ветках к электродепо и в тупиках устанавливают рельсы типа Р50. Ширина колеи на прямых участках пути должна быть 1520 мм. На кривых предусматривается уширение, соответствующее радиусу кривой. Рельсы главных путей на прямых и кривых участках на подземных и закрытых участках тоннеля укладывают сваренными в плети длиной, как правило, равной длине блок-участка. Сварку рельсов выполняют электроконтактным способом. Для электропитания подвижного состава предусматривается укладка контактного рельса с его креплением, обеспечивающим нижний токосъем токоприемниками вагонов. Контактный рельс, как правило, располагается с левой стороны по ходу движения поездов. На всем протяжении контактный рельс должен быть закрыт электроизоляционным защитным коробом.
20.4. Основныеспособысооружениятоннелей
Способы проходки тоннельных выработок обусловливаются инженерно-геологическими условиями прорезаемого массива горных пород, а также размерами поперечного сечения тоннеля и его длиной. Основные способы проходки: раскрытым профилем, опертым сводом, опорным ядром, центральной штольней, щитовым способом.
Способ раскрытого профиля применим для проходки в легких грунтах и трещиноватых породах, требующих мощного крепления; при этом пробивают нижнюю штольню, затем верхнюю часть выработки и, наконец, нижнюю, разрабатывая таким образом все поперечное сечение тоннеля. При способе опертого свода разрабатывают сначала верхнюю часть поперечного сечения и сооружают свод обделки с опиранием его на породу, а затем под защитой свода нижнюю часть сечения. Этот способ применим в породах, способных до сооружения боковых стен воспринимать давление от свода.
Для пород с большим горным давлением и при значительной ширине выработки удобен способ опорного ядра, при котором среднюю часть поперечного сечения (ядро) разрабатывают после сооружения обделки по всему контуру.
На строительстве горных тоннелей при проходке в крепких устойчивых породах получил распространение способ центральной штольни. В центре поперечного сечения тоннеля закладывают направляющую штольню, из которой бурят в радиальных направлениях шпуры и, взрывая породу, расширяют выработку до полного профиля.
Наиболее прогрессивный из всех способов сооружения тоннелей, получивший наибольшее распространение при сооружении метрополитенов, — это щитовой. Щит представляет собой под-
420
вижную металлическую крепь замкнутого контура, под защитой которой разрабатывают породу и монтируют тоннельную обделку. Щитовой способ особенно целесообразен в слабых, сильно водоносных породах. Передвижение щита вперед осуществляется группой гидравлических домкратов.
При неглубоком от поверхности земли заложении тоннеля применяют открытый способ, т. е. тоннельную обделку выполняют в открытом котловане.
Вопросы для самопроверки по гл. 20
1. Какие виды тоннелей
применяются при строительстве дорог, их назначе
ния и
основные элементы?
2. Основные требования,
предъявляемые к профилю и анализ горных тон
нелей.
3. Требования к тоннелям метрополитенов.
4. Способы устройства тоннелей.
Глава 21
ПРОЕКТИРОВАНИЕКОНСТРУКЦИЯТОННЕЛЬНЫХОБДЕЛОК
21.1. Обделкагорныхтоннелей
Обделка тоннеля является постоянной конструкцией, предназначенной для закрепления горной выработки и придания ей проектного очертания. Тоннель без обделки может быть применен только в крепких скальных породах с незначительной трещинова-тостью и не подверженных выветриванию.
В зависимости от инженерно-геологических условий и назначения тоннеля обделка должна воспринимать горное давление по контуру выработки, гидростатическое давление подземных вод, временные нагрузки, передаваемые с поверхности земли (при мелком заложении тоннеля), сейсмические и другие нагрузки. Во всех этих случаях обделка является несущей конструкцией, которая должна обладать достаточной прочностью, устойчивостью и водонепроницаемостью.
Внутренние размеры обделки должны обеспечить нормальную эксплуатацию тоннеля, они должны соответствовать очертанию габарита приближения строения, установленного для железных и автомобильных дорог.
На выбор формы поперечного сечения обделки большое влияние оказывает горное давление окружающей породы. Влияет также материал обделки и способы сооружения тоннеля.
Горное давление возникает как силовое воздействие пород на временную крепь или обделку выработки, вызванное на-
421
рушением равновесия горного массива. Характер проявления горного давления зависит от состава, строения и физико-механических свойств горных пород, гидрогеологических условий, размеров выработки и глубины ее заложения от поверхности, способа и скорости проходки.
В крепких скальных породах горное давление проявляется в местах нарушения массива (сбросов, сдвигов, складчатости), характеризующихся сильной трещиноватостью. При горизонтальных напластованиях этих пород горное давление действует на крепь или обделку вертикально и симметрично. Косонаправленные пласты пород вызывают не только вертикальное, но и боковое давление. В пластичных породах (глинах, мергелях, сланцах) горное давление может быть значительным, и проявляется оно не только сверху, но и с боков выработки, а в некоторых случаях и снизу.
Для таких пород особенно характерно нарастание горного давления с течением времени. В процессе разработки забоя они обычно устойчивы, но через некоторое время в результате быстрого высыхания или, наоборот, насыщения влагой и набухания эти породы теряют устойчивость и развивают сильное давление на крепь и обделку.
В сыпучих породах горное давление проявляется сверху и с боков выработки. При самых незначительных выпусках таких пород вследствие дефектов крепи происходит быстрое нарастание давления с распространением зоны нарушения на значительное расстояние от выработки.
Особенно большое горное давление развивается при проходке в плывунах, которые не образуют свода естественного равновесия, а давят всей толщей. Если над плывунами залегают также неустойчивые породы, то горное давление будет определяться весом всех пород выше выработки. В плывунах давление проявляется со всех сторон выработки, поэтому к прочности и непроницаемости крепи предъявляют особенно высокие требования.
Существует много теорий по определению горного давления, но ни одна из них не дает точных результатов. В нашей стране получила наибольшее распространение теория проф. М. М. Про-тодьяконова. Согласно этой теории горное давление определяют исходя из предположения, что массивы пород не являются сплошными упругими телами, так как они разделены множеством трещин на отдельные глыбы и куски. Поэтому к любым горным породам можно применить законы сыпучих тел с некоторой поправкой, учитывающей силы сцепления. В качестве такой поправки вводится коэффициент крепости /, зависящий от физико-механических свойств породы. Коэффициент крепости для разных пород меняется от 0,3 до 20. Расчет крепей и тоннельных обделок ведется по данным, изложенным в СНиП на проектирование тон-422
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.