книги из ГПНТБ / Коротеев Д.В. Предупреждение характерных аварий и несчастных случаев в строительстве

3. ОСОБЕННОСТИ П РЕД У П РЕ Ж Д Е Н И Я ТРАВМАТИЗМА ПРИ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКЕ

Щитовая разработка грунта находит в настоящее время применение во многих областях строительства, на­ пример при противооползневых работах, устройстве под­ ходов к подземным сооружениям и подземным частям зданий и др.

Работы по щитовой проходке начинаются с устройст­ ва вертикальной шахты, в которой монтируется проход­ ческий щит. Для проходки коллекторных тоннелей в ос­ новном применяют щиты диаметром 2—4 м. Разработку ствола шахты выполняют экскаватором, оборудованным грейфером.

Разработку ствола осуществляют по технологиче­ ской карте, в которой кроме последовательности работ излагаются мероприятия, обеспечивающие безопасность труда, а также способы проходки с учетом геологических и гидрогеологических условий: обычная проходка ство­ лов без применения специальных способов; проходка под защитой водопонижения; проходка стволов с пред­ варительным замораживанием грунтов, с применением химических способов закрепления грунта, методом опускной крепи (рис. 14). На чертежах и схемах показы­ вается временное и постоянное армирование; размеще­ ние воздухопроводов для вентиляции, водопровода, во­ доотливных труб и электрокабелей и др.

В технологических картах указываются тип огражда­ ющих устройств, последовательность их монтажа и де­ монтажа, угол наклона устанавливаемых лестниц, рас­ стояние между лестничными полками и т. п.

При проходке тоннелей для подземных коммуника­ ций должны быть определены:

монтажная оснастка, способ строповки щита, тип и грузоподъемность крана для опускания щита и его де­ талей в ствол; конструкция и размеры монтажной и де­ монтажной камер с учетом габаритов, щита и безопас­ ного производства работ при его монтаже и демонтаже (в неустойчивых водонасыщенных грунтах стены камер должны бетонироваться с оставлением проема для ввода щита в забой или вывода его в демонтажную камеру);

конструкция проема для ввода щита из ствола на трассу тоннеля и порядок производства работ с учетом требований техники безопасности;

61

* лебедк

Рис. 14.. Схема проходки ствола способом опускной крепи

тип щита, способ разработки породы в забое и мето­ ды его перекрепления, тип механизмов для подачи грун­

та и погрузки его в вагонетки; схемы расположения призабойного оборудования;

способы и механизмы для монтажа обделки тоннеля; способы подземной откатки грунта и материалов, схе­ ма расположения путей, тип электровоза или лебедок при канатной откатке, емкости вагонеток, схемы пере­

мещения груженых вагонеток к стволу я забою; организация подъема вагонеток на поверхность земли

и спуска их в шахту, а также разгрузка вагонеток в

бункер или автомашины; схемы вентиляции при проходке тоннеля; охранные

мероприятия при проходке тоннеля под действующими подземными коммуникациями (канализация, водосток, теплотрассы и др.) или наземными зданиями и сооруже­ ниями (мосты, железнодорожные или трамвайные пути и др.) должны быть согласованы с организациями, ответ­

ственными за их эксплуатацию; залегание водоупора по отношению к проектируемому

тоннелю, что в значительной степени определяет возмож­ ность применения водопонижения, так как близкое рас­ положение водоупора от лотка тоннеля лишает возмож­ ности расположить иглофильтры ниже проходимой вы­ работки и, следовательно, полностью осушить грунты в пределах сечения тоннеля, а работа в водонасыщенных грунтах резко ухудшает условия труда рабочих.

При разработке стволов шахт круглой формы диамет­

навливаемыми через 0,7 м с затяжкой по всему перимет­

ру из досок толщиной б см.

Анализ травматизма при устройстве креплений шахт круглого сечения одновременно с разработкой грунта показывает, что наибольшее число несчастных случаев происходит из-за нарушения указаний по производству работ, изложенных в проекте производства работ, и от­ ступлений от травил техники безопасности вследствие недостаточного знания этих правил линейными инженер­ но-техническими работниками и рабочими.

После устройства шахты под непосредственным руко­ водством механика участка и производителя работ про­ изводится спуск щита и деталей. Сборка щита в шахте производится по заранее разработанной схеме при по-

63

мощи крана. Перед спуском щита в стволе шахты уста­ навливается инвентарная металлическая сборно-разбор­ ная рама. С противоположной от рамы стороны устанав­ ливается упорная стенка. 'Спущенный в ствол шахты щит вводится в забой с помощью нижних -и -верхних домкра­ тов. Нижние домкраты упираются в блоки обделки, ко­ торые укладываются в хвостовой части щита на поло­ вину диаметра, а верхние домкраты, опираясь на -стен­ ку, обеспечивают вдавливание щита в грунт.

Как говорилось выше, все проходческие работы вы­ полняются по технологическим картам. Пример проекта технологических карт на ввод щита диаметром 2 м и уст­ ройство железобетонной рубашки приводится ниже.

В технологической карте дается схема ввода щи га, а также заполняются таблицы (потребности материа­ лов на ввод одного щита, рекомендуемый состав звена, необходимый набор механизмов, инвентаря, инструмен­ та). Определяются затраты труда и рекомендуются мероприятия по организации труда безопасным спосо­ бом.

Проект технологической карты на ввод щита в забой

Карты на ввод щита в забой должны содержать следующие све­ дения:

1)рекомендации по выбору грузозахватных устройств с учетом веса проходческого щита, а также монтажного крана. Рекомендации устанавливаются на основании предварительных расчетов и вариант­ ного сравнения;

2)определение типа упорной стены, диаметра распорок и их

количество в зависимости от усилии.домкратов щита;

3)последовательность разработки забоя и удаление грунта (породы) на поверхность земли;

4)приспособления для подачи земли из забоя и обратно в за­

бой блоков для отделки тоннеля, а также бетона и др.; 5) краткая последовательность выполнения технологических

операций согласно графику (форма приводится в табл. 19).

Т а б л и ц а 19 Технологические операции при выводе щита в забой

64

Проект технологической карты на устройство монолитной железобетонной рубашки

Карты на устройство монолитной железобетонной рубашки дол­ жны содержать следующие сведения:

1)средства механизации для подачи арматуры и бетона в тон­

нель;

2)монтаж и демонтаж опалубки;

3) способы установки арматуры, сварки отдельных ее узлов;

4)приспособления для подачи бетонной смеси, а также меха­ низмы для ее уплотнения;

5)указания по производству работ с учетом технологической, последовательности (согласно табл. 20);

6)потребность материалов на сооружение 1 м монолитной же­ лезобетонной рубашки;

7)необходимый набор механизмов, инвентаря, инструмента, приспособлений;

вать горизонтальные шпунтины для предотвращения воз­ можного выпадения породы (грунта), находящейся выше козырька;

в) мастер или производитель работ обязаны система­ тически следить за тем, чтобы во время передвижения щита расстояние между ним и кольцом обделки не пре­ вышало длину блоков;

г) во время передвижения щита бригадир, мастер

или производитель работ обязаны удалить людей из за­ боя, за исключением рабочих, наблюдающих за состоя­ нием креплений. Продвижение щита и его режущей час­ ти в грунт осуществляется при помощи гидравлических домкратов, расположенных по периметру щита.

В момент передвижки щита в сыпучих грунтах место машиниста проходческого щита нужно оградить метал­ лическими листами толщиной 8 мм и тщательно прове­ рить надежность крепления лба забоя; при этом упор, диаметр которого должен быть не менее 22 см, должен быть подвешен на двух металлических скрутках из про­ волоки диаметром б мм к монтажным петлям верхних 'блоков. Растрел с упором следует скреплять строитель­ ной ско'бой. После передвижки щита лоб забоя пере­ крепляют для его разборки. Каждую лобовую доску раскрепляют двумя распорками на опорное кольцо щита. После установки всех распорок растрел, упор и филаты снимают, укладывают железобетонные блоки кольца ипроверяют положение щита,з атем рнз;рабатывают лоб забоя последовательно сверху вниз.

Сначала снимают верхнюю лобовую доску и грунт выбирают на глубину, равную ширине кольца. После выемки грунта устанавливают лобовую доску, раскреп­ ляют ее двумя, распорками на опорное кольцо и снимают

окончании разработки лба забоя производят перекрепление на передвижку щита.

Разрабатываемую породу (грунт) грузят в вагонет­ ки, передвигающиеся по рельсовым путям. Уклон рель­ совых путей не должен быть более 0,02. Откаточные пу­ ти следует устраивать так, чтобы с одной стороны был свободный проход шириной не менее 70 см, а в местах сцепки и расцепки—не менее 1 м. Откатка грунта в ва­ гонетках осуществляется механически или ручным спосо­ бом. При ручной откатке вагонеток нельзя превышать скорость 4 км/ч, а также оставлять передвигающуюся вагонетку без сопровождения человека; интервал между передвигающимися вагонетками должен быть не менее 10 м.

66

Разработку тоннелей в водонасыщенных неустойчи­ вых породах, а также при сооружении подводных тон­ нелей следует выполнять с применением специальных способов: искусственное водопонижение, замораживание, химическое закрепление грунтов, работы под сжатым воздухом.

В соответствии с указаниями по производству и при­ емке работ при сооружении тоннелей щитовым спосо­ бом проходку под сжатым воздухом (кессонные работы), а также с применением других специальных способов должны производить по специально разработанному про­ екту. При этом для такого объекта должен быть разра­ ботан план ликвидации аварий, возникающих при строи­ тельстве такого сложного объекта. В приложении Г при­ ведена примерная схема плана ликвидации аварий.

Величина допускаемого давления сжатого воздуха определяется расчетом, и эти параметры указывают в проекте.

Кесеонны, работы могут выполняться в водонасы­ щенных песк , супесках и суглинках, при разработке неустойчивых грунтов в непосредственной близости к зданиям и ответственным сооружениям и при • проходке под водными протоками.

На рис. 15 приведена схема шлюзовой камеры с же­ лезобетонными диафрагмами при строительстве кол-

С? Ча * с: Ч У ^

!«§’

Рис. 15. Шлюзовая камера с железобетонными диафрагмами при строительстве коллектора кессонным способом

лекторных тоннелей в Ленинграде. В шлюзовых пере­ мычках должны быть предусмотрены двери, способные обеспечить пропуск применяемого подвижного состава. До начала работ в тоннеле на расстоянии 20—30 м от

забоя (это расстояние определяется длиной щита и рас­ полагаемого за ним проходческого оборудования) соору­ жают воздухонепроницаемую железобетонную или сталь­ ную камеру, перекрывающую сечение тоннеля для отде­ ления зоны повышенного давления от нормального.

В рабочей зоне от забоя до шлюзовой камеры, назы­ ваемой кессоном, создают повышенное і(по сравнению с атмосферным) давление. В зависимости от сечения тон­ неля можно применять два типа конструкций камер:

1)с устройством двух или трех горизонтальных шлю­ зов (параллельная схема);

2)с делением на отсеки тремя перегородками с ме­ таллическими дверями. Между первой и второй перего-

кой образуется грузо-людской шлюз, а между вто­ рой и третьей—аварийный. Дверь аварийного шлюза всегда должна быть открыта. Для бетонирования шлю­ зовых перегородок применяют бетон марки 400 и выше.

Шлюзы располагаются последовательно по оси тон­ неля друг за другом (последовательная схема).

Длина грузо-людского шлюза зависит от количества работающих в одной смене и необходимого количества одновременно размещенных в шлюзе вагонеток, а также

Шлюзовые камеры белят известью и не реже одного раза в сутки очищают от грунта и грязи. Перед каждой шлюзовой дверью устанавливают откидное звено-рельс или накладные отрезки рельсов с прорезью, позволяю­ щей накладывать их на вертикальный выступ в нижней части обрамляющей рамы шлюзовой двери.

Грузо-людской и аварийный шлюзы оборудуют ма­ нометрами, воздушными кранами, трубопроводами для подачи и выпуска сжатого воздуха, связью, сигнализа­ цией, освещением, термометрами, часами и деревянны­ ми скамейками на каждого работающего. Со стороны нормального давления устанавливают три манометра с выводом трубок :в лрузо-людекую камеру,'аварийную ка­ меру и зону повышенного давления.

68

Для выполнения работ под сжатым воздухом требуй ются специальные разрешения инспекции ЦК профсою­ за и инспекции Госгортехнадзора. Для получения разре­ шения должны быть представлены: технический проект проходки коллекторного тоннеля; геологические разрезы; продольный профиль трассы с указанием уровней и на­ поров подземных вод; расчет необходимого количества сжатого воздуха и схема подачи его в рабочую зону (кессон); акты испытаний кессонного оборудования ин­ спекцией котлонадзора; проект организации санитарнобытового и медицинского обслуживания работ под сжа­ тым воздухом.

Проект проходки тоннеля иод сжатым воздухом дол­ жен состоять из рабочих чертежей и пояснительной за­ писки, включающих следующие расчетные и графические материалы: етройгенпл,ан с указанием -существующих подземных и надземных сооружений; контуры проектируе­ мого тоннеля; схемы расположения компрессорной уста­ новки, воздухопроводов и другого оборудования; план расположения административно-бытового комбината; геологические разрезы с указанием пьезометрических уровней всех горизонтов подземных вод; монтажную схему компрессорной станции, шлюзового оборудования, контрольно-измерительных приборов и устройств; рабо­ чие чертежи шлюзовой камеры, принципиальные схемы телефонной связи и звуковой сигнализации; календар­ ный план работ; общую схему организации и механиза­ ции работ при щитовой проходке под сжатым воздухом.

■Производительность компрессорной станции при щи­ товой проходке коллекторных тоннелей зависит от дли­ ны рабочей зоны (кессонной камеры), диаметр тон­ неля, необходимого избыточного давления воздуха в кессоне, коэффициента воздухопроницаемости грунтов.

Производительность компрессорной станции можно рассчитать по формуле

69

L —расстояние от щита до шлкЗзовой камеры (длина кессонной камеры), ж;

D — диаметр коллекторного тоннеля в свету, ж;

.компрессоров. В схеме воздухопроводов должно быть пре­ дусмотрено отключение при необходимости отдельных воздухосборников и компрессоров без выключения всей системы, обеспечивающей подачу сжатого воздуха в кессон..

Из воздухосборников отводятся три .коллектора: из них один высокого давления для обеспечения в шахте работы пневматического инструмента или механизмов; два воздуховода низкого давления (с установленным на каждом из них редукционным клапаном) для понижения давления сжатого воздуха и для поступления в кессон­

Пі=0,б и кирпича /іі=0,6-=-'0,7.

Толщину металлических шлюзовых перегородок кол­ лекторных тоннелей рассчитывают на нагрузку от, избы­ точного давления сжатого воздуха в забое тоннеля. Сжа­ тый воздух должен поступать из коллектора компрессор­ ной станции в наружный воздуховод через два последо­ вательно поставленных воздухосборника.

Наружный воздухопровод на всем протяжении от воздухосборника до кессона должен прокладываться в две линии и быть защищен от солнца летом и от мороза зимой. Каждая воздухоподводящая труба у выходного

70