Воронка вывала в забое тоннеля . а-расстояние от забоя; h- высота выработки; z-высота воронки.

При глубоком заложении тоннеля свод вывала («купол») в зависимости от свойств и характера напластования пород может находиться в различной степени стабилизации.

Наиболее опасна неустойчивая стабилизация вывала, при которой в процессе его дальнейшего развития могут происходить обрушения больших масс породы. Такая форма неустойчивого равновесия чаще всего возможна в мягких и слабоустойчивых породах.

ОБРУШЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ ОТКРЫТЫМИ СПОСОБАМИ

При строительстве тоннелей открытыми способами (котлованным или траншейным) обрушение грунта происходит в виде сползания отдельных его масс, ограниченных плоскостями скольжения.

Обрушения породы вызывают сдвижения и деформации породного массива, сопровождающиеся в ряде случаев осадками дневной поверхности, нарушением устойчивости фундаментов расположенных поблизости зданий и сооружений, повреждением покрытий автомобильных дорог и верхнего строения пути железных дорог, а также других наземных и подземных коммуникаций.

ОБРУШЕНИЯ ПОРОДЫ НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТОННЕЛЯ

Обрушения происходят в отдельных местах, причем в зависимости от размеров вывала обрушившаяся порода может целиком или частично заполнить участок тоннеля, образуя так называемый завал.

Различают «глухие» завалы (рис. 1.3,а), завалы с отрывом (рис. 1.3,6) и завалы переходного типа (рис. 1.3,в).

 

 

Рис.1.3. Обрушение породы в эксплуатируемых тоннелях. 1- вывал, 2- обделка.

 

Обрушения породы сопровождаются разрушениями обделки, внут­ренних конструкций и эксплуатационного оборудования (рис. 1.4), что приводит к прекращению на длительный срок эксплуатации тоннеля и требует проведения ремонтных и восстановительных работ, а при наличии многочисленных обрушений — реконструкции тоннеля.

Жертвами обрушения породы и элементов обделки в эксплуатируемых тоннелях могут быть водители и пассажиры транспортных средств, а также работники эксплуатационной службы.

Частичное разрушение обделки железнодорожного тоннеля при обрушении породы

В эксплуатируемых тоннелях разрушению подвергается не только обделка, но и порталы. При этом въезд и выезд из тоннеля стороны разрушенного портала оказываются заблокированными, что требует закрытия тоннеля на некоторый период до восстановления портала..

ПОСЛЕДСТВИЯ ОБРУШЕНИЙ

Вследствие внезапного обрушения породы в строящемся тоннеле возможны случаи травматизма и гибели работающих в забое людей, а также разрушения и поломки горнопроходческого оборудования (щитов, тоннельных машин, буровых агрегатов и пр.). Механизированные щиты и тоннелепроходческие машины с рабочим органом роторного действия могут быть полностью заблокированы обрушившейся породой и выведены из строя.

Разрушения временной крепи и обделки могут быть полными или частичными. В последнем случае сохраняются отдельные арки или анкеры временной крепи, а также отдельные элементы обделки (одна или обе стены, свод или его часть).

Обрушения породы, как правило, вызывают разрушения или чрезмерные деформации временной или постоянной крепи, при которых нарушается устойчивость тоннельной выработки, крепь не может выполнять свои основные функции и не обеспечивает требуемых габаритов приближения строений и оборудования.

Разрушения и чрезмерные деформации обделки и временной крепи вызывают также нарушения прилегающего грунтового массива, что может привести к последствиям, аналогичным тем, которые характерны для обрушения грунтов: сдвижением и деформациям поверхности земли, повреждениям зданий, дорог и коммуникаций, травмам и гибели людей, поломкам тоннелепроходческого оборудования.