Оцінка характеристик екстремальних ситуацій при освоєння підземного простору

В умовах нестачі територіальних резервів для створення та розвитку сприятливого середовища життєдіяльності у великих містах стало необхідним освоєння підземного простору міста.

Найбільш ймовірні небезпечні ситуації в тунелях та інших підземних спорудах виникають при втраті несучої здатності (міцності, стійкості) або надмірних деформаціях кріплення та навколишнього грунтового масиву, раптовому прориві водогрунтових мас, появу в повітрі робочої зони небезпечних концентрацій пилогазових сумішей, що надають отруйна дія або провокують спалаху, пожежі, вибухи. Досвід підземного будівництва в нашій країні і за кордоном свідчить, що понад 40% випадків аварій становлять пожежі, близько 30% - прориви водогрунтових мас, 17% - обвалення грунту, близько 12% є наслідком загазованості виробок. Можливі прояви розвитку аварій в підземних виробках показані в табл. 1.

Будь-які аварії призводять до збільшення термінів будівництва, необхідності ремонту або реконструкції споруди, що вимагає додаткових витрат.

Обвалення грунту і кріплення в тунельних виробках і підземних спорудах (далі -- обвалення виробок) є основною формою прояву тиску грунтів, притаманного гірничо-складчастим зонам, і можуть виявлятися у формі обдимання (видавлювання), вивалити і обширних обвалень. Особливою формою миттєвих обвалень є викиди грунту.

пучение проявляється в глинистих грунтах на невеликій глибині від поверхні (в межах 100 м), на більшій глибині (до 400 м) - у більш міцних аргілітами, алевролітами і пісковиках. У цьому випадку пучение носить характер локального руйнування грунту і може приводити до деформації, іноді - до руйнування кріплення.

вивалив з склепіння і стін виробок різко уповільнюють темп проходки, часто призводять до травматизму. Вивалив можуть проявитися при виробництві вибухів як миттєво, так і через якийсь час (іноді вимірювані місяцями) - залежно від виду і тріщинуватості грунтів, потужності вибуху та ін

Прориви води при будівництві тунелів, іноді з піском, уламковим матеріалом або пливунів (далі - прориви водогрунтових мас) викликають підтоплення або затоплення виробки, освіта ділянок замулювання, вихід з ладу обладнання, травми і загибель людей. При цьому змінюється режим руху підземних вод, що може призвести до обвалення грунту; разом з водою в вироблення можуть проникати шкідливі отруйні, пожежонебезпечні та вибухонебезпечні гази.

Ситуації прориву водогрунтових мас можна ілюструвати узагальненими характеристиками, наведеними в табл. 2

Пожежі в тунелях характеризуються швидким наростанням параметрів (среднеоб'емной температури до 1 500 ° С і теплового потоку до 300 кВт/м2), високої задимленістю, утворенням токсичних, горючих газів і пар вибухонебезпечної концентрації і можуть приймати тривалий характер (до кількох діб). У результаті згоряння кисню в зоні пожежі приплив свіжого повітря викликає небезпека вибуху природних і техногенних газів.

В зв'язку з труднощами проникнення до вогнища та подання достатньої кількості вогнегасних речовин в умовах високої температури і тиску, обмеження огляду і видимості в замкнутому просторі, різкого зниження вогнестійкості будівельних конструкцій пожежі в тунелях відносять до найбільш небезпечним подій. Майже кожен випадок пожежі призводить до отруєння виділяються отруйними газами і загибелі людей, пошкодження і руйнування оброблення та тимчасової кріплення, до виходу з ладу обладнання.

Конструкції підземних споруд піддаються більш тривалому впливу високих температур, ніж конструкції наземних споруд. Їх пошкодження, особливо в випадку обвалення, призводять до значних матеріальних збитків, викликають особливі труднощі і подовжують термін відновлення споруди. У свою чергу руйнування кріплення може викликати обвалення грунту і прорив в тунель підземних вод. Це визначає підвищені вимоги до вогнестійкості будівельних конструкцій тунелів.

Проникнення шкідливих газів в тунель може викликати отруєння людей, погіршення видимості, хімічне розкладання матеріалів конструкцій та обладнання. Підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері тунельної небезпечно, так як він витісняє кисень і робить склад повітря непридатним для дихання. Аварійні ситуації можуть викликати також гази, що виділяються двигунами внутрішнього згоряння транспортних засобів.

Федеральним законом «Про промислову безпеку небезпечних виробничих об'єктів» роботи в підземних умовах віднесені до промислово небезпечних виробництв (незалежно від наявності на об'єкті небезпечних речовин і матеріалів). Відповідно до вимогами норм при будівництві підземних споруд у складних інженерногеологіческіх умовах із застосуванням спеціальних методів робіт у складі ТЕО (проекту) повинен бути розроблений розділ «Промислова безпека »; при застосуванні традиційних технологій допускається розгляд вимог промислової безпеки у роздiлi ПОС.

В складі розділу «Промислова безпека» відображають чинники, які можуть привести до ускладнень і аварій, рішення щодо забезпечення безпеки людей та навколишнього середовища. При цьому потрібно: дати оцінку інженерно-геологічних умов з вказівкою можливих геологічних аномалій та заходів щодо безаварійної ведення робіт; встановити відповідність меж ведення робіт затвердженим проекту гірничого відводу; привести перелік небезпечних виробничих об'єктів, розташованих поблизу об'єкта (підприємства, що використовують небезпечні речовини, залізничні колії з перевезенням небезпечних вантажів, бензо заправні станції, склади вогненебезпечних, вибухових і отруйних речовин і т. п.), оцінити ступінь їх впливу на будівельний процес і розробити заходи щодо попередження можливих аварій; привести перелік споруд і комунікацій у зоні можливих деформацій земної поверхні і грунтового масиву, технічні рішення по попередження їх деформацій; оцінити ступінь впливу технологічних процесів і проявів при цьому шуму, вібрації, викидів шкідливих речовин, змін рівня грунтових вод, впливу на екологію; привести рішення по зниження цих впливів до безпечного рівня; виконати розрахунки тимчасової кріплення обробок на міцність і стійкість; оцінити устаткування і технічні пристрої на відповідність вимогам норм безпеки. Рекомендується відобразити основні заходи безпеки при виникненні можливих позаштатних і аварійних ситуацій; заходи пожежної безпеки в процесі виробництва будівельно-монтажних робіт, заходи щодо попередження електротравматизму; технічні рішення щодо безперебійного забезпечення електроенергією, стисненим повітрям, зв'язком на ділянках, де перерву подачі може призвести до аварійної ситуації; розробити схеми і режими провітрювання виробок; оцінити можливі ситуації з раптовим викидом газу і грунтів, гірськими ударами, вивалити, проривами водогрунтових мас і визначити заходи боротьби з подібними проявами; передбачити резервування водовідливних засобів, достатню ємність зумпф; оцінити ефективність методів вимірювань деформацій будівель і споруд в зоні впливу гірничопрохідницьких робіт.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.securpress.ru/