Общие сведения о тоннелях. Проектирование автодорожных тоннелей в плане, профиле и поперечном сечении. Инженерные изыскания в тоннелестроении. Конструкции тоннелей, страница 8

Контрольные вопросы

По каким признакам классифицируют тоннели?

Какие требования предъявляют к плану и продольному   профилю автодо­рожных тоннелей?

От каких факторов зависит пропускная способность автодорожных тоннелей?

Какие входы и выходы имеют пешеходные тоннели?

Каковы основные этапы инженерно-геологических   исследований в тонне­лестроении?

Какие методы геолого-технической   разведки   применяют в тоннелестрое­нии?

КОНСТРУКЦИИ ТОННЕЛЕЙ

1. Общие данные

Для защиты подземных выработок от внешних воздействий и восприятия давления грунта и воды возводят постоянную кон­турную крепь — тоннельную обделку. Только в крепких, монолитных, невыветривающихся и нетрещиноватых скальных грунтах, практически не оказывающих давления на крепь, тоннели могут быть оставлены без обделки. В крепких, но выветривающих­ся и слаботрещиноватых грунтах устраивают облицовку, вы­равнивающую и закрепляющую поверхность выработки.

Во всех остальных случаях выработки закрепляют по контуру обделкой.

Тоннельные обделки должны быть возведены из материалов, обеспечивающих прочность, водонепроницаемость и долговечность конструкции. В некоторых случаях материал обделки должен об­ладать повышенной морозостойкостью, огнестойкостью, стойкостью к химической и биологической агрессии.

Основными материалами для тоннельных обделок являются бе­тон, железобетон, чугун и сталь.

Бетон применяют преимущественно для возведения монолитных обделок. При этом класс бетона по прочности на сжатие должен быть не ниже В20, а толщина элементов обделки – не менее 20см.

Для железобетонных конструкций класс бетона по прочности на сжатие принимают не ниже В20 для монолитных и не ниже В30 для сборных элементов, а толщину их не менее 15 см.

При строительстве тоннелей и в сложных гидрогеологических условиях применяют обделки из чугунных тюбингов. Их изготав­ливают преимущественно из серого литейного чугуна, обладающе­го достаточно высокой прочностью на сжатие (180-210 МПа) и растяжение (60-80 МПа), абсолютной водонепроницаемостью и стойкостью к химической агрессии.

Сталь применяют в основном в качестве арматуры железобе­тонных обделок, а иногда для изготовления элементов тоннельных конструкций.

Форму обделок назначают в соответствии с очертанием тон­нельных выработок в зависимости от способа производства работ и инженерно-геологических условий.

Размеры поперечного сечения тоннелей определяются необхо­димостью удовлетворения габаритным требованиям с размещени­ем за пределами габарита вентиляционных каналов и вспомога­тельных устройств освещения и водоснабжения тоннеля.

2. Обделки сводчатого очертания

Монолитные обделки. В большинстве случаев обделки сводча­того очертания возводят из монолитного бетона, придавая им раз­личные конструктивные формы в зависимости от свойств и состоя­ния окружающих тоннель грунтов.

В крепких скальных грунтах с коэффициентом крепости по                           М. М. Протодьяконову f=84-10 (см. § 43.1), когда вертикальное давление незначительно, а боковое практически отсутствует, об­делку выполняют в виде пологого свода, опирающегося на грунт (рис. 42.1, а). Овод постоянной или переменной жесткости имеет наклонные пяты, опирающиеся на выступы грунта — бермы шириной 0,2—0,3 м, что повышает устойчивость обделки.

В менее крепких и трещиноватых грунтах с f=4-8 необходи­мо устраивать обделку не только свода, но и стен тоннеля. При раскрытии выработки за один прием сопряжение свода со стена­ми делают плавным, и обделка приобретает вид подъемистого свода переменной жесткости (рис. 42.1, б).

При незначительном боковом горном давлении стены устраива­ют вертикальными с некоторым утолщением в нижней части для лучшего опирания на подошву выработки. Между стенами бетони­руют плоский лоток, передающий нагрузки с проезжей части тоннеля на грунт.

Обделки в виде подъемистого свода постоянной жесткости мо­гут быть выполнены из набрызг-бетона (рис. 42.1, б), наноси­мого на поверхность выработки безопалубочным способом под давлением сжатого воздуха 0,4-0,5 МПа. Толщина отдельных слоев набрызг-бетона составляет 3-5 см, а полная толщина по­крытия может достигать 30 см и более.