SU1550157A1

SU1550157A1 - Tunnel construction method

Info

Publication number: SU1550157A1
Application number: SU884427102A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Амиридзе
Original assignee: Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1990-03-15

Abstract

Изобретение относитс к подземному строительству и может быть использовано при возведении сооружений в породах, склонных к развитию высокого горного давлени . Цель - увеличение эффективности упрочнени пород в услови х образовани свода обрушени и повышение эксплуатационной надежности обделки. Со лба забо на длину заходки бур т дополнительные опережающие шпуры за контуром выработки, которые располагают веером. Вееры совмещены с радиальными плоскост ми сечений замка и п т свода обрушени пород. В радиальном направлении шпуры заглубл ют до границы свода обрушени пород. В них размещают ВВ и производ т камуфлетное взрывание одновременно с взрыванием взрывных шпуров. Убирают породу, последовательно устанавливают временную крепь и посто нную обделку. Бур т радиальные тампонажные скважины в плоскост х вееров опережающих шпуров и нагнетают в них твердеющий раствор. Образование в массиве искусственных проницаемых трещин целенаправленного расположени и заглублени позвол ет сформировать самонесущий породный свод. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.The invention relates to underground construction and can be used in the construction of structures in rocks prone to the development of high rock pressure. The goal is to increase the efficiency of hardening of rocks in the conditions of formation of the arch of the collapse and increase the operational reliability of the lining. From the forehead at the length of the approach, additional advance holes are drilled beyond the contour of the excavation, which have a fan. The fans are combined with the radial planes of the sections of the castle and the roof of the rockslide. In the radial direction, the boreholes are buried to the margin of the collapse of the rocks. They place explosives and produce camouflage blasting simultaneously with the blasting of blast holes. Remove the rock, consistently establish temporary lining and permanent lining. Radial tamping wells are drilled in the planes of the advance drilling fans and pump a hardening solution into them. The formation in the array of artificial permeable cracks of targeted location and deepening allows to form a self-supporting rock arch. 1 hp ff, 5 ill.

Description

елate

СЛSL

Изобретение относитс к строительству подземных сооружений,трасса которых проходит в породах, склонных к развитию горного давлени , и может быть использовано в строительстве крупных подземных камерThe invention relates to the construction of underground structures, the route of which runs in rocks prone to the development of rock pressure, and can be used in the construction of large underground chambers.

Цель изобретени - увеличение эффективности упрочнени пород в услови х образовани свода обрушени и повышение эксплуатационной надежности обделки.The purpose of the invention is to increase the efficiency of hardening of rocks under conditions of formation of the arch of the collapse and increase the operational reliability of the lining.

На фиг.1 изображен призабойный участок тоннел , продольный разрез; на фиг.2 - выработка у лба забо , поперечное сечение; на - разрез А-А на фиг.1 (условное аксонометрическое изображение лба забо и окружающего его пространства); на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1 (условное аксонометрическое изображение тоннел и окружающего его пространства ); на фиг.5 - готовый тоннель, поперечное сечение.Figure 1 shows the bottomhole section of the tunnel, a longitudinal section; figure 2 - development at the forehead of the slab, the cross-section; on - section aa in figure 1 (conditional axonometric image of the forehead of the bottom and the surrounding space); figure 4 - section BB in figure 1 (conditional axonometric image of the tunnel and its surrounding space); figure 5 - finished tunnel, cross section.

Способ осуществл ют следующим образомThe method is carried out as follows.

Тоннель 1 сооружают в породе 2, склонной к развитию горного давлени . Разработку горной выработки 3 выполн ют , буровзрывным способом со вскрытием выработки 3 на полный профиль.Tunnel 1 is constructed in rock 2, prone to the development of rock pressure. The development of mine workings 3 is carried out by drilling and blasting with the opening of the workings 3 on the full profile.

ел Jate j

При бурении шпуров в забое 4 со лба последнего дополнительно бур т вееры 5 взрывных опережающих шпуров за проектным контуром 6 горной выра- ботки 3. Вееры 5 в отдельности совмещают с радиальными плоскост ми сечений замка 7 и п т 8 свода 9 обрушени породы 2 о Опережающие шпуры вееров 5 заглубл ют в радиальном направлении на глубину активной толщины 10 свода 9 обрушени и на величину заходки 11 в направлении проходки выработки 3„ Опережающие шпуры вееров 5 зар жают маломощными зар дами ВВ. Камуфлетное взрывание этих зар дов производ т одновременно с первой группой забойных зар дов в паспорте буровзрывных работ тоннел 1, например зар дов вруба 12. Остальные группы забойных зар дов взрываютс с соответствующим замедлением.,When drilling holes in the face 4 from the forehead of the latter, additional drills 5 explosive advance holes are drilled behind the design contour 6 of the mining operation 3. The fans 5 separately combine with the radial planes of the lock sections 7 and 8 and 8 of the arching of the rock fall 2 o The advancing The holes of the fans 5 are buried in the radial direction to the depth of the active thickness 10 of the arch 9 of the collapse and by the size 11 in the direction of penetration of the excavation 3 "Leading holes of the fans 5 are charged with low-power explosives. Camouflage blasting of these charges is effected simultaneously with the first group of downhole charges in the passport of the blasting operations of tunnel 1, for example, cutting charges 12. Other groups of downhole charges explode with a corresponding deceleration.

После уборки взорванной породы устанавливают временное крепление, например арочную крепь 13. Затем воз- вод т обделку 14 с дренажом (не показан ) и производ т заполнительную инъекцию засводовых пустот. Далее бур т тампонажные скважины 15, в плоскост х вееров 5. В скважины 15 нагнетают твердеющий, например цементный раствор, при котором величину давлени принимают по известной технологии глубинного упрочнени породы, например удвоенной величины максимальных сжимающих напр жений в породе 2 вокру тоннел 1.After the blasted rock has been harvested, a temporary fixture is installed, for example, an arch support 13. Then the lining 14 with a drainage (not shown) is erected and a filling injection is made. Further, the plugging wells 15 are drilled in the planes of fans 5. A hardening, for example, cement mortar is injected into the wells 15, at which pressure values are adopted using well-known depth strengthening techniques, for example, double the maximum compressive stresses in the rock 2 around the tunnel 1.

Вееры 5 и камуфлетный взрыв в них маломощных зар дов ВВ образуют в их плоскост х трещины 16, представл ющие собой продольные радиальные ослаблени породы 2 (прорези). Взрыв остальных групп забойных зар дов вызывает раскрытие трещин 16 и их занесение продуктами взрыва, в результате кото- рого по завершении действи камуфлет- ного взрыва трещины 16 остаютс частично или полностью раскрытыми (взрыв дополнительного объема зар дов ВВ в веерах не вызывает отрыв породы сверх намечаемого объема). По мере продви жени забо 4 и образовани свода 9 обрушени трещины 16 от горного давлени обжимаютс , но за счет наличи в их плоскост х твердых частиц продуктов взрыва и стволов взорванных шпуров как коммуникаций остаютс проницаемыми дл твердеющего раст- вора. Таким образом, в породе 2 образуютс искусственные проницаемые трещины 16 целенаправленного расположени и заглублени .The fans 5 and the camouflet explosion in them of low-power explosive charges form cracks 16 in their planes, which are longitudinal radial weakening of rock 2 (slots). The explosion of the remaining groups of bottomhole charges causes the opening of cracks 16 and their introduction by the products of the explosion, as a result of which, after the completion of the camouflet explosion, the cracks 16 remain partially or completely open (the explosion of an additional amount of explosives in fans does not cause the rock to peel above the intended volume). While advancing the bottom 4 and the formation of arch 9, the fracture 16 collapses from rock pressure are compressed, but due to the presence in their planes of solid particles of explosion products and the trunks of blasted holes, the communications remain permeable to hardening solution. Thus, in rock 2, artificial permeable cracks 16 are formed that are targeted and buried.

Совмещение тампонажных шпуров 15 с плоскост ми трещин 16 сосредоточивает в них основной объем нагнетаемого твердеющего раствора, что вызывает распор трещин 16„ Распирающа трещины 16 нагрузка 17 обжимает породу 2 в тангенциальном направлении, что после твердени раствора образует самонесущий породный свод 18.Дл этого вееры 5 и, соответственно, трещины 16 расположены в наиболее эффективных сечени х свода 18: в замке (по сечению 7), где нагрузка 17 распредел етс симметрично по обеим сторонам свода 18, ив п тах (по сечени м 8), в которых нагрузка 17 одновременно с обжатием породы 2 формирует опорные полосы свода 180 Кроме того, расположение трещин 16 по направлени м сечений 7 и 8 существенно снижает величины действующих обычно в замке и п тах бесшарнирного свода (арки) максимальных изгибающих моментов и, соответственно, эксцентриситета нормальной силы, что увеличивает приспособл емость породы 2 к образованию свода 18, учитыва при этом, что трещины 16 образуютс еще до начала развити горного давлени „The combination of cement holes 15 with the planes of cracks 16 concentrates in them the bulk of the injected hardening solution, which causes spreading of cracks 16 "Bursting cracks 16 load 17 compresses the rock 2 in a tangential direction, which after hardening of the solution forms a self-supporting rock body 18. For this, fans 5 and, accordingly, the cracks 16 are located in the most efficient cross sections of the roof 18: in the lock (across cross section 7), where the load 17 is distributed symmetrically on both sides of the roof 18, and in the upper reaches (cross section 8), in which the load 1 7 simultaneously with the compression of the rock 2 forms the supporting strips of the roof 180 In addition, the location of the cracks 16 in the directions of sections 7 and 8 significantly reduces the magnitudes of the normally operating arch and the maximum hinged arch (arch) of the maximum bending moments and, accordingly, the eccentricity of the normal force, which increases the adaptability of the rock 2 to the formation of the roof 18, while taking into account that the cracks 16 are formed even before the development of the rock pressure

По мере образовани породного свода 18 порода 2 в пределах активной толщины 10 свода 9 обрушени перестает нагружать обделку 14, т.е0 последн разгружаетс от той доли горного давлени , котора успела развитьс ко времени начала нагнетани в скважинах 15 твердеющего раствора Дальнейшее нарастание горного давлени воспринимаетс сводом 18 и лишь незначительна часть нагрузки передаетс на обделку 14.As breeding roof 18 is formed, rock 2 within the active thickness 10 of roof 9 collapses no longer lining 14, i.e. the latter is unloaded from the fraction of rock pressure that had developed by the time the injection started in wells 15 of the hardening solution. A further increase in rock pressure is sensed 18 and only a small part of the load is transferred to the lining 14.

Положительным технико-экономическим эффектом вл етс разгрузка обделки от горного давлени , что увеличивает эксплуатационную надежность обделки, привод щей к безаварийной эксплуатации тоннел и, соответственно , к экономии затрат на ремонтно- восстановительные работы.A positive technical and economic effect is unloading the lining from rock pressure, which increases the operational reliability of the lining, leading to trouble-free operation of the tunnel and, accordingly, to cost savings on repair and restoration work.

Claims

Invention Formula

1 "A method of constructing a tunnel, including drilling behind its design contour for the length of advance drill holes, camouflage blasting in front of explosives charges, installing temporary fastening and erection, drilling radial cement wells and forcing a hardening solution in them, blasting the rock and cleaning it, characterized by the fact that, in order to increase the efficiency of hardening of rocks in the conditions of formation of the arch of the collapse and increase the operational reliability of the lining, advanced holes are drilled

sixteen

5x tf / n 7 L i r / t / 1 i i i N iv p h i | t t 11 iifl i 411

H

7

v-e

J

Shig.2

fans and camouflage blasting of explosive charges in them, which is carried out simultaneously with the blasting of rock, and the tampon wells are drilled in the planes of the fans after the construction of the lining.

2. The method of pop. 1, which differs from the fact that fans of advanced holes drill with overlap with the radial planes of sections of the castle and the roof of rocks, while the holes in the radial direction aarsiv6nxK T up to the border of the latter.

MVOBT HMiuctEjacfiwiiHK hlshhmlml-lm schschio 2 г ш ж м m

L

/

Shig.1

h e "o /

"Jl

. "Sbl.

Fig.Z

15

SHIGA

sixteen

-L L

Schig.5