Строительство тоннеля: начало работ

Строительство тоннелей

Тоннель в строительстве

Тоннель – горизонтальное либо наклонное подземное или подводное сооружение, одно из измерений которого значительно больше параметров двух других (длина во много раз больше ширины и высоты).

Тоннель может быть велосипедным, железнодорожным, автомобильным, для движения трамваев, перемещения воды, для прокладки сетей городского коммунального хозяйства и т.д. В современности существуют экологические тоннели, которые специально прокладываются по звериным тропам под автомобильными или железнодорожными магистралями для беспрепятственного перемещения животных.

Как известно, основная часть метрополитена также выполнена в виде тоннелей. Во избежание пересечений линии метро прокладываются на разной глубине (в разных уровнях).

Тоннели строят для:

  • преодоления природных препятствий (например, тоннель под горами);
  • для сокращения пути (тоннель сквозь горную местность вместо дороги вокруг);
  • для сокращения времени движения (тоннель вместо паромной переправы).

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Нередко тоннели под водой строятся вместо мостов в тех местах, где мост мог бы помещать движению водных судов. Тоннели строят во избежание пересечения транспортных потоков одного уровня (например, подземные пешеходные переходы, тоннели как часть автомобильных развязок и т.д.).

Рисунок 1. Современный тоннель. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В технологии строительства любого тоннеля необходима выработка – искусственно созданная пустота в земной коре. При строительстве тоннелей в устойчивых грунтах допускается оставлять выработку без закрепления, в неустойчивых – устраивают временную крепь. Основные элементы крепи – рошпаны (элемент, соединяющий соседние рамы) и обделка. Обделка – важнейший элемент системы крепи, она воспринимает давление от окружающих слоев грунта и обеспечивает гидроизоляцию всего сооружения. Участки тоннелей в районе его выходов называют порталами. Порталы придают архитектурный вид входам или въездам в тоннели на фоне окружающего ландшафта. В современности для гидроизоляции тоннелей используют австрийскую технологию NATM (геомембрана с сигнальным слоем).

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

История появления тоннелей

Надо сказать, что тоннель является древнейшим изобретением человечества, наряду с мостом. Люди уже в каменном веке научились прорубать проходы в скалистой местности, пещеры и рудники. В таких странах, как Египет, Вавилон, Греция и Рим задолго до начала новой эры люди начали использовать тоннели для добычи природных ископаемых, возведения гробниц и храмов. Позднее тоннели стали применять для водоснабжения и транспорта. Первые тоннели без закрепления были созданы в скальных породах. Для ведения проходческих работ древние строители использовали примитивные орудия.

В период Средневековья также строились тоннели, чаще всего в военных целях. В позднее Средневековье отмечается подъем строительства судоходных тоннелей, поскольку именно в это время развивались водные пути сообщения. В первой половине XIX века в Великобритании на участке Ливерпуль – Манчестер был осуществлен грандиозный проект – построен первый в мире железнодорожный тоннель. Отрасль строения тоннелей значительно шагнула вперед с изобретением динамита и пироксилина. Изобретение бурильных машин обеспечило возможность строительства альпийских тоннелей между Францией, Италией и Швейцарией. Среди построенных в начале XX века выделяются Большой Аленнинский тоннель и Ровский судоходный тоннель.

Рисунок 2. Строительство тоннеля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Первый в мире автомобильный тоннель был построен в 1927 году в США под рекой Гудзон. Первый железнодорожный тоннель в России построили в 1862 году в городе Ковно. После этого было построено множество тоннелей на территории Кавказа, Крыма и Урала. В СССР значительное развитие тоннелестроение получило благодаря развитию железнодорожных сетей, созданием ГЭС и строительством метрополитена в крупных городах. Первый автомобильный тоннель в СССР был открыт в 1959 году на Кутузовском проспекте.

Технологические аспекты

По месторасположению современные тоннели можно разделить на:

  • горные, проложенные через хребты, водоразделы и отдельные возвышенности;
  • подводные, сооружаемые под руслами водостоков или другими водными преградами;
  • равнинные (тоннели метрополитена и другие городские тоннели).

Сразу следует отметить, что глубина заложения, величина поперечного сечения, длина тоннеля и другие подобные характеристики зависят от назначения тоннеля, топографических и геологических условий, а также от уровня атмосферных воздействий в данном регионе строительства. Продольный профиль тоннеля может быть односкатным и двускатным. Двускатный формируется путем уклона в обе стороны от средней части сооружения.

Проходка любого тоннеля относится к самым сложным видам строительных работ. Проходку тоннеля обычно ведут одинаковыми по длине участками – заходками. Длина участка определяется глубиной заходки, она же в свою очередь зависит от инженерно-геологических условий, глубины заложения и размеров поперечного сечения тоннеля. Проходка тоннеля в скальных и полускальных грунтах также определяется глубиной заходки и зависит в первую очередь от устойчивости контура выработки (обычно он составляет 2-4 метра).

Организация строительных работ производится поточным методом с цикличным повторением отдельных видов. Современный строительный процесс сооружения тоннеля подразделяется на различные виды работ. Поточный метод организации строительства характеризуется тем, что фронт работ в каждой рабочей зоне ведется с постоянной скоростью. Только в таком случае весь цикл строительных работ представляет собой единый поток, который обеспечивает строительство со скоростью продвижения передового забоя. Примечательно, что скорость земляных работ в каждой рабочей зоне может быть различной, она определяется технологическими мощностями. Еще одним важнейшим принципом организации тоннельных работ является цикличность их выполнения. Это позволяет наилучшим образом структурировать работу строительных бригад.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Игорь Усольцев: “Тоннель длиной в мою жизнь”

Преодолеть Северо-Муйский хребет позволят уникальные машины и высококлассные специалисты

Учрежденная группой «Сибантрацит» Дмитрия Босова проектная компания «Северомуйский тоннель – 2» и ее подрядчик «ТрансТоннельГрупп» приступили к реализации проекта по строительству второго Северомуйского тоннеля для расширения самого узкого места на БАМе. Управляет ходом строительных работ УК «ВостокУголь». 15-километровый Северомуйский тоннель по сложности проходки едва ли имеет аналоги в мире. Руководитель проекта, один из ведущих специалистов в области тоннелестроения, гендиректор ООО «ТрансТоннельГрупп» Игорь УСОЛЬЦЕВ рассказал журналисту «НГ» Татьяне АСТАФЬЕВОЙ обо всех этапах строительства.

Игорь Александрович, перед вами стоит амбициозная задача: всего за пять лет – в 2024 году – завершить проект по строительству второго Северомуйского тоннеля и запустить движение поездов, увеличив тем самым его пропускную способность с 16 до 100 миллионов тонн грузов в год. За плечами у вас строительство тоннелей к сочинской Олимпиаде, строительство железнодорожных тоннелей на Дальневосточной, Красноярской и Восточно-Сибирской железных дорогах, станций Большой кольцевой линии московского метро, реставрация Рокского тоннеля. Сейчас сроки – сжатые, проходка – сложнейшая. На кону – ваша профессиональная репутация. Почему и ради чего вы взялись за этот проект?

– Построить Северомуйский тоннель для строителя-тоннельщика – это как спортсмену завоевать золотую медаль Олимпиады. Задачи при реализации предстоит решать масштабные: это и сложная геология, и большой водопроток, и гидростатическое давление, и немалое количество разломов. Уверен, для любого тоннельщика принять участие в таком проекте – большая честь. Это будет самый протяженный и самый сложный в техническом плане тоннель в России.

Большому проекту был дан шумный старт?

– У нас в коллективе не принято делать пафосных стартов, всегда стартуем потихоньку. В середине августа высадили на восточном портале десант, возвели палаточный городок, разместили первую группу рабочих и приступили к подготовке общежития и возведению завода по производству железобетонной обделки. Планируем его построить и запустить уже в первом квартале 2020 года. И начнем накапливать железобетонную обделку для американских тоннелепроходческих комплексов Robbins.

Сейчас ведем работы параллельно: и согласование, и подготовку проекта. С РЖД, которые будут эксплуатировать будущий тоннель, обсуждаются вопросы получения технического задания на его проектирование с указанием конкретных параметров. «Минскметропроект», являющийся главным проектировщиком, к началу следующего года обязуется выдать стадию П для прохождения экспертизы.

Почему выбраны щиты компании Robbins?

– Мы абсолютно уверены в технологиях Robbins и качестве их универсальной машины Crossover. Для этого проекта она наиболее подходящая. Машина имеет возможность вести проходку как в режиме открытого, так и закрытого забоя. У нее есть система опережающего бурения для инъекционной цементации горного массива в сложных геологических условиях. Другие известные производители тоннелепроходческих комплексов не готовят универсальные машины. С применением аналогичной машины той, что мы заказали, был реализован проект в схожих геологических условиях в США. Robbins готов к любой нестандартной ситуации, защита главного подшипника рассчитана на давление в 30 бар – это столб воды в 300 метров.

Проходческие машины готовят по индивидуальному заказу?

– Конечно, они уникальные. Разрабатываются и строятся под конкретные технические задания и геологию специально для Северомуйского тоннеля.

Сколько их будут строить?

– По контракту с Robbins от июня 2019 года изготовление первого проходческого щита занимает 11 месяцев, в конце весны 2020 года машина должна стоять на стапелях на заводе, и мы ее примем в собранном виде. Две недели осуществляются приемка и тестирование в холостом режиме, после чего она будет разбираться совместно с нашими специалистами, которые и будут участвовать в сборке этих машин на месте. Плюс отработают взаимодействие со специалистами компании Robbins. Затем – отправка через Владивосток.

Почему вы не заказали одновременную поставку сразу двух проходческих машин?

– Сроки по изготовлению проходческих машин максимально сжатые. Исходя из этого мы попросили компанию Robbins уделить максимум внимания производству первой машины в срок. Вторая машина будет идти с отставанием 2,5–3 месяца от первого комплекса. Учитывая имеющийся опыт по сборке и запуску машин, как раз за эти три месяца мы соберем и запустим первую машину. В сборке машин в круглосуточном режиме участвуют как минимум 70–80 человек. Плюс сопровождающий персонал на машинах и механизмах. Бригада, которая занималась сборкой первой машины на восточном портале, переместится на западный.

Когда начнется проходка? Специалисты Robbins будут в ней участвовать?

– Специалисты компании Robbins, согласно контракту, дают полное инженерное сопровождение при сборке, тестировании и проходке первых 200 метров. Проходка первой машины с восточного портала начнется в четвертом квартале 2020 года. А в первом квартале 2021 года запускаем вторую машину с запада.

С какой скоростью идут машины?

– Есть минимальный параметр проходки – 300 метров в месяц. При этом мы не забываем, что Robbins является одним из рекордсменов по скорости проходки в скале со скоростями в месяц до километра. Скорость машин зависит в том числе и от накопленной железобетонной обделки. Ее должно быть в избыточном количестве. Поэтому с первого квартала 2020 года мы начинаем изготавливать обделку и часть перевозить через перевал для второй машины на западный портал.

Почему начинаете движение с востока?

– Геология с восточного портала более благоприятная, поэтому там и планируется запуск первой машины. Предполагаем, что данная машина пройдет большую дистанцию при максимальной скорости. Возможно, 10 километров из 15. А значит, на западный портал придется возить меньше железобетонной обделки для производства работ.

– Практически близнецы. Но на «западной» машине более усилена и без того мощная система защиты подшипника. Если вдруг на восточной стороне мы встретим сильно обводненную зону, то проблем не будет, так как обе машины оснащены системой разведывательного бурения и опережающего бурения с цементированием массива.

Какие работы останутся после проходки?

– После того как закончится проходка, машины разберут, удалят с объекта, начнется бетонирование основных конструкций, верхнего строения путей, монтаж водоотводной системы, вентиляции, контактной сети, обустройство пожарных трубопроводов, установка освещения и других инженерных систем. Этой работы – на год. После санации машины можно применять на других объектах.

Первый тоннель ремонтировать придется?

– Новый тоннель проектируется таким образом, что скорость движения поездов может составить 120 километров в час. На плановые 100 миллионов тонн в год можно выйти и без ремонта. На мой взгляд, чтобы обеспечить одинаковую проездную способность двух тоннелей, верхнее строение путей первого тоннеля нужно реконструировать.

Сами РЖД планировали построить тоннель за 10 лет. Сможете ли вы уложиться в пять?

– РЖД планировали строить дополнительную штольню, использовать другие тоннелепроходческие комплексы. Это бы и потребовало больше времени. Я видел документы 1974 года по первому Северомуйскому тоннелю. Тогда сразу после первого тоннеля планировалось строить второй. И на плане была единственная штольня. Мы фактически воплощаем замысел 1974 года.

Тоннель будут строить не только и даже не столько технологии, сколько люди. Вахтовый метод строительства стал в современной России популярным способом работы как для специалистов ИТР, так и для проходчиков. Он себя оправдывает?

– В советские времена строились не вахтовые поселки, а целые городки со своей инфраструктурой: больницей, детским садом, школой. Люди там жили не выезжая, весь период стройки. И многие оседали. Я застал эти поселки, когда строился первый Северомуйский тоннель. Мы тогда все ездили туда: все подразделения «Бамтоннельстроя» на конечной фазе участвовали в завершении строительства данного объекта.

В современной России ситуация изменилась в связи с тем, что перешли на вахтовый метод. Социалку построенных поселков и городков тащить очень тяжело: создавать и ликвидировать. Проще организовать ритмичную работу специалистов вахтовым методом.

Как вы набираете команду?

– У нас большой опыт подбора персонала. На данный момент привлекаются все специалисты, которые ранее занимались тоннелестроением. В основном наши работники – выходцы из «Бамтоннельстроя». Большинство рабочих высокой квалификации, такие как пилот машины, электрослесарь, слесарь, проходчик и горнорабочий. Проходчики – в основном универсалы, которые умеют строить под землей.

У нас специалисты работают вахтовым методом в режиме месяц через месяц – это подавляющее большинство, около 99% от общего числа работников. Несколько руководителей и специалистов будут постоянно проживать на объекте с семьями.

Первый тоннель строили тысячи специалистов единовременно. Сколько всего человек будет задействовано в строительстве второго тоннеля?

– Вахтовые городки восточного и западного порталов в пик нагрузки могут размещать до 900 человек единовременно. Через месяц их вахтой меняет еще 900 человек. Это время, когда максимально насыщено все производство, активная работа на ходках от штольни в сторону основного тоннеля.

– Средний возраст работников на строительстве тоннеля будет 30–35 лет. Они работают, как правило, все годы строительства объекта. Иногда их переводим на другие объекты. Коллективы у нас стабильные, текучка кадров минимальная. Есть опыт работы с обучением персонала и присвоением аттестационными комиссиями разряда. Ранее у нас всегда проходило обучение приходящее молодое поколение.

Будете ли привлекать к работе местных жителей?

– Сегодня в Северомуйске живет примерно 800 человек. Среди них многие работают в качестве обслуживающего персонала железной дороги, есть и люди, которые вахтами работают на строительстве тоннелей. Возможно, они будут также привлекаться для работы у нас. Можно привлечь местных жителей даже на инженерно-технические вакансии, а также для решения административно-бытовых вопросов (уборщики, фельдшеры, медики, учетчики, табельщики). Если их квалификация будет позволять, нет никаких проблем для работы на строительстве тоннеля.

Как мотивируете команду?

– Достойной заработной платой, длительностью проектов. За 15 дней вырабатывается месячная норма, поэтому вахтовики получают зарплату каждый месяц, работая вахтовый месяц без выходных. Попасть в бригаду проходки хотят многие. У нас разработана и применяется система баллов за каждое пройденное кольцо (полтора метра готового тоннеля), в том числе и штрафные баллы, чтобы не допустить брака при высоких скоростях проходки. В конце отчетного периода эти баллы складываются у каждого звена. Лучшее звено получает премию генерального директора. Никого не нужно загонять в забой – люди сами идут зарабатывать.

Соцсоревнование в действии?

– Безусловно! Командный соревновательный дух дает отличный результат.

Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Строительство тоннеля: начало работ

Выберите вашу станцию:

МоскваКарымскаяРузаевкаСургут
Восточно-Сибирская ж.д.МогочаСамараТюмень
БратскЧернышевскСызраньСеверная ж.д.
ИркутскЧитаУльяновскАрхангельск
СеверобайкальскЗападно-Сибирская ж.д.УфаВологда
ТайшетБарабинскМосковская ж.д.Воркута
Улан-УдэБарнаулБрянскКоноша I
Усть-ИлимскКарасукКурскКотлас
Горьковская ж.д.КемеровоОрелСосногорск
Арзамас-2НовосибирскРязаньЯрославль
ВладимирОмскСмоленскСеверо – Кавказская ж.д.
ИжевскТайгаТулаКавказская
Йошкар-ОлаТомскОктябрьская ж.д.Краснодар
КазаньКалининградская ж.д.БологоеЛихая
Красный УзелБагратионовскВолховстройМахачкала
МуромБалтийскМурманскМин. Воды
Н. НовгородКалининградПетрозаводскНовороссийск
ЧебоксарыКраснознаменскПсковРостов
Дальневосточная ж.д.НестеровРжевТуапсе
БиробиджанСоветскС-ПетербургЮго-Восточная ж.д.
ВладивостокЧерняховскТверьБелгород
Комсомольск-на-АмуреКрасноярская ж.д.Приволжская ж.д.Воронеж
НаходкаАбаканАстраханьЕлец
Новый УргалАскизВолгоградЛиски
НогликиАчинск-1ЕршовРоссошь
Советская ГаваньДивногорскПугачевскСт. Оскол
ТындаКарабулаСаратовТамбов
УссурийскКрасноярскСеннаяЮжно-Уральская ж.д.
ХабаровскРешотыСвердловская ж.д.Карталы
Южно-СахалинскСаянскаяБогдановичКурган
Забайкальская ж.д.ТигейЕкатеринбургОренбург
БелогорскУярКаменск-УральскийОрск
БлаговещенскКуйбышевская ж.д.Нижний ТагилПетропавловск
ЗабайкальскПензаПермьЧелябинск-Главный
  • События
  • Новое на сайте
  • Инновации
    • Новости
    • Система управления перевозочным процессом и транспортная логистика
    • Инфраструктура
    • Подвижной состав
    • Система управления и обеспечения безопасности движения поездов, снижение рисков чрезвычайных ситуаций
    • Повышение надежности работы и увеличение эксплуатационного ресурса технических средств
    • Высокоскоростное и скоростное движение в России
    • Корпоративная система управления качеством
    • Современные информационные технологии на железнодорожном транспорте
    • Рационализаторская деятельность в ОАО “РЖД”
    • Повышение экономической эффективности основной деятельности
    • Охрана окружающей среды
    • Система технического регулирования. Метрология
    • Внедрение инновационных спутниковых и геоинформационных технологий
    • Повышение энергетической эффективности основной деятельности и программа ресурсосбережения
    • Обеспечение безопасности производственных процессов
    • Строительство и модернизация объектов инфраструктуры
      • Строительство тоннелей
      • Использование инновационных технологий в строительстве
    • Научно-техническое сотрудничество в инновационной деятельности
    • Технологическая платформа «Высокоскоростной интеллектуальный железнодорожный транспорт»
  • Награды за инновационную деятельность
  • Передвижной выставочно-
    лекционный комплекс
  • Регионы
  • История
  • Выставочный комплекс ОАО «РЖД»
  • Музеи и выставочные
    площадки
  • Музей железных дорог России
  • Выставки
  • Молодежная политика
  • Галерея
  • Научно-технические
    журналы
  • Виртуальные
    экскурсии
  • Проверь себя
  • Игры
  • Отзывы
  • Полезные ссылки

Современное железнодорожное строительство требует создания большого числа искусственных сооружений. В инженерных работах, связанных с монтажом и строительством тоннелей, широко используются новые технологии и материалы. Применение новой высокопроизводительной техники позволяет выполнять их за более короткий период, что позволяет сокращать сроки ввода объектов в эксплуатацию. Наиболее показательным примером освоения инновационных технологий является использование передовой высокопроизводительной горнопроходческой техники.

Тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) Herrenecht (Германия) и Lovat (Канада) способны вести проходку в разнообразных грунтах (от пылеватых песков до полускальных и скальных грунтов), современные шумо- и вибропоглощающие материалы в тоннелях снижают вибродинамические нагрузки от проходящего подвижного состава на обделку и горный массив в 75 раз. Впервые в России ТПМК LOVAT был применен при проходке нового Крольского тоннеля на Красноярской железной дороге.

Одним из передовых направлений при решении задач подземного строительства является применение современной технологии с устройством грунтоцементного массива (Jet Grouting, Джет Граутинг), преимуществами которой являются высокая производительность, простота, экономичность, отсутствие негативных ударных воздействий, возможность работы в сложных инженерно-геологических условиях, эффективность использования как при реконструкции, так и при строительстве новых объектов.

Совмещенная железная и автомобильная дорога Адлер – горноклиматический курорт «Альпика-Сервис». Это крупный комплексный транспортный объект, возведенный с использованием современных инновационных технологий для обеспечения доставки зрителей и участников соревнований по железной (до 8500 пассажиров в час) и автомобильной дороге (до 11500 пассажиров в час) на горные стадионы Красной Поляны и к ледовым дворцам Олимпийского парка Имеретинской низменности.

Основные показатели объекта следующие: 48,5 км электрифицированной однопутной железной дороги с двухпутными вставками и 46,5 км автомобильной дороги II и III категории с многоуровневой развязкой с федеральной трассой М-27 и пятью развязками, соединяющими новую автодорогу с существующей А-148. Кроме того сюда входят 6 железнодорожных тоннелей общей длиной 11 км, 3 автодорожных тоннеля длиной 7 км, 3 сервисно-эвакуационных тоннеля длиной 9,6 км. Общая длина тоннелей 29,4 км, количество мостов и эстакад 84 (общей длиной 37 км).

Крольский железнодорожный тоннель

Крольский тоннель расположен на участке Абакан – Тайшет Красноярской железной дороги.

Начало строительства – 2004 год, окончание строительства – 2011 год.

Протяженность тоннеля – 2253,6 м.

Объем работ: строительство нового тоннеля параллельно существующему с нагорной стороны на расстоянии 36 м.

Проходка механизированным щитовым комплексом LOVAT RME-375 SE, D=9,5 м с системой грунтопригруза.

Новый Крольский тоннель стал первым в России железнодорожным тоннелем, проходка которого осуществлена механизированным тоннелепроходческим комплексом.

Кузнецовский железнодорожный тоннель

Кузнецо́вский тонне́ль — железнодорожный тоннель на Байкало-Амурской магистрали, на участке Оунэ — Высокогорная (на ветке Комсомольск-на-Амуре — Советская Гавань). Тоннель, расположенный в Хабаровском крае, находится на подъёме на Кузнецовский перевал, пересекающий горный хребет Сихотэ-Алинь. Тоннель однопутный, его длина после завершения проводимой модернизации составила 3,89 км.

Тоннель был построен в годы Великой Отечественной войны с использованием труда японских военнопленных и по облегчённым нормам; первые поезда пошли по нему в начале июля 1945 года. Тоннель получил своё название в честь начальника изыскательской партии А.П. Кузнецова, умершего в ходе строительства и похороненного рядом с тоннелем. Построенный по нормам военного времени старый Кузнецовский тоннель не отвечал современным требованиям безопасности и требовал капитального ремонта, приходилось вводить ограничения по скорости движения поездов. Кроме того, крутой уклон не позволял проводить на перегоне Оунэ – Высокогорная грузовые составы повышенного веса и длины. Чтобы ликвидировать “узкое” место, потребовалось проложить обходной участок железной дороги с новым тоннелем, который обеспечил более пологий путь через Кузнецовский перевал и позволил снять ограничения, поднять весовые нормы поездов и увеличить пропускную способность всей линии.

Эксплуатационная длина новой трассы обхода составила 27,05 км, в том числе протяженность тоннеля – 3890 м. Таким образом, протяженность участка Оунэ-Высокогорная сократилась на 10,6 км.

Проходка основной штольни длиной 3890 м была завершена 4 июня 2011 года, ранее была пройдена и обустроена транспортно-дренажная штольня длиной 3911 м. Обделка нового тоннеля устроена из железобетонных блоков.

На объекте было задействовано более 50 единиц строительной техники, работали 2 бетонных завода. Проходка основного тоннеля велась механизированным щитовым комплексом LOVAT RME-375 SE, D=9,5 м, штольни – ТПМК Robbins DS 1413-301, D=4,3 м. Технология такова, что одновременно производится и проходка, и монтаж железобетонной обделки тоннеля.

Тоннель введен в эксплуатацию в 2012 году – после бетонирования обратного свода, укладки пути, проводки и подключения коммуникаций. После окончания строительных работ на участке Оунэ – Высокогорная сняты все ограничения по скорости движения и весовым нормам поездов. Новый тоннель увеличил пропускную способность восточного БАМа более чем вдвое, а порты Ванино и Советская Гавань получили возможность ускоренного развития.

Нанхчульский тонне́ль — железнодорожный тоннель на линии Новокузнецк — Абакан Абаканского отделения Красноярской железной дороги, на перегоне Теба — Биркчул (137 км). Расположен в Аскизском районе Хакасии в 218 км от Новокузнецка и 180 км от Абакана, проходит по Нанхчульскому перевалу в таежной местности Кузнецкого Алатау. Состоит из двух ниток длиной около 2400 м, расположенных на расстоянии 35 м друг от друга.

Нанхчульский тоннель первого пути был построен в 1957 году. В нём действовало ограничение скорости 25 км/ч. Тоннель второго пути был построен в 1995—2001 годах ОАО «Бамтоннельстрой». При строительстве применялся горный способ строительства тоннелей с разработкой породы буро-взрывным способом.

Ремонт возведённому ещё в 1957 году тоннелю потребовался после разрушения его обделки из-за воздействия низких температур. На время реконструкции старого движение было перенесено в новый Нанхчульский тоннель, который был сдан в 2001 году.

Оценив степень аварийности, ОАО «РЖД» приняло решение о строительстве нового и полной реконструкции старого 2,4-километрового тоннеля – по сути, строителям пришлось заново вести его проходку. При этом была ликвидирована негабаритность тоннеля, отменено действовавшее ранее ограничение скорости в 25 км/ч. Кроме того, рядом с сооружением была проложена водоотводная штольня, а водоотводные лотки в тоннеле в сибирские морозы будут обогреваться.

Новый тоннель имеет двускатный профиль и проходит на глубине 200 м под водоразделом. После окончания строительства второй нитки тоннеля был проведён капитальный ремонт первой нитки с устройством гидроизоляции (открыт для пропуска поездов в 2009 году) и устранением скоростных ограничений. Обделка обеих ниток тоннеля выполнена из монолитного железобетона.

8 сентября 2009 года на Красноярской железной дороге первый вице-президент ОАО «РЖД» Вадим Морозов открыл после реконструкции Нанхчульский тоннель. Реконструированный Нанхчульский тоннель имеет стратегическое значение в перевозках по южному ходу Транссиба. Он входит в единый комплекс, состоящий из двух Нанхчульских тоннелей и десятикилометрового участка второго пути.

“Значение сегодняшнего события очень важно для сети железных дорог России. До реконструкции тоннеля здесь проходило всего 25 пар поездов в сутки. С этого момента будет обеспечиваться пропуск 32 пар поездов, а в перспективе – с увеличением до 38. Таким образом, этот участок обеспечит пропуск необходимого количества поездов на Дальний Восток и обратно”, – сказал на церемонии открытия первый вице-президент ОАО «РЖД» Вадим Морозов.

Организация строительства тоннелей

Работы по сооружению тоннеля организуют с максимальным использованием индустриальных методов строительства, на основе широкого применения сборных конструкций, эффективных материалов и высокопроизводительных машин.

Проходка тоннеля организуется по утвержденному проекту производства работ и ведется специализированными строительными организациями по строительству тоннелей и метрополитенов.

Процесс строительства тоннеля включает следующие этапы:

предварительный – изыскание, проектирование, трассировка тоннеля на местности;

подготовительный – разворот строительной площадки, сооружение подходов;

основной– выполнение работ по сооружению тоннеля;

завершающий – отделочные работы, монтажные, путевые работы, оформление документации, сдача сооружения в эксплуатацию.

К основным работам относятся: рыхление и разборка породы; транспорт породы; устройство временной крепи и постоянной тоннельной обделки. Для создания нормальных условий выполнения основных работ необходимо обеспечить водоотлив, вентиляцию тоннельной выработки и освещение.

Проектирование трассы тоннеля входит в комплекс работ по изысканию железной дороги и является наиболее сложной задачей этого комплекса. Геодезические работы, обеспечивающие строительство тоннеля, включают:

определение направления и длины оси подземного сооружения;

построение оси тоннеля в подземной выработке;

построение продольного профиля и поперечных сечений выработки.

Первая работа заключается в трассировании линии тоннеля. Трассирование может быть выполнено геометрическим или аналитическим способом. Геометрическое трассирование состоит в закреплении проекций точек оси тоннеля на поверхности и последующая передача направления оси в подземную выработку. Этот способ применим при благоприятном рельефе местности и прямолинейной оси тоннеля.

Если припортальные участки тоннеля расположены на кривых, то передачу оси тоннеля в подземную выработку целесообразно производить через визирные штольни – небольшого сечения выработки тоннеля, расположенные на продолжении прямолинейного участка тоннеля.

При аналитическом способе трассирования направление оси тоннеля определяют на крупномасштабном плане района строительства, на котором в системе координат нанесены пункты триангуляционной основы (рисунок 9.11).

По плану определяют координаты проекций характерных точек оси тоннеля и определяют длину тоннеля и углы поворота. Аналитический способ является более точным, чем геометрический, но требует проведения трудоемких работ по прокладке триангуляционной сети.

1 – визирная штольня; 2 – ствол шахты; 3 – трасса тоннеля; 4 – портал; 5 – базис

Рисунок 9.11 – Схема тоннельной триангуляции

При несложном рельефе местности возможно сочетание аналитического и геометрического способов. В этом случае на поверхности закрепляются проекции точек трассы, которые позволяют вести наблюдение за осадками поверхности земли во время ведения подземных работ и облегчают передачу в подземную выработку направление оси тоннеля.

На поверхности создается плановая и высотная геодезическая основы. Плановой основой служит тоннельная триангуляционная сеть, опирающаяся на пункты государственной триангуляции не ниже третьего класса. Тоннельная триангуляционная основа позволяет правильно ориентировать подземную выработку, а высотная основа создается для обеспечения подземного нивелирования по ходу тоннельной выработки.

Одной из важнейших задач геодезическо-маркшейдерской службы является определение направления подземного сооружения, т.е. ориентирование подземной выработки.

Ориентирование подземной выработки состоит в передаче в нее дирекционного угла проекции оси выработки и координат опорных точек.

Простейший способ ориентирования заключается в провешивании проекции оси тоннеля на поверхности и последующей передачи направления оси в подземную выработку (рисунок 9.12).

Рисунок 9.12 – Схема передачи оси тоннеля в подземную выработку

Этот способ применим при постройке коротких тоннелей с прямолинейной осью. Геодезической основой служат закрепленные на поверхности точки А – Е. Построение точек трассы тоннеля а1, а2, е1, е2 производится при помощи теодолита, установленного в припортальных точках А и Е провешиванием осевого створа.

Если открытие фронтов работ происходит не только через порталы, но и через стволы шахт, то ориентирование выработок, забои которых расположены у стволов, производится способом створа двух отвесов, проектирующих на подземный горизонт две точки наземной полигонометрии, определяющих направление линии. Чтобы погасить колебания отвесов, вызванные движением воздуха в шахте, их погружают в сосуд с вязкой жидкостью, например, машинным маслом. Этот способ, как и первый, не обладает высокой точностью. Применим при удалении забоя не более чем 50 м (рисунок 9.13).

Основным способом передачи направления в подземную выработку через ствол шахты является способ соединительных треугольников.

Задача заключается в определении координат подземной точки А1 и дирекционного угла w1. Для этого измеряют на поверхности углы a и w, а также стороны треугольника АВ, АС и ВС. Используя эти данные, находят углы В и С.

В горизонте подземной выработки измеряют углы a1 и w1 и стороны А1В1 и А1С11С1 = ВС), а затем вычисляют углы В1 и С1.

Если удовлетворено условие:

ÐА1+ÐВ1+ÐС1=180 0 , то треугольники решены правильно. Допускается невязка 1²…3², которая увязывается в тупом угле треугольника.

Рисунок 9.13 – Ориентирование способом соединительных треугольников

Сооружение тоннеля состоит из двух основных операций: проходки выработки, т.е. удаление породы из пространства, предназначенного для размещения тоннеля, и возведения тоннельной конструкции – обделки. В зависимости от свойств горных пород и размеров сечения выработки ее раскрывают за один прием или по частям (рисунок 9.14).

В первом случае (а) площадь забоя равна площади всего сечения I выработки, в которой возводят тоннельную обделку II. Во втором случае (б) в первую очередь проходят опережающую выработку 1 меньшего сечения, используя которую для развертывания проходческих работ, расширяют сечение до проектных размеров последовательно 2, 4, 5, 7. Тоннельную обделку сооружают по частям в последовательности 3, 6, 8.

а – Проходка выработки за один прием; б – проходка выработки по частям

Рисунок 9.14 – Схемы проходки выработки

В связи со значительной трудоемкостью работ и узостью их фронта сооружение тоннеля, как правило, лимитирует время окончания строительства всего участка дороги. Поэтому для сокращения срока сооружения тоннеля необходимо всемерное расширение фронта подземных работ путем открытия дополнительных забоев.

Обычно строительство тоннеля (рисунок 9.15) начинают с обоих порталов 1 и 2, проходкой направляющих нижних штолен 3, 4. На базе направляющих штолен со стороны портала 1 открыты два дополнительных фронта 5, 6, а со стороны портала 2 проходкой верхней штольни открыт фронт работ 7 по проходке калотты. В пониженной части массива проходят вспомогательную вертикальную шахту 8, из которой также открывают два забоя 9 и 10. Эта шахта при эксплуатации тоннеля может быть использована как вентиляционная. Если трасса тоннеля проходит вблизи косогора дополнительные забои 12, 13 могут быть открыты через штольню‑«окно» 11.

Рисунок 9.15 – Возможные места забоев при проходке тоннеля

Проектирование строительства тоннелей всех видов выполняют обычно в две стадии. На основании обследования района строительства и технико-экономического обоснования решений (ТЭО) разрабатывают проект с выбором плана, продольного профиля и поперечных сечений тоннеля, материалов и конструкций обделок, мест расположения порталов и строительных площадок, способов производства работ и сроков их выполнения; решают вопросы транспортных связей строительства, размещения отвалов, снабжения водой, энергией и т. п.

В состав проекта входят также сводная смета по строительству в целом и сметы на отдельные объекты и виды работ, входящие в строительный комплекс.

Постройка тоннелей представляет большие трудности, чем постройка наземных сооружений. Для возведения тоннельной конструкции необходимо удаление огромного объема пород в условиях горного давления и притока подземных вод. При этом основные работы должны быть выполнены в тесной выработке, иногда загроможденной элементами временной крепи. Возможности расширения фронта подземных работ чрезвычайно ограничены, и проходку тоннелей горным способом чаще всего ведут лишь двумя забоями.

Тоннельное строительство ведут в соответствии с утвержденными проектами организации строительства и производства работ, действующими техническими условиями и требованиями безопасности, как правило, поточным методом, обеспечивающим последовательное сооружение отдельных частей тоннеля и непрерывное выполнение работ.

Для особо сложных объектов, к которым относятся тоннели, проект производства работ составляется также проектной организацией на основе решений, принятых в проекте организации строительства. Проект производства работ содержит технологические схемы производства тоннельных работ, календарный план их выполнения, графики обеспечения строительства материалами, конструкциями, оборудованием, рабочей силой, энергией и транспортными средствами, график работы основных строительных машин и механизмов и пояснительную записку.

Главная задача, решаемая при организации работ, — всемерное ускорение проходки тоннеля с обеспечением высокого качества и безопасности работ. Для этой цели необходимо ускорение проходки в каждом из забоев, а также увеличение их числа путем открытия промежуточных забоев из шахт и боковых штолен-«окон», если это целесообразно в технико-экономическом отношении.

Работы по сооружению тоннеля следует вести в течение всего года независимо от климатических условий, для чего в проекте разрабатывают специальные мероприятия. Исключением являются высокогорные перевальные тоннели, при сооружении которых в зимнее время могут возникнуть непреодолимые трудности.

Началу основных работ по сооружению тоннеля должны предшествовать: устройство подъездных дорог и подача электроэнергии к месту строительства, создание баз, обеспечивающих строительство материалами (карьеры, лесозаготовки и пр.), оборудование строительных площадок с местами отвалов породы и постройка жилых поселков для строителей.

К началу основных работ должна быть закончена предпортальная выемка на всем протяжении, которая необходима для бесперебойного транспорта разрабатываемой породы в отвал и стока воды из тоннельной выработки (предпортальную выемку, как правило, делает тоннельная организация, в отдельных случаях — механизированная колонна). Иногда возможно совмещение отделочных работ в выемке с работами по проходке штольни или опережающей калотты.

Основой правильной организации работ является цикличность выполнения строительных процессов, их комплексная механизация, а также индустриализация строительства, при которой значительная часть применяемых конструкций (крепи, элементы обделки) изготавливается на поверхности и лишь монтируется под землей.

Цикличность представляет собой работу по строгому графику, когда каждый рабочий отчетливо знает последовательность процессов, выполняемых бригадой, время, отведенное для каждого из них, а также имеет навыки, необходимые для выполнения отдельных операций в установленные сроки.

Применительно к проходке подземной выработки циклом называют ряд периодически повторяющихся рабочих процессов, выполнение которых обеспечивает продвижение забоя выработки на глубину заходки. Время, нужное для этого, носит название времени цикла.

Организацию работ проектируют исходя из выполнения целого числа циклов в сутки. При буровзрывных работах, осуществляемых с применением тяжелого оборудования (буровые рамы, бурильные и погрузочные машины), рекомендуется увеличение глубины заходки для сокращения непроизводительных затрат времени на перемещение, оборудования и проветривание выработки после взрывания.

Наиболее целесообразна организация работ, при которой в каждую смену занято одинаковое количество рабочих, что обеспечивает возможность уменьшения времени цикла при перевыполнении норм бригадами. Однако в крепких скальных породах, трудоемкость бурения которых весьма значительна, возможна организация работ, при которой целая смена уделяется бурению и заряжанию глубоких шпуров и проветриванию после взрывания, а следующая смена — уборке большого объема породы и установке временной крепи. В этом случае состав бригад в сменах может быть различен, так как для бурения необходимо большее число рабочих, а погрузка осуществляется высокопроизводительными погрузочными машинами, снижающими трудоемкость работ и потребность в рабочей силе (продолжительность погрузки определяется машинным временем, а занятость рабочих — необходимостью обслуживания машин).

Целесообразно, чтобы время цикла равнялось продолжительности целого числа смен, а каждая смена завершалась выполнением соответствующей части цикла. Но в этом случае возникает необходимость уточнять сменные проходческие задания в соответствии с геологическими условиями и квалификацией бригад.

Цикличная работа на каждом рабочем месте – основное условие, необходимое для осуществления скоростной проходки тоннеля. Отставание с выполнением цикла работ на одном из рабочих мест тормозит работу на последующих рабочих местах, и, наоборот, ускорение работы на одном из звеньев процесса способствует общему ускорению проходки.

План выполнения производственных процессов за время цикла оформляют в виде циклограммы (рисунок 9.16), которая содержит последовательность и объемы работ цикла, нормативное время, требуемое для их выполнения, и графическое изображение распределения членов бригады по рабочим местам с указанием принятого времени выполнения отдельных операций.

Циклограммы составляют для каждого участка тоннеля, на протяжении которого имеются сравнительно постоянные геологические и гидрогеологические условия, и обязательно корректируют в ходе пробной проходки с хронометражными наблюдениями.

Организацию работ в тоннеле строят по единому плану, рассчитанному на сооружение в сутки участка тоннеля, длина которого равна суточному продвижению забоя выработки. При отставании других работ от темпов, развиваемых в этом забое, увеличивается срок сооружения тоннеля; при скорости их выполнения большей, чем скорость продвижения забоя выработки, сокращается участок развертывания работ по длине тоннеля и возникают взаимные помехи при выполнении отдельных производственных процессов. Поэтому целесообразно производить построение циклограмм для различных рабочих мест в тоннеле (проходка штолен, раскрытие калотт и штросс, возведение обделки), исходя из общей для участка скорости сооружения тоннеля.

Рисунок 9.16 – Циклограмма на проходку железнодорожного однопутного тоннеля

График производства работ устанавливает их порядок, обеспечивающий сооружение тоннеля в заданные сроки, и дает представление о последовательности и связи отдельных рабочих процессов в тоннеле, организованных в соответствии с циклограммами.

Наиболее нагляден график в наклонных линиях, в которых по оси абсцисс откладывают длину тоннеля, а по оси ординат — время (рисунок 9.17). Ход выполнения поступательного рабочего процесса изображают наклонной линией, составляющей с осью абсцисс угол, котангенс которого пропорционален скорости производства работ.

Под графиком помещают основные данные о тоннеле, имеющие значение для разработки проекта производства работ. Обозначения на графике соответствуют процессам работ.

Проведя прямую, параллельную оси абсцисс, секущую график, можно установить распределение отдельных работ по длине тоннеля в соответствующий момент времени и определить количество рабочих, занятых их выполнением. Откладывая полученные величины влево от оси ординат, строят график потребности в рабочей силе для основных работ в различные периоды строительства. Правильному планированию соответствуют нарастание потребности в рабочей силе по мере развертывания работ, стабильность состава рабочей силы во время одновременного ведения всех основных работ и затем убывание в период завершения строительства (без промежуточных колебаний).

Рисунок 9.17 – График производства работ по строительству тоннеля

Кроме графиков производства работ и движения рабочей силы, строят графики потребности в энергии и основных материалах, получаемые из сопоставления графика производства работ и потребности в этих ресурсах для каждого из производственных процессов.

Графики производства работ обычно дополняют таблицами объемов работ, принятых скоростей выполнения отдельных процессов и их условными обозначениями.

Крупным шагом вперед является переход к сетевым графикам и базирующемуся на них сетевому планированию и управлению (СПУ). Сетевой график наглядно отображает последовательность и продолжительность выполнения процессов, а также связь между ними. Это как бы математическая модель реализации проекта, на которой можно экспериментировать.

Анализируя сетевой график, можно выявить работы, выполнение которых соответствует минимальной продолжительности строительства и является решающим для его выполнения в срок, т.е. работы, лежащие на «критическом пути».

Система СПУ позволяет руководить строительством, концентрируя внимание на этих, наиболее важных работах. Ее применение дает возможность добиться сокращения сроков строительства и экономии материальных средств.

Дата добавления: 2014-12-29 ; Просмотров: 1715 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Строительство тоннеля: начало работ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА И ПРИЕМКИ РАБОТ

ТОННЕЛИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ, АВТОДОРОЖНЫЕ И ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ.
МЕТРОПОЛИТЕНЫ

Дата введения 1978-07-01

РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства с участием Метрогипротранса, Оргтрансстроя, Геодезическо-маркшейдерского управления Главтоннельметростроя Минтрансстроя, Гидропроекта им. Жука и Оргэнергостроя Минэнерго СССР.

ВНЕСЕНЫ Минтрансстроем.

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 5 июля 1977 г. № 91.

С введением в действие главы СНиП III-44-77 утрачивают силу главы СНиП: III-Б.8-68 “Тоннели железнодорожные, автодорожные и гидротехнические. Правила организации строительства, производства и приемки работ” и III-Д.3-68 “Метрополитены. Правила организации строительства, производства и приемки работ”.

ВНЕСЕНЫ Изменения и дополнения, утвержденные постановлением Госстроя СССР от 29.05.81 N 81, введенные в действие с 01.01.82.

Изменения и дополнения внесены изготовителем базы данных по тексту БСТ № 8 1981 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Правила настоящей главы должны соблюдаться при производстве и приемке работ по строительству железнодорожных, автодорожных, гидротехнических тоннелей и метрополитенов.

Правила распространяются на работы по проходке тоннелей и стволов, возведению обделок, а также на специфические работы по монтажу технологического оборудования, устройству пути и контактного рельса.

Производство работ по реконструкции указанных тоннелей должно осуществляться по специальным указаниям проекта организации строительства и проекта производства работ.

1.2. При строительстве тоннелей и метрополитенов в суровых климатических и сложных инженерно-геологических условиях, в районах распространения вечномерзлых грунтов, в сейсмических, лавиноопасных, подверженных селям и оползням, труднодоступных районах, а также в курортных, водоохранных и т. п. зонах проектом должны предусматриваться специальные мероприятия, учитывающие особенности строительства в этих районах, в том числе мероприятия по охране окружающей природной среды с учетом прогноза изменения природных условий, вызываемых строительством.

(Измененная редакция, Изм. и доп.).

1.3. При строительстве тоннелей, осуществляемом Минэнерго СССР, должны также соблюдаться правила и нормы безопасного ведения работ, утвержденные Госгортехнадзором СССР, а при строительстве тоннелей и метрополитенов, осуществляемом Минтрансстроем, – правила безопасного ведения работ, утвержденные Минтрансстроем.

1.4. В состав проекта организации строительства тоннелей кроме данных, указанных в Инструкции по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ для строительства линейных объектов транспорта и связи и для подземных горных выработок при строительстве шахт и карьеров включаются также:

расположение на общей схеме линий и сооружений метрополитена с ситуационным планом местности участков подземных и открытых работ, строительных площадок и мест отвалов грунта;

расстановка применяемых механизмов по участкам, сроки эксплуатации и режим их работы для каждого вида специальных способов работ (стабилизация и искусственное закрепление грунтов, понижение уровня грунтовых вод, проходка под сжатым воздухом, способом “стена в грунте” и др.), объемы выполнения этих paбот в увязке с графиком производства тоннельных работ;

согласованные с эксплуатирующими организациями проектные решения инженерных мероприятий по обеспечению сохранности наземных и подземных зданий и сооружений, пересечению автомобильных и железных дорог;

схема расстановки механизмов, применяемых для обслуживающих процессов и создания необходимого температурно-влажностного режима в законченных строительством отдельных сооружениях на период монтажа оборудования в них и до сдачи в эксплуатацию, графики работы механизмов по участкам с указанием сроков эксплуатации их и режимов работы, а также ведомость подсчета объемов работ по участкам;

пояснительная записка с обоснованием принятых способов и скоростей проходки подземных выработок, применения специальных способов работ, а также перечень сооружений, которые по условиям монтажа постоянного технологического оборудования требуют создания необходимого температурно-влажностного режима, с указанием основных параметров этого режима.

При присоединении вновь строящихся линий метрополитена к действующим в проекте организации строительства должны быть предусмотрены порядок и способы производства соответствующих работ, согласованные с эксплуатирующей организацией.

1.5. Для вновь начинаемого строительства метрополитена в городах при создании производственной базы: по изготовлению нестандартизированного оборудования и специального оборудования для производства тоннельных работ, по ремонту горнопроходческого оборудования и транспортных средств, производству железобетонных элементов обделки, товарного бетона, раствора, гидроизоляционных материалов, по комплектации оборудования постоянных устройств метрополитена, а также при создании складских помещений – должна быть уточнена возможность максимального использования имеющихся в районе строительства предприятий стройиндустрии.

1.6. При сооружении железнодорожных, автодорожных и гидротехнических тоннелей бетонорастворные узлы, опалубочные, арматурные мастерские и другие объекты производственной базы создаются, как правило, на строительной площадке. Необходимость организации указанных объектов на строительной площадке метрополитенов должна обосновываться в проекте организации строительства.

1.7. Временные сооружения на строительных площадках должны располагаться с учетом максимально возможного сохранения действующих строений, зеленых насаждений, обеспечения нормальных условий производства строительных работ и жизни населения в районах, прилегающих к строительным площадкам, сохранения работы городского хозяйства, соблюдения противопожарных и санитарных требований.

1.8. Обеспечение сжатым воздухом подземных участков работ должно осуществляться от стационарных компрессорных станций, а участков открытых работ – от передвижных компрессорных установок. Производительность, число и размещение компрессорных станций устанавливаются проектом организации строительства.

1.9. Электроснабжение строительства должно осуществляться от подстанций районной энергосистемы по самостоятельным воздушным или кабельным линиям с напряжением 6-10 кВ. Допускается электроснабжение шахтных площадок от городской сети с напряжением 6-10 кВ (если энергия в сеть подается от двух независимых источников) или от передвижных энергоустановок.

Электроснабжение должно обеспечивать питание электроэнергией от двух независимых источников тока следующих групп электроприемников: шахтного подъема, вентиляторов главного проветривания, водоотлива, компрессорной станции низкого давления (кессонной), водопонижающих установок и освещения подземных выработок. Подключение этих электроприемников должно быть равномерно распределено по секциям распределительного щита, подключенным к независимым источникам питания.

1.10. Подземные выработки во время строительства тоннелей должны обеспечиваться телефонной связью и средствами оповещения.

1.11. Сооружение тоннелей должно осуществляться по циклограммам, обеспечивающим заданную скорость проходки из условий выполнения цикла горнопроходческих работ за время, кратное принятой на строительстве сменности.

1.12. В процессе проходки тоннелей надлежит вести систематическое визуальное наблюдение за соответствием фактических геологических и гидрогеологических условий, характеризующих устойчивость забоя, проектным данным в части изменения мощности и характера напластований грунтов, их крепости по буримости, трещиноватости, видов грунтов и притока грунтовых вод в забой.

Результаты наблюдений следует заносить в журнал производства горных работ по форме, приведенной в прил. 9. Об отклонениях фактических геологических и гидрогеологических данных от проектных ставится в известность заказчик.

1.13. При устройстве отвалов в районах распространения вечномерзлых грунтов, определении их местоположения и размеров следует учитывать влияние отсыпки отвалов на изменение режима вечномерзлых грунтов и на окружающую природную среду.

1.14. С учетом сезонного промерзания и оттаивания прилегающего к выработке слоя горного массива, оттаивания или сохранения вечной мерзлоты в горном массиве в процессе строительства тоннеля в проектах организации строительства и проектах производства работ следует предусматривать мероприятия по обеспечению;

надежной временной крепи;

поддержания приконтурного слоя грунтов в мерзлом состоянии до включения в работу тоннельной обделки в случаях сохранения вечной мерзлоты при производстве работ согласно требованиям п.4.44 настоящей главы;

необходимых условий твердения бетонной смеси, укладываемой в конструкции;

нормальных условий работы временных внутритоннельных дренажных и водоотводных устройств;

предотвращения образования наледей в тоннеле при его строительстве.

(Пункты 1.13, 1.1.4. Введены дополнительно, Изм. и доп.).

2. ГЕОДЕЗИЧЕСКО-МАРКШЕЙДЕРСКИЕ РАБОТЫ

2.1. Геодезическая разбивочная основа должна создаваться на поверхности вдоль трассы строящегося тоннеля в составе и объеме, указанных в пп. 2.2-2.8 настоящей главы. При этом выносятся и закрепляются на местности основные оси стволов, порталов, штолен и наземных сооружений.

В процессе производства геодезическо-маркшейдерских разбивочных работ по выносу проекта тоннеля в натуру должны производиться ориентирование подземных выработок и передача в них с поверхности координат и отметок от геодезической разбивочной основы, а также должна создаваться подземная маркшейдерская основа согласно требованиям пп. 2.11-2.15 настоящей главы.

2.2. Тоннельная триангуляция, выполненная в составе геодезической разбивочной основы, должна отвечать требованиям, установленным в табл. 1.

При строительстве комплекса из двух и более тоннелей разряд тоннельной триангуляции следует определять, исходя из длины наибольшего по протяженности тоннеля.

Все угловые и линейные измерения при построении тоннельной триангуляции должны выполняться дважды с интервалом во времени не менее месяца.

Пункты тоннельной триангуляции следует располагать не реже, чем через 3 км вдоль трассы тоннеля и не далее 2 км от нее.

2.3. В случаях когда вместо тоннельной триангуляции в составе геодезической разбивочной основы прокладывается тоннельная полигонометрия, ее точность должна соответствовать требованиям, установленным в табл. 2.

2.4. На поверхности вдоль трассы тоннеля в составе геодезической разбивочной основы должна прокладываться основная полигонометрия в виде системы замкнутых полигонов или одиночных ходов, расположенных между пунктами тоннельной триангуляции и тоннельной полигонометрии.

Основную полигонометрию допускается использовать в качестве самостоятельной геодезической разбивочной основы для строительства тоннелей, длина которых не превышает 1 км.

Основная полигонометрия должна удовлетворять следующим требованиям:

длины сторон следует принимать от 100 до 300 м;

относительная невязка в периметре хода не должна превышать: 1:35 000 – для тоннелей длиной более 0,5 км и 1:20 000 – для тоннелей длиной менее 0,5 км;

Общая длина тоннеля, L км

Раз- ряд три- ан- гуля- ции

Длина сторон триан- гуля- ции, км

Средняя квадра- тическая погреш- ность измерен- ного угла, подсчи- танная по невязкам в треу- гольниках

Допус- тимая невяз- ка тре- уголь- ника

Относи- тельная погреш- ность измерения длины базиса

Средняя относи- тельная погреш- ность выходной стороны

Допус- тимое увели- чение бази- сной сети ром- бичес- кого вида

Относи- тельная погреш- ность опреде- ления длины наибо- лее слабой стороны сети

Средняя погреш- ность измере- ния дирек- ционного угла более слабой стороны сети

История строительства Сент-Готтардского туннеля

А представьте на несколько секундочек себя в, например, 1871м году и, например, канцлером свежеобъединённой Германской Империи. У канцлера много разных задач, не последняя из них – обеспечение транспортных связей с соседями. Хорошие дороги к хорошим соседям – основа внешней торговли, чтобы это понимать, даже и канцлером не надо быть. Есть, конечно побережье Северного моря, через которое морским транспортом можно обеспечить бОльшую часть товарооборота. Но. Неплохо бы иметь связь и прямую связь с Средиземноморьем, с портами Италии, с возможностью выхода к Суэцкому каналу, Индии, Китаю и т.п. без необходимости огибать Европу.
Одна беда – объединение страны происходило в войнах с соседями, у французов Вы только что оттяпали Эльзас, с австрийцами тоже воевали и недавно замирились. Поэтому единственный политически приемлемый путь на юг – через Швейцарию.

Теперь представьте себя в том же 1871м году, например, королём Италии. Объединение страны произошло меньше, чем десять лет назад. Для успешного функционирования наиболее развитых, северных областей, Пьемонта и Ломбардии, требуется развитие транспортных путей. Конечно, у Вас есть порты Генуи и Неаполя, но было бы замечательно иметь прямой путь к Рейну, основной торговой дороге Европы, и, через него, к промышленности Германии и Северному морю. Одна беда – во время Рисорджименто, войны за объединение страны, Вы больше 20 лет воевали с Австро-Венгрией, с французами тоже отношения не самые добрые, не прошло и года, как удалось выгнать их гарнизон из Рима. Поэтому единственный политически приемлемый путь на север – через Швейцарию.

Ну, а теперь представьте себя, например, главой какого-либо швейцарского кантона (у Швейцарии нет ни короля, ни канцлера, ни президента). Через Швейцарию уже многие годы, столетия, идёт торговля между Севером и Югом Европы, порт Базеля – начало пути по Рейну в Северное море, многие богатейшие города страны выросли из торговых городков на путях этой торговли. Более того – новый, завоёвывающий весь цивилизованный мир вид транспорта – железная дорога, позволяет объёмы этой торговли (и прибыль от неё) увеличить в десятки и сотни раз.

Интересы германского канцлера, итальянского короля и швейцарских кантонов сходятся – нужно строить железную дорогу.

Однако политическая карта показывает не всё. Взглянем на неё ещё раз.

Для усложнения Вашей задачи я нарисовал на карте две красные полосочки. Пусть каждая из этих полосочек представляет из себя препятствие из скальной породы толщиной минимум километров в двадцать и высотой от двух до почти пяти километров.

Для краткости и удобства назовём эти препятствия Альпами.

Именно сквозь них, будь Вы хоть канцлером, хоть королём, Вам придётся прокладывать дорогу. Благо, проблем, с кем разговаривать в Швейцарии об этом проекте, у Вас не возникнет.

Альфред Эшер обладал в Швейцарии середины XIX века той властью и тем влиянием, которым вообще в этой мало склонной к централизации власти стране мог обладать один человек. В 29 лет – он председатель впервые созванной нижней палаты парламента страны. Такие его проекты, как банк Credit Suisse или страховая компания Suisse Life, до сих пор лидеры в своих областях.
Но главным делом олигарха были железные дороги. В отличие от большинства политиков, он считал, что государство не должно иметь монополии на использование железных дорог, и всячески лоббировал эти идеи, находясь у власти. За десять лет, с 1850го до 1860го, он собрал в своих руках концессии на использование практически всех значимых железных дорог в стране и ему стало тесно в Швейцарии. Тогда то ему и пришла в голову идея о сквозной транзитной магистрали через Альпы. Согласования, комиссии, договорённости заняли семь лет и, наконец к 1872му было подписано совместное соглашение между Швейцарией, Германией и Италией о строительстве железной дороги через Сент-Готтардский перевал и самой её главной части – 15-километрового туннеля.

Стоимость постройки туннеля была предварительно определена в 179 миллионов франков (если я всё правильно перевёл, то это около 2.5млрд. долларов на современные деньги). 20 миллионов была готова дать Германия, 20 миллионов – Италия, 40 миллионов – Швейцария. Остальные деньги Эшер должен был доставать у частного капитала. То есть с самого начала проекту денег не хватало.

Именно поэтому, когда стали проводить конкурс на проведение работ по постройке туннеля, из семи фирм выбрали не итальянцев, которые строили к тому времени самые длинные туннели, а свежеобразованную фирму Луи Фавра, которая была специально создана под участие в проекте.

Луи Фавр родился в семье плотника в 1826м году недалеко он Женевы. До 20-ти лет он трудился в мастерской отца, а затем решил уехать во Францию, чтобы работать на себя. Фавр не имел возможности получить инженерное образование, и учился самостоятельно вечерами. К 25-ти годам он уже получал заказы на проведение инженерных работы, поскольку, как говорили про него, “недостаток теоретических знаний с лихвой компенсировал удивительной точности глазомером”. Именно в то время строились железные дороги по всей Франции, Фавр участвовал в их прокладке. Через некоторое он становится известен как специалист в достаточно узкой, но важной области – расширении существовавших транспортных туннелей под прокладку в них железной дороги.
К 1872 году Фавр решил, что его опыта и глазомера будет достаточно для попытки выиграть конкурс по постройке Сент-Готтардского тоннеля.

Фавр мало того, что обещает уложиться в смету, но и собирается провести всю стройку, с начала разбивки трассы до открытия движения, в 8 лет, при этом каждый день задержки сверх этих восьми лет он согласен оплачивать из расчёта 10.000 франков в день (!). Это его обещание всяческой экономии в ущерб всему ещё аукнется стройке.

13 сентября 1872 года стройка начинается. Предстоит прорыть почти 16 километров туннеля. Давайте пройдёмся по деревеньке (уже, в связи с началом строительства, пожалуй, и городку) Гешенен у северного портала туннеля и посмотрим, как тут всё устроено.

Вот так достаточно чинно и благообразно Гешенен выглядит издалека, если не приглядываться. Вход в туннель находится прямо посередине, за станцией.
Дальше и правее туннеля серпантином поднимается дорога на Сент-Готтардский перевал, по которому до сих пор худо-бедно, при условии хорошей погоды, отсутствия снега и прочем совпадении благоприятных условий шло сообщение между Швейцарией и Италией.

Вот на таких средствах транспорта возили через Сент-Готтард пассажиров (слева сверху)и грузы(справа сверху).

Если пройти по дороге к перевалу чуть подальше, можно увидеть и других рабочих, подготавливающих строительство туннеля.

Вот например, две бригады картографов-маркшейдеров. Их задача, если совсем примитивно, сделать так, чтоб через несколько лет люди, роющие туннель навстречу друг другу, смогли встретиться внутри горы. Для этого ещё до начала строительства проводится тщательная съёмка местности, на ней обозначаются реперные точки, к которым будут привязываться маркшейдеры, работающие внутри туннеля.

(Сверху) картинка, поясняющая, как добиваются точности при встречном рытье туннеля.

Пройдя ещё дальше в горы, можно увидеть бригаду, которая над трассой будущего туннеля пробивает шурфы, чтобы понять, что встретится проходчикам.

Теперь вернемся к туннелю. Рядом с ним расположено несколько фабричных бараков.

Это барак, в котором изготавливают динамит. Для чего нужен динамит при рытье скальных туннелей, объяснять не надо. А вот что нужно обязательно отметить, это то, что динамит – не панацея, как кажется многим; недостаточно рвануть тонну-другую динамита, чтоб вырыть метр-другой туннеля. В скальной породе нужно просверлить отверстия, в которые уже затем заложить динамитные шашки. Именно здесь возникает технологическая засада – дрели, сверлящие эти отверстия должны иметь какой-то привод, ручными много не насверлить. Сама дрель, в общем, не сильно отличается от того отбойного пневматического молотка, который все мы видели, единственный, но в описываемое время не решаемый адекватно вопрос – какой двигатель должен эту пневматику заставлять работать. Лет через 30 уже можно было бы предложить и двигатель внутреннего сгорания, и электричество. В момент строительства эти технологии ещё на промышленном уровне не известны. Старый добрый паровой двигатель в тесном невентилируемом туннеле просто перезадушит дымом и горячим паром весь обслуживающий персонал. Поэтому было принято решение:

воздух сгущать до необходимого давления в специально построенном цехе возле портала туннеля, а затем уже в толстостенных стальных цистернах перевозить к месту использования. Собственно на рисунке сверху этот цех и изображён.

А вот и само устройство для перевозки воздуха. Меньшая цистерна – локомотив-пневмовоз, который тем же сжатым воздухом и питается.

Динамит возить по рельсам опасаются, его везут не торопясь, со всеми возможными предосторожностями, малой скоростью.

Теперь, когда мы немного осмотрелись снаружи, желающим предлагается присоединиться к рабочим, которые едут на смену в туннель.

Чем дальше, тем туннель уже.

По дороге наши спутники проверяют исправность рельсового полотна, а также труб, по которым подаётся в туннель вода для охлаждения работающих дрелей.

Вот здесь не проверили вовремя, вода прорвалась из трубы.

А здесь ещё хуже – вода затапливает туннель прямо из подземного ручья в скале.

Подъезжаем. Цистерна со сжатым воздухом подключается к местной пневмомагистрали, а мы идём к тому месту, где пневмодрели удлиняют туннель.

В статике эти штуковины выглядят вот так.

В динамике, в работе – вот так. Видно, что на буры подаётся жидкость для их охлаждения и, что здесь тоже немаловажно, для осаждения поднятой пыли. Дело в том, что местные породы при их сверлении/взрыве дают очень мелкую, долго не оседающую пыль, при вдыхании которой у рабочих за очень небольшой срок возникает целая куча различных болезней дыхания.

Используемая пневмодрель имеет один, но очень существенный недостаток – её устройство не позволяет рыть туннель хоть насколько-то значительных поперечных размеров. И для его расширения приходится использовать далеко не прогрессивные методы – десятки и сотни рабочих с кирками.

Этих рабочих набирали со всей северной части Италии. Когда их приглашали на работу, им обещали платить достойные деньги – 3.90 швейцарских франка в день.

Деньги эти им действительно начисляются. Правда, 2/3 от суммы удерживается в качестве оплаты за еду и кров, 30 сантимов в день – за освещение и отопление этого крова, ещё 5 франков в месяц – за рабочую одежду и ещё 2 – за право пребывания на территории Швейцарии.

Большую часть того, что осталось, они получают талонами компании-подрядчика строительства. Эти талоны можно потратить прямо в лагере в магазинах, принадлежащих этой же компании, в пивных, принадлежащих этой же компании, у докторов, нанятых компанией же.

Они живут в казармах недалеко от входа в туннель. Кому повезло – в семейных бараках со средней плотностью населения два метра на человека. Кому не повезло – в общежитиях с одной койкой на двоих.

Неудивительно, что в таких условиях многие рабочие заболевают, десятки гибнут. Во-время строительства погибло 177 рабочих. 53 были задавлены транспортными средствами, 49 – погибли под обвалами, 46 – убиты взрывами динамита. Никто никогда не учитывал смертей, случившиеся уже после окончания строительства от травм и болезней, полученных во время работы.

В середине 1875 года группа забастовавших рабочих блокировала вход в туннель. Вызванная компанией полиция открыла огонь, четверо рабочих было убито, два десятка ранено. Однако информация об инциденте попала в прессу и акционеры туннеля – правительства Италии и Германии решили назначить комиссию, которая бы посмотрела, как тратятся их деньги.

В отчёте комиссия указала, что “положение рабочих гораздо, вчетверо, хуже, чем нам представлялось до начала его изучения”. “Они вынуждены жить в душных каморках, вместо постели используя мешки с гнилой соломой”. “Среди них распространены глисты, повсеместно встречается диарея, нередки случаи брюшного тифа. Многие страдают от силикоза, возникающего от постоянно висящей в туннеле гранитной пыли”.

Для компании Фавра не так страшны были обвинения в жестоком обращении с рабочими, как последовавший после этого полный пересмотр сметы. Выяснилось, что проект потребует в полтора раза больше денег, чем изначально запрашивалось. Италия и Германия остановили выплаты и потребовали крови. Минимум крови, который их удовлетворил – позорная отставка Альфреда Эшера, вдохновителя и организатора проекта. Нехватку денег пришлось восполнять принятием специального закона, обязавшего каждый из кантонов, по которым проходила Сент-Готтардская железная дорога, внести недостающие средства.

Одна из самых последних, и самая символичная жертва туннелю была принесена 19 июля 1879 года, когда 53-летний руководитель строительства Луи Фавр, осматривая туннель в трёх километрах от входа, почувствовал себя плохо, и через несколько минут скончался от сердечной недостаточности.

Фавр не дожил до окончания строительства совсем немного. Но фото сверху маркшейдер проводит одни из последних измерений, для того, чтобы северная и южная часть туннеля могли безошибочно встретиться.

29 февраля 1880 года это и произошло. Ошибка измерений составила всего 33 сантиметра. По красивой легенде, Фавр, хоть и умерший к тому времени, был первым, кто смог пройти через туннель – его портрет был упакован в консервную банку и передан рабочими южной части туннеля своим северным коллегам в момент смычки из рук в руки.

Открытие самого длинного в мире, 15-километрового туннеля широко освещалось в прессе, в те части туннеля, в которых уже были закончены работы, возили на экскурсию почтенную публику.

25 мая 1882 года более шестисот высокопоставленных гостей со всей Европы встречали первый поезд с пассажирами, прошедший через Сент-Готтардский туннель. Первую почтовую сумку с поезда разгрузил тот же кондуктор, который чуть раньше перевёз последнюю почтовую сумку через перевал на лошадиной тяге.
Альфреда Эшера, человека, благодаря которому этот туннель появился, на праздник не пригласили. У дочери и наследницы Луи Фавра, построившего туннель, через суд попытались истребовать все долги её отца, возникшие по договору о строительстве.

Париж и Лондон в правой руке, Берлин и Дрезден в левой, Цюрих и Люцерн на груди, Милан попирается ногами. Объединённая Сент-Готтардской железной дорогой Европа 1902 года издания.

Читайте также:  Интерьер в скандинавском стиле
Ссылка на основную публикацию