Способ возведения подземных сооружений в подрабатываемом грунтовом массиве

 

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к креплению выработок в подрабатываемых грунтах, позволяет повысить эффективность защитных мероприятий за счет взаимной компенсации неравномерностей горного давления и давления подрабатываемого грунтового массива. По аналитическому выражению устанавливают минимальную целесообразную глубину заложения выработки и по формуле определяют величину отставания от забоя включения крепи в работу. Затем проводят выработку и устанавливают крепь. Тампонаж строительного зазора или разжатие крепи производят на расстоянии от забоя, определяемом по формуле приведенной в описании изобретения.При проведении выработки с помощью щита и превышении длиной щита полученного из формулы расстояния отставания включения в работу крепи это расстояние отсчитывается от задней кромки щита. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕСПУЬЛИН (gg)g E 21 П 11/00

ОПИ-САНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГООУДАРСТВЕИНЫЙ КОМИТЕТ

il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPH fHHT СССР (21) 4402825/23-03 (22} 04.04.88 (46) 15о06.90. Бюл..Р. 22 (71) Проектный и научно-исследовательский институт "Донецкий Промстройниипроект" (72) 1О.Е.Шамрин и ГР.Розенвассер (53) 622.281.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -981617, кл. Р 21 В 11/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1268733, кл. Р 21 D 11/10, 1983. (54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ В ПОДРАБАТЫВАЕМОМ ГРУНТОВОМ .,МАССИВЕ (57) Изобретение относится к подземному строительству, в частности к креплению выработок в подрабатываемых грунтах, позволяет повысить эффективИзобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при сооружении крепей горных выработок, обделок городских тоннелей и метрополитенов в подрабатываемом грунтовом массиве.

Цель изобретения — повышение эффективности защитных мероприятий за счет взаимной компенсации неравномерностей горного давления и давления подрабатываемого грунтового массива.

На фиг.1 показана технология возведения крепи по предлагаемому спосо бу применительно к условиям щитовой проходки, продольный разрез; на фиг,2 — 4 — влияние глубины заложе.

„. SU „„1йЛ.З Я1

2 ность защитных мероприятий sa счет взаимной компенсации неравномерностей горного давления и давления подрабатываемого грунтового. массива. По аналитическому выражению устанавливают минимальную целесообразную глубину заложения выработки и по формуле определяют величину отставания от забоя включения крепи в работу. Затем проводят выработку и устанавливают крепь, Тампонаж строительного зазора или разжатие крепи производят на расстоянии от забоя, определяемом по формуле, приведенной в описании изобретения.

При проведении выработки с помощью щита и превьппении длиной щита полученного из формулы расстояния отставания включения в работу крепи это ,расстояние отсчитывается от задней кромки щита. 4 ил. ния выработки H и отставания от saбоя ее крепления 1 на возникающие в крепи изгибающие моменты.

Способ осуществляется следующим образом.

Прн определении места включения ,крепи в работу используют следующие выражения

1 = 3 33 К 1п = == === = (1)

2С сср

2G. С при Н вЂ” — — i (2) (1-а) где Н вЂ” глубина заложения выработки;

R — радиус выработки; — удельный вес грунта;

1571255

g - коэффициент бокового давления в грунтовом массиве;

G - модуль сдвига грунта в массиве;

E - расчетная величина относи1 тельных горизонтальных деформаций сжатия подрабатываемого грунтового массива, В случае, если глубина заложения крепи может варьироваться, пр условию

:(2) устанавливают ее минимально целе сообразное значение. На этой глубине

Ic помощью, например, щита 1 (фиг.1) ( проходят выработку 2 круглого попереч-15 ного сечения, Одновременно с проход< кой в юбке щита 1 возводят крепь, со, бирая блочные кольца 3, а затем пере,мещают щит 1 на очередную заходку.

При этом включение крепи в работу, ( например, заполнение строительного зазора 4 тампонажным материалом 5,,осуществляют после продвижения забоя 6 на расстояние 1, определяемое из выражения (1). Если длина щита боль:ше полученного расстояния 1, то выработку проходят с недобором грунта и последующей его подрезкой ножевой частью щита при его перемещении. При такой технологии крепление выработки 30 осуществляют на расстоянии 1 не от забоя, а от края щита, который в данном случае, также как и грунт впереди забоя, является ядром жесткости и в силу этого препятствует смешениям контура выработки.

В случае, если глубина заложения крепи задана — Н, по условию (2) проверяют целесообразность применения предлагаемого способа ее возведения 40 путем определения Н = Нм„„ и сравнения его с Н . При Н » Н реализуют технологию возведения крепи аналогично указанной. В обоих случаях специальные защитные мероприятия не требуются.

Таким образом, исключение дополнительных мер защиты крепи от деформаций подрабатываемого массива достигается за счет рационального расположения и крепления выработки, Влияние глубины заложения выработки и отставания от забоя включения крепи в работу показано на фиг.2-4. В, зависимости от соотношения нагрузок от горного давления и деформаций ч . сжатия массива возможны трн случая работы крепи: изгибающие моменты 7 от горного давления по абсолютной величине меньше (фиг. 2), равны (фиг ° 3) или больше (фиг.4) моментов 8 от под-. работки.

В первом случае (фиг.2), характеризуемом параметрами

2с Ео (1-Ъ

H» — — --и 1>3,33R lп

g(1-3) 2С С суммарные изгибающие моменты 9 в крепи имеют противоположный знак по сравнению с моментами 7 от горного давления. Следовательно, подработка массива, вызывающая дополнительные моМенты 8, приводит к ухудшению условий статической работы крепи и необходимости введения защитных мероприятий — усиления сечений крепи специальных конструктивов для компенсации деформационных воздействий и др, Во втором случае (фиг.3), характеризуемом параметрами

2G E р ., (1- О

Н вЂ вЂ -- и 1=3,33 R lп (1-3) 2С Яр суммарные изгибающие моменты 9 равны нулю в связи с полной компенсацией моментов 7 от горного давления моментами 8 от горизонтальных деформаций сжатия. Здесь подработка массива приводит к наиболее благоприятным условиям работы крепи — всестороннему равномерному обжатию грунтом .

В третьем случае (фиг.4), характеризуемом параметрами

2с Ер (1-1)

НЬ вЂ” — и l 336R lп — - — p (1-а) 2с .Ер происходит частичная компенсация моментов 7 от горного давления моментами 8 от горизонтальных,деформаций сжатия. При этом, поскольку суммарные моменты 9 совпадают по знаку с моментами 8 от горного давления и имеют меньшие значения, дополнительные меры защиты крепи от воздействия деформаций подрабатываемого массива не требуются. Здесь подработка массива, как и во втором случае, приводит к улучшению статической работы крепи.

Таким образом, параметры расположения и крепления выработки в подрабатываемом грунтовом массиве, определяемые по выражению (1) и условию (2) являются рациональными, поскольку их соблюдение исключает введение специальных защитных мероприятий.

5 1571255 6

Формула изобретения «1НУ-а}» ! 1 = 3 33 R 1п 1

Способ возведения подземных соору- Р жений в подрабатываемом грунтовом при Н

2С Е (1- ) массиве, включающий проходку выработ () ки круглого поперечного сечения, воз- где Н вЂ” глубина заложения выработки; ведение крепи и включение ее в работу, R — радиус выработки, отличающийся тем, что, — удельный вес грунта; с целью повышения .эффективности ва!

Π— коэффициент бокового давлещитных мероприятий за счет взаимной ния в грунтовом массиве; компенсации неравномерностей горного G — модуль сдвига грунта в масдавления и давления подрабатываемого сиве; грунтового массива, включение крепи Ер — расчетная величина относив Работу осуществляют на расстоянии тельных горизонтальных деот забоя выработки, определяемом из формаций сжатия подрабатывыражения ваемого грунтового массива

1571255

ЛЛЗ etlt— ин(и) 2Мр

266р (1-AT

3 Составитель С.Басурин

Редактор H.Êàñàðäà Техред N.Äèäûê Корректор А.Обручар

Тираж 383

Заказ 1496

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101