Файл: Попов, В. Л. Проектирование подземных сооружений в системе деривационных ГЭС учеб. пособие.pdf

7b -

земном строительстве, для изготовления металлических обде­ лок применяют малоуглеродистые и низколегированные про­ катные стали. Прокатные стали применяют главным образом в *■ виде двутавровых и швеллерных балок, рельсов и балок специ­ ального желобчатого профиля. Для изготовления анкеров при­ меняют круглую сталь диаметром 20-30 мм. Стальные тюбинги и оболочки напорных водоводов изготовляют из листового проката толщиной до 40 - 50 мм. Чугун применяют для изготовления тю­ бингов и вспомогательных частей обделок ( башмаков, опор, утюгов и т .п .> .

Дерево имеет широкое распространение при подземном строительстве в качестве временной крепи, так как является наиболее доступным и дешевым крепежным материалом. Изготов­ ление крепи из дерева наименее сложно и может быть осуществле но непосредственно на рабочем месте. Дерево также применяется для изготовления опалубок, вентиляционных дверей, передачек, полков, лестниц. Достоинством дерева является относительно высокая прочность при небольшом весе, упругость, легкость и быстрота обработки. Недостатками дерева являются недолговеч­ ность из-за склонности к гниению и неогнестойкость. Для гор­ ной крепи применяют в основном сосну, ель, лиственницу, дуб, кедр и пихту.

Естественные камни из известняка, гранита и крепкого песчаника применяются для кладки фундаментов и стенок обделок горизонтальных выработок. Искусственные камни - кирпич, бето­ ниты и литые шлаковые камни - имеют более широкое применение, чем естественные. Существенным недостатком каменных материа­ лов является трудность механизации процессов возведения ^бделки. Поэтому обычно каменные материалы применяют при не­ больших объемах горных работ. Также не рекомендуется широ­ кое применение монолитной железобетонной крепи с гибкой арма­ турой вследствие затруднений с механизацией изготовления арма туры.

Хорошо поддается механизации возведения обделки монолит­ ная бетонная и сборная железобетонная пли металлическая ( в

79 -

3. Устойчивость подземных сооружений

9

в

При* отсутствии обделки конструкция подземных сооружений представляется одними горными породами, частицы которых выпол­ няют роль конструктивных элементов (свода, стен, подошвы) под­ земного сооружения. Для определения возможности оставления подземного сооружения без обделки производится оценка устой­ чивости обнажений путем сравнения растягивающих и сжимающих ' напряжений в массиве вокруг подземного сооружения с соответ­ ствующими пределами прочности горных, пород.

Результаты анализов и лабораторных исследований показали, что проведение горной выработки нарушает первоначальное устой­ чивое равновесие пород и приводит к перераспределению и изме­

нению напряжений. Установлено, что вокруг горной выработки

о

происходит возрастание напряжений, характеризуемое коэффициен­ том концентрации, который соответствует откошению величины на-

-.81 -

круг выработки деформируются, Наиболее важное значение имеют деформации на обнаженных поверхностях горных пород, называе­ мых обнажениями.

ности породы кровли или почвы илИ| меньше его при растяжении

- 82 -

Если величина сжимающих напряжений в стенках выработки будет больше предела прочности пород, т .е . если

Для условий двухосного растяжения и сжатия принимаем значения пределов прочности в'два раза большими: для стенок

R.f„= 130 кг/см* t для кровли R риС = 7 6 кг/c r .f; для поч­ вы R.ррс = 126 кг/см1:

Напряжения в кровле:

3,5 JL JL 0,0025 . 25060 = 94 =• 76 кг/см2 ,

1-0,3

следовательно, обнажения кровли неустойчивы, и требуется упрочнение пород ил;: возведение обделки.

Напряжения в почве:

0,0025 . 25000 = 30 126 кг/см2,

следовательно, обнажения почвы устойчивы, упрочнять порода не требуется.

Если напряжения в стенках выработки .

3.0,0025 . ’ 25000 = 188 >• 180 кг/см2 ,

то обнажения стенок выработки неустойчивы^ требуется упрочнение пород или возведение обделки.

- 84 -

Поведение пород в зоне пониженных напряжений определяет основные нагрузки и воздействия на подземные сооружения.

тому для сохранения подземных сооружений в устойчивом состоя­

На устойчивость обнажений влияют такие факторы, как вы­ ветривание горных пород, воздействие подземных вод, а также взаимное расположение подземных сооружений. В породах, склон­ ных к выветриванию, т .е . понижению предела прочности под дейст­ вием подземной атмосферы, устоймгвпе обнажения с течением вре­ мени становятся неустойчивыми. Этот фактор имеет особенно важ­ ное значение для подземных сооружений с длительный сроком службы. Воздействие воды на окружающие горные породы также мо­ жет привести к значительному снижению их предела прочности, а

следовательно, и к неустойчотооти обнажений.

В результате пповедения горних работ, особенно взрывных, в движение приходя1'' большие массы пород вплоть до земной по­ верхности. При таком движении происходит образование трещин и расслоение, вследствие чего прочность пород понижается, и обнажения становятся неустойчивыми.