Metodichka_(1)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

СТРОИТЕЛЬСТВО ТОННЕЛЯ БУРОВЗРЫВНЫМ СПОСОБОМ

Методические указания к курсовому проектированию

Составитель А.Г. Боровиков Д.В. Ли

Томск 2015

1

Строительство тоннеля сооружаемого буровзрывным способом / Сост. А.Г. Боровиков, Д.В. Ли. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. унта, 2015. – 34 с.

Рецензент: д.т.н., профессор В.М. Картопольцев

Редактор: Д.В. Ли

Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Строительство транспортных тоннелей» для специалистов, обучающихся по направлению 271502 «Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей» (специализация «Строительство (реконструкция), эксплуатация, и техническое прикрытие мостов и тоннелей») и бакалавров по направлению 270800 «Строительство» (профиль подготовки «Автодорожные мосты и тоннели»). Указания могут быть использованы для дипломного проектирования.

Печатаются по решению методического семинара кафедры «Мосты и сооружения на дорогах» № 1 от 27января 2015 г.

Срок действия

с 05.03.2015 до 05.03.2020

Подписано в печать 02.02.2015 Формат 60×90/16. Бумага офсет. Гарнитура Таймс

Уч.-изд. л 1,78 Тираж 40 экз. Заказ № Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

Отпечатано с оригинал макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

2

Введение

Целью преподавания дисциплины является приобретение студентами необходимых специальных знаний в области производства взрывных работ при строительстве транспортных тоннелей

В задачи изучений дисциплины входит усвоение студентами основных сведений о действии взрыва на горную породу, составе и свойствах взрывчатых веществ (ВВ.), технологии взрывных работ, организации труда и техники безопасности при производстве взрывных работ в условиях строительства транспортных тоннелей.

Буровые и взрывные работы являются важными и ответственными процессами при строительстве транспортных тоннелей, так как значительная часть выработок проводится по крепким породам. Значение теоретических основ техники и организации буровзрывных работ является основой для изучения технологии и организации строительства транспортных тоннелей (ПК-7): способностью владеть основами знаний общего устройства и применения дорожной, мостостроительной, тоннелестроительной техники, машин и оборудования для изготовления строительных материалов, конструкций и изделий, организовать строительное производство с применением средств механизации.

(ПК-9): способностью владеть методами оценки свойств и способами подбораматериалов, выбора и расчета строительныхконструкций для проектируемых объектов.

(ПК-10): способностью выполнять проектирование и расчет в соответствии с требованиями нормативных документов.

3

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ

Буровзрывные работы—совокупность взрывания и подготовительного к нему бурения шпуров и скважин при проведении горных выработок, строительстве сооружений в крепких горных породах.

Процесс образования шпуров и скважин называют бурением; работы, связанные с бурением,—буровыми работами, а применяемые для бурения машины и инструменты—буровыми машинами и

буровыми инструментами.

1.1. Типы шпуров. Врубы.

Шпуровой способ ведения взрывных работ обеспечивает равномерное дробление разрушаемого массива.

Диаметр шпура обычно составляет 30-75 мм, а глубина до 5 м. Шпуры, имеющие диаметр более 75 мм и глубину более 5 м, называют скважинами.

Все шпуры в забое тоннеля по условиям их работы делятся на несколько групп: врубовые, отбойные, контурные, подошвенные. Принципиальная схема расположения шпуров в забое при проведении выработок показана на рис.1.1.

Врубовые шпуры – предназначены для предварительного образования врубовой полости и создания дополнительных плоскостей обнажения в массиве породы в пределах контура выработки. Врубовые шпуры обычно бурят на 0,2–0,3 м глубже остальных, и они имеют заряд повышенной мощности. эти шпуры, расположенные по определенной схеме, при взрыве обеспечивают благоприятные условия работы остальных шпуров.

Отбойные шпуры – служат для расширения выемки, образованной взрывом зарядов врубовых шпуров. Заряды в этих шпурах взрывают непосредственно после врубовых.

4

Контурные шпуры – служат для отбойки породы до проектного контура поперечного сечения выработки, и заряды ВВ в них взрывают последними.

Подошвенные шпуры – оформляют подошву выработки

(рис. 1.1).

Рис. 1.1. Группа шпуров в забое: 1–врубовые; 2–отбойные; 3–контурные; 4–подошвенные; B–ширина выработки; –глубина врубовых шпуров; 0–

глубина отбойных шпуров; зах–величина заходки.

5

В курсовом проекте для определения расстояния между шпурами клинового вруба можно воспользоваться ориентировочными данными в табл. 1.1.

Глубина шпуров при использовании клинового вруба определяется, исходя из ширины (высоты) выработки и условий размещения бурильной машины по формуле:

где B-ширина выработки, м; -угол наклона шпуров, град.

Предполагаемую (проектную) величину заходки определяют, исходя из расчетной (принятой) глубины шпуров и определяют по формуле;

При задании глубины заходки длина отбойных и контурных шпуров определяется коэффициентом использования шпуров и углом наклона их к плоскости забоя. Концы этих шпуров должны лежать в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси выработки. Длина врубовых шпуров должна превышать на 10% длину остальных шпуров;

Устья контурных и подошвенных шпуров располагают в 10-20 см от проектного очертания выработки, а концы их долж-

6

ны находиться на проектном контуре. Отбойные шпуры располагают между врубовыми и контурными шпурами таким образов, чтобы на каждый шпур приходился примерно одинаковый объем взрываемой породы при условии достаточного еѐ дробления.

2. ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (ВВ.) И СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ (СВ.)

Тип ВВ. и СВ. назначают в зависимости от инженерногеологических условий заложения тоннеля, сечения выработки, физико-механических свойств по соответствующей работоспособности и экономичности. Применяют ВВ. как в патронах, так

ироссыпью (гранулированные).

Всухих забоях используются порошкообразные аммониты, пластичные водонаполненные и гранулированные ВВ. с механизированной зарядкой шпуров, в обводненных забоях водоустойчивые патронированные ВВ.

Ориентировочный выбор ВВ. производят, используя данные табл. 2.1.

Продолжение табл. 2.1

Размеры и масса патронов наиболее распространенных ВВ.привелены в табл. 2.2.

3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Методика расчета БВР предусматривает два случая: разработку выработки (тоннеля, штольни) на полное сечение (рис.3.1) или разработку калотты при способе нижнего уступа (рис.3.2) и разработку нижнего уступа (штроссы) с помощью горизонтальных шпуров или нисходящих (вертикальных либо наклонных) скважин.

8

Рис. 3.1. Схема проходки тоннеля способом сплошного забоя: 1– шпуры; 2–анкерная крепь; 3–передвижная опалубка; 4–буровая рама с пере-

становщиком вагонеток; 5–породопогрузочная машина; 6–вагонетки; 7– бетононасос; W–глубина заходки.

Рис. 3.2. Схема проходки тоннеля способом нижнего уступа: 1, 2–нижняя часть забоя; 3–металлическая опалубка; 4–подъемные устройства; 5–передвижной

подмост; 6–породопогрузочная машина; 7–вагонетки; 8–бетононасос.

3.1.Разработка на полноесечение

Определяют средний удельный расход ВВ,кг/м2

где f- коэффициент крепости породы;S – площадь поперечного сечениявыработки, м2; e -коэффициент работоспособности ВВ. (табл.3.1); - коэффициент влияния плотности заряжания (табл. 3.2); - коэффициент структуры трещиноватости гонных пород

(табл.3.3)

Таблица 3.1

9

Определяют линию наименьшего сопротивления (ЛНС) отбойных шпуров, м:

где K з –коэффициент зажима (табл.3.4);d – диаметр заряда ВВ.,

м; –плотность ВВ. в патронах (при заряжании), кг/м3 (табл.3.6); – расчетная плотность породы, кг/м3 (табл.3.5).

10