Строительство выработок в сложных горно-геологических условиях. Искусственное замораживание горных пород.

ВВЕДЕНИЕ

Сложные инженерно-геологические и гидрогеологические условия строительства метрополитенов требуют применения специальных мето-дов работы, в частности искусственного замораживания грунтов. Этот способ, как наиболее эффективный и надежный, широко применяется при строительстве метро. Замораживание грунтовых вод в строитель-ных целях основано на их способности приобретать высокую механиче-скую прочность и полную непроницаемость для низких температур. Во-да в порах замерзает, и образующийся лед действует как связующее звено, которое соединяет отдельные частицы почвы. Причина замерза-ния воды - теплообмен при циркуляции рассола при низкой температуре в трубчатых колоннах, утопленных в мерзлом массиве. Искусственное замораживание можно отнести к самым передовым и универсальным методам укрепления водоносных горизонтов; дает хорошие результаты в самых неблагоприятных условиях.
В данной курсовой работе рассматривается искусственное замо-раживание пород при строительстве станции метрополитена с завер-шенной постройкой вагонотоннелей. Так как сооружение обладает 1 уровнем ответственности (повышенный) и 3 категории сложности инже-нерно-геологических условий (сложный), то ,необходимо производить наиболее точные и эффективные расчеты для подбора и размещения ко-лонн и холодильной станции.
 
1.1. Геология

В геологическом строении района работ до исследуемой глубины 200 м принимают участие четвертичные отложения различного генезиса, подстилающиеся песчано-глинистыми верхнеюрскими отложениями и терригенно-карбонатной толщей верхнего карбона. Краткая характери-стика разрабатываемых пород дана в данном разделе.

1. Песок
Природный неорганический сыпучий материал с размером зерна до 5 мм, образовавшийся в результате естественного разрушения скаль-ных пород и полученный при разработке гравийных, гравийных, песча-ных и песчаных месторождений.

2.Суглинок
Почвы представляют собой молодые рыхлые континентальные от-ложения, состоящие из частиц размером менее 0,01 мм, содержащих около 30-50%, и мусора размером более 0,01 мм, составляющего соот-ветственно 70-60%. Почвы обычно содержат около 10-30% глинистых частиц диаметром менее 0,005 мм, которые определяют основные физи-ко-технические параметры.
В соответствии с ГОСТ 25100-2011 в зависимости от показателя текучести суглинки подразделяют на твёрдые IL < 0, полутвёрдые 0 ≤ IL ≤0,25, тугопластичные 0,25 < IL ≤ 0,5, мягкопластичные 0,5 < IL ≤ 0,75, текучепластичные 0,75 < IL ≤ 1 и текучие 1 < IL. В зависимости от гра-нулометрического состава суглинки подразделяют на лёгкие песчани-стые, лёгкие пылеватые, тяжёлые песчанистые, тяжёлые пылеватые.

3.Глина
Глина - это мелкозернистая осадочная порода, комковатая или из-мельченная в сухом состоянии, приобретающая пластичность или стано-вящаяся вялой при увлажнении.

4.Известняк
Известняк - это осадочная порода, при образовании которой обра-зуется пористый камень различной плотности и оттенков с обилием кальцитов (известковых шпатов). В состав материала входят и другие минералы, снижающие его пористость и повышающие прочность
1.2. Краткая характеристика объекта строительства

Строительная площадка расположена в ЮЗАО (ЮЗАО) в районе Раменка, отличается наличием городской жилой и нежилой застройки, развитой инфраструктурой, дорогами, подъездами.
Характеристики проектируемых конструкций:
- шахта для строительства ВОУ 5,5 м, глубина - 40 м.
- Длина печатной платы - 12 м.
- технологические выключатели длиной 3,5 м.
- фактическая площадь застройки промерзающих колодцев - 44 м 2.
В административном отношении район исследования расположен в Юго-Западном административном округе Москвы, в Раменковском и Очаково-Матевеевском районах. Ответственность объекта Уровень 1 (продвинутый). Планируемая строительная площадка по инженерно-геологическим условиям относится к 3-й категории сложности (слож-ной). Естественный рельеф технологически модифицирован и спланиро-ван существующими застройками, абсолютные отметки поверхности ко-леблются в пределах 133,86 - 151,05 м б.
В результате расчетов выбраны передвижная фреоновая станция ПХС-100 и одноступенчатые аммиачные компрессоры АУУ-400, буро-вая установка принята как буровая УРБ-ЗАМ, характеристики которых приведены в Приложении 1.