- реконструируемый существующий участок тоннеля средним сечением 2760х2150 мм. общей длиной 1571,7 м.;
- устройство сбойки для соединения проектируемого тоннеля с существующим тоннелем, протяженностью 14,5 м (в эту длину также входит участок с нанесённой железобетонной монолитной обделкой длиной 6,1 м.). В этом месте будет выполнен переход между сечениями вновь построенного и существующего тоннелей;
- ликвидация участка существующего тоннеля, протяженностью 31,62 м;
- тупиковый технологический тоннель в сторону Ялтинского гидротехнического тоннеля сечением 2850х3490 мм. расположенная на ПК40+42,8 и протяжённостью 45,0 м.;
- строительство галерей на Северном и Южном порталах для обеспечения доступа обслуживающего персонала в тоннель. В галереях также размещаются камеры гашения напора и подключаются отводящие / подводящие водоводы. Размер в плане галереи на Северном портале составляет 12,0х4,6 м, на Южном портале 7,7х4,3м; Галерея на Северном портале представляет собой монолитную железобетонную конструкцию, которая примыкает к портальной стенке и после возведения обваловывается щебнем. Галерея на Южном портале представляет собой заглублённую железобетонную монолитную конструкцию с наземной частью из сэндвич-панелей на металлокаркасе. Галерея примыкает к существующей портальной стенке Южного портала. В галереях Северного и Южного портала выполнены вентиляционный отверстия, обеспечивающие приток воздуха для стабильной работы тоннельного водовода в безнапорной режиме. Вентиляционный отверстия приняты по аналогу с действующим Ялтинским гидротехническим тоннелем;
- строительство подводящих водоводов из стальных труб Ш1020х10 мм. L=64,6 м. и Ш630х8 мм. L=56,7 м. от существующих сетей к галерее с камерой гашения напора на площадке Северного портала. На подводящем водоводе Ш1020 мм. устанавливается поворотный затвор VAG EKN DN1000 PN16 с электроприводом AUMA SA 07.6 и редуктором AUMA GS 200.3 GZ 32:1 в комплекте с монтажной вставкой VAG VARIplus-DJ DN1000 PN16. На подводящем водоводе Ш630 мм. и существующем водоводе Ш630 мм устанавливаются два поворотных затвора VAG EKN DN600 PN16 с электроприводом AUMA SA 10.2 и редуктором AUMA GS 125.3 VZ4 в комплекте с монтажной вставкой VAG VARIplus-DJ DN600 PN16. Затворы устанавливаются в камерах из монолитного железобетона. Электроприводы затворов интегрированы в систему автоматического управления объекта;
- строительство отводящих стальных водоводов Ш1220х10 мм. L=23,4м. и Ш820х10 мм. L=25,2 м. от галереи с камерой гашения напора к существующим сетям на площадке Южного портала. На отводящем водоводе Ш1220 мм. и существующем водоводе устанавливаются два поворотных затвора VAG EKN DN1200 PN10 с электроприводом AUMA SA 07.6 и редуктором AUMA GS 200.3 GZ 32:1 в комплекте с монтажной вставкой VAG VARIplus-DJ DN1200 PN10. На отводящем водоводе Ш820 мм. и существующем водоводе Ш820 мм устанавливаются два поворотных затвора VAG EKN DN800 PN10 с электроприводом AUMA SA 10.2 и редуктором AUMA GS 125.3 VZ4 в комплекте с монтажной вставкой VAG VARIplus-DJ DN800 PN10. Затворы устанавливаются в камерах из монолитного железобетона. Электроприводы затворов интегрированы в систему автоматического управления объекта;
- строительство портала. Портал является опорной конструкцией для выпуска щита в горный массив (в период строительства) и служит оформлением тоннеля в период эксплуатации;
- строительство двух подпорных стен для обеспечения защиты конструкций Северного портала от оползней.
Общая длина портального и двух боковых участков составляет 65,4 м., высота от поверхности 2,2-6,7 м., по верху стен расположен парапет высотой 0,6-2,3 м.
6.1 Сведения о методах возведения сооружений
1. В соответствии с оценкой карстоопасности и карстовым прогнозом по результатам выполненных инженерно-геологических изысканий (05.010390.П-01-ИГИ.1 Том 2.1) был рекомендован комплекс мероприятий по противокарстовой защите участка:
2. - конструктивные мероприятия: его проходка безударным способом, использование монолитных обделок тоннеля (бетон, железобетон);
3. - водозащитные мероприятия (тампонажные работы по устранению проницаемости трещинных зон на пересечении с выработкой, снижение объемов буровых работ и др.);
4. - технологические мероприятия (повышение надежности технологического оборудования и инженерных коммуникаций, их дублирование, контроль над утечками и водопритоками, обеспечение своевременного включения/отключения аппаратуры);
5. - эксплуатационные мероприятия (карстологический мониторинг по утвержденной программе с установкой стационарной контрольно-измерительной аппаратуры - маячков, реперов, онлайн-регистраторов, датчиков деформации пород).
Диаметр тоннельного водовода Д=3500/4000мм определён в соответствии с ПБ 03-428-02 «Правила безопасности при строительстве подземных сооружений» исходя из учёта следующих параметров:
- габариты для прохода людей по пешеходному трапу: 700х1800 мм. (Ш х В);
- диаметр воздуховода: 800 мм;
- транспортный габарит внутритоннельного транспорта: 1420х1900 мм. (Ш х В);
- крепления коммуникаций ТПМК: 150-200 мм от стены;
Строящийся тоннель возводится щитовым методом с помощью тоннелепроходческого механизированного комплекса французской фирмы Bessac 4000T40 PT/200 1033 с локомотивной откаткой разработанной породы. Проходка ведется от Северного портала (рабочая строительная площадка) к Южному порталу (приемная строительная площадка).
Продвижение щита ведется заходками, равными длине кольца - 1,3м.
Проходка тоннеля ведётся с применением электровозной откатки для выдачи разработанного грунта на поверхность и доставки в забой блоков тоннельной обделки.
Ленточный транспортер транспортирует извлеченный материал из проходческой машины по системе технологических тележек, после чего осуществляется передача грунта на транспортные вагонетки.
При проходке тоннеля с электровозной откаткой подземная транспортировка грунта ведется составами из вагонеток с аккумуляторными электровозами.
После опорожнения вагонеток грунт грузится на автотранспорт и отвозится на свалку.
Сегменты подаются по тоннелю с помощью транспортной системы вагонеток и кранов до хвостовой части щита.
Блокоукладчик захватывает сегменты и устанавливает их в проектное положение. После того как монтаж кольца завершен, в заобделочное пространство, под давлением, через отверстия нагнетается тампонажный раствор.
Система технологических тележек движется непосредственно по тюбинговым сегментам тоннеля.
Средний проход используется в качестве транспортного пути.
Мостки с левой стороны технологических тележек (относительно направления проходки) предназначены как для прохода персонала, так и для эвакуации.
Использование разминовки позволит увеличить скорость проходки тоннеля.
Для создания требуемых санитарных условий воздушной среды при проходке тоннеля Ш4000/3500мм необходимо предусмотреть механическую приточную вентиляцию.
Свежий воздух вентилятором забирается с поверхности и по воздуховоду (Ш800мм.) подается в тоннель и далее удаляется всем сечение выработки в атмосферу.
Количество вентилируемого воздуха подсчитывается по следующим факторам и принимается по наибольшему значению:
обеспечение работающих одновременно в забое людей свежим воздухом из расчета 6,0м3 /мин на 1 человека;
создание минимально допустимых скоростей движения воздуха по выработкам V = 0,1м/сек (ПБ 03-428-02 п. 12.1.9).
В процессе проходки должны постоянно контролироваться геометрические параметры ведения щита. Максимально допустимые отклонения трассы по вертикали и горизонтали не должны превышать ±50мм.
Устройство станций инженерно-сейсмометрических наблюдений не требуется.
При выполнении работ по устройству тупикового технологического тоннеля, который выполняется горным способом, проходку основного тоннеля ТПМК приостанавливают.
До завершения проходки, с приемной строительной площадки (г. Ялта) на существующем тоннеле в точке планируемого соединения существующего и строящегося тоннелей должна быть сооружена подземная приемная камера для приема и демонтажа ТПМК.
6. Сооружение демонтажной камеры ведётся способом опёртого свода. Из-за нарушения высотного профиля существующего тоннеля (контруклон) на последнем участке протяжённостью 31,62 м, принято решение данный участок ликвидировать, а демонтажную камеру разместить севернее относительно существующего тоннеля. Демонтажная камера и существующий тоннель соединяются между собой штольней.
7. Разработка выработки под устройство приёмной камеры будет вестись вручную отбойными молотками. Откатка породы из зоны работ будет осуществляться в вагонетках аккумуляторным электровозом по существующим рельсовым путям. Разгрузка вагонеток предусмотрена на строительной площадке Южного портала в зоне разгрузки. Крепление свода и стен будет осуществляться с помощью стальных рам из двутавра. Черновая обделка между стенкой выработки и креплением будет выполняться из бетона B25 W8 F150.
8. После завершения разработки выработки приступают к возведению железобетонных конструкций приёмной камеры.
9. Рубашка головной секции ТПМК не извлекается - после входа щита в демонтажную камеру на 0,5 м. проходка останавливается. Далее выполняется демонтаж режущего органа и всех механизмов и систем из секции. После демонтажа остаётся один стальной корпус (рубашка) головной секции ТПМК, который используется как основа для устройства монолитной железобетонной обделки из бетона B25 W8 F150. Внутренний диаметр монолитной обделки (3,5 м.) соответствует внутреннему диаметру обделки остального тоннеля. Протяжённость данного участка 6,1 м.
10. После демонтажа щита, в пространстве демонтажной камеры и штольни между камерой и существующим тоннелем выполняется устройство перехода с сечения нового тоннеля Ш3500/4000 мм. на сечение существующего 2760х2150 мм. Объём между обделкой демонтажной камеры и чистовым контуром перехода заполняется бетоном B15.
11. Работы по устройству демонтажной камеры ведутся со строительной площадки перед Южным порталом.
С приходом к приёмной /демонтажной камере ТПМК подводится вплотную к забетонированной низкомарочным бетоном торцевой стене. С работающим режущим органом ТПМК подается на забой, при этом должно строго контролироваться усилие подачи (не более 20т), и перемещение ТПМК, чтобы не допустить разрушение основных конструкций демонтажной камеры.
Со стороны камеры ведутся постоянные наблюдения за целостностью бетонной пробки. При первых признаках ее разрушения подача раствора в режущий орган прекращается. Производится окончательное разрушение.
После того как в камеру вводится первая секция ТПМК на 0,5 м. проходка завершается. ТПМК отключают от коммуникаций и приступают к его демонтажу. Демонтаж комплекса начинают с разборки головной секции - режущий орган ТПМК и все механизмы и системы головной секции разбираются и вывозятся через Южный портал по существующему тоннелю. При разборке первой секции, металлоконструкции корпуса (рубашки) щита выступающие за внутренний диаметр 3,6 м., срезают. Это делается для обеспечения защитного слоя бетона при устройстве монолитной железобетонной обделки, диаметр которой должен соответствовать внутреннему диаметру основного тоннеля - 3,5 м.
После разборки первой секции щита и демонтажа со стен тоннеля всех подводящих коммуникаций приступают к извлечению остальных секций ТПМК. Извлечение комплекса на поверхность выполняют через Северный портал.
Демонтажная камера и тупиковый технологический тоннель сооружаются горным способом.
От проектируемого тоннеля в сторону существующего Ялтинского гидротехнического тоннеля выполняется тупиковый технологический тоннель.
Технологический тоннель предназначен для разминовки составов вывозящих разработанную породу и осуществляющих доставку элементов тюбинговых колец и других строительных материалов к ТПМК. Поперечное сечение тупикового тоннеля в свету составляет 2,85х3,490 м., протяжённость 45,0 м., а радиус поворота в плане составляет 50,2 м.
Их размер обусловлен габаритами подвижного состава и его минимальными допустимыми радиусами поворота, а также необходимостью размещения в сечении выработки коммуникаций обеспечивающих работу щита и проходы для доступа персонала.
Также в указанном тупиковом тоннеле будет располагаться электрическое силовое оборудование (трансформаторы для ТПМК).
На период возведения технологического тоннеля проходка тоннеля ТПМК приостанавливается. Доставку материалов и вывоз грунта к месту работ осуществляется составами обеспечивающими работу ТПМК.
Перед началом работ производится укрепление свода вновь построенного участка тоннеля с помощью металлических подкреплений, которые примут на себя и перераспределят горное давление на недемонтируемые участки конструкций тоннелей. Отдельные элементы обделки нового тоннеля в месте сопряжения, попадающие в её сечение, демонтируются и заменяются на обделку из монолитного железобетона. После набора прочности бетоном монолитной обделки приступают к разработке породы самого технологического тоннеля, а металлические подкрепления демонтируют.
Технологический тоннель сооружается горным способом. Разработка грунта выполняется роботом-разрушителем BROKK 330 захватками протяжённостью 1 м. Свод и стены тоннеля при его разработке крепят металлическими рамами из двутавра с шагом 1 м., которые станут основой для черновой обделки выработки. К разработке породы на следующей захватке приступают при наборе прочности бетоном предыдущей захватки.
Построенный тоннель соединяют с существующими водопроводными сетями. Подводящие и отводящие водопроводные сети и камеры строятся открытым способом в траншеях и котлованах.