Строительство подземных сооружений с помощью шпунтовых ограждении:

При проведении горных выработок (устья или участка ствола, шурфа) в неустойчивых обводненных породах для обеспечения безопасных условий ведения горностроительных работ могут быть применены ограждающие крепи.

Сущность строительства горных выработок с применением ограждающих крепей состоит в том, что до начала горностроительных работ по контуру будущей горной выработки возводят ограждающую крепь, под защитой которой в дальнейшем осуществляют выемку горной породы, а иногда и возведение постоянной крепи.

В зависимости от материала и способа возведения ограждающие крепи могут выполняться из отдельных элементов - шпунтин (шпунтовые ограждения), забиваемых в породу на расчетную глубину (такие крепи называются забивными), из замкнутых монолитных или сборных оболочек, выполненных из материала, обладающего достаточной прочностью, погружающихся под действием собственного веса по мере разработки породы внутри оболочки (такие крепи называются опускными). И, наконец, из монолитного или сборного железобетона, возводимого в узких траншеях, проводимых по периметру подземного сооружения на всю его глубину до водоупора (такой способ получил название «стена в грунте»).

-Строительство горных выработок с применением шпунтового ограждения (забивной крепи) заключается в том, что до начала выемочных работ по контуру горной выработки на всю мощность неустойчивых пород сооружают временное шпунтовое ограждение, состоящее из отдельных элементов - шпунтин, забиваемых вплотную друг к другу. Комплект шпунтин, забитых по всему контуру выработки, называют посадом. Шпунтовое ограждение выполняет роль временной крепи, предотвращает оплывание стенок выработки. После погружения шпунтового ограждения под его защитой проводится выемка породы и возводится постоянная крепь горной выработки.

При залегании неустойчивых пород близко к поверхности (менее 2 м) шпунтовое ограждение собирают и погружают с земной поверхности. В случае залегания их на небольшой глубине (10—20 м) горную выработку до водоносных пород строят обычным способом с увеличенным поперечным сечением, а затем на забое выработки собирают шпунтовое ограждение и погружают его на заданную глубину.

Шпунтовое ограждение должно быть водонепроницаемым, прочным и не деформироваться при погружении; должно заглубляться в водоупор не менее 1—1,5 м и выступать выше водоносного горизонта на 1—2 м.

Шпунтовые ограждения целесообразно применять в условиях: мощность неустойчивых пород 5 - 12 м, глубина залегания - не более 20 м от поверхности; наличие водоупора мощностью не менее 3 м; отсутствие в геологическом разрезе валунов и твердых включений размером более 200 мм в поперечнике; величина напора подземных вод над почвой пласта плывунов - до 12 м.

Шпунтовые ограждения применяют при проходке устьев стволов в неустойчивых породах, а также в городском и промышленном строительстве при возведении различного рода объектов в неустойчивых породах, а также вблизи зданий и сооружений.

Конструкции шпунтовых ограждений и их расчет

Шпунтовые ограждения выполняют из деревянных или металлических шпунтин.

Деревянные шпунтины представляют собой доски шириной 150—200 мм, толщиной 50—100 мм и длиной 2—6 м. Изготовляют их из любых сортов дерева, за исключением ели. склонной к раскалыванию. Для уменьшения раскалывания верхние части шпунтин обиваются листовой сталью.

Плотное прилегание шпунтин друг к другу осуществляется с помощью' паза и гребня. Для обеспечения плотного прилегания нижнего конца вновь забиваемого шпунта к ранее забитому нижнюю часть скашивают.

Металлические шпунтины выпускают различного сечения и подразделяют на плоские (рисунок 8.1, а, б. в); корытные (рисунок 8.1,г, д); коробчатые (рисунок 8.1, е); зетаобразные (рисунок 8.1, ж); трубчатые (рисунок 8.1, з, и, к). Техническая характеристика наиболее распространенных шпунтин приведена в табл. 1.1. Длина шпунтины колеблется в пределах 12—22 м. В качестве металлических шпунтин иногда используют обычную прокатную сталь двутаврового, швеллерного и уголкового профилей № 45, 55,60.

Тип металлических шпунтин выбирают с учетом следующих факторов:

Рисунок 8.1. Типы металлических шпунтин:

а — Лаккована: б — Беренд; в—ШП-1; г—Ларсена; д— ШК-1; е — Крупна; ж— ШД-3; з—Гааза: и— ШПД-1,; к—ШКД-1.

- моментов сопротивления и инерции шпунтин. Момент сопротивления определяет прочность шпунтины, а момент инерции - жесткость. С увеличением момента инерции уменьшается вероятность изгиба шпунтин при их забивке;

- массы 1 м шпунтины; чем она меньше, тем экономичнее конструкция шпунтового ограждения;

- плотности и герметичности замков. Замок шпунтин должен допускать возможность образования некоторого угла между отдельными шпунтинами, позволяющего придавать ограждению заданную форму.

Металлические шпунтовые ограждения получили большее распространение, чем деревянные, из-за ряда преимуществ: более высокая механическая прочность, обеспечивающая лучшее сопротивление боковому давлению; возможность применения мощных технических средств для забивки шпунтин; возможность пересечения водоносных слабых грунтов большой мощности и на большей глубине; надежность замковых соединений, повышающих водонепроницаемость ограждения.