Проектирование тоннеля в грунтах с крепостью f = 1 (глина сланцеватая) и f = 0,9 (суглинок пластичный)

Проектирование тоннеля.

Инженерно-геологическое описание продольного

разреза  по трассе тоннеля.

Продольный разрез по трассе тоннеля включает в себя два вида грунтов:

1.         глина сланцеватая (f = 1)

2.         суглинок пластичный (f = 0,9)

Грунты по разрезу трассы тоннеля располагаются слоями с различной мощностью. Верхний слой(глина сланцеватая) имеет мощность от 17 до 47 метров, нижний слой(мел) имеет неизвестную мощность. Грунты в уровне сооружения тоннеля не обводнены, так как тоннель будет расположен ниже водоупора , представленного плотными глинами.

Продольный профиль тоннеля.

Варианты тоннельных обделок,

их технико-экономическое сопоставление.

Продольный профиль тоннеля выполнен в следующих масштабах:

-  горизонтальный М_г = 1 :  10000 ;

-  вертикальный М_в = 1 : 500 .

Тоннель имеет несколько участков различной протяженности с различными уклонами :

-  3 ^о/_оо длиной 160 метров – уклон на станции, спуск;

-  30 ^о/_оо длиной 160 метров – спуск;

-  3 ^о/_оо длиной 1110 метров – подъем;

-  30 ^о/_оо  длиной 160 метров – подъем;

-  3 ^о/_оо длиной 160 метров – уклон на станции, спуск;

Для сооружения тоннеля разработано три варианта обделки в грунтах с крепостью  f = 1 (глина сланцеватая) и f = 0,9 (суглинок пластичный) .

Вариант  1.

Железобетонная обделка из блоков сплошного сечения со шпонками в стыках.

D_вн = 5700 мм

Достоинством такой обделки является :

-  применение безболтовых связей (шпонок);

Недостатком  такой  обделки  является :

-  сложность контроля нагнетания  в кольцевой паз, что не гарантирует качества создания кольцевой шпонки по всему периметру.

Вариант 2.

Железобетонная  унифициравонная  обделка.

D_вн = 5500 мм

Достоинствами такой обделки являются :

-  высокая деформативность, обеспеченная шарнирностью продольных стыков и отсутствием связей м/у кольцами.

Недостатки такой обделки :

-  необходимость подклинки блоков в грунт;

-  возможность получения недопустимой эллиптичности колец до момента затвердевания раствора;

-  необходимость при монтаже поддерживать верхние блоки на выдвижных балках до замыкания кольца.

Вариант 3 .

Монолитно – прессованная обделка

D_вн = 6200 мм                             

Достоинством такой обделки является то, что она не нуждается в армировании.

Сборные обделки сооружаются с перевязкой железобетонных элементов. В продольном направлении обделки соединяются с помощью шпилек для обеспечения геометрической неизменяемости тоннеля в данном направлении. Связи растяжения предназначены для повышения прочности и устойчивости тоннеля в поперечном направлении.

Выбор расчетного кольца по длине тоннеля.

Определение расчетных нагрузок. Составление

расчетной схемы. Подготовка исходных

 данных для расчета конструкции обделки.

Для расчета кольца выбрана обделка из монолитного прессбетона.

Выбор расчетной схемы статической работы конструкции – важный этап расчета. Расчетную схему обделки тоннеля следует выбирать таким образом, чтобы она с возможно большим приближением отражала действительные условия работы конструкции в зависимости от инженерно-геологических условий, конструктивных особенностей и материала обделки, а также принятых методов производства работ.

Расчет обделок производится методом Метрогипротранса. Для этих расчетов предназначена вычислительная программа PK-6. Она позволяет вести расчет на любые сочетания сосредоточенных и равномерно распределенных нагрузок.

Расчетная схема устанавливается путем замены криволинейного очертания обделки вписанным многоугольником, сплошной активной нагрузке – сосредоточенными в узлах многоугольника силами. Упругая среда заменяется упругими опорами, расположенных в вершинах многоугольника.

Определение нагрузки и других параметров

системы «обделка-грунт».

Расчет ведется на основе сочетания нагрузок, учитывая нагрузку отпорного давления и нагрузку от собственного веса обделки.

Данный расчет ведется по теории сводообразования Протодьяконова. Основные требования для расчета по теории Протодьяконова : необходимо, чтобы