Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова

(технический университет)

О.В.Тимофеев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Учебное пособие

Допущено Учебно-методическим объединением

вузов Российской Федерации по образованию

в области горного дела в качестве учебного пособия

для студентов вузов, обучающихся по специальности

«Шахтное и подземное строительство»

направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело»

Санкт-Петербург

2005

УДК 622.25(26) : 624.19: 656.342 (075.80)

ББК 38.78

Т 415

Рассмотрены принципы проектирования строительства подземных сооружений, приведена их классификация, изложены требования нормативных документов к структуре и содержанию задания на проектирование, технико-экономического обоснования, рабочей документации. Приведены методы инженерного проектирования, его нормативная база, критерии оптимизации решений, принципы проектирования конструкций, компоновки и технологических схем строительства подземных сооружений.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности (130406) 090400 «Шахтное и подземное строительство» и может быть использовано студентами специальности (130402) 090100 «Маркшейдерское дело» и других специальностей.

Научный редактор проф. А.Г. Протосеня

Рецензенты: проф. Д.М.Голицынский (Петербургский государственный университет путей сообщения); проф. Ф.Н.Воскобоев (ВНИМИ).

Тимофеев О.В.

Т 415 проектирование строительства подземных сооружений: Учеб. пособие / Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2005. 120 с.

ISBN 5-94211-249-5

УДК 622.25(26) : 624.19: 656.342 (075.80)

ББК 38.78

ISBN 5-94211-249-5

 Санкт-Петербургский горный институт им. Г.В.Плеханова, 2005 г.

ОглавлеНие

Предисловие 4

1. Принципы проектирования 5

1.1. Общие положения 5

1.2. Классификация подземных сооружений 7

1.3. Структурная схема проектирования 8

1.4. Функции заказчика, проектировщика, строителя (подрядчика) 11

1.5. Задание на проектирование 14

1.6. Технико-экономическое обоснование (проект) 15

1.7. Рабочая документация 19

1.8. Рабочий проект. Типовые и экспериментальные проекты 21

2. Методы инженерного проектирования 23

2.1. Исходные данные для проектирования 23

2.2. Научное обеспечение проектирования и строительства подземных

сооружений 29

2.3. Нормативная база проектирования 39

2.4. Формирование идеи проектного решения и инженерный анализ 45

2.5. Оптимизация и принятие решений 49

2.6. Системы автоматизированного проектирования 60

3. Проектирование конструкций подземных сооружений 63

3.1. Общие положения 63

3.2. Требования к материалам обделок ПС 65

3.3. Выбор конструктивно-технологического типа крепи (обделки) 68

3.4. Принципы расчета крепей подземных сооружений 75

4. Проектирование организации строительства 79

4.1. Общие положения 79

4.2. Организационно-технологические схемы 80

4.3. Схемы вскрытия подземных сооружений 81

4.4. Технологические схемы строительства ПС 86

4.5. Подготовка производства и документация 97

4.6. Обеспечение качества СМР и охраны окружающей среды. Оперативно-диспетчерское управление 100

4.7. Проектирование технологии строительства подземных сооружений 102

Рекомендательный библиографический список 111

Приложение 112

Предисловие

Строительство подземного сооружения сопряжено с выполнением комплекса сложных инженерных задач. Для их осуществления необходимо иметь проект, в котором должны быть оптимально решены эти задачи. Проект подземного сооружения и его строительства представляет собой сложную многопрофильную систему. Цель изучения дисциплины «Проектирование строительства» – овладение принципами и нормами современного проектирования строительства подземных сооружений и использование полученных знаний при дипломном проектировании и последующей инженерной деятельности.

В результате освоения дисциплины студент должен:

 знать организацию проектно-сметного дела в нашей стране, основную нормативную и техническую документацию по проектированию подземных сооружений и их строительству, пути использования в проектах новейших достижений науки и техники, прогрессивные направления развития методов и средств проектирования;

 уметь применять полученные знания при проектировании строительства подземных сооружений и шахт;

 иметь представление о методах составления проектов организации строительства и производства работ (ППР).

1. Принципы проектирования

1.1 Общие положения

Проект (технический проект) – система образов технического объекта или процесса, представленная в виде чертежей, графиков, таблиц, текста, а иногда и макета.

Любой проект должен ответить на пять основных вопросов: назначение объекта, местонахождение, способ строительства, сроки, стоимость.

Следовательно, технический проект должен содержать помимо технических решений и экономическую оценку (проектно-сметная документация), а также решение вопросов экологии, сангигиены, противопожарной безопасности и т.п.

Проектирование должно решить следующие основные задачи:

1. Обеспечить функциональное назначение объекта при себестоимости продукции и производительности труда на уровне или выше мировых показателей.

2. Обеспечить безопасность работ для трудящихся данного предприятия и окружающей среды.

3. Предусмотреть возможность последующей модернизации производства.

4. Максимально использовать новейшие научные достижения, комплексную механизацию и автоматизацию производства на основе «высоких технологий», типизацию и стандартизацию изделий и процессов.

Подземное строительство обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при проектировании:

 ограниченность фронта работ (возможного числа забоев);

 стесненность в призабойной зоне;

 изменчивость горно-геологических условий;

 особые требования техники безопасности и промсанитарии;

 тесная связь основных и вспомогательных процессов (вентиляции, водоотлива, транспорта, подъема и пр.).

Проектную документацию разрабатывают [7] на основе утвержденного «Обоснования инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений» (ОИС) с обязательным учетом действующих законодательных и нормативных положений государственного, территориального и ведомственного уровней.

Основным проектным документом является технико-экономическое обоснование строительства (ТЭО), которое, согласно [7], следует, как правило, считать проектом. Далее на основе утвержденного ТЭО (первая стадия проектирования) разрабатывается рабочая документация (вторая стадия проектирования).

По объектам массового и повторного применения, а также по технически несложным объектам может разрабатываться рабочий проект (одностадийное проектирование).

Проектирование объектов строительства должно выполняться юридическими или физическими лицами, имеющими законное право (лицензию) на соответствующий вид деятельности.

Между заказчиком (инвестором) и проектировщиком заключается договор (контракт), который регулирует правовые и финансовые отношения, взаимные обязательства и ответственность сторон, и должен содержать задание на проектирование. Его рекомендуемые состав и содержание для объектов производственного назначения, представленные в приложении 1 СНиП 11-01-95 [7], включают 16 позиций (см. раздел 1.5).

Проектная документация разрабатывается преимущественно на конкурсной основе, в том числе через торги подряда (тендер). Все проекты или рабочие проекты подлежат государственной экспертизе в соответствии с порядком, установленным в Российской Федерации. Утверждение проектов выполняется в зависимости от источника финансирований объекта:

 органами Минстроя России для объектов республиканского финансирования;

 органами субъектов Федерации для объектов, ими финансируемых;

 инвесторами (заказчиками) для объектов, финансируемых за счет собственных ресурсов.