О возможной целесообразности сооружения вертикальных стволов доступа большого диаметра для Донецкого метрополитена

Проф. Лысиков Б.А., студ. Иванчишин А.Д.
Источник: Совершенствование технологии строительства шахт и подземных сооружений. Сборник трудов кафедры СШ и ПС. Вып. 15. - Донецк, 2009.


В зарубежной практике широко используются стволы доступа большого диаметра (15-20 м) при строительстве подземных сооружений различного назначения, возводимых на глубинах 30-60 м. При сооружении этих стволов используется технология «стена в грунте», которая оправдала себя при возведении прямолинейных объектов. Общая последовательность строительства стволов доступа по этой технологии заключается в следующем. На поверхности сооружается направляющее бетонное кольцо, с помощью которого фиксируется положение вертикальных панелей, составляющих стену в грунте. Это же кольцо предотвращает разлив бентонитовой пульпы на поверхности. Выемка траншеи осуществляется либо грейфером, подвешенном на кране, либо буровой машиной с режущей головкой, состоящей из двух вращающихся цилиндров, расположенных горизонтально с осями, перпендикулярными стенами траншеи. Длина единичной траншеи составляет обычно 2,7 м, ее ширина равна толщине крепи ствола. Вначале группами по 3 сооружаются первичные панели, затем - вторичные, оставленные по одной между первичными. В ходе сооружения траншея заполняется пульпой, состоящей, в основном, из смеси бентонитовой глины и воды. В зависимости от свойств грунтов в пульпу могут вводиться химические добавки. Благодаря этому, траншея удерживается открытой и не обрушается, поскольку густая пульпа, находящаяся в ней, противостоит давлению пород и подземных вод на стены траншеи. При проходке траншеи буровой машиной пульпа также является средством выноса измельченной породы. На поверхности порода отделяется, а пульпа используется повторно. После завершения сооружения траншеи в нее опускается стальная решетчатая ферма и через трубу, подвешенную в ней, заполняется бетоном снизу вверх, начиная со дна траншеи. Бетон, поднимаясь, выдавливает из последней пульпу. Внутри решеток на расстоянии 0,9 м друг от друга смонтированы направляющие трубы для последующего бурения сквозь них цементационных скважин по окружности ствола. В эти трубы, опережая экскавационные работы в стволе, нагнетается раствор, создающий завесу, которая изолирует ствол от притока подземных вод. После формирования бетонного цилиндра из завершенных панелей в стволе начинается выемка грунта экскаваторами, грузящими отбитую породу в бадьи, поднимаемые на поверхность кранами. При скальных породах их экскавация производится буровзрывными работами. В условиях Донецкого метрополитена, когда верхней частью ствола пересекаются слабые грунты, а нижней - устойчивые скальные породы, стена в грунте сооружается только на верхнем участке ствола. Его нижняя часть при проходке крепится традиционной временной крепью - анкерами и набрызгбетоном по металлической сетке. Вслед за подвиганием забоя или после окончания проходческих работ эта часть ствола крепится постоянной бетонной крепью. Когда ствол достигает проектной глубины, на его дне устанавливается большая металлическая решетчатая конструкция, перекрывающая сечение ствола и заполняемая бетоном. Затем дно ствола осушается и служит площадкой для сборки и запуска буровой туннельной машины. Экономическая целесообразность применения стволов доступа большого диаметра в зарубежной практике полностью оправдано. Об этом свидетельствует широкое применение этой технологии при сооружении подземных объектов различного назначения: от туннелей метрополитенов в Японии до насосной станции в г. Портланд, США. В условиях Донецкого метрополитена сооружение стволов доступа большого диаметра позволит ликвидировать сооружение монтажных и демонтажных камер для сборки и разборки туннеле проходческих комплексов, сократить время и стоимость сооружения первой очереди метрополитена.