книги / Подземное строительство

8.2. Вентиляция

Стены подземного сооружения в той или иной степени неизбежно увлажняются за счет инфильтрации подземных вод. Испарение влаги со стен приводит к возрастанию влажности воздуха, появлению плесени, порче материалов и оборудования, находящихся в подземном помещении. Для поддержания требуемой влажности в подземное помещение нужно подавать свежий воздух с низкой влажностью.

Коэффициент массоотдачи β г/(м2чПа) характеризует процесс поверхностного испарения. При постоянном увлажнении поверхности, при t° = 0–20° и давлении 1033 мм рт.ст. β = 4,25 (α – коэффициент теплоотдачи, см. формулу (6.2)). При хорошей гидроизоляции и наличии на поверхности иссушенного слоя величина β снижается, и в расчетах вентиляционных систем подземных помещений обычно принимается β = 0,015…0,075 г/(м2чПа).

Влаговыделепие с 1 м2 поверхности стен (или влаговыделяющих материалов, находящихся в помещении) определяется выражением

где ϕ0 – заданная относительная влажность воздуха; е – упругость насыщенного пара при заданной температуре, Па.

Влагопоглощающая способность 1 м3 воздуха определяется по формуле

где d1 – содержание влаги в поступающем воздухе, г/м3; d2 – содержание плат и воздухе на верхнем допустимом пределе влажности.

Содержание влаги в 1 м3 воздуха d при заданной величине относительной влажности φ определяется по формуле

где dнас – содержание влаги в 1 м3 воздуха при полном насыщении (относительная влажность ϕ = 1,0).

Значения dнас при различной температуре воздуха следующие:

Необходимое количество воздуха для удаления из помещения избыточной влаги

251

где F – площадь стен, контактирующих с грунтом.

8.3. Проветривание подземных выработок

Согласно действующим санитарным нормам содержание вредных примесей в атмосфере подземного сооружения ограничено следующими пределами (% по объему): СО – 0,016; окислы азота – 0,0001; СО2 – 0,5; метан – 1,0. Содержание кислорода должно быть не менее 20 %. При производстве взрывных работ дыхании работающих людей содержание вредных примесей возрастает, а содержание кислорода понижается.

Поддержание необходимого состава атмосферы в проходимой выработке осуществляется искусственным проветриванием с помощью вентиляторов. Применяются всасывающие, комбинированные схемы проветривания, но наиболее эффективна и чаще всего используется нагнетательная схема. При этом воздух от вентилятора подается в забой проходимой выработки по трубам из листового железа или из прорезиненной ткани. Обрез трубы должен находиться не далее 8 м от забоя.

Количество воздуха для проветривания определяется с учетом наличия взрывных работ, количества людей, одновременно работающих в забое, необходимости обеспечения скорости воздушной струи в выработке не менее 0,15 м/с.

Количество воздуха, необходимое по фактору взрывных работ,

где t – время проветривания, к концу которого содержание ядовитых газов должно быть сведено до 0,008 (в пересчете на условную окись углерода), t < 30 мин; А – количество одновременно взрываемого ВВ, кг; V – объем выработки, м3.

Количество воздуха, необходимое наибольшему числу людей, работающих в забое,

где q – норма воздуха на одного человека, q > 6 м3/мин. Количество воздуха, необходимое для поддержания установленной минимальной скорости движения воздуха в выработке V = 0,15 м/с,

252

где A – площадь поперечного сечения выработки, м2. Из трех найденных величин выбирается наибольшая Qmax. На стыках труб происходят утечки воздуха. Общая сумма потерь зависит от типа соединения труб, длины их отдельных звеньев, общей длины трубопровода, качества монтажа, степени изношенности труб и характеризуется коэффициентом потерь:

где k – удельный стыковой коэффициент воздухопроницаемости (k = = 0,003…0,005); d – диаметр труб, м; l – длина одного звена, м; L – длина трубопровода, м; R – аэродинамическое сопротивление трубопровода,

где а – коэффициент сопротивления (для металлических труб равный

0,0003–0,0005, для труб из прорезиненной ткани – 0,00025–0,00035).

Необходимая производительность вентилятора

Необходимый напор вентилятора HB>h. С учетом величин QB и HB по техническим характеристикам, приводимым в справочной литературе, выбирается соответствующий вентилятор.

Мощность двигателя

где η – КПД вентилятора, η = 0,6…0,7.

8.4. Освещение

Необходимость освещения подземных помещений, где находятся люди, повышает эксплуатационные расходы. Выбор типа и расчет мощности осветительной аппаратуры производятся в соответствии с существующими нормами на искусственное освещение.

253

Вкачестве вспомогательного освещения может быть использована перископическая подача дневного света с поверхности. Расположенная на поверхности система, имеющая на входе линзу большого диаметра (1–2 м и более), концентрирует падающий на нее свет в тонкий пучок и

спомощью зеркал направляет его в подземные помещения, где пучок двояковогнутой линзой направляется на рассеивающий (матовый) экран и освещает помещение. К большой входной линзе особых оптических требований не предъявляется. Это может быть пустотелая линза из плексигласа, заполненная жидкостью.

Для разводки пучка света по подземным помещениям перспективно применение световодов из стекловолокняных нитей.

8.5.Канализация

Вподземное помещение, расположенное ниже уровня грунтовых вод, всегда можно ожидать поступления фильтрующейся воды. Для стока воды полам придается небольшой уклон (0,003–0,02). Если вблизи подземного сооружения имеется канализационный коллектор с большей глубиной заложения, чем пол подземного сооружения, то из подземного сооружения устраивается самотечная канализация.

Если же местные канализационные трассы имеют меньшую глубину, то в самой нижней точке подземного сооружения устраивается канализационный сборник и устанавливается насос, производящий периодическую откачку. В этот же канализационный сборник направляются стоки от санузлов и прочих источников загрязненных вод. Емкость сборника в расчете на возможные отключения электроэнергии или иные аварийные ситуации принимается максимальной из двух величин: суточного притока от бытовых источников или 3–5-дневного ожидаемого притока подземных вод. Производительность насоса, работающего в периодическом режиме с автоматическим включением, принимается с 2–3-кратным запасом по отношению к среднечасовому притоку. Обязательна установка резервного насоса. Если поступления малозагрязненных вод (фильтрующихся, при мытье полов, стен) велики, то эти воды направляются в ливневую канализацию, а для фекальных и прочих загрязненных вод устраивается отдельная канализационная система.

8.6. Ремонт подземных сооружений

Подземные сооружения защищены от атмосферных воздействий толщей грунтов и не имеют наружных стен. Благодаря этому затраты на ремонтные работы для них значительно ниже, что является одним из существенных достоинств подземного строительства.

254

Самым серьезным специфическим видом ремонта для подземных сооружений является восстановление поврежденной гидроизоляции. Основной причиной нарушения герметичности гидроизоляции (кроме строительных дефектов) являются неравномерные деформации сооружения. Например, подземная часть под высокой частью разноэтажного здания может получить большие осадки, чем под малоэтажной, вследствие чего могут появиться трещины в стенах, разрывы гидроизоляции. Особенно чувствительны к неравномерным деформациям сборные конструкции из крупных элементов, так как в них все деформации концентрируются в стыках и достигают больших абсолютных величин.

Если нарушения гидроизоляции и появившиеся притоки воды имеют сосредоточенный характер и обусловлены отдельными трещинами или разошедшимися швами, то восстановить герметичность можно нагнетанием за обделку тампонажных материалов – цементного раствора, битума, синтетической смолы. Расчищенные трещины, швы заполняются расширяющимся цементом с ускорителем схватывания.

Если повреждения изоляции имеют массовый характер и заобделочный тампонаж не приводит к успеху, может возникнуть необходимость устройства дополнительной внутренней гидроизоляции.

8.7. Противопожарные требования

Степень огнестойкости подземных сооружений следует принимать по табл. 8.1.

Таблица 8 . 1 Степень огнестойкости подземных сооружений

255

Подземные сооружения, встроенные в здания другого назначения, должны иметь степень огнестойкости не менее степени огнестойкости здания, в которое они встраиваются, и отделяться от помещений этих зданий противопожарными преградами (перекрытиями, стенами, перегородками), пределы огнестойкости которых приведены в табл. 8.2.

256

Окончание табл. 8 . 2

Площадь этажа подземного сооружения в пределах пожарного отсека следует принимать согласно табл. 8.3.

Таблица 8 . 3 Площадь этажа подземного сооружения в пределах пожарного отсека

Несущие конструкции (стены, элементы каркаса) подземных сооружений, которые являются основанием расположенного над землей здания, должны иметь предел огнестойкости не менее REI 120.

Пожарные отсеки должны быть выделены противопожарными стенами с пределом огнестойкости не менее REI 120. Проемы в противо-

257

пожарных стенах и перегородках следует защищать противопожарными дверями, воротами согласно СНиП 21-01-97.

Из каждого пожарного отсека должно быть предусмотрено не менее двух эвакуационных выходов, необходимое количество определяется расчетом. Расстояние до ближайшего эвакуационного выхода следует принимать согласно табл. 8.4.

Примечание. * Из помещений с выходами в тупиковый коридор или холл протяженность путей эвакуации следует уменьшить в два раза.

Доведение общих лестничных клеток до подвалов не допускается. Лифтовые шахты, связывающие подземную и надземную части здания, должны быть с подпором воздуха при пожаре или перед лифта-

ми должны устраиваться тамбуры-шлюзы.

В подземных стоянках-гаражах из каждого пожарного отсека следует предусматривать не менее двух выездов (въездов).

При размещении до 25 машино-мест допускается предусматривать один выезд наружу.

При въезде (выезде) в каждый пожарный отсек и между пожарными отсеками необходимо предусматривать пандусы высотой не менее 3 см для предотвращения растекания топлива.

Перекрытие, отделяющее подземную стоянку-гараж от надземной части здания, имеющего другое назначение, должно быть парогазонепроницаемым.

Прокладка коммуникаций через перекрытие над подземной стоян- кой-гаражом не допускается.

Размещение в подвальном и цокольном этажах общественного здания помещений складского назначения, не связанных с ним технологически, не допускается.

258

8.8. Техника безопасности при строительстве подземных сооружений

Работы при строительстве подземных сооружении сопряжены с повышенной опасностью для здоровья и жизни персонала и регулируются правилами безопасности при подземных работах. Наиболее частыми видами травматизма и профзаболеваний являются: удары головой о низко расположенные предметы (трубы, элементы крепления и т.д.), травмирование обрушающимися с неподкрепленной кровли выработки кусками породы, электрическим током от установок, травмирование при производстве взрывных работ, отравление взрывными газами, несчастные случаи при внезапных прорывах воды и плывунов, «кессонная болезнь» (при быстрой декомпрессии кессонных рабочих), силикоз (при работе в запыленной атмосфере с кварцевой пылью), простудные заболевания (при работе на струе холодного воздуха).

Во избежание травм головы обязательным является ношение каски. Перед входом в забой с недокрепленной кровлей необходимо предварительно произвести оборку кровли от неустойчивых кусков с безопасного расстояния длинными шестами.

Прорыв глинистого раствора тиксотропной рубашки в опускной колодец может привести к гибели людей и зависанию колодца.

Эксплуатация подземных электроустановок регулируется специальными правилами. Одним из основных условий безопасности является заземление корпусов всех машин и электроустановок. Гибкие кабели, подводящие ток к передвижным механизмам, обязательно имеют специальную заземляющую жилу, наиболее длинный штырь в разъемных муфтах обеспечивает упреждающее заземление установки. Исправность заземляющей цепи контролируется измерением ее сопротивления.

Выполнение взрывных работ регламентируется «Едиными правилами при производстве взрывных работ», которые определяют порядок хранения, транспортировки и применения взрывчатых веществ и материалов. К производству взрывных работ допускаются специально обученные лица, имеющие «Единую книжку взрывника». При обнаружении в забое невзорвавшихся зарядов необходимо прекратить работу. Запрещается бурить «стаканы», то есть донные части шпуров от предыдущей заходки, поскольку вних могутсодержаться остатки невзорвавшихся зарядов.

Отравление взрывными газами, среди которых наиболее опасны окислы азота, возможно при недостаточной вентиляции застоев газов в тупиковых выработках.

259

Внезапные прорывы воды и плывунов возможны при неожиданной встрече забоем водообильных разломов, карстовых полостей, слоев грунтов с плывунными свойствами. Для предупреждения таких явлений из забоя ведут бурение опережающих скважин глубиной 15–20 м.

Кессонные работы регулируются специальными правилами безопасности. Основным требованием этих правил является строгое соблюдение режима шлюзования и вышлюзовывания рабочих забойной группы при входе и выходе из кессона, при котором постепенно повышается на входе и понижается на выходе давление в шлюзе. Если эти операции ускорить, то возможно выделение пузырьков воздуха в крови, закупорка сосудов головного мозга с тяжелыми последствиями.

При вдыхании запыленного воздуха с кварцевой пылью происходит засорение легких, вызывающее со временем тяжелую профессиональную болезнь – силикоз. Для борьбы с силикозом применяются различные способы пылеподавления: бурение с промывкой, орошение породы при погрузке водяной пылью и др. Если добиться подавления пыли до безопасного уровня не удается, необходимо работать в противопыльных респираторах.

Скорость охлаждения человеческого организма зависит от температуры, влажности и скорости движения воздуха. В определенном диапазоне этих характеристик существуют так называемые комфортные условия, при которых достигается максимальная производительность труда и нет угрозы переохлаждения организма и сопутствующих этому простудных заболеваний. Если параметры атмосферы в подземном сооружении выходят за границы комфортности, необходимо подогреть (охладить) подаваемый воздух.

260