проектировании организации строительства должна предусматриваться система диспетчерской оперативной связи между основными объектами и подразделениями строительства. В качестве основных видов связи рекомендуется телефонная и селекторная. В некоторых случаях должна предусматриваться громкоговорящая связь. Аппараты оперативной связи должны быть обозначены хорошо видимыми знаками.

2.5. Сметная документация

2.5.1. Утвержденная сводная смета на строительство является основным документом на весь период строительства. На основе сводной сметы осуществляются планирование капитальных вложений и финансирование строительства. Расчеты по выполненным работам производятся за полностью законченные объекты или этапы работ, согласно их расчетным стоимостям, за исключением случаев льготного финансирования.

2.5.2. Разработка сметной документации должна производиться в объеме и по форме, установленной действующими инструкциями [Л.10].

2.5.3. Сметы на строительство до утверждения должны согласовываться с подрядными и субподрядными строительно-монтажными организациями до начала строительства.

2.6. Система сетевого планирования и управления (СПУ)

2.6.1. Основой системы СПУ является графическая модель плана предстоящего строительства - сетевой график (прил. 2, рис. 1).

В сетевом планировании используется метод анализа, основанный на выявлении критической последовательности работ, определяющей продолжительность строительства.

2.6.2. Функционирование системы СПУ включает две стадии: стадия разработки исходного плана строительства и стадия оперативного планирования и управления строительством на основании исходного плана.

2.6.3. Процесс разработки исходного плана выполнения строительства подземного комплекса предусматривает выявление факторов, необходимых для достижения поставленной цели (окончание строительства в заданные директивные сроки); установление взаимозависимости отдельных участков строительного комплекса; сбор исходной информации; разработка комплексного укрупненного сетевого графика для принятой технологии выполнения работ с определением потребности в рабочей силе и сроков обеспечения строительства материально-техническими ресурсами и технологическим оборудованием; расчет показателей исходного плана.

2.6.4. Стадия оперативного планирования и управления строительством охватывает время с момента утверждения исходного плана и доведения его до исполнителей и до завершения всех работ по подземному комплексу.

На стадии оперативного планирования и управления строительством производятся: составление и выдача на основе сетевых графиков оперативных планов (квартальных, месячных, декадных); сбор информации о фактическом выполнении работ, ее обработка и анализ возникающих изменений и расхождений между запланированным и фактическим ходом работ, выдача рекомендаций руководству, принятие руководством решений на основе выданной информации и корректировка сетевого графика в соответствии с принятыми решениями, доведение откорректированного сетевого графика до основных исполнителей, контроль за выполнением откорректированного сетевого графика.

2.6.5. Графики, разрабатываемые для решения задач организационно-технической подготовки к строительству, должны включать все объекты и сооружения, подлежащие строительству в подготовительный и основной периоды строительства.

2.6.6. В результате построения и расчета укрупненного сетевого графика должны быть определены:

продолжительность основных этапов строительства пусковых комплексов отдельных крупных узлов гидроэлектростанции;

распределение капитальных вложений по годам строительства и поквартальное распределение объемов строительно-монтажных работ, потребности в рабочих кадрах по специальностям и материально-технических ресурсах с учетом их рационального использования;

объемы и порядок выполнения работ подготовительного периода строительства;

последовательность строительства объектов и сооружений и выполнения работ;

сроки обеспечения строительства основными материально-техническими ресурсами.

При расчете сводной сетевой модели должны быть уточнены: срок окончания строительства, перечень работ критической зоны, сроки начала и окончания работ критической зоны, ранние и поздние сроки начала и окончания работ, а также резервы времени по работам.

2.6.7. Оптимизация сетевого графика, т. е. приведение его в соответствие с заданными ограничениями, производится:

а) по времени в целях сокращения критического пути, отвечающего заданным срокам строительства;

б) по численности рабочей силы путем построения плавной эпюры и снижения пиков движения рабочей силы (прил. 2, рис. 2);

в) по работе строительных машин и механизмов для уменьшения организационных простоев и перебросок механизмов с участка на участок;

г) по капиталовложениям и объемам строительно-монтажных работ для получения оптимального варианта распределения по кварталам и годам строительства (прил. 2, рис. 3);

д) по всем видам ресурсов для получения варианта равномерной поставки материалов, изделий и оборудования.

2.6.8. Графики, разрабатываемые для решения планово-экономических и управленческих задач в процессе осуществления строительства, включают объекты и сооружения, входящие в очередной пусковой комплекс или этап строительства.

Степень детализации работ, включаемых в сетевой график, должна создавать условия, необходимые для получения результатов с точностью, принятой при решении планово-экономических и управленческих задач в период осуществления строительства.

2.6.9. В соответствии с имеющейся инструкцией [Л.11] должен составляться проект системы диспетчеризации строительства, где определяются состав диспетчерской службы, положение о ней, должностные инструкции, перечень и формы документов, по которым работает служба, помещение диспетчерской службы и оборудование его, средства связи.

2.6.10. Диспетчерская служба должна располагать недельно-суточными заданиями (графиками) для исполнителей работ, включая работы, выполняемые субподрядными организациями, заявками по завозу на участки строительных конструкций, материалов (бетона и др.) и графиками распределения механизмов, а также обеспечиваться соответствующими средствами связи, автоматики, телемеханики.

2.6.11. Для обработки получаемой информации, ее анализа, подготовки решений и корректировки графиков рекомендуется иметь в составе управлений строительства группы СПУ.

2.6.12. Ответственные исполнители (прорабы, начальники участков) обязаны ежедекадно (ежемесячно) представлять в оперативную группу информацию о ходе работ и принимать участие в разработке мероприятий по устранению отклонений от плана и в работе оперативного совещания.

2.6.13. Формы документации при применении сетевого планирования и управления строительством приведены в прил. 2 (формы 1-5).

2.7. Производственная база строительства

2.7.1. Основная производственная база строительного управления, занимающегося строительством подземных сооружений, должна быть территориально объединена, иметь единую внутреннюю транспортную связь между отдельными производственными зданиями, цехами, участками, складскими помещениями и т. п.

2.7.2. Для нормального обеспечения всего комплекса подземных работ на объекте основная производственная база строительной организации в зависимости от климатических и местных условий должна включать: закрытое помещение, навес или открытую площадку для стоянки автотранспорта, хранения автопокрышек и зарядки автоаккумуляторов; моечную эстакаду, тельферную эстакаду; закрытое помещение или навес для ремонта самоходного и другого тяжелого бурового оборудования, а также навес для хранения этого оборудования после ремонта и вновь поступающего в строительную организацию; помещение для ремонта и навес для хранения погрузочных и транспортных средств; помещение для ремонта двигателей внутреннего сгорания и компрессоров; помещение для ремонта малой буровой техники, а также изготовления и ремонта средств малой механизации; помещение для ремонта электрического оборудования и инструмента; навес для изготовления и ремонта металлоконструкций, столярную и деревообделочную мастерскую; цех механической обработки металла и слесарную; кузницу; бурозаправочную мастерскую; помещение электро - и газосварки.

Кроме помещений производственных служб на территории базы должны быть размещены складские помещения для хранения запасных частей и оборудования, строительных материалов - цемента, леса, металла, горючих и смазочных материалов (ГСМ), кислорода и пр.

В пределах территории основной производственной базы располагаются также служебные, бытовые и административные здания строительной организации, к числу которых относятся: контора и диспетчерская строительного управления, контора и диспетчерская автобазы, помещение для отдыха ремонтных рабочих, столовая или буфет, красный уголок, котельная, душкомбинат, медпункт, туалеты и пр.

К объектам производственной базы относятся также трансформаторные подстанции, компрессорные, базисные и расходные склады ВМ, электровозные депо (в случаях колейного транспортирования породы из выработок), бетонный завод и растворные узлы, газоаналитическая и бетонная лаборатории, бассейны и емкости противопожарного назначения, помещение ВГСЧ. Расположение этих объектов на строительной площадке определяется производственными и топографическими условиями.

2.7.3. Расположение производственных, служебных и бытовых помещений, зданий и площадок на территории основной базы принимается с учетом технологических связей между различными службами и топографических особенностей участка, выделенного для строительства базы.

2.7.4. При строительстве подземных сооружений, входящих в комплекс строящегося гидроузла, ряд объектов, предназначенных специально для подземных работ, может быть исключен из перечня производственной базы (гаражи, склады, бетонный завод, бетонная лаборатория и пр.) при условии бесперебойного обеспечения этих работ объектами аналогичного назначения общестроительной производственной базы.

2.7.5. Производственная база строительства и энергомощности (вода, воздух, электроэнергия) должны быть готовы к началу производства туннельных работ.

3. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО ПРОХОДКЕ ТУННЕЛЕЙ

3.1. Общие положения

3.1.1. Буровзрывной способ проходки применяется в скальных породах различной прочности и трещиноватости с коэффициентом крепости f = 2 и выше по шкале Протодьяконова (IV категория пород по СНиП).

3.1.2. В состав работ входят: бурение шпуров или скважин для размещения зарядов ВВ, заряжание обуренного забоя, взрывание, проветривание, оборка кровли и стен выработки, уборка взорванной породы, временное и постоянное крепление.

3.1.3. Способы производства работ и средства механизации определяются проектом организации строительства в зависимости от инженерно-геологических условий, глубины заложения, размеров сечения, конструкции обделки и длины туннеля с учетом требований действующих правил безопасности.

3.2. Способы проходки

3.2.1. При буровзрывном методе проходки туннели сооружаются следующими способами: сплошным забоем, уступным и поэлементным раскрытием. Выбор способа определяется конкретными горно-геологическими условиями и площадью поперечного сечения туннеля.

3.2.2. Способ сплошного забоя рекомендуется применять в туннелях высотой до 10 м.

Параметры временной крепи при этом устанавливаются проектом в зависимости от инженерно-геологических условий.

3.2.3. Туннели высотой более 10 м рекомендуется сооружать уступным способом. При этом в первую очередь разрабатывают верхнюю часть сечения, закрепляют ее временной крепью или постоянной обделкой, после чего разрабатывают нижнюю часть сечения.

3.2.4. Нижняя часть сечения при уступном способе сооружения туннеля может разрабатываться в один или несколько уступов. Высота каждого уступа должна быть не более 15 м (с целью обеспечения устойчивости стен). В недостаточно устойчивых породах разработка уступов производится с оставлением берм под пятами свода. Разработка штросс и возведение стен выполняется при этом в шахматном порядке участками по 4-6 м.

3.2.5. Использование способов сооружения туннелей с разработкой сечения по частям (кроме уступных) допускается при специальном обосновании в туннелях, расположенных в породах с коэффициентом крепости f < 4, а также в более крепких породах, если пролет выработки превышает 15 м.

3.3. Буровзрывные работы

3.3.1. Использование буровзрывного метода производства работ должно обеспечивать: максимальное продвижение забоя за взрыв, контур выработки с минимальным отклонением от проектного очертания, минимальную нарушенность законтурного массива породы, а также временной или постоянной крепей выработки; максимальную производительность погрузочного и бурового оборудования, оптимальные показатели удельных расходов бурения и взрывчатых материалов.

3.3.2. При ведении буровзрывных работ следует предусмотреть мероприятия по борьбе с пылью: промывку при бурении или пылеотсос, установку туманообразователей, использование гидрозабойки и т. п.

3.3.3. С целью получения контура выработки, близкого к проектному, и уменьшения переборов породы следует с учетом конкретных геологических условий использовать технологию контурного взрывания, параметры которого необходимо рассчитывать согласно утвержденной методике [Л.12].

3.3.4. На каждую выработку составляется паспорт буровзрывных работ (БВР), утвержденный главным инженером строительного управления. Паспорт составляется для характерных инженерно-геологических условий на основании расчета с корректировкой данных, полученных в процессе нескольких опытных взрывов. Корректировка паспорта также утверждается главным инженером.

3.3.5. Паспорт БВР должен содержать: краткую инженерно-геологическую характеристику пород: площадь поперечного сечения выработки в проходке; количество шпуров на забой; глубину бурения; коэффициент использования шпуров (КИШ); уходку забоя за цикл; объем взорванной за цикл породы; общий и удельные расходы взрывчатых материалов и бурения; классификацию шпуров (разбивку шпуров на группы и серии с указанием глубин бурения, типа и количества ВВ для каждого шпура и серии, степеней замедления, направления бурения); схему расположения шпуров с привязкой к оси выработки; время проветривания забоя после взрыва; места укрытия персонала и расположение постов оцепления.

3.3.6. В комплект шпуров паспорта БВР входят следующие группы: врубовые, вспомогательные, отбойные, контурные.

3.3.7. Выбор конструкций врубов определяется структурно-геологическими условиями, сечением выработок и типом бурового оборудования.

Врубы отрывающего типа (рис. 1) применяются:

в выработках малого сечения (до 20 м2) - при интенсивной трещиноватости породного массива;

в выработках среднего сечения (20-50 м2) - при глубине бурения менее 3,5 м и ярко выраженных трещиноватости и напластовании пород;

в выработках большого сечения (свыше 50 м2) - при любых горно-геологических условиях.

Врубы дробящего типа применяются (рис. 2):

в выработках малого сечения - в монолитных или среднетрещиноватых породах при глубине бурения не более 3,5 м;

в выработках среднего сечения - в монолитных или среднетрещиноватых породах при глубине бурения 3,5-4 м;

в выработках большого сечения - в крепких монолитных породах при глубине бурения не более 4,5 м.

3.3.8. Для выработок малого сечения наиболее подходящими конструкциями врубов отрывающего типа являются простой вертикальный клин и вертикальный клин с разрезной щелью:

глубина бурения врубовых шпуров 2,2-2,5 м;

угол наклона врубовых шпуров к плоскости забоя 60-70°; меньшая величина относится к породам с повышенным сопротивлением отрыву;

взрывание зарядов в шпурах клинового вруба при использовании электродетонаторов короткозамедленного действия рекомендуется производить попарно, с интервалом замедления между парами не менее 15-25 мс;

при клиновых врубах с разрезной щелью взрываются сначала заряды разрезной щели, а затем с интервалом замедления 25-30 мс - все шпуры основного клина.

3.3.9. В выработках среднего и большого сечения применяются:

при работе в забое самоходных бурильных установок все разновидности клиновых врубов;

при работе с буровых подмостей веерные и плужные врубы.

При простом вертикальном клине все его заряды взрываются одновременно. Разрезная щель или вспомогательный клин взрывается в первую очередь, а потом с интервалом не менее 50 мс - все заряды основного клина.

Рис. 1. Основные конструкции врубов отрывающего типа

1 - клиновый вруб; 2 - клиновый вруб с разрезной щелью; 3 - двойной клиновый вруб;

4 - веерный вруб; 5 - плужный вруб

Рис. 2. Основные конструкции врубов дробящего типа

1 - четырехсекционный вруб с одной холостой скважиной; 2 - четырехсекционный вруб с двумя холостыми скважинами; 3 - шестисекционный вруб с одной холостой скважиной

3.3.10. Заряд во врубовых шпурах для всех конструкций отрывающих врубов определяется по формуле

кг, (1)

где D - плотность ВВ, г/см3;

lш - глубина врубового шпура, м;

dn - диаметр патрона ВВ, мм.

3.3.11. Основные параметры наиболее часто встречающихся конструкций врубов отрывающего типа приведены в табл. 3.

Таблица 3

Основные параметры врубов отрывающего типа

Конструкция вруба	Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова	Расстояние между шпурами в ряду (в), м	Расстояние между парами шпуров (а), м
сечение выработки, м2
до 15	до 50	50 и более	до 15	до 50	50 и более
Обычный клиновой вруб	5-6	0,60	0,75	0,80	0,10	0,15	0,20
Клиновой вруб с разрезной щелью	7-8	0,65	0,80	0,85	0,20	0,20	0,30
Двойной клиновой вруб:	7-10
основной		-	0,80	0,90	-	0,10	0,30
дополнительный		-	0,80	0,90	-	0,15	0,20
Веерный вруб	6-12	-	0,80	1,00	-	-	-

3.3.12. В выработках малого сечения наиболее целесообразны четырехсекционные врубы с одной или двумя сериями врубовых шпуров. Диаметр холостого шпура такой же, как у остальных. В весьма крепких породах (f =необходимо бурить два холостых шпура на расстоянии не более 100-150 мм один от другого.

Для выработок среднего сечения также рекомендуется четырехсекционный вруб. С увеличением глубины бурения до 3,5-4,0 м количество врубовых шпуров увеличивается до 12 (без холостого шпура). Диаметры холостых одного или двух шпуров должны быть не менее 55 мм.

В выработках большого сечения с увеличением глубины бурения до 4 м оптимальным является шестисекционный вруб при небольшом (до 3-5°) угле наклона врубовых шпуров к холостому, в качестве которого целесообразно использовать скважины диаметром не менее 75-100 мм. В особо крепких породах необходимы две скважины такого диаметра.

Во всех выработках прямые врубы располагаются по оси забоя на высоте не более 1,5-2,0 м от почвы выработки.

3.3.13. Основные параметры врубов дробящего типа приведены в табл. 4 (рис. 1, 2).

Таблица 4

Основные параметры врубов дробящего типа

Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова	Породы	Расстояние между осями холостого и заряженных шпуров (а, в, с), м
диаметр холостого шпура, мм
42	55	75	100
5-6	Алевролиты	0,3/0,5/1,0	0,35/0,60/1,1	0,4/0,7/1,20	-
6-8	Песчаники средней крепости	0,25/0,40/0,8	0,3/0,5/1,0	0,35/0,60/1,1	-
6-8	Известняки средней крепости	0,20/0,40/0,7	0,25/0,4/0,9	0,3/0,5/0,8	0,35/0,6/1,0
8-10	Известняки крепкие, граниты	-	-	0,25/0,4/0,7	0,3/0,5/0,9

Интервал замедления между взрывами отдельных серий шпуров прямого вруба для крепких и весьма крепких пород должны быть 25 мс, для пород средней трещиноватости и вязких пород - 50 мс.

При глубине бурения более 3,5 м и диаметре холостого шпура не более 55 мм для ускоренного выброса раздробленного массива породы в холостом шпуре помещается заряд ВВ весом 0,2-0,4 кг, взрыв которого производится одновременно со взрывом второй серии шпуров вруба.

3.3.14. Величину заряда во врубовых шпурах для всех конструкций дробящих врубов определяют по формуле

кг. (2)

3.3.15. При выборе расположения остальных шпуров паспорта буровзрывных работ учитывается величина линии наименьшего сопротивления.

Рекомендуемые для расчета величины линии наименьшего сопротивления для отбойных шпуров в зависимости от физико-механических свойств массива породы и поперечного сечения выработки приведены в табл. 5.

Таблица 5

Величины линий наименьшего сопротивления

Сечение выработки, м2	Линия наименьшего сопротивления
Коэффициент крепости по шкале Протодьяконова
5-6	7-10	10-12
Малое (до 15)	0,7	0,6	0,5
Среднее (до 50)	1,1	1,0	0,9
Большое (до 100)	1,2	1,1	1,0

3.3.16. Число отбойных шпуров определяют по формуле

, шт., (3)

где Sотб - площадь забоя, приходящаяся на один ряд отбойных шпуров и определяемая по формуле

Sотб = Sпр - Sвсп, м2, (4)

где Sпр - площадь забоя в проходке, м2;

Sвсп - площадь забоя, разработанная предыдущим взрывом для 1-го ряда отбойных шпуров Sвсп = Sвруба

S - площадь забоя, приходящаяся на один отбойный шпур.

S = a1 a1, м2, (5)

где a1 - расстояние до предыдущего ряда шпуров, м;

a1 - расстояние между рядами шпуров, м.

Величины a1 и a1 определяют в зависимости от линии наименьшего сопротивления: a1 = K1 W; a1 = K2 W. Ориентировочные значения коэффициентов K1 и K2 в зависимости от крепости пород и назначения шпуров приведены в табл. 6.

Таблица 6

Ориентировочные значения коэффициента

Ряды шпуров	Коэффициенты крепости f
5-6	6-8	8-10	10-12	>12
K1	K2	K1	K2	K1	K2	K1	K2	K1	K2
Первый после вруба ряд отбойных шпуров	0,9	1,0	0,85	0,9	0,8	0,9	0,8	0,85	0,75	0,8
Следующие ряды отбойных шпуров	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	0,9	0,9	0,85	0,9
Предконтурный ряд отбойных шпуров	0,8	0,9	0,8	0,8	0,8	0,8	0,75	0,8	0,75	0,75

3.3.17. Число оконтуривающих шпуров определяют по формуле

, (6)

где Pk - периметр выработки;

ak - расстояние между контурными шпурами;

B - ширина выработки по почве;

an - расстояние между почвенными шпурами, an = 0,8 W.

3.3.18. Общее число шпуров на забой составляет

Nоб = Nвр + Nотб + Nk, (7)

где Nоб - число шпуров на забой;

Nвр - " врубовых шпуров;

Nотб - " отбойных шпуров;

Nk - " контурных шпуров.

3.3.19. Удельный расход бурения

, (8)

где lср - глубина бурения шпура (средняя);

Vз - объем отбитой за взрыв породы должен находиться в зависимости от крепости пород в пределах 1,7-2,3 м/м3 для малого сечения; 1,4-1,8 м/м3 для среднего сечения; 1,2-1,5 м/м3 - для большого сечения (большая величина для крепких пород f =

3.3.20. Величину заряда в отбойных шпурах определяют по формуле

, кг. (9)

Меньшая величина принимается для пород средней крепости и увеличивается с повышением коэффициента крепости пород.

3.3.21. Величина заряда для контурных шпуров составляет 0,2-0,4 кг на 1 пог. м шпура.

3.3.22. В качестве взрывчатых веществ используются все промышленные ВВ, допущенные к применению в подземных условиях.

Взрывчатое вещество выбирается в зависимости от горно-геологических условий, сечений выработки и назначения шпуров и применяется:

а) скальные аммониты - во врубах дробящего типа и в первом ряду вспомогательных шпуров в монолитных или слаботрещиноватых породах с коэффициентом крепости f > 10;

б) детониты - во врубах отрывающего типа, дробящего типа в трещиноватых породах или в породах с f менее 10; в отбойных и вспомогательных шпурах, в породах с f ³ 8, почвенных шпурах в породах любой крепости;