Тоннель сооружаемый щитовым способом

Министерство Путей Сообщения

Петербургский Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра “Тоннели и метрополитены “

Пояснительная записка

.

Тоннель сооружаемый щитовым способом

Выполнил студент

Группы МТ-103

Корнев И.С.

Проверил:

Иванес Т.В.

Санкт-Петербург

2004

Содержание

1. Исходные данные к проекту……………………………………………………………..2
2. Проектирование тоннеля……………………………………………………………...…2
3. Продольный профиль тоннеля……………………………………………………….…3
4. Варианты тоннельных обделок………………………………………………………....3
5. Определение расчетных нагрузок………………………………………………………5
6. Подбор количества арматуры…………………………………………………………...9
7. Производство работ по сооружению тоннеля……………………………………..….9
8. Выбор принципиальной схемы щитового комплекса………………………………12
9. Определение геометрических размеров щита и сопротивлений, преодолеваемых щитом при передвижке…………………………………………………………………..13
10. Циклограмма на проходку 1м тоннеля………………………………………….…….15
11. Требования по технике безопасности при сооружении тоннелей механизированным щитом………………………………………………………….……16
12. Список используемой литературы……………………………………………….…….18

1.  Проектирование тоннеля.

1.1.  Инженерно-геологическое описание продольного

разреза  по трассе тоннеля.

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

-  песок мелкозернистый(f=0,6)

-  мел мягкий (f=1,5)

-  мягкий песчаник (f=5)

Грунты по разрезу трассы тоннеля располагаются слоями с различной мощностью. Верхний слой – песок мелкозернистый – имеет мощность от 0 до 25,36 метров, средний слой – мел мягкий– имеет переменную глубину залегания и неизвестную мощность, нижний слой –мягкий песчаник- имеет переменную глубину залегания и неизвестную мощность. Грунты в уровне сооружения тоннеля не обводнены, так как тоннель будет расположен ниже водоупора , представленного песком мелкозернистым.

1.2.  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 : 1000 .

Тоннель имеет несколько участков различной протяженности с различными уклонами :

-  3 % длиной 160 метров;

-  30 % длиной 160 метров ;

-  3% длинной 1187 метров;

-  30 % длиной 160 метров .

-  3 % длиной 160 метров .

Уклон на станциях принят 3 % ля обеспечения водоотвода.

Для сооружения тоннеля разработано три варианта обделки в грунтах с крепостью  f = 1,5 (мел мягкий ) и f =5 (мягкий песчанник) .

Вариант  1.

Железобетонная унифицированная обделка.

D_вн = 5,1 м

l  =  2365 мм

h_б = 200 мм

Достоинством такой обделки является : высокая деформативность, обеспеченная шарнирностью продольных стыков и отсутствием связей между кольцами.

Недостатком такой обделки является :-Необходимость подклинки блоков в грунт и оболочку щита для обеспечения необходимой геометрии кольца.

Вариант 2.

Обделка из железобетонных тюбингов со связями растяжения в поперечном направлении.

D_вн = 5,1 м

δ₁ = 60 мм

δ₂ = 80 мм

h_б = 200 мм

l  =  1832 мм

Достоинствами такой обделки являются :большая изгибная жесткость ,то есть возможно применение такой обделки в слабых грунтах  и в тоннелях большого сечения; сохраняет свою форму как под оболочкой щита, так и после схода с неё.

Недостатки такой обделки :большой расход металла на закладные детали, на армирование; пониженная трещиностойкость.

Вариант 3 .

Обделка, обжатая в грунт из лотка.

D_вн = 5,5 м

h_б = 200 мм

l  =  2365 мм

Недостатки такой обделки : необходимость расчленения одного лоткового блока на два полублока, необходимость создания в домкрате значительного распорного усилия для получения требуемого обжатия в верхней части кольца.
1.3 Определение расчетных нагрузок. Составление расчетной схемы. Подготовка исходных данных для расчета конструкции обделки.

Тоннель, залегает в грунтах, которые допускают сводообразование.Расчет производим по гипотезе содообразования так как H>2h₁.

Вертикальные и горизонтальные нагрузки определяются при нормативном значении угла внутреннего трения  ^н  ~ ^к / 2

Тогда: Вертикальное горное давление принимается равномерно распределенным по пролету выработки и определяется, как вес грунта в объеме вывала.

= 2,4  т / м³   объемный вес грунта ,

2) Определяем коэффициент упругого отпора грунта

 ,где

K₀ – коэффициент удельного упругого отпора,

3) Модуль упругости бетона (B 45) : для тюбинговой обделки принимаем

4) Определяем геометрические характеристики сечения тюбинга: