Пояснительна записка (Проект подводного железнодорожного однопутного тоннеля), страница 5

Нормальная сила от горизонтального горного давления в данных сечениях будет равна 0, т.к. она действует перпендикулярно сечению.

Момент сопротивления определится по формуле[6]:

(5.16)

(5.17)

где

Итак

Условие в сечениях проходящих через выполняется с большим запасом.

• Проверяем сечение проходящее через .

В данном сечении будет действовать нормальная сила, которая определится по следующей формуле[6]:

(5.18)

Площадь сечения воспринимающего нормальную силу определится по формуле:

(5.19)

Изгибающий момент вычисляется по той же формуле, что и в предыдущем расчёте:

Момент сопротивления так же вычисляется по аналогии:

.

Таким образом:

В данных сечениях условия о прочности выполняются с большими запасами.

1. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ ТОННЕЛЯ ЩИТОВЫМ СПОСОБОМ.

Проектирование способа производства работ зависит от большого количества факторов. Все эти факторы необходимо детально рассматривать, производить многостороннюю оценку, на основании которой в последующем выбирается весь спектр механизации проходческих процессов и самое главное способ щитовой проходки. В противном случае неправильная оценка даже малого количества факторов может привести к заметному снижению скорости проходческих процессов, а при возникновении каких – то экстремальных ситуаций к серьёзным последствиям.

В скальных породах – мергеле – средней прочности с большой трещиноватостью без прослоек используем обычный щит LOVAT RME – 375SE 21400 с грунтовым пригрузом диаметром резания 9,64м.

Разработка грунта в забое производится при помощи шнека с дальнейшей его транспортировкой через систему транспортеров на вагонетки главтоннельметростроя и вывоза разработанного грунта в отвал, который находится на расстоянии 1500м от правобережного портала, так как проходка тоннеля начинается с правого берега.

Кроме щита при производстве работ также используются:

• технологическая передвижка платформы с механизмами для монтажа обделки тоннеля (тюбингоукладчик);

• машина для нагнетания раствора за тоннельную обделку (растворонагнетатель);

В целом щитовая проходка есть сложный комплекс работ по возведению тоннельной обделки, который включает в себя следующие стадии:

• разработка породы в забое;

• уборка её из призабойного пространства за пределы щита;

• сборку элементов обделки тоннеля;

• нагнетание раствора за обделку.[6].

6.1. Организация погрузочно-транспортных работ.

6.1.1. Подбор транспорта по максимальной тепловозной тяге.

Погрузка разработанной породы при щитовом способе работ является одним из трудоёмких процессов в значительной степени определяющей скорость проходки тоннеля.

Щит основан на принципе вдавливания с разделением забоя на ярусы горизонтальными площадками, на которых грунт располагается под углом естественного откоса. По мере продвижения щита избыток грунта ссыпается с площадок при сохранении устойчивости грунтовых призм, играющих роль временной крепи. Транспортёр переносит грунт из ножевого и опорного кольца в хвостовое кольцо, где скидывает её в бункер. Из бункера происходит загрузка вагонеток, которые увозят грунт в отвал.

За щитом расположена двухъярусная технологическая платформа, на которой установлены двухрычажные тюбингоукладчики с полым валом, рольганги для доставки блоков к месту монтажа и тельфер для переноса тюбинга к тюбингоукладчику.

За технологической платформой следует три опорные тележки, соединенные между собой и платформой шарнирными тягами. Тележки поддерживают ленточный транспортёр и породопогрузочный бункер. На них расположен:

• привод транспортёра;

• растворонагнетатели;

• лебёдки для подъёма вагонеток с песком и цементом;

Транспортирование породы от забоя производится в вагонетках с гухим кузовом по типу Главтоннельметростроя. Движение вагонеток происходит по рельсам, при помощи тоннельного дизельного локомотива CHL-60G, Шома., Германия

Технические характеристики вагонетки и дизельного локомотива приведены соответственно в таблице.6.1. и таблице.6.2.[6].

Таблица 6.1- Техническая характеристика вагонетки ВГ-30

Таблица 6.2 – Техническая характеристика дизельного локомотива CHL-60G.

Вес состава при дизелевозной откатке определяется исходя из двух положений:

• преодоление сил сцепления при трогании с места;

• торможение состава на спуске.

Условие преодоления сил сцепления при трогании с места определяется по формуле:[6]

(6.1)

где - уклон откаточных путей, принимается равным ;

- коэффициент сцепления при трогании, принимается равным ;

- удельное сопротивление гружённой вагонетки при трогании с места, принимается равным ;

- сцепной вес дизелевоза, для электровоза марки CHL-60G. принимается равным ;

- пусковое ускорение, принимается равным .

Условие торможения гружённого состава определяется по формуле[6]:

(6.2)

где - уклон откаточных путей, принимается равным ;

- коэффициент сцепления при торможении, принимается равным ;

- удельное сопротивление гружённой вагонетки при движении, принимается равным ;

- сцепной вес дизелевоза, для дизелевоза марки CHL-60G принимается равным ;

- тормозное сопротивление определяемое по формуле[6]:

(6.3)

Из двух найденных условий к дальнейшим расчётам принимается меньшее, т.е. .

Определим необходимое количество вагонеток в смену по формуле[6]:

(6.4)

где - объём породы выбранной за смену =189,75 (м³);

- объём одной вагонетки .

Определим количество вагонеток в одном составе по формуле:

(6.5)

Определим необходимое количество составов в смену по формуле:

(6.6)

6.1.2. Подбор транспорта по времени оборота подвижного состава.

При проектировании транспорта необходимо учитывать время его оборота Т_об, которая находится по формуле:

Т_об=t_погр+2*t_х+t_разгр+t_м.р, (6.7)

где t_погр – время на погрузку породы в вагонетки, t_погр = 28 мин.;

t_х – время хода состава после погрузки до отвала, мин.;

t_разгр – выгрузка породы в отвал, t_разгр = 10 мин.;

t_м.р – маневровые работы при движении состава, t_м.р = 2 мин.

Время хода подвижного состава рассчитываем на максимальное расстояние, от левого портала до отвала, 6551 м.

t_х=S/V*60, (6.8)

где V – скорость движения подвижного состава, V = 15 км/ч;

S – расстояние от левого портала до отвала, S = 6551 м;

60 – переводной коэффициент в минуты.

t_х = 6.551 / 15 *60 = 26 (мин.)

Т_об = 28 + 2 * 28 + 10 + 2 = 92 (мин)

6.1.3. Вывод по подборке транспортных средств в тоннеле.

По выше приведенным расчетам делаем вывод о том, что для транспортировки грунта необходимо два состава, в которые входят:

1. Один дизелевоз CHL-60G фирмы Schoma.

2. Четыре вагонетки ВГ-30.

Для транспортировки используется двухпутный откаточный путь с шириной колеи 750 мм на деревянных брусьях с перекрестным съездом через каждые 400 м.

Схема откаточного пути приведена на рисунке 6.1 и 6.2.

Рисунок 6.1 – Схема откаточного пути в поперечном направлении.

Рисунок 6.2 – Схема откаточного пути в тоннеле. Вид сверху.

1. Проектирование работ по нагнетанию за тоннельную обделку.

При щитовой проходке тоннелей нагнетание состоит в заполнении раствором зазора между обделкой и грунтовым массивом с целью предупреждения деформаций обделки и осадок поверхности земли, включения обделки в совместную работу с грунтом. Это обеспечивает создание упругого отпора и улучшает статическую работу, стабилизацию развития горного давления, повышение водонепроницаемости и уменьшение коррозии тоннельной обделки.