Выбор и обоснование типа и конструкции временной и постоянной обделки

Предварительный выбор типа крепи.

А) Определяем характеристическую прочность пород в масиве.

S = 1.07 ∙ R_сж ∙ K₁ ∙ K₂ ∙ K₃ ∙ K₄ ∙ K₅ ∙ K₆ ∙ K₇,где

R_сж = 80 - временное сопротивление образца породы одноосному сжатию (прочность в куске). Определяется по крепости из Протодьяконову увеличенной в 10 раз.

K₁ – K₇ = безразмерные поправочные коэффициенты учитывающие:

K₁ = 1 - ориентация тоннеля по отношению к наиболее развитой системе трещин.

K₂ = 0.125 – расчленённость массива трещинами.

K₃ = 0.48 - интенсивность сетки трещин, определяемая исходя из модуля относительной трещиноватости массива n = = = 27.5 = 28 трещин может возникнуть.

K₄ = 0.375 - учет сопротивления отдельностей смещения по поверхности трещин.

K₅ = 1 - учет ширины раскрытия трещин.

K₆ = 0.188 - учет заполнения трещин.

K₇ = 0.8 - учет обводненности тоннеля. Принимаем в зависимости от водопритока, при q < 0.3 м³/ч – сухой забой, при 0.3 < q < 1 м³/ч - влажный, при 1 < q < 3 м³/ч – капеж, при q > 3 м³/ч – струи.

S = 1.07 ∙ 80 ∙ 1 ∙ 0.125 ∙ 0.48 ∙ 0.375 ∙ 1 ∙ 0.188 ∙ 0.8 = 0.29 МПа.

Б) Определяем прогнозируемое предельно-допустимое время обнажения породного массива.

t^пр = k ∙ S = 20 ∙ 0.29 = 5.8 сут

k = 20 сут/МПа – коэффициент ответственности прогноза.

k = 20 сут/МПа – для нормального прогноза.

k = 10 сут/МПа – для ответственного прогноза.

Определяем категорию устойчивости пород.

Для S = 0.29 МПа и t^пр = 5.8 сут –слабоустойчивая категория.

В) Принимаем рекомендуемый тип временной крепи:

В качестве рекомендуемого типа крепи, принимаем арочный набрызгбетон с затяжкой.

Определяем расчетную толщину набрызгбетонной обделки.

h_n ≥ 0.9 ∙

m₁, m₂, m₃ – коэффициенты условий работы учитывающий,

m₁ – общую конструкцию обделки.

m₁ = 1 – при анкерной набрызгбетонной крепи, m₁ = 1.15 - при арочнонабрызгбетонной или арочноанкернонабрызгбетонной.

m₁ = = = 0.69 - для набрызгбетонной крепи.

f_кр.р – расчетное значение коэффициента крепости в массиве.

f_кр.р = a ∙ f = 0.6 ∙ 8 = 4.8

Для определения коэффициента а находим категорию грунтов по трещиноватости.

Для трещиной пустотности n = 0.9 % и степени трещиноватости b_t = 0.4 м – III категория трещиноватости.

Находим коэффициент а.

Для III категории (трещиноватые) а = 0.6, R_c = 100 МПа.

m₂ = 1.5 - качество сцепления набрызгбетона с грунтом.

m₂ = 1 – для сухого забоя, m₂ = 1.5 – для влажного, капежа или струйного забоя.

m₃ = 1 - учет армирования покрытия.

m₃ = 1 – без армирования.

m₃ = 0.8 – с армированием.

u - характерный размер возможного вывала в м. Принимаем при анкерной набрызгбетонной крепи равным наибольшему расстоянию между анкерами. В случае арочнонабрызгбетонной крепи равным наибольшему расстоянию между арками. При набрызгбетонной крепи покрытия рассчитываются на вывал в своде.

u = = = 2.75 м – величина возможного вывала.

R_bt = расчетное сопротивление набрызгбетона на осевое расстяжение по первому предельному состоянию, принять в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие.

Для B₂₅ (тяжелый бетон), R_bt = 1.05 МПа.

h_n ≥ 0.9 ∙ = 0.07 м = 7 см.

2 см ≤ 7см ≤ 20 см – верно.