Кріплення (оправа) підземних споруд

Крі́плення (опра́ва) підзе́мних спору́д — будівельна конструкція, яку споруджують у штучних підземних порожнинах (виробках) для запобігання обвалень оточуючих гірських порід і збереження необхідної площі поперечного перерізу та розмірів споруд протягом терміну їхньої експлуатації.

Монтаж анкерного кріплення з решітчастою затяжкою (вугільна шахта)

Конструкції сталевого рамного кріплення виробництва Західно-Донбаського науково-виробничого центру «Геомеханіка» (м. Павлоград)

Кільцеве тюбінгове кріплення перегінного тунелю метрополітену (м. Дніпро)

Кільцева залізобетонна оправа Бескидського залізничного тунелю (Львівська й Закарпатська області)

Вимоги до кріплення

Сукупність функцій, покладених на кріплення:

• витримувати навантаження гірського тиску без руйнування (вимога міцності) та зберігати своє проєктне положення (вимога стійкості);
• забезпечувати експлуатаційний стан споруди протягом терміну служби;
• не заважати виробничим, транспортним і функціональним процесам під час будівництва та експлуатації споруди (див. Підземні споруди);
• забезпечувати технологічність та механізацію монтажу, бути транспортабельним і ремонтопридатним;
• знижувати коефіцієнт аеродинамічного опору контуру споруди;
• забезпечувати стійкість проти корозії та гниття, пожежну безпеку;
• забезпечувати уніфікацію елементів кріплення та індустріальні способи їхнього виробництва;
• передбачати відповідність матеріалу кріплення терміну служби виробки;
• мінімізувати витрати кріпильних матеріалів на одиницю тримальної спроможності конструкції та сумарні витрати на кріплення й підтримання споруди.

Класифікація типів кріплення

З а   ф у н к ц і о н а л ь н и м   п р и з н а ч е н н я м  виділяють:

• кріплення гірничих виробок шахт і рудників;
• оправи тунелів і підземних споруд різного призначення.

З а   т е р м і н о м   с л у ж б и  кріплення поділяють на тимчасові й постійні. Тимчасові споруджують у гірничій виробці до зведення постійного, що зумовлено в більшості випадків несумісністю прохідницьких робіт з одночасним спорудженням основних конструкцій. Постійні кріплення регламентують терміном служби до 10, до 50, більше 50 років згідно з властивостями будівельних матеріалів і призначенням виробок.

З а   м а т е р і а л о м   к о н с т р у к ц і й:

• дерев’яне (із сосни, смереки, ялиці, модрини, кедра);
• металеве (чавунні тюбінги, сталевий прокат, сталеве литво, арматурна та листова сталь, канати);
• кам’яне (природний камінь, цегла, бетоніти);
• бетонне (монолітний бетон, набризк-бетон, ущільнений роликами бетон та ін.);
• залізобетонне (монолітний залізобетон із гнучкою або жорсткою арматурою, збірний залізобетон);
• породоносійне (із розвантажених і зміцнених порід, шари порід армовані (див. Армування) анкерами);
• полімерне (оболонки по контуру виробки, полімерні анкери);
• змішане.

З а   ф о р м о ю:

• склеписте (аркове), кільцеве, прямокутне, трапецієвидне, полігональне, стовпчасте;
• замкнене (охоплює повний контур) і незамкнене (на частині периметра).

Форма кріплення відповідає формі споруди (виробки) та зумовлюється її функціональним призначенням і стійкістю контуру залежно від розподілу гірського тиску.

З а   к о н с т р у к т и в н и м и   о з н а к а м и: рамне, суцільне, органне, кострове, анкерне.

З а   д е ф о р м а ц і й н о-с и л о в и м и   х а р а к т е р и с т и к а м и: жорстке (зміщення до 50 мм), малопіддатливе (до 100 мм), піддатливе (300–400 мм) та особливо піддатливе (більше 400 мм) кріплення з постійним, лінійно- чи нелінійно-наростаючим опором.

З а   т р и м а л ь н о ю   с п р о м о ж н і с т ю: конструкції огороджувальні та конструкції тримальні (малопотужні — з тримальною спроможністю до 0,1 МПа; середні — від 0,11 до 0,3 МПа; потужні — від 0,31 до 1 МПа; особливо потужні — більше 1 МПа).

З а   с п о с о б о м   з в е д е н н я   к о н с т р у к ц і й:

• гірничий (підземний) спосіб;
• відкритий спосіб (у котлованах чи траншеях із подальшим засипанням ґрунтом);
• спеціальні способи: забивне, заглибне та інші (див. Будівництво підземне).

Література

1. Литвинский Г. Г., Гайко Г. И., Кулдыркаев Н. И. Стальные рамные крепи горных выработок. Киев : Техника, 1999. 216 с.
2. Булат А. Ф., Виноградов В. В. Опорно-анкерное крепление горных выработок угольных шахт. Днепропетровск : Институт геотехнической механики НАН Украины, 2002. 372 с.
3. Самедов А. М., Кравець В. Г. Будівництво міських підземних споруд. Київ : Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», 2011. 400 с.
4. Шашенко О. М., Солодянкін О. В., Мартовицький А. В. Управління стійкістю протяжних виробок глибоких шахт. Дніпропетровськ : Лізунов-Прес, 2012. 384 с.
5. Гайко Г. І. Будівельні матеріали і конструкції підземних споруд. Конструкції кріплення. Київ : Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», 2019. 134 с.

Автор ВУЕ

Г. І. Гайко

Покликання на цю статтю: Гайко Г. І. Кріплення (оправа) підземних споруд // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Кріплення (оправа) підземних споруд (дата звернення: 11.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 09.05.2023