ИНЖЕНЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ПОДЗЕМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ПОДЗЕМНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

1. Инженерное сооружение для объектов подземной энергетики и подземных вертикальных участков транспортных систем, расположенное ниже естественных отметок земной поверхности и, возможно, частично внутри насыпного надземного грунтового массива, включающее одну или несколько вертикальных шахтных выработок, включающее шахтные крепи, например, из монолитного или сборного железобетона, с герметичными днищами, закрепляющие стены и своды выработок, включающее главный инженерный барьер (ГИБ), размещенный в пространстве шахтных выработок, ограниченном шахтной крепью, отличающееся тем, что между шахтной крепью и ГИБ выполнен зазор, заполняемый уплотняемыми и отвердевающими материалами, ГИБ выполнен в виде односвязных замкнутых оболочек, железобетонных или сталежелезо-бетонных, с возможностью ступенчатого изменения по толщине поперечное сечение, отвечающее по их наружному характерному размеру изменению сечения шахтных выработок, а по внутреннему - определяемому требованиями к защитным свойствам ГИБ, а вертикальная шахтная выработка имеет поперечные сечения, как правило - круговые, постоянные или изменяющиеся в вертикальном направлении по ширине и характерным размерам в плане, в том числе ступенчато.
2. Инженерное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что главный инженерный барьер в вертикальных выработках (ГИБВ), сооружаемый «снизу вверх» под защитой шахтной крепи, по меньшей мере, одного участка выработки постоянного поперечного сечения, состоит из оболочек, на наружных и внутренних поверхностях которых образованы кольцевые выступы, внутренние выступы делают только на части периметра внутреннего контура поперечного сечения оболочки, выступы имеют, как правило, плоские горизонтальные верхние и наклонные нижние поверхности, уменьшающие толщину выступа в направлениях по нормалям от наружных поверхностей оболочки ГИБВ, ширину в плане, не превышающую, как правило, толщины оболочки ГИБВ, и расположены с шагами по вертикали, близкими по величине к наружному характерному размеру поперечного сечения оболочки ГИБВ, но не менее высоты монтажного яруса ГИБВ, выступы наружной поверхности не касаются шахтной крепи или подходят к шахтной крепи вплотную без жесткого взаимного контакта, самые нижние блоки ГИБВ установлены непосредственно на герметичное днище, созданное при завершении проходки выработки на заданную глубину от поверхности земли.
3. Инженерное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что ГИБВ, по меньшей мере, в зонах размещения опасных устройств, например, атомных реакторов, или хранилищ опасных веществ, например, радиоактивных атомных отходов (РАО), состоит из поярусно смонтированных «снизу вверх», герметично объединенных монтажных блоков из композитных несущих элементов строительных конструкций (КНЭСК) в сборном, сборно-монолитном или монолитном для бетонной составляющей исполнении.
4. Инженерное сооружение по п. 2, отличающееся тем, что ГИБВ имеет горизонтальные железобетонные или сталежелезобетонные диафрагмы, в том числе сборные и разъемные, полностью или частично перекрывающие поперечные сечения замкнутых оболочек и, возможно, зазор между ГИБВ и шахтной крепью, а на верхних плоских поверхностях внутренних выступов оболочек ГИБВ установлены опусканием с уровня земной поверхности горизонтальные дополнительные диафрагмы, расположенные внутри оболочки ГИБВ, имеющие в плане наружный контур с пазами, обеспечивающими свободное прохождение монтируемых дополнительных диафрагм их опусканием от уровня земной поверхности через все вышележащие внутренние выступы с разворотом вокруг вертикальной оси и опусканием на внутренние выступы заданного яруса оболочки ГИБВ.
5. Инженерное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что для размещения крупногабаритного оборудования на отдельных участках шахтных выработок ГИБВ в них уширен, по всему периметру поперечного сечения оболочки ГИБВ или, по меньшей мере, на одном его секторе, за счет постепенной разборки временных стенок в первоначально установленных специальных монтажных блоках оболочки ГИБВ, с выборкой до поверхности шахтной крепи материала засыпки, при его наличии, с последовательной разборкой шахтной крепи, разработкой горной породы для расширения диаметра выработки, установкой новой шахтной крепи и оболочки ГИБВ с наружным диаметром, большим первоначального диаметра такой оболочки на этом участке, возможно, с конической формой срединной поверхности в зонах увеличения диаметра кровли и ее возвращения на ранее имевшийся диаметр, и с разборкой или временным демонтажом специальных монтажных блоков оболочки ГИБВ первоначального диаметра, причем пространство между новой оболочкой ГИБВ и новой шахтной крепью также заполнено естественным грунтовым или искусственным материалом с его уплотнением и, возможно, отвердением.
6. Инженерное сооружение по п. 2 отличающееся тем, что в выступах наружной поверхности оболочки ГИБВ выполнены вертикальные отверстия для инъектирования через них жидкого состава, обеспечивающего отвердение материала, заполняющее пространство между оболочкой ГИБВ и крепью.
7. Инженерное сооружение по п. 1 или 3, или 5, отличающееся тем, что в пространство между оболочкой ГИБВ и шахтной крепью, помещены вертикальные трубы, возможно, связанные между собой трубчатыми перемычками или оконечниками, образуя единое полое внутритрубное пространство для возможности циркуляции по трубам жидкостей, например, воды.
8. Инженерное сооружение по п. 1 или 3, или 5, отличающееся тем, что в боковой поверхности крепи и вертикальной оболочки ГИБВ выполнены, в пределах одного вертикального ствола, по меньшей мере, по одному отверстию, которые, как правило, соосны, для создания горизонтального или наклонного ответвления от вертикальной выработки, в том числе и на участках ее уширения.
9. Инженерное сооружение по п. 1 или 3, или 5, отличающееся тем, что вертикальные выработки дополнительно включают горизонтальные или наклонные ответвления, по меньшей мере, на одном уровне по вертикали, образуемые через отверстия в боковых поверхностях крепей и вертикальных оболочек ГИБВ, в том числе выработки, соединяющие друг с другом вертикальные и горизонтальные шахтные выработки или выходящие на естественную поверхность грунтового массива.
10. Инженерное сооружение по п. 1 или 3, или 5, отличающееся тем, что примыкающие к одной или нескольким вертикальным шахтным выработкам горизонтальные или наклонные шахтные выработки, имеют шахтную крепь, жестко связанную по всему контуру торцевого поперечного сечения с шахтной крепью вертикальной выработки, а внутри шахтной крепи примыкающей выработки размещена оболочка ГИБ с замкнутым контуром поперечного сечения, например, круговым, жестко прикрепленная своим торцом по всему его контуру к оболочке ГИБВ, причем внутреннее пространство примыкающей оболочки объединено с внутренним пространством оболочки ГИБВ через имеющееся в ней отверстие.
11. Инженерное сооружение по п. 1, отличающееся тем, что оболочки главного инженерного барьера в горизонтальных выработках (ГИБГ), по меньшей мере, в зонах размещения опасных устройств, например, атомных реакторов, или хранилищ опасных веществ, например, РАО, собраны из железобетонных или сталежелезобетонных тюбингов, в том числе на основе КНЭСК, имеющих продольные и поперечные ребра жесткости, выступающие во внутрь области выработки, ограниченной ГИБГ, ребра жесткости каждого тюбинга имеют поперечные цилиндрические отверстия, соосные в зонах контакта с аналогичными отверстиями в смежных тюбингах, причем в таких тюбингах заполнена бетоном, например, только внутренняя область КНЭСК, а с наружной стороны стальной оболочки КНЭСК выступающие дополнительные металлические несущие элементы и арматура будут омоноличены при введении в зазор между ГИБГ и горизонтальной шахтной крепью отвердевающего заполнителя, например, литого модифицированного бетона.
12. Инженерное сооружение по п. 11, отличающееся тем, что тюбинги оболочек ГИБГ жестко скреплены между собой металлическими закладными деталями через соосные цилиндрические отверстия, имеющиеся в смежных ребрах.