RU2096621C1 - Method for driving deep tunnels in loose ground - Google Patents
Method for driving deep tunnels in loose ground Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096621C1 RU2096621C1 RU96101124A RU96101124A RU2096621C1 RU 2096621 C1 RU2096621 C1 RU 2096621C1 RU 96101124 A RU96101124 A RU 96101124A RU 96101124 A RU96101124 A RU 96101124A RU 2096621 C1 RU2096621 C1 RU 2096621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lining
- pillar
- rock
- cut
- slit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам сооружения тоннелей глубокого заложения в слабоустойчивых грунтах и может быть использовано при строительстве метрополитенов, транспортных тоннелей и других подземных сооружений. The invention relates to methods for constructing deep tunnels in weakly stable soils and can be used in the construction of subways, transport tunnels and other underground structures.
Известен способ сооружения тоннелей в слабоустойчивых грунтах с опережающим креплением, выполненным путем торкретирования нарезанной по контуру забоя щели, установки в начале заходки стальных арочных подхватов, разработки породы под защитой временной крепи и монтажа постоянной крепи. There is a method of constructing tunnels in weakly stable soils with leading fastening, made by gunning a slit cut along the contour of the bottom, installing steel arched grabs at the beginning of the approach, developing the rock under the protection of temporary supports and installing permanent supports.
Недостатками этого способа является низкая эффективность, необходимость установки арочных подхватов, сложность его реализации в выработках ограниченного объема, многоступенчатость, связанные с тем, что нарезание щели, разработка породы и монтаж постоянной обделки осуществляются отдельными механизмами баровым устройством для нарезания щели, отдельными механизмами для разработки породы, ее транспортировки и монтажа постоянной крепи. Для размещения этих механизмов требуется расстояние от лба забоя не менее чем полтора диаметра тоннеля, т. е. в данном случае не менее 16 м. The disadvantages of this method are the low efficiency, the need to install arched grabs, the difficulty of its implementation in the workings of a limited volume, the multistage associated with the fact that the cutting of the slit, the development of the rock and the installation of the permanent lining are carried out by separate mechanisms with a bar device for cutting the gap, separate mechanisms for developing the rock , its transportation and installation of permanent lining. To accommodate these mechanisms, a distance from the forehead of the face of at least one and a half diameters of the tunnel is required, i.e., in this case, at least 16 m.
Известен способ сооружения тоннелей в слабоустойчивых грунтах, включающий нарезание щели по контуру забоя, заполнение ее бетонным раствором, затем с интервалом времени, необходимым для набора прочности бетона под защитой временной крепи разработку породы и сооружение постоянной крепи. There is a method of constructing tunnels in weakly stable soils, including cutting a gap along the contour of the face, filling it with concrete mortar, then at a time interval necessary for the concrete to gain strength under the protection of the temporary lining, developing the rock and building a permanent lining.
Нарезание щели осуществляют гидромеханическим щелеобразным устройством на опоре, породу разрабатывают гидравлическим экскаватором, породу убирают транспортерами, монтаж постоянной крепи ведут крепеукладчиком с магазином сегментов, т. е. для реализации этого способа используют сложный и громоздкий проходческий комплекс. Недостатками этого способа являются недопустимо высокая энергоемкость, необходимость направлять гидроимпульсы в предварительно пробуренные шпуры, а не непосредственно на лоб забоя, невозможность реализации способа в выработках ограниченного объема, реализация способа только в крепких скальных грунтах, недостаточная его эффективность. Slit cutting is carried out by a hydromechanical slit-like device on a support, the rock is developed by a hydraulic excavator, the rock is removed by conveyors, the installation of the permanent lining is carried out by a stacker with a segment store, i.e., a complex and bulky tunneling complex is used to implement this method. The disadvantages of this method are unacceptably high energy consumption, the need to send hydraulic pulses to pre-drilled holes, and not directly to the forehead of the face, the inability to implement the method in the workings of a limited volume, the implementation of the method only in hard rocky soils, its insufficient efficiency.
Известен способ сооружения тоннелей в слабоустойчивых грунтах, включающий одновременное прорезение щели и сооружение монолитной оболочки посредством базовой машины со стрелой и смонтированным на стреле щелепрорезным рабочим органом, в корпусе которого выполнен канал с соплами для подвода бетонного раствора. There is a method of constructing tunnels in weakly stable soils, including simultaneous slotting of the slit and the construction of a monolithic shell by means of a base machine with an arrow and a slot-cutting working body mounted on the arrow, in the body of which a channel with nozzles for supplying concrete mortar is made.
Недостатками этого способа являются невозможность сооружения в прорезаемой щели однородной, без включений породы монолитной оболочки с требуемой высокой несущей способностью, необходимой для восприятия горного давления пород и предохранения проходчиков от обрушения пород при разработке и выемке ядра под прикрытием сооружений оболочки, поскольку при одновременном вращательном и поступательном движении, т. е. при резании боковой поверхностью, исполнительный орган не сможет выносить штыб грунта из щели, который будет осыпаться в щель из-за увеличения зазора между перемещаемым исполнительным органом и образующейся задней стенкой щели, а связующий раствор, подаваемый через сопла в исполнительном органе, будет распределяться радиально относительно трубы исполнительного экрана и связывать разрыхленную породу по всему сечению прорезаемой щели. В результате этого образованная неоднородная монолитная оболочка не обладает необходимой несущей способностью, технология выемки ядра породы под защитой сооруженной в щели оболочки не может быть применена, так как она будет раздавлена повышенным горным давлением в неустойчивых горных породах. The disadvantages of this method are the impossibility of building a homogeneous monolithic shell without inclusions of rock with the required high load-bearing capacity, necessary for perceiving rock pressure of the rocks and protecting the tunnels from collapsing rocks during the development and excavation of the core under cover of the shell structures, since at the same time rotational and translational movement, that is, when cutting with a side surface, the executive body will not be able to take out a block of soil from the gap, which will crumble into the slot and due to the increase in the gap between the movable actuator and the resulting back wall of the slot, and the binder solution supplied through nozzles in the actuator will be distributed radially relative to the pipe of the actuator screen and bind loosened rock over the entire cross section of the slot to be cut. As a result of this, the formed heterogeneous monolithic shell does not have the necessary bearing capacity, the technology of excavating the rock core under the protection of the shell built in the gap cannot be applied, since it will be crushed by increased rock pressure in unstable rocks.
Кроме того, этим способом можно сооружать только короткие, равные длине исполнительного органа цилиндрические оболочки и при сооружении последующих цилиндрических оболочек обделки их стыки будут образовываться уступами (внахлестку), из-за чего с каждой последующей заходкой сечение тоннеля будет уменьшаться, что недопустимо по условию заданных габаритов сечения. In addition, in this way it is possible to construct only short, cylindrical shells equal to the length of the actuator and during the construction of subsequent cylindrical shells of the lining, their joints will form ledges (lap), because of which, with each subsequent approach, the section of the tunnel will decrease, which is unacceptable under the conditions given section dimensions.
Целью изобретения является уменьшение осадок дневной поверхности, повышение эффективности способа, создание возможности для его реализации в выработках ограниченного объема. The aim of the invention is to reduce the precipitation of the surface, increasing the efficiency of the method, creating opportunities for its implementation in the workings of a limited volume.
Указанная цель достигается тем, что щель с заданными параметрами нарезают секторами, поочередно с каждой стороны от центрального породного целика, с одной стороны и от линии пят свода до целика, с другой от целика до линии пят свода, в нарезанную по обе стороны от целика щель со стороны щелережущего рабочего органа устанавливают разделительную, а по торцу щели торцевую пневмоопалубку, щель заполняют бетонным раствором, с интервалом времени, необходимым для схватывания бетона, нарезают щель в центральном породном целике и заполняют ее бетонным раствором, сооружая, таким образом, опережающую крепь с превышением ею контура обделки на величину монтажного зазора, под защитой ранее сооруженной опережающей крепи монтируют постоянную обделку, затем с интервалом времени, необходимым для набора прочности бетона вновь сооруженной опережающей крепи, в верхней части забоя щелережущим рабочим органом разрабатывают породу на одну заходку, причем нарезание щели и разработку породы забоя ведут щелережущим органом, установленным перед подачей на забой с заданным углом резания. This goal is achieved by the fact that the gap with the given parameters is cut into sectors, alternately on each side of the central pedigree pillar, on the one hand and from the line of the heels of the arch to the pillar, on the other from the pillar to the line of the heels of the arch, into the slot cut on both sides of the pillar from the side of the alkaline working body, a separation is installed, and at the end of the slot, an end pneumatic formwork is filled, the slot is filled with concrete mortar, with a time interval necessary for concrete to set, a gap is cut in the central rock pillar and filled with concrete mortar, thus constructing the leading lining with the excess of the lining contour by the amount of the installation gap, under the protection of the previously built leading lining, permanent lining is mounted, then with the time interval necessary for the concrete to gain strength the newly built leading lining, in the upper part of the face the working body develops the rock for one run, and the cutting of the slit and the development of the bottom rock are conducted by the cutting organ installed before feeding the face with a given cutting angle.
Заявленный способ является новым, т. к. он не известен из уровня техники. The claimed method is new, because it is not known from the prior art.
Заявленный способ имеет изобретательский уровень, т. к. он для специалиста явным образом не следует из уровня техники. The claimed method has an inventive step, because for a specialist it does not explicitly follow from the prior art.
Заявленный способ является промышленно применимым, т. к. может быть использован для строительства тоннелей метрополитена, транспортных тоннелей и других подземных сооружений. The claimed method is industrially applicable, because it can be used for the construction of subway tunnels, transport tunnels and other underground structures.
На чертеже изображен способ проходки тоннеля глубокого заложения в неустойчивых грунтах, устройство для его реализации и поперечное сечение выработки, закрепленной опережающей крепью 1 в виде нарезанной по контуру забоя щели заполненной бетонной смесью. Для создания опережающей крепи 1 по контуру забоя, секторами 2 поочередно с каждой стороны от центрального породного целика 3, с одной стороны от линии пят свода до целика 3, с другой - от целика 3 до линии пят свода, баровым устройством 4 нарезают за три заходки щель с заданными параметрами глубиной 1,3 2,5 м, шириной 0,1 0,2 м, под углом 9 15o к продольной оси выработки, секторами по 1,6 3,2 м. Диапазон параметров щели и количество секторов определяется характеристиками грунта в конкретном случае грунта прочностью 2 5 МПа, сечением выработки, параметрами обделки и др.The drawing shows a method of driving a deep tunnel in unstable soils, a device for its implementation and a cross section of a mine secured by an advanced support 1 in the form of a slit filled with concrete mix cut along the contour of the bottom face. To create a leading lining 1 along the contour of the face, sectors 2 alternately on each side from the central pedigree pillar 3, on the one hand from the line of the heel of the arch to pillar 3, on the other - from the pillar 3 to the line of the heel of the arch, cut the bar device 4 in three sets a slit with specified parameters with a depth of 1.3 2.5 m, a width of 0.1 0.2 m, at an angle of 9 15 o to the longitudinal axis of the excavation, sectors of 1.6 3.2 m. The range of parameters of the gap and the number of sectors is determined by the characteristics soil in a particular case of soil with a strength of 2 5 MPa, production cross-section, parameters about Tree et al.
Бар 4 перед подачей на забой устанавливают с заданным углом резания в данном случае 15o к продольной оси выработки.Bar 4 before feeding to the face set with a given angle of cutting in this case 15 o to the longitudinal axis of the output.
В нарезанную по обе стороны от целика 3 щель устанавливают со стороны бара 4 разделительную 5, а по торцу щели торцевую 6 пневмопалубку. Щель заполняют бетонным раствором. In the slit cut on both sides of the pillar 3, a dividing 5 is installed on the side of the bar 4, and an end deck 6 is installed at the end of the slit. The gap is filled with concrete.
С интервалом времени, необходимым для схватывания бетона в щели по обе стороны от породного целика 3 (практически это 20 40 мин) нарезают щель в центральном породном целике 3 и заполняют ее бетонным раствором. With the time interval necessary for the concrete to set in the gap on both sides of the rock pillar 3 (almost 20-40 minutes), cut a gap in the central rock pillar 3 and fill it with concrete.
Под защитой ранее сооруженной опережающей крепи 1 дуговым блокоукладчиком 7 монтируют постоянную сборную железобетонную обделку 8 свода. Under the protection of the previously built leading lining 1, a permanent block reinforced concrete lining 8 of the arch is mounted by an arc block layer 7.
Производят нагнетание раствора в зазор между блоками обделки 9 и монолитной опережающей крепью 1 и первичное обжатие блоков 8 верхнего свода домкратом "Фрейсине". Через 24 ч производят вторичное обжатие свода. The solution is injected into the gap between the lining blocks 9 and the monolithic leading support 1 and the primary compression of the blocks 8 of the upper arch with the Freysine jack. After 24 hours, the secondary arch is compressed.
С интервалом времени, необходимым для набора прочности бетона 200 кг/см2, вновь сооруженной опережающей крепи 1, что реально составляет 6 8 ч, производят разработку верхней части забоя баровым устройством 4 на одну заходку. Крепят лоб забоя.With the time interval necessary for a set strength of concrete of 200 kg / cm 2 , the newly constructed leading support 1, which is really 6 8 hours, the upper part of the face is developed with a bar device 4 for one run. Fasten the forehead of the face.
Разработку породы средней части забоя ведут отбойными молотками, нижнюю часть забоя разрабатывают комбайном. The development of the rock of the middle part of the face is carried out with jackhammers, the lower part of the face is developed with a combine.
На этом цикл сооружения верхнего свода среднего станционного тоннеля заканчивается. This completes the construction cycle of the upper arch of the middle station tunnel.
Обратный свод сооружают по мере проходки среднего станционного тоннеля. The return arch is constructed as the middle station tunnel is drilled.
По сравнению с известными способами сооружения тоннелей глубокого заложения в неустойчивых грунтах предложенный способ обладает новыми свойствами. Compared with the known methods of constructing deep tunnels in unstable soils, the proposed method has new properties.
Нарезание щели баром, установленным перед подачей на забой с заданным углом резания, обеспечивает исключительную точность резания, проектный контур. Cutting the slit with a bar installed before feeding to the face with a given cutting angle provides exceptional cutting accuracy, design contour.
Нарезание щели с заданными параметрами секторами, поочередно с каждой стороны от центрального породного целика с одной стороны от линии пят свода до целика, с другой от целика до линии пят свода, обеспечивает устойчивое состояние породного массива в кровле и лбе забоя, высокое качество опережающей крепи практически отсутствие деформации в ней, минимальные осадки дневной поверхности. Cutting a gap with the given parameters by sectors, alternately on each side from the central rock pillar on the one hand from the arch toe line to the pillar, and on the other from the pillar to the arch line of the arch, ensures a stable state of the rock mass in the roof and forehead of the face, high quality of the supporting lining practically lack of deformation in it, minimal precipitation of the day surface.
Установка в нарезанную по обе стороны от целика со стороны бара разделительной, а по торцу бара торцевой пневмоопалубки исключает попадание грунта в бетонную смесь, обеспечивает качественное выполнение опережающей крепи, ее однородный состав, исключение деформаций. Installation in a cut-off on both sides of the pillar from the side of the bar, and at the end of the bar of the end formwork eliminates the ingress of soil into the concrete mixture, ensures high-quality performance of the supporting lining, its homogeneous composition, elimination of deformations.
Монтаж постоянной крепи под защитой ранее сооруженной опережающей крепи с интервалом времени, необходимым для набора прочности бетона, обеспечивает эффективное и безопасное сооружение постоянной обделки и включение ее в работу до развития горного давления, снижает до минимума 5 мм осадки дневной поверхности. The installation of a permanent lining under the protection of a previously built leading lining with an interval of time necessary for building concrete strength provides an effective and safe construction of a permanent lining and its inclusion in the work before the development of rock pressure, reduces to a minimum of 5 mm the precipitation of the surface.
Использование бара и для нарезания щели, и для разработки породы в верхней части забоя ускоряет сооружение тоннеля, повышает эффективность способа, обеспечивает возможность реализации малого сечения. The use of a bar for cutting a gap and for developing rock in the upper part of the face accelerates the construction of a tunnel, increases the efficiency of the method, and makes it possible to realize a small section.
Измерение деформаций опережающей крепи и осадок дневной поверхности на опытном участке показали отсутствие деформаций опережающей крепи и осадок дневной поверхности. Measurements of deformations of the leading roof support and sediment of the day surface at the experimental site showed the absence of deformations of the leading roof support and sediment of the day surface.
Т. о. предложенный способ проходки тоннелей глубокого заложения в неустойчивых грунтах позволяет решить задачу по исключению деформаций опережающей крепи и сведению до минимума 5 мм осадок дневной поверхности, что имеет важное и актуальное значение, т. к. является радикальным мероприятием по сооружению тоннелей в неустойчивых грунтах и защите зданий и сооружений от вредного влияния осадок дневной поверхности. T. about. the proposed method for driving deep tunnels in unstable soils allows us to solve the problem of eliminating deformations of the leading lining and minimizing the daily surface sediment, which is important and relevant, since it is a radical measure to build tunnels in unstable soils and protect buildings and structures from the harmful effects of precipitation of the surface.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96101124A RU2096621C1 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Method for driving deep tunnels in loose ground |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96101124A RU2096621C1 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Method for driving deep tunnels in loose ground |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2096621C1 true RU2096621C1 (en) | 1997-11-20 |
| RU96101124A RU96101124A (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=20175956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96101124A RU2096621C1 (en) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | Method for driving deep tunnels in loose ground |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2096621C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537711C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-10 | Олег Иванович Лобов | Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes |
| CN110374633A (en) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 中铁隧道集团二处有限公司 | The Portal Section Construction method of Tunnel Passing loose media |
| CN111472805A (en) * | 2019-09-10 | 2020-07-31 | 西南交通大学 | Method for reinforcing rich-water tillite layer tunnel substrate |
| RU2795011C1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс" | Single-arch underground station constructed using tunneling with side passenger platforms |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764510C1 (en) * | 2021-02-12 | 2022-01-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Method for constructing a single-vault deep-level metro station |
-
1996
- 1996-01-23 RU RU96101124A patent/RU2096621C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство, N 907261, кл. E 21 D 9/00, 1982. Транспортное строителоьство, 1979, N 12, с. 52 - 53. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537711C1 (en) * | 2013-06-28 | 2015-01-10 | Олег Иванович Лобов | Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes |
| CN110374633A (en) * | 2019-07-19 | 2019-10-25 | 中铁隧道集团二处有限公司 | The Portal Section Construction method of Tunnel Passing loose media |
| CN111472805A (en) * | 2019-09-10 | 2020-07-31 | 西南交通大学 | Method for reinforcing rich-water tillite layer tunnel substrate |
| RU2795011C1 (en) * | 2022-08-30 | 2023-04-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс" | Single-arch underground station constructed using tunneling with side passenger platforms |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4997317A (en) | System and method for supporting a mining gallery | |
| KR101054380B1 (en) | Tunnel Excavation Method | |
| CN108661655B (en) | Large-section U-shaped earth pressure balance shield tunnel construction method based on U-shaped shield machine | |
| CN111425207B (en) | Inclined shaft construction method and equipment | |
| JP2023545610A (en) | tunnel drilling shield | |
| KR101333096B1 (en) | Steel wire supplying apparatus for assembling segments of shield tunnel, and method using the same | |
| RU2096621C1 (en) | Method for driving deep tunnels in loose ground | |
| CN112065412A (en) | Shield air-pushing construction method for closed section of mine tunnel and guide platform used by shield air-pushing construction method | |
| JP4471521B2 (en) | Shield construction method, large section tunnel and its construction method, and shield machine | |
| US3855801A (en) | Tunnel structure | |
| US3751929A (en) | Method of supporting exposed ground or rock | |
| CN112459782B (en) | Coal mine rock burst treatment method based on F-shaped fully mechanized mining face and with small coal pillars | |
| JP3121736B2 (en) | Sidewall advanced method | |
| RU2087720C1 (en) | Method of support of mine workings and device for its embodiment | |
| CN114151096A (en) | Shield type TBM air-propelled assembled segment tunnel construction method | |
| CN108952729B (en) | Rapid hole entering method for mountain tunnel construction | |
| CN106285691A (en) | The method for tunnel construction that a kind of shield formula multi-arm development machine combines with New Austrian Tunneling Method | |
| RU2096622C1 (en) | Device for driving deep tunnels in loose ground by advance support method | |
| RU2444624C1 (en) | Method of full development of gently sloping coal beds with power-driven systems without any preparatory mine workings | |
| JP2001323773A (en) | Tunnel excavation method utilizing advancing drift | |
| RU2078930C1 (en) | Method of preservation of extraction drift | |
| Bougard | The mechanical pre-cutting method | |
| RU96101124A (en) | METHOD FOR CONSTRUCTING DEEP LOAD TUNNELS IN Slow-resilient soils | |
| JPH08109788A (en) | Jumbo for excavating center-advanced rear-widened type tunnel | |
| JP4279441B2 (en) | Open shield machine and open shield method using this open shield machine |